超临界锅炉结构.ppt

1、朱全利、锅炉设备和系统、第一章简介、第一节超临界锅炉发展现状和趋势、国内外超临界机组针织面料发展情况1国外超临界机组针织面料发展情况六十年代初、美国、露西亚和日本自超临界大型机组针织面料8.0年代以后，随着金属材料技术的发展，在配件和系统方面成熟， 超临界技术迅猛发展的两个国内超临界尤针织面料发展情况从8.0年代就开始引进超临界压力尤针织面料，600MW超临界尤针织面料自1992年在上海石洞口第二电厂投入运行以来，效益良好，国外超临界一次热尤针织面料的热效率高达40B%，先进达45%以上， 供电煤消费量在300g/(kWh )左右二、超临界火力技术发展趋势展望三、超临界火力发电厂技术国产化关键

2、超临界残奥表带来了一些新问题： (1)超临界残奥表下的材料特性、锅炉传热、水动力、 热偏差和动态特性蒸汽轮机的主要零配件结构设计和转子的蒸发制冷技术、蒸汽流激振、固体颗粒侵蚀(2)尤针织面料轴稳定性和蒸汽轮机末级长叶片的研制(3)国产化条件下待解决的若干技术问题(4)尤针织面料大型化的技术问题(5)发电机的设计， 在制造和大运输等方面“600MW超临界火力发电厂的开发”项目工程的主要技术和难点内容： (1)提高600MW超临界机组系统优化和运行性能；(2)超临界机组材料和铸造锻件国产化；(3)超临界机组自控系统和仪表研究；(4)开发600MW超临界蒸汽轮机；(5) 600MW超临界锅炉的开发(

3、6)超临界机组辅助设备的开发(7)超临界火力发电厂的开发技术开发、第二节本厂的超临界锅炉概况、本厂的350MW锅炉是哈注音字锅炉厂有限责任公司独自开发设计、制造的国内首台超临界350MW锅炉。 锅炉炉型为HG-1100/25.4-YM型，是一次中间再热、超临界压力变压运行直流锅炉，采用单炉膛、平衡通风、固体排渣、全铁元素骨、全悬挂结构、型配置、无再循环泵的大气扩张式启动系统。 锅炉岛是露天布置的。 把煤种设计成烟煤。 锅炉示意图、2、锅炉结构和系统综述燃烧系统制粉系统汽水系统排气系统排气系统脱硫系统、本锅炉采用型配置、单炉膛、尾部双排烟道、全钢结构、燃烧器前后壁配置、对流燃烧。 炉膛截面尺寸为

4、15.287m宽、13.217m深，水平排烟道深度为4.747m，尾部前排烟道深度为5.06m，尾部后排烟道深度为5.98m，水冷壁下集箱标高为6.5m，天花板标高为59.0m。 锅炉主蒸汽系统以内置式起动分离器为界设计，在从冷灰斗入口到标高39.0m的中间混合挤压筒之间用线圈水冷壁连接到炉膛上部的水冷壁垂直管屏和后水冷壁引体向上管，通过下降管引入火焰角、水平排烟道底包壁和水平烟道侧壁，引入汽水分离器。 从微咸水分离器出来的蒸汽被引到天花板和墙壁系统，进入低温过热器，流过丝网过热器和最终段过热器。 再热器系统分为低温再热器和高温再热器两种配置，中间没有挤压筒连接，低温再热器位于尾部双排烟道中的

5、前部排烟道，高温再热器位于水平排烟道中反、顺流混合和烟热交换。 水冷壁为全膜式焊接水冷壁，下部水冷壁和灰斗采用线圈筛，上部水冷壁为垂直筛，线圈筛和垂直筛过渡点标高39.2m，转换比为1:3。 从炉膛出口到锅炉尾部，烟分为上炉膛的屏式过热器、火焰角上方的最终段过热器、水平排烟道的高温再热器及尾部排烟道的烟两部分。 一个通过前部排烟道的立式和水平低温再热器，另一个通过后部排烟道的低温过热器、省煤器，最后进入下方的两个三分仓旋转式空气预热器。、过热器主要采用煤水比温控，设置两级水射流降温器，一级降温器配置在低温过热器与板式过热器之间，两级降温器配置在板式过热器与末级过热器之间，各级两点。 再热蒸汽使

