整理上海锅炉厂有限公司600MW等级超超临界Π型锅炉方案简介

1、精品文档上海锅炉厂有限公司600MW等级超超临界口型锅炉方案简介丘加友徐雪元杨震张建文王正光蔡宏彭玲(上海锅炉厂有限公司，上海 200245)Brief introduction on -type Ultra-supercritical boiler of 600MWQiu Jiayou, Xu Xueyuan, Yang Zhen, Zhang Jianwen, Wang Zhengguang, Cai Hong, Peng lingShanghai Boiler Works Co. Ltd.摘要：本文对上海锅炉厂有限公司600MW等级超超临界n型锅炉方案进行 了简要介绍，主要包括锅炉的技术

2、规范，总体布置，受压件设计，燃烧系统设计，空气预热器设计等。关键词：超超临界600MWTI型锅炉系统Abstract: This paper briefly 川ustrates the design of 600MW ultra-supercritical two pass boiler by Shanghai Boiler Works Co. Ltd., including technical specification, general outlet, design of pressure parts, design of combustion system, design of air-

3、preheater and others. Key words: 600MW ultra-supercritical, two pass boiler, system1锅炉的主要技术规范本方案锅炉为600MW等级超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉、一次再热、 单炉膛、平衡通风、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构 n 型锅炉。1.1锅炉设计容量和参数名称单位BMCR BRL过热蒸汽流量t/h 1810 1724过热器出口蒸汽压力 MPa(g) 29.15 29.04过热器出口蒸汽温度C 605 605再热蒸汽流量t/h 1529 1460MPa(g) 6.15 5.87MPa(g

4、) 5.96 5.68C 369 360C 603 603295292再热器进口蒸汽压力 再热器出口蒸汽压力 再热器进口蒸汽温度 再热器出口蒸汽温度 省煤器进口给水温度 1.2设计条件 煤种为国内典型烟煤 锅炉运行方式：带基本负荷并参与调峰。锅炉按变压运行方式设计，采用定 一滑一定的方式，变压运行的范围按 30%90%BMCR;定压运行的范围按030%BMCR和90%100%BMCR。制粉系统：采用中速磨煤机正压直吹式制粉系统，每炉配 6台磨煤机。给水调节：机组配置2X50%B-MCR调速汽动给水泵和一台启动用电动调速给水 泵。根据锅炉精品文档精品文档启动旁路设置情况，推荐的电动给水泵容量为

5、30%B-MCRO1.3锅炉特点1）上海锅炉厂有限公司产品范围较广，在超超临界锅炉设计上既有螺旋管圈水 冷壁设计，又有垂直管圈水冷壁的设计，两种不同水冷壁布置的设计均能满足机 组变压运行的要求；本方案选用成熟的螺旋管圈水冷壁型式。2）采用较大的炉膛断面和容积，较低的炉膛断面热负荷和炉膛出口烟气温度；3）采用单炉膛四角切圆的燃烧方式；整个炉膛作为一个大燃烧器组织燃烧，对 于每个燃烧器的风量和粉量控制简单；水冷壁的吸热曲线的分布特征相对恒定， 与燃料层的投运层数无关等；燃烧器采用SOFA的布置方式，在降低NOx排放 的同时，使烟气的尖峰热流及平均温度降低， 可有效防止燃烧器区域的结渣和高 温腐蚀；

6、4）采用低NOx同轴燃烧系统（LNCFSTM ）;LNCFS是一种经过考验的成熟技术，迄今在全球范围内已有超过 200台的新建 和改造锅炉的成功运行业绩，总的装机容量大于 62,000MW, LNCFS在降低NOx排放的同时， 着重考虑提高锅炉不投油低负荷稳燃能力和燃烧效率，另外LNCFS在防止炉内结渣、高温腐蚀和降 低炉膛出口烟温偏差等方面，同样具有独特的效果。5）启动系统推荐采用带有再循环泵的启动系统，能有效回收启动阶段的工质和 热量，并增加了运行的灵活性；采用简单疏水扩容式启动系统则成本将减少，也适用于本方案；6）过热器采用煤水比加两级四点喷水， 再热器采用烟气挡板调温、燃烧器摆动、 低

