东方600MW超临界机组锅炉技术介绍.ppt

,,,,,,,东方600MW超临界机组锅炉技术介绍,二○○三年十二月,东方超临界本生锅炉技术来源BHK超临界直流锅炉业绩东方600MW超临界锅炉技术特点东方超临界本生锅炉结构设计特点东方超临界本生锅炉独特结构制造特点,主要内容,,DBC/BHK/BHDB,东方超临界本生锅炉技术来源BHK超临界直流锅炉业绩东方600MW超临界锅炉技术特点东方超临界本生锅炉结构设计特点东方超临界本生锅炉独特结构制造特点,主要内容,,DBC/BHK/BHDB,东方超临界本生锅炉技术来源BHK超临界直流锅炉业绩东方600MW超临界锅炉技术特点东方超临界本生锅炉结构设计特点东方超临界本生锅炉独特结构制造特点,主要内容,,DBC/BHK/BHDB,东方600MW超临界机组锅炉设计指导思想,满足业主要求锅炉可用率高、可靠性好锅炉热效率高、经济性好煤种适应性广变负荷适应能力及调峰能力强锅炉排放物低,DBC/BHK/BHDB,东方600MW超临界机组锅炉技术特点,整体布置成熟可靠成熟可靠的水冷系统设计采用世界一流的燃烧技术和燃烧设备过热器和再热器系统设计合理对调峰适应性好系统设计简单可靠,,DBC/BHK/BHDB,汽水流程,DBC/BHK/BHDB,整体布置成熟可靠,一.锅炉布置采用世界上燃煤机组中最普遍、最成功的单炉膛л型布置方式。全钢架，全悬吊结构。二.炉膛设计合理，采用螺旋管圈混合集箱垂直管水冷壁，采用BHK成熟、安全可靠的超临界本生直流水循环系统。三.采用BHK成熟的SH、RH布置方式。过热器采用水-煤比和多级喷水调温，再热器采用尾部双烟道挡板加事故喷水调温四.采用对冲燃烧方式，24～36只HT-NR低NOx燃烧器分三层布置在前后墙。五.采用经优化设计的CE三分仓容克式空预器。,,锅炉整体布置,,锅炉深度～44.5m锅炉宽度4449m大板梁标高～82m,,DBC/BHK/BHDB,炉膛设计参数选取合理,1000MW600MW炉膛宽度～28.5m～19.4～22.4m炉膛深度～16m～15.5m炉膛断面积～440m2～300～345m2炉膛高度～70m～58～67m,根据BHK设计经验，针对不同煤种的着火特性、结渣特性、燃尽特性和粘污特性确定合适的容积热负荷、断面热负荷和炉膛出口烟气温度，可有效做到避免炉膛结渣，很好地解决着火稳定性、高效燃烧、扩大煤种适应性。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,AAP,,DBC/BHK/BHDB,前后墙3排布置，每层4只～6只，总共24只～36只。组织前后墙对冲燃烧。主燃烧器之上设燃尽风口，燃尽风风口含两股独立的气流，中央部分为非旋转气流，外圈为旋转气流。,燃烧器布置,采用世界一流的燃烧技术和燃烧设备,DBC/BHK/BHDB,燃烧器布置特点,前后墙对冲燃烧方式，可确保沿炉膛左右两侧有均衡的燃烧性能。在减少炉膛出口左右两侧烟温偏差方面，前后墙对冲燃烧方式具有明显的优势。,,DBC/BHK/BHDB,燃烧器构造,,在一次风通道中布置煤粉浓缩器，达到稳燃、抑制NOx生成二次风通过燃烧器内同心通道送入炉膛，参与燃烧三次风通道内设有独立的旋流装置，从燃烧的不同阶段送入炉膛,DBC/BHK/BHDB,着火稳定性好燃烧效率高低负荷稳燃能力强能有效抑制NOx生成,HT-NR燃烧器特点,DBC/BHK/BHDB,着火稳定性好,一次风通道中心设有煤粉浓缩器在燃烧器出口处采用火焰稳燃环回流热烟气迅速加热煤粉，提高了燃烧效率,炉膛和燃烧设备,,DBC/BHK/BHDB,燃烧效率高,采用煤粉浓缩器，并采用稳燃环，使得煤粉着火迅速。分级燃烧，优化配风，促进碳的燃烧。足够的炉膛容积和上部燃尽空间采用上部燃尽风（AAP）采用较细的煤粉细度,炉膛和燃烧设备,DBC/BHK/BHDB,防止结渣和高温腐蚀,组织对冲燃烧，边排燃烧器距侧水冷壁距离合适，避免火焰直接刷墙合理组织炉内空气动力场，燃尽风采用优化的双气流结构，中央部位的气流是非旋转的气流，它直接穿透进入炉膛中心，补充燃尽所需空气。