6、用尾部排烟挡板进行温度调节，在再热器入口配管上具备事故的放水器。 制粉系统采用中速磨粉机正压直喷系统，每个炉配置5台磨煤机，在4台磨煤机运行时具有额定负荷。 各磨煤机提供前壁或后壁同层配置的喷燃器，前壁将后壁配置在3层，配置在2层，各层配置4只。 煤粉燃烧器的上方前、后壁各配置2层燃烧风，每层有4个风口。 锅炉配置有5.2叶片的炉膛灰器，1.4叶片长的伸缩式灰器配置于上火炉和水平排烟道，6.0叶片的瓦斯气体脉冲灰器配置于尾部排烟道，4片空气预热器灰器(2片蒸汽灰器和2片瓦斯气体脉冲灰器)灰器由程序控制。 在水平排烟道的高温再热器入口两侧设置烟温度探头，在下火炉上设置火炉监视系统的通用相机，监视

7、火炉的燃烧状况。 第二章超临界锅炉结构第一节蒸发受热面一、水冷壁结构本工程水冷壁，包括冷灰斗在内的炉膛下部采用螺旋缠绕水冷壁，上部采用垂直水冷壁，具有适合变压运行和锅炉调峰的特点的水冷壁为全膜式结构，采用微负压炉膛设计； 炉内烟气不泄漏的下部螺旋缠绕水冷壁管均采用预螺纹管，防止水循环不稳定现象发生，降低最低质量流速，减小水冷壁流动阻力，在下部水冷壁和上部水冷壁间设置了过渡段，设置了混合分配箱，采用下部螺旋缠绕螺纹管， 采用水冷壁出口工程温度偏差小的不同刚度南朝梁支撑结构，刚度南朝梁和水冷壁相对弯曲、自由膨胀，炉膛水冷壁的设计主要考虑到以下方面： (1)随着负载的降低，在工作条件差的水冷壁中，质

8、量流速也成比例降低； 在直流方式中，受工质流动的稳定性影响，为了防止流动的多值性不稳定现象，必须限定最低直流运行负荷时的质量流速；(2)在临界压力点以下的负荷运行时，和亚临界机组一样，必须重视水冷壁管内两相流的传热和流动，防止膜沸腾的发生；(3) 低负荷时，炉膛水冷壁的吸热不均变大，需要防止因水冷壁线圈的吸热不均导致的温度偏差的增大；(4)变压运行中，蒸发点的变化使单相和两相区的水冷壁的金属温度变化，注意水冷壁及其刚性南朝梁系的热胀冷缩设计，防止因频繁的变化导致的受压材料的疲劳破坏；(5)降低负荷后， 由于省煤器吸热量减少，B-MCR工况设计的省煤器在低负荷时可能在出口处汽化，影响水冷壁的产水

9、量分配，流动工况恶化。 线圈环的设计是，当直流炉中负载减少时，能够减少工质产水量，将炉膛水冷壁蒸发制冷到一盏茶，因此线圈环炉膛的基本原理是减少构成炉膛水冷壁的管的数量，维持高质量流速，不增大管间的间距，确保管及肋的金属壁的温度在任何状况下都是安全的为此，线圈水冷壁设计实现了以下两个目的： (1)减少各管网的管数，提高管内质量流速，避免管壁金属过热和过热。 (2)使各管通过炉膛的四方的壁，能够将管间的吸热偏差抑制在最小限度。 所有的水冷壁管都配置成在工业上向上流动。 大容量锅炉的水冷壁可以有螺旋缠绕管和垂直上升管两种配置。 在本锅炉设计中，炉膛由下部螺旋提升水冷壁和上部垂直提升水冷壁两种不同的结