7、负荷过量空气系数调节和在进口装设事故紧急喷水；7）过热器、再热器受热面材料选取留有大的裕度；为了降低超超临界锅炉因过热器和再热器出口汽温的提高所导致的高温段管子 烟气侧高温腐蚀和管内高温氧化，采用大量的高档次奥氏体钢管。2锅炉整体布置炉膛宽度18816mm，炉膛深度18144mm,水冷壁下集箱标高为6500mm （暂定）， 炉顶管中心标高为75340mm（暂定）。炉膛由膜式壁组成。从炉膛冷灰斗进口（标 高8546mm）到49.597m标高处炉膛四周采用螺旋管圈，管子规格为38.1mm,节距为54mm。在此上方为垂直管圈，管子规格为 34.9mm,节距为56mm。 炉膛上部布置有分隔屏过热器和后

8、屏过热器，炉膛折焰角上方布置高温过热器， 水平烟道布置高温再热器，尾部烟道为并联双烟道，后烟井前烟道布置有低温再热器、 后烟道 布置有低温过热器，在低温再热器和低温过热器管组下方布置有省煤器。燃烧系统按中速磨冷一次风直吹式制粉系统设计。24只直流式燃烧器分6层布置于炉膛下部四角，煤粉和空气从四角送入，在炉膛中呈切圆方式燃烧。尾部烟 道下方设置两台转子直径13492mm三分仓受热面旋转容克式空气预热器。炉底 排渣系统采用机械出渣方式。锅炉运行层标高暂定为17.00m。锅炉设有膨胀中心及零位保证系统，炉顶采用大罩壳热密封，炉顶管采用全金属密封，炉墙为 轻型结构带梯型金属外护板，屋顶为轻型金属屋盖。

9、1）锅炉总体布置图：如下图1所示。精品文档精品文档图1锅炉总体布置图2）锅炉总体设计简况：如下表1所示。表1锅炉的总体设计简况序号项目螺旋管圈1炉型单炉膛 型布置，全悬吊结构。炉膛下部（包括冷灰斗）采用 螺旋围绕管圈经过中间混合集箱引入上部垂直管屏2炉膛断面尺寸 18816M8144 mm3水平烟道深度7440 mm4尾部烟道深度（前烟井/后烟井）14180 mm（7090/7090 mm）5顶棚管标高75340 mm序号项目螺旋管圈汽水流程主汽系统给水省煤器炉膛下部螺旋管圈中间混合集箱炉膛上部垂直管屏汽水分离器炉顶、包复过热器低温过热器分隔屏过热器；一一级喷水后屏过热器J 一二级喷水末级过热

10、器去汽机再热系统：来自汽机高压缸排汽事故喷水J低温（一级）再热器精品文档精品文档高温（二级）再热器去汽机中压缸启动系统汽水分离器贮水箱;大气扩容器混合器;J凝结水箱再循环泵 J;凝汽器给水管道省煤器7烟气流程炉膛（包括分隔屏过热器、后屏式过热器）序号 项目螺旋管圈末级过热器高温再热器低温再热器低温过热器省煤器省煤器空气预热器8燃烧系统磨煤机燃烧器型式数量油枪中速磨六台HP943,每台接一层四个喷口， 5台磨带BMCRo 单炉膛单切圆燃烧、低NOx同轴燃烧系统（LNCFSTM ）, 一层 SOFA布置。六层布置，共24只煤粉喷口。20%MCR输入热量。12根启动暖炉，低负荷稳燃9调温方式主蒸汽再