边部风口采用旋转气流，在水冷壁面形成氧化性气氛，防止发生高温腐蚀和结渣合理布置吹灰器,炉膛和燃烧设备,DBC/BHK/BHDB,抑制NOx生成,HT-NR燃烧器为单喷口分级燃烧，降低燃料型NOx，燃烧器区域NOx迅速分解。淡煤粉气流为富氧燃烧，煤粉浓度低，燃烧温度低，降低热力型NOx。采用燃尽风，组织全炉膛的分级燃烧，进一步降低NOx生成。,炉膛和燃烧设备,,DBC/BHK/BHDB,BHKHT-NR系列燃烧器运行业绩,,DBC/BHK/BHDB,过热器和再热器系统设计合理,1.采用BHK公司超临界本生直流锅炉过热器和再热器成熟的设计和结构布置方式，具有较宽的负荷变化适应性2.管子规格和选材按照BHK的设计标准进行壁温计算和热力偏差计算，在选材上留有较大裕度3.合理划分各级受热面，严格控制各级屏间偏差，受热面之间采用大口径管道左右交叉连接4.SH汽温采用水/煤比和两级或三级喷水控制，再热器系统采用尾部挡板调温，并设有事故减温器。,DBC/BHK/BHDB,,过热器和再热器系统流程图,,DBC/BHK/BHDB,良好的锅炉布置与系统设计过热器再热器系统吸热量分配与负荷适应性燃烧器与低负荷稳燃采用本生锅炉水冷壁系统螺旋水冷壁，布置内螺纹管，水冷壁壁温均匀,锅炉对调峰适应性好,厚壁元件进行疲劳寿命分析汽水分离器元件过热器、再热器出口集箱先进的结构设计大连接管道柔性分析受热面与集箱连接管柔性分析,DBC/BHK/BHDB,系统设计简单可靠,,DBC/BHK/BHDB,,东方超临界锅炉技术特点总结,锅炉总体布置采用BHK成熟的л型结构，也是世界上最广泛采用的典型结构。炉膛采用带内螺纹的螺旋管圈垂直管，工质出口温度均匀。并且炉膛设计合理，充分满足各种煤质特性要求。采用世界上最为先进的BHK型NR燃烧技术，并合理确定燃烧器只数及合理布置燃烧器，有效解决煤的着火稳定性、燃尽特性、结渣特性及控制NOX的排放。充分展现NR燃烧器燃烧稳定，燃烧效率高，NOx排放低等突出优点。过热器、再热器系统布置合理，能在较大负荷范围内维持汽温达到额定值，壁温选材留有较大裕度，调温方式成熟可靠。锅炉具有良好的调峰能力和燃料适应性。采用简单、成熟、可靠的BHK型本生炉系统。,DBC/BHK/BHDB,东方超临界本生锅炉技术来源BHK超临界直流锅炉业绩东方600MW超临界锅炉技术特点东方超临界本生锅炉结构设计特点东方超临界本生锅炉结构制造特点,主要内容,,DBC/BHK/BHDB,东方超临界本生锅炉结构设计特点,水冷系统设计汽水分离器设计,DBC/BHK/BHDB,水冷系统设计,设计特点螺旋水冷壁设计过渡段水冷壁设计刚性梁设计,,垂直膜式水冷壁,螺旋水冷壁出口集箱,垂直水冷壁进口集箱,螺旋水冷壁出口集箱,垂直水冷壁进口集箱,垂直搭接板,垂直刚性梁,水平刚性梁,螺旋膜式水冷壁,DBC/BHK/BHDB,设计特点,按壁温计算、应力分析计算结果选用受热面管及膜式扁钢材质并留有裕度；包括冷灰斗在内的炉膛下部采用螺旋盘绕水冷壁，上部采用垂直水冷壁，适于变压运行及锅炉调峰；水冷壁全为膜式结构，并采用微负压炉膛设计，炉内烟气不泄漏；下部螺旋盘绕水冷壁管全部采用内螺纹管，可防止水循环不稳定现象的发生，降低最低质量流速，减小水冷壁流动阻力，可得到更低的最小直流负荷；下部水冷壁与上部水冷壁之间设有过渡段，并设有混合和分配集箱，以及下部螺旋盘绕内螺纹管的采用，水冷壁出口工质温度偏差小，静态敏感性小；采用不同的刚性梁支撑结构，刚性梁与水冷壁可相对滑动，自由膨胀，不会产生附加热应力。,DBC/BHK/BHDB,水冷系统,组成下部螺旋水冷壁中间集箱过渡上部垂直水冷壁等；下部螺旋水冷壁内螺纹管，Ф38.1，膜式扁钢开双坡口；上部垂直水冷壁光管，Ф31.8；系统阻力小于1.83MPa设计核心①确定管内质量流量，防止传热恶化，保证工质出口焓值;②解决螺旋水冷壁炉膛的支撑，即刚性梁的设计；设计难点①炉膛冷灰斗设计；④中间集箱过渡段的设计、发货；③后墙及折焰角水冷壁设计；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,排入冷凝器,来至省煤器,垂直水冷壁,螺旋水冷壁,DBC/BHK/BHDB,螺旋水冷壁设计,水冷壁形式及流体温度,,螺旋水冷壁设计,优点减少各管屏的管子数量，提高管内质量流速，避免管壁金属发生过热和超温。