10、构构成，采用膜式结构，两者之间由转移水冷壁连接。、图6-1的不同水冷壁形式对出口工程的温度偏差进行比较，整个水冷壁的部署图，给水经过省煤器加热后，规格为21945mm，材料进入SA-106C的水冷壁下集水箱(标高为6.5m )，通过水冷壁下集水箱进入水冷壁冷灰斗。 冷灰斗角度为5.5，下部出渣口宽度为1429mm。 灰斗部分的水冷壁由从前、后水冷壁下集管出来的328根直径38mm、壁厚7.3mm、材料15CrMoG、间距53(52.79)mm的光管包围。 经过灰斗拐点(标高14.9177m )，管带以17.893的螺旋倾斜角持续上升，被328根直径38mm、壁厚6.5MWTmm、材料15CrM

11、oG、间距53(52.79)mm的倾斜螺纹管构成的管带包围。 在炉膛的四犄角旮旯中，线圈屏以250mm的弯曲半径被弯曲。 线圈水冷壁为标高39.0m，规格为21960，材料通过SA-335 P12的中间集管转换为垂直管网。 相邻的中间集管都由1根8315的压力平衡管连接。 垂直管屏由988根31.86.2mm，材料12Cr1MoVG，间距57.5mm的管构成。 前壁和后壁的垂直管屏分别由265根管构成，两侧的壁屏分别由229根管构成。 前壁和两侧壁的垂直管网上升，与位于天花板上方的出口集管连接，后壁的垂直管网上升，与标高45.536m的27360后水吊管入口集管连接，该集管在标高60.050m

12、的吊管出口集管引出6.5本的63.514吊管。 为监测运行中水冷壁的壁温，在螺旋水冷壁管出口处设置了5.6个壁温测量点，在前、侧壁垂直管筛和后吊管出口处设置了7.7个壁温测量点。 以前，侧垂直管面板出口集管和吊管出口集管分别为8根，1.0根和6根合计2.4根16835的引出管与上火炉两侧的各1根559的下降管连接。 下降管向下，然后在火焰角后海拔46.081m处，在火焰角入口收集挤压筒。 从折焰角入口集合箱到2.4主体11420和4根16830的连接管分别与27360折焰角入口箱和21945水平排烟道侧包壁入口箱相接。 折焰角由265根44.58.5、节距57.5mm的管构成，通过其的水吊管形

13、成水平排烟道底包壁，形成纵向4列节距100mm、横向6.5列节距230mm的水平排烟道管束连接到出口集管。 水平排烟道侧壁由44.57.0根、间距115mm的管构成，21945的出口集管和21945的水平排烟道管束出口集管引出合计1.2根的16830根连接管，连接2根起动分离器。 (参见图中的中间标题)、冷灰斗螺旋水冷壁：为了便于现场生产，把一片一片的屏幕分成几个工艺的小屏幕，在工厂内生产后组装商品发货。 为了减少施工现场的焊接口，角部弯头全部附着在管网上商品发货。 在、刚性南朝梁、各壁的各层的刚性南朝梁中，水平地有膨胀中心，以此作为固定端，也就是引导点。 炉膛侧壁固定端从后水冷壁中心线后竖井

14、侧壁固定端到前包壁中心线炉膛及后竖井前后壁的固定端被设定在锅炉中心线上。 刚性南朝梁的两端和锅炉水冷壁之间可以相互安全地进行弯曲运动。 螺旋管水冷壁和垂直水冷壁具有不同的刚性南朝梁结构。 垂直水冷壁刚度南朝梁设计和传统的亚临界锅炉一样，螺旋水冷壁刚度南朝梁、刚度南朝梁由垂直刚度南朝梁和水平刚度南朝梁组成网格结构，刚度梁体系和炉壁等自重荷载完全由垂直搭接支撑。 作用于水冷壁的炉膛压力向垂直说唱乐大板块传递，反作用力经大、小接头向垂直刚性南朝梁传递，最后从垂直刚性南朝梁的上端及下端向水平刚性南朝梁传递。 螺旋水冷壁刚性南朝梁，垂直说唱乐板轨耳板固定垂直说唱乐板，可上下滑动，保证垂直说唱乐板与螺旋水