11、热蒸汽煤水比+两级喷水（按6%BMCR流量）烟气档板调温+燃烧器摆动+过量空气系数（事故超温时喷水）10精品文档精品文档空气预热器型式数量容克式三分仓回转式预热器2台11吹灰器炉膛：墙式吹灰器96台对流烟道：长伸缩式吹灰器 68台预热器：蒸汽吹灰器4台12出渣装置机械刮板捞渣机装置3受压部件简介水冷系统水冷壁采用上下分段的水冷壁结构。炉膛下部水冷壁采用螺旋管圈。炉膛从冷灰 斗进口（即标高8546mm）到49597mm标高处炉膛四周采用螺旋管圈，管子规 格为 38.1mm节距为54mm0炉膛上部水冷壁采用垂直管圈，管子规格为 31.8mm节距为56mm。冷灰斗采用螺旋管圈，管子规格为38.1 x

12、 7.5mm节距为54mm0螺旋管与垂直管的过渡采用中间混合联箱型。水冷壁系统流程见图 2。图2水冷壁系统流程图过热器系统过热器系统流程见图3。S-1S-2S-3S-40S-39S-41S-37 S-42S-43 S-44S-45S-46S-49S-48S-47S-50S-51S-53S-54S-55S-52 S-58S-57S-56S-6S-36S-3a精品文档精品文档S-7S-9S-10S-4S-14S-15S-13S-22S-23S-17S-18S-11S-5S-35S-24S-34S-33S-32S-31S-30S-20 S-19S-29S-28S-25S-8S-16I IS-45S-

13、43S-49S-41 S-50S-52S-53 S-51S-54S-58 Siamese headersDesh#2Desh#1VIEW I - IS-12S-21S-26S-27图3过热器流程图过热器采用两级喷水减温，第一级设置在分隔屏至后屏的管 道上、第二级设置在后屏过热器出精品文档精品文档口管道上，减温水取自省煤器进口，两级减温水量总量为各负荷下主蒸汽流量的 6%。再热器系统再热器系统流程见图4。图4再热器流程图再热器蒸汽温度采用烟气挡板调温、 燃烧器摆动和过量空气系数调节，低再进口 管道上设置事故紧急喷水。省煤器系统省煤器系统流程见图5。图5省煤器系统流程启动系统启动系统推荐采用带再循

14、环泵的启动系统。带再循环泵的启动方式具有节约启动 时间和节约启动过程中燃料和水的消耗量等的优点，使得锅炉在启动时（特别是冷态启动时）可以快速地启动。再循环系统采用1台湿式马达启动泵，型式与常规控制循环的炉水循环泵基本 相同，但只有一个泵出口（控制循环泵有两个出口），泵的扬程也要比控制循环 泵高，功率消耗大。4燃烧设备上海锅炉厂有限公司在引进 ALSTOM 公司低NOx同轴燃烧系统（LNCFSTM ） 技术的基础上，对燃烧设备已具有自主设计、制造的能力。低 NOx同轴燃烧系 统（LNCFSTM ）, LNCFS在降低NOx排放的同时，着重考虑提高锅炉不投油 低负荷稳燃能力和燃烧效率，同时通过技术

15、的不断更新，LNCFS在防止炉内结渣、高温腐蚀和降低炉膛出口烟温偏差等方面，同样具有独特的效果。5空气预热器锅炉配备两台回转式空气预热器。 空气预热器主轴垂直布置，烟气和空气以逆流 方式换热。空气预热器型号为：2-32-VI（T）-2050。上海锅炉厂有限公司在引进 ALSTOM-APC技术的基础上，已具备自主设计、 制造回转式空预器的能力。6钢构架和平台楼梯锅炉构架采用全钢结构，主要构件的接头采用扭剪型高强度螺栓连接，比较次要的构件的接头采用高强度螺栓或焊接连接。主要承力构件材料为抗腐蚀性能良好的高强度低合 金钢Q345,比较次要的构件材料为Q235。除回转式空气预热器支撑在构架上以外，锅炉其余部分 全悬吊于构架上。7结论本锅炉方案是在充分吸收我公司大量的 600MW和1000MW超超临界压力直流 锅炉设计、制造和运行经验的基础上提