在安全范围内，质量流速可自由选择。使每根管子都经过炉膛的四面墙，可把管子间的吸热偏差减至最小程度。缺点设计、生产复杂，成本较高。,DBC/BHK/BHDB,过渡段水冷壁设计,两种基本结构形式,,,DBC/BHK/BHDB,刚性梁设计,刚性梁设置是用来保护炉膛水冷壁，不会因受到炉内烟气压力的作用而发生变形。每面墙的每层刚性梁水平上均设有膨胀中心，以此为固定端，即导向点。螺旋管水冷壁和垂直水冷壁具有不同的刚性梁结构。刚性梁和水冷壁之间相互不直接焊接，可以相对滑动，可防止附加热应力的产生，保证炉膛安全可靠运行。,,垂直水冷壁刚性梁,,螺旋水冷壁刚性梁,刚性梁由垂直刚性梁和水平刚性梁构成网格结构，刚性梁体系及炉墙等的自重荷载完全由垂直搭接板支吊。垂直搭接板与垂直刚性梁之间用大、小接头连接，保证了垂直刚性梁与垂直搭接板间的相对滑动。垂直搭接板最上端与垂直水冷壁焊接固定，从而把下部全部荷载传递到上部水冷壁。作用在水冷壁上的炉膛压力被传递到垂直搭接板上，反作用力通过大、小接头传递给垂直刚性梁，最后从垂直刚性梁的顶端和底端传到水平刚性梁上。,,筒身Ф900，SA-387Gr11，直段长～2.9m内件消旋器、阻水装置封头锥形，上下各1引入管6根，切向引出管汽（上部）、水（下部）各1根数量2只/台炉,锅炉启动系统,1.汽水分离器,,DBC/BHK/BHDB,2.贮水罐,筒身Ф990，SA-387Gr11，直段长～17m内件阻水装置封头锥形，上下各1引入管2根引出管汽（上部）、水（下部）各1根数量1只/台炉，考虑水位控制的稳定性,,锅炉启动系统,DBC/BHK/BHDB,东方超临界本生锅炉技术来源BHK超临界直流锅炉业绩东方600MW超临界锅炉技术特点东方600MW燃煤锅炉选型建议东方超临界本生锅炉结构设计特点东方超临界本生锅炉独特结构制造特点,主要内容,,DBC/BHK/BHDB,东方超临界本生锅炉独特结构制造特点,螺旋水冷壁制造特点汽水分离器制造特点,DBC/BHK/BHDB,螺旋水冷壁制造特点,制造难点光管与开双坡口膜式扁钢焊接要求高，热输入量大，变形大。由于为变压运行本生炉，交变负荷作用下极易产生疲劳开裂，需对一些焊缝修磨减少应力；螺旋角成排弯制时螺旋倾角控制较难；螺旋管屏斜端面和燃烧器开孔部坡口加工较难；螺旋冷灰斗管屏结构复杂，装配困难，焊接变形大；管径小，坡口加工要求高。,DBC/BHK/BHDB,螺旋水冷壁制造特点,采取的措施及优势膜式壁扁钢两侧开有双坡口，角焊缝焊透。并且已经进行了焊接工艺试验。减少交变负荷变压运行的热应力，保证螺旋膜式壁不拉裂。采用12头MPM自动焊机，保证光管与开坡口扁钢对称焊接，减少变形。采用专修磨工具精磨焊缝，表面PT检查，保证无裂纹。新添了成排卧式弯管机，弯制后排样校正，保证弯管精度。并且角部弯头带走管屏上出厂，可以减少工地焊接一倍。冷灰斗管屏采用大型装焊工装，先单根弯制，管子和扁钢就位后，再对称施焊组装成屏，保证管屏尺寸，防止焊接变形。,DBC/BHK/BHDB,汽水分离器制造特点,制造难点直径大，管壁厚，封头形状复杂，低合金耐热钢材质；管接头为切向斜角布置，装配、焊接、内孔及坡口加工难度大。采取的措施汽水分离器筒身的斜孔按照技术支持方成熟的制造工艺加工；加工管接头内孔时预留镗焊根余量，与筒体装焊时采用定位工装保证装焊精度，且采用装配辅助支架对两者进行固定，防止焊接变形，装焊完成后镗焊根以满足焊透要求。,DBC/BHK/BHDB,综述,通过对国外先进技术的消化吸收，结合本公司对燃煤锅炉的设计经验，形成产品的各个环节都能得到保证，东方锅炉完全有能力为业主提供安全、可靠、高效和性能优越，产品性能达到国际先进水平的600MW超临界锅炉,DBC/BHK/BHDB,