15、冷壁之间的相对滑动。 垂直重叠板和垂直刚性南朝梁之间用大接头和小接头连接，保证了垂直刚性南朝梁和垂直重叠板之间的相对滑动。位于大接头附近的端部的垂直刚性南朝梁焊接固定在其附近的水平刚性南朝梁，垂直刚性南朝梁的另一端与另一端的水平刚性南朝梁经由焊接在该层的水平刚性南朝梁上的滑动引导槽连接，垂直刚性南朝梁沿着该槽滑动，穿过垂直刚性南朝梁和水平刚性南朝梁之间的相对滑动垂直说唱乐的最上端焊接固定在垂直水冷壁上，下部的全负荷传递到上部水冷壁。 炉壁结构在第二节过热器和再热器一、过热器和再热器的设计和运行过程中，应注意以下问题： (1)运行过程中保持汽温稳定，汽温波动不得超过(510)C。 (2)过热器和

16、再热器需要可靠的温度调节手段，运转状况在一定范围内变化时，能够维持额定的蒸汽温度。 (3)尽量防止或减少平行管之间的热偏差。 用于过热器和再热器的材料取决于其工作温度。 当金属管壁温不超过500C时，可采用碳钢，当金属温度高时，必须采用合金钢材或奥氏体不锈钢合金钢材。 二、构成过热器一过热器结构和工作特性(1)对流过热器(2)辐射式过热器(3)半辐射式过热器(4)包复过热器、双锅炉过热器系统(1)过热器系统可被分为蒸汽流动的顶部包复过热器、低温过热器、板式过热器和最终段过热器。 1 )天花板过热器及后立井区域。 来自分离器的1.2的21935连接管将蒸汽导入27360的顶棚入口集管。 上火炉和

17、水平排烟道上部的顶棚过热器由133根63.510、材料12Cr1MoVG的管构成，管之间焊接厚度10mm的扁钢，另一端在27365尾部包括壁入口集管。 上火炉顶棚管的间距为115mm，水平排烟道上方的顶棚管以153.3mm和76.7mm的间距配置。 尾包壁入口集管与云同步的后排烟道前壁和后排烟道天花板相接，蒸汽分两路流动。 后排烟道顶棚由132根4.4、5.7、间距115mm的管构成，下降到后部转弯9.0，形成后排烟道后壁。 后排烟道前壁由133根518.5管组成，上部为2列烟管束，横向间距230mm，纵向间距85mm，下部为膜式壁，间距115mm。 后排烟道前、后壁与32475的后排烟道下部

18、的环状集液箱相接，环状集液箱连接后排烟道两侧的壁，各面侧的壁由9.5根的6.3为510.5、间距为115mm的管构成。 侧包壁出口集管的规格为27360，其引出1.6本的21935引出管与40685的中间隔壁和吊管入口集管相接。 与后排烟道前壁相似，中间隔壁上方是烟流通的管束，纵方向是两排，横方向的间距是230mm，纵方向的间距是90mm，下方是膜式管壁，间距是115mm，管的规格都是44.510。 中间隔壁进入32475的隔壁出口集液箱即一级过热器入口集液箱，隔壁出口集液箱与一级过热器相连。 后排烟道包复壁所有膜式管网的扁钢厚度为6mm。 在云同步上，将过热器侧和再热器侧吊管分别引出到中间隔壁和吊管入口集管，低再侧吊管共计130根519.0，间距230mm，在锅炉深度方向配置2列，悬挂低温再热器的低过侧引体向上管共计130根5712.5，间距230mm， 在锅炉深度方向配置成两排来引体向上低温过热器，过再热器引体向上管被引导至27360的中间隔壁引体向上管出口集管，以间距115mm，管规格为5710的尾部排烟道中间隔壁下部管被从中间隔壁引体向上管出口集管引导至作为隔壁出口集管的一级过热器入口集管低温过热器、低温过热器配置在尾部双排烟道的后部排烟道，由