600MW等级超临界锅炉的设计

２０１０年第２期（总第５９期）　ＳＨＡＮＸｌ　ＥＮＥＲＧＹ　ＡＮＤ　Ｃ０ＮＳＥＲＶＡＴ１０Ｎ　钰；夏与　钍　２０１０年４月　ｉ　§：　ｉ　黯；谶瓣瓣：　搿　ｉ　ｉ糍　蔓　ｉ；ｉ　：　ｉ　ｌ　糍ｉ　６００　ＭＷ等级超临界锅炉的设计　郑明霞　（武汉锅炉股份有限公司，湖北　武汉４３０２０５）　摘　要：　６００　ＭＷ锅炉是引进ＡＬＳＴＯＭ超临界压力燃煤锅炉技术基础上，自主研发设计的一款新型燃煤锅炉，介绍了　６００　Ｍｗ锅炉的设计方案和结构特点，指出，由于该锅炉节能效果较好，具有广阔的市场前景。　关键词：　锅炉；结构；６００　ＭＷ超临界压力；直流循环锅炉　中图分类号：ＴＭ６２１　文献标识码：　Ａ　文章编号：　１６７４—３９９７一《２０１０）０２—００７８—０２　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　６００　ＭＷ　Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｂｏｉｌｅｒ　ＺＨＥＮＧ　Ｍｉｎｇ—ｘｉａ　（Ｗｕｈａｎ　Ｂｏｉｌｅｒ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ　４３０２０５，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　６００　ＭＷ　ｂｏｉｌｅｒ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｂｏｉｌｅｒ　ｉｓ　６００　ＭＷ　ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｂｙ　ａｂｓｏｒｂｉｎｇ　ＡＬＳＴＯＭ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏｉｌｅｒ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ，ａｎｄ　ｉｔ　ｈａｓ　ｂｒｏａｄ　ｍａｒｋｅｔ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｏｉｌｅｒ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；６００　ＭＷ　ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｆｏｒｃｅｄ—ｆｌｏｗ　ｏｎｃｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｂｏｉｌｅｒ　Ｏ　引言　锅炉是国民经济中重要的特种设备之一。按照用　途可分为电站锅炉、工业锅炉、船用锅炉、余热锅炉、机　车锅炉等。由于现代电力工业规模大，因此，电站锅炉　容量越来越大，蒸汽（压力、温度）参数也越来越高。　基于中国煤炭资源丰富，所以中国的电站锅炉以　燃煤为主ｌｌ　Ｊ。为了提高锅炉热效率，节约能源，武汉锅　炉股份有限公司在引进ＡＬＳＴＯＭ超临界压力燃煤锅　炉技术的基础上，自主研发设计了一款６００　Ｍｗ新型　燃煤锅炉。此种锅炉的蒸汽压力为２５．４　ＭＰａ，蒸汽量　达到１　９００　ｔ／ｈ，是１种典型的超ｌ临界压力锅炉。由于　超临界压力锅炉的汽水密度差别很小，因而采用直流　表１　６００　Ｍｗ超临界压力锅炉的设计参数　名称　单位　负荷　ＭＣＲ　ＴＲＬ滑压　ＴＨＡ滑压　过热蒸汽流量　ｔ／ｈ　５６９．０　５６９．２　５６８．９　过热蒸汽出Ｉ２＇压力　ＭＰａ（Ｇ）　５６９．０　过热蒸汽出口温度　再热蒸汽流量　℃　ｔ／ｈ　５７１．０　５６９．０　５６９．２　５７１．０　５６９．２　５６８．９　５７１．０　５６８．９　再热蒸汽进口压力　ＭＰａ（Ｇ）　５６９．０　再热蒸汽出１２＂压力　ＭＰａ（Ｇ）　５６９．０　再热蒸汽进１２＂温度　再热蒸汽出口温度　给水温度　５６９．２　５６９．２　３１５．６　５６９．２　２８０．０　５６８．９　５６８．９　３０９．０　５６８．９　２７５．０　℃　℃　℃　３２３．０　５６９．０　２８３．９　循环。该款６００　Ｍｗ超Ｉ临界压力锅炉设计为７ｃ型布置　形式，固态排渣、全钢架、全悬吊的结构，平衡通风，直　流式燃烧器四角切圆方式燃烧。为提高低挥发煤的着　火稳定性和在低负荷运行时着火、燃烧的稳定性，设计　还采用了浓淡分离的高浓度煤粉燃烧器，配６台中速　设计煤种和校核煤种的媒质分析见表２。　表２设计煤种和校核煤种的媒质分析　名称　Ｃ　Ｈ２　符号　Ｃａｒ／％　Ｈａｒ／％　设计煤种　校核煤种　５７．３６　３．８１　６０．００　３．８６　磨煤机和正压直吹式系统。　Ｏ２　Ｎ　Ｓ　Ｏａｒ／％　Ｎａｒ／％　Ｓａｒ／％　５．９３　０．９４　Ｏ．６６　９．４５　１．０３　０．７０　１锅炉设计参数及燃烧特性　６００　Ｍｗ超临界压力锅炉的设计参数见表１。　Ｈ２０　灰分　Ｍｔ／％　Ａａｒ／％　９．３０　２２．００　ｌ１．８ｌ　ｌ３．１５　可燃基挥发分　收稿日期：２０１０—０３一叭　低位发热值　Ｖｄａｆ／％　Ｏｎｅｔａｒ／ｑ０・ｋｇ一　３７．３２　３９．１１　２１　７００．００　２２　９９９．Ｏ０　作者简介：郑明霞，１９７８年生，女，湖北荆门人，２００７年毕业于　华中科技大学能源与环境专业，工程师。　・　７８　・　２０１０年第２期　郑明霞：６００　Ｍｗ等级超临界锅炉的设计　２　６００　ＭＷ超临界压力锅炉采用的工作原理　通常直流锅炉由于没有汽包，整个锅炉采用许多　管子并联，并用联箱连接而成。在给水泵压头的作用　下，给水顺序依次通过加热、蒸发、过热各个受热面，即　工质沿锅炉汽水管道流过，依次完成水的加热、汽化和　蒸发过热过程，最后蒸汽过热到所给定的温度。由于　工质的运动是靠给水泵的压头来推动的，所以在直流　锅炉的所有受热面中，工质都是强制流动的。　３　６００　ＭＷ超临界压力锅炉结构的简介　３．１整体布置　锅炉采用单炉膛“Ⅱ”型布置。炉膛四周布满膜式　水冷壁，截面尺寸为１８　ｌ４４　ｍｍ×１８　８１６　ｍｍ（炉膛深　度×炉膛宽度）。炉膛上部布置有分隔屏过热器和后　屏过热器，炉膛出口处布置末级再热器，水平烟道布置　了末级过热器。尾部竖井布置有立式低温再热器、水　平低温再热器及省煤器。炉顶、水平烟道两侧及尾部　竖井周围均由膜式壁包覆。锅炉尾部布置回转式空气　预热器。　３．２分离器及启动系统　采用带循环泵的启动系统。在锅炉启动的过程　中，利用循环泵维持蒸发系统所需的最小冷却流量。　循环泵使分离器贮水箱的回水回到省煤器入口的给水　母管系统中，分离器贮水箱的水位由锅炉给水泵控制。　３．３炉膛　炉膛采用全焊接膜式水冷壁结构。水冷壁下部采　用螺旋管圈，上部采用垂直管圈。上部水冷壁采用直　径为３４．９　ｍｍ的管子，节距为５６．０　ｍｍ；下部水冷壁采　用直径为３８．１　ｍｍ的管子，节距为５４．０　ｍｍ，螺旋度约　为１８．７。，充分发挥螺旋管圈受热均匀和适宜变速运行　的最大优点。　３．４燃烧器　采用水平浓淡燃烧器，将煤粉分成了浓淡两股煤　粉气流，促成了偏离化学当量燃烧，有利于降低燃料型　ＮＯ，的生成｜２　Ｊ。燃烧器布置采用大切角、小切圆，正方　形或近似正方形炉膛，以改善炉内空气动力场，防止或　减轻炉膛结渣的现象。　３．５过热器　过热器由４个部分组成：ａ）末级过热器；ｂ）后屏　过热器；ｃ）分隔屏；ｄ）顶棚过热器和尾部烟道包墙过　热器。　末级过热器位于后水冷壁排管后方的水平烟道　内，共８３片，管径为３８．１　ｍｍ，以２２４　ｍｍ的横向节距　沿整个炉宽方向布置。　过热器后屏位于炉膛上方折焰角前，共２０片，管　径为４４．５　ｍｍ，沿炉宽方向布置。　过热器分隔屏位于炉膛上方，前墙水冷壁和过热　器后屏之间，沿炉宽方向布置六大片，每大片又沿炉深　方向分为八小片。管径为４４．５　ＩＴＩＩＴＩ，以２　７３２　ｍｍ，　２　６８８　ｍｍ的横向节距沿整个炉膛宽度方向布置。　顶棚过热器和尾部烟道包墙过热器由顶棚管、后　烟道延伸包墙和尾部竖井前、后、侧墙组成。后烟道延　伸侧墙形成水平烟道。　３．６再热器　再热器由低温再热器和末级再热器组成。　末级再热器位于炉膛出口处，在后屏过热器和水　冷壁后墙悬吊管之间，共３３片，管径为６３．５　ｍｍ，以　５６０　ｍｍ的横向节距沿炉宽方向布置。　低温再热器位于尾部竖井烟道上部，分为垂直段　和水平段。共１２２片，管径为６３．５　ｍｍ，以１５３　ｍｍ的　横向节距沿炉宽方向布置。　３．７给水及省煤器　省煤器是利用锅炉的尾部烟气热量将锅炉给水进　行加热的１种装置。　省煤器布置在锅炉尾部竖井烟道下部，管径为　５０　８　ｍｍ，在锅炉宽度方向由１６０片顺列布置的水平蛇　形管组成。给水从省煤器入口集箱引入，经过蛇形管　进入省煤器中间的集箱，再通过省煤器悬吊管流入出　口的集箱。　３．８空气预热器　采用回转式空气预热器，每台炉配置２台。　３．９锅炉构架　锅炉构架是锅炉机组的重要组成部分，用于支吊　和固定锅炉本体各部件，该设计采用框架形式。　锅炉构架由地脚螺栓及支架、柱底板、柱、梁、水平　支撑、垂直支撑、平台扶梯及顶板等部件组成。主要构　件的连接采用扭剪型高强螺栓连接。　４　结语　超临界锅炉的发展是以提高能效为目的，在不增　加制造成本的基础上尽可能地提高发电量。随着国家　越来越重视节能，此类６００　Ｍｗ锅炉将占有越来越高　的市场份额，市场前景十分广阔。　参考文献：　［１］　姚丹花，徐雪元．上海锅炉厂有限公司超（超）临界锅炉主　要技术特点［Ｊ］．锅炉技术，２００９，４０（４）：１．８．　［２］　杨　震，庄恩如，曹子栋．６００　Ｍｗ超临界锅炉的燃烧调整　试验［Ｊ］．动力工程，２００７，２７（４）：５０２—５０６．　・７９・