我國發電設備結構中,火電機組目前仍占75%左右,而火電機組中絕大部分為燃煤機組,這種趨勢將持續相當長時間。超臨界鍋爐作為超臨界機組三大主機設備之一,具有參數高、負荷變化速度快、啟動係統設計特殊等特點,其可靠性問題顯得越來越重要,國內外用戶對機組可靠性的要求也越來越高,富通新能源生產銷售
生物質鍋爐,生物質鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機、
秸稈顆粒機、
秸稈壓塊機壓製的生物質顆粒燃料。
一、幾種常見的670MW超臨界機維鍋爐技術特點
(一)鍋爐總體布置及內置式啟動分離器的技術特點
鍋爐的汽水流程從分離器出口到過熱器出口集箱為過熱器係統,以內置式汽水分離器為分界點,另有省煤器係統、再zai熱re器qi係xi統tong和he啟qi動dong係xi統tong。水shui冷leng壁bi入ru口kou集ji箱xiang到dao汽qi水shui分fen離li器qi為wei水shui冷leng壁bi係xi統tong,過guo熱re器qi采cai用yong四si級ji布bu置zhi,從cong爐lu頂ding過guo熱re器qi至zhi分fen隔ge屏ping過guo熱re器qi,再zai從cong分fen隔ge屏ping過guo熱re器qi至zhi後hou屏ping過guo熱re器qi,最zui後hou回hui到dao末mo級ji過guo熱re器qi。在zai上shang爐lu膛tang、折焰角和水平煙道內分別布置了分隔屏過熱器、屏式過熱器、末級過熱器和末級再熱器,所有過熱器、再zai熱re器qi和he省sheng煤mei器qi部bu件jian均jun采cai用yong順shun列lie布bu置zhi,以yi便bian於yu檢jian修xiu和he密mi封feng,防fang止zhi結jie渣zha和he積ji灰hui。采cai用yong內nei置zhi式shi汽qi水shui分fen離li器qi,內nei置zhi式shi汽qi水shui分fen離li器qi結jie構gou簡jian單dan,易yi於yu控kong製zhi,容rong量liang為wei35%BMCR,與(yu)鍋(guo)爐(lu)水(shui)冷(leng)壁(bi)最(zui)低(di)質(zhi)量(liang)流(liu)量(liang)相(xiang)匹(pi)配(pei),可(ke)以(yi)鍋(guo)爐(lu)本(ben)身(shen)各(ge)受(shou)熱(re)麵(mian)間(jian)以(yi)及(ji)汽(qi)機(ji)間(jian)工(gong)質(zhi)狀(zhuang)態(tai)的(de)匹(pi)配(pei),並(bing)實(shi)現(xian)工(gong)質(zhi)和(he)熱(re)量(liang)的(de)回(hui)收(shou)。在(zai)啟(qi)動(dong)完(wan)畢(bi)後(hou),並(bing)不(bu)從(cong)係(xi)統(tong)中(zhong)切(qie)除(chu),而(er)是(shi)串(chuan)聯(lian)在(zai)鍋(guo)爐(lu)汽(qi)水(shui)流(liu)程(cheng)內(nei),從(cong)爐(lu)膛(tang)冷(leng)灰(hui)鬥(dou)水(shui)冷(leng)壁(bi)進(jin)口(kou)集(ji)箱(xiang)(標高5700mm)到標高47292mm處爐膛四周采用螺旋管圈,在此上方為垂直管水冷壁。當機組啟動,鍋爐負荷低於最低直流負荷350‰BMCR時(shi),蒸(zheng)發(fa)受(shou)熱(re)麵(mian)出(chu)口(kou)的(de)介(jie)質(zhi)流(liu)經(jing)汽(qi)水(shui)分(fen)離(li)器(qi)進(jin)行(xing)汽(qi)水(shui)分(fen)離(li),蒸(zheng)汽(qi)通(tong)過(guo)汽(qi)水(shui)分(fen)離(li)器(qi)上(shang)部(bu)管(guan)接(jie)頭(tou)進(jin)入(ru)爐(lu)頂(ding)過(guo)熱(re)器(qi),參(can)數(shu)為(wei)除(chu)氧(yang)器(qi)的(de)參(can)數(shu),建(jian)立(li)啟(qi)動(dong)流(liu)量(liang)。實(shi)現(xian)進(jin)入(ru)分(fen)離(li)器(qi)汽(qi)水(shui)混(hun)合(he)物(wu)的(de)兩(liang)相(xiang)分(fen)離(li),使(shi)分(fen)離(li)出(chu)來(lai)的(de)水(shui)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)熱(re)量(liang)得(de)以(yi)回(hui)收(shou),並(bing)向(xiang)過(guo)熱(re)器(qi)、再熱器、暖管、衝轉和帶負荷提供汽源。點火後隨燃燒量的增加,進入分離器的工質壓力、溫度和幹度不斷提高,汽水混合物在分離器內實現分離。蒸汽進入過熱器係統,水排入疏水擴容器實現工質回收。
(二)超臨界機組鍋爐燃燒方式的特點
從(cong)目(mu)前(qian)電(dian)廠(chang)鍋(guo)爐(lu)燃(ran)燒(shao)器(qi)來(lai)看(kan),四(si)角(jiao)切(qie)圓(yuan)燃(ran)燒(shao)方(fang)式(shi)是(shi)電(dian)廠(chang)比(bi)較(jiao)常(chang)用(yong)的(de)一(yi)種(zhong)燃(ran)燒(shao)方(fang)式(shi),這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)的(de)特(te)點(dian)是(shi)采(cai)用(yong)鍋(guo)爐(lu)燃(ran)燒(shao)係(xi)統(tong)按(an)中(zhong)速(su)磨(mo)冷(leng)一(yi)次(ci)風(feng)直(zhi)吹(chui)式(shi)製(zhi)粉(fen)係(xi)統(tong)設(she)計(ji),24隻直流式燃燒器分6層布置於爐膛下部四角,煤粉和空氣從四角送入,在爐膛中呈切圓燃燒方式。從穩燃性能看,這些鍋爐不投油最低穩燃負荷率試驗值為41.11%~52%,可調度值為50%~63%,黃島這兩台鍋爐不投油最低穩燃負荷率試驗值為40%-55%,可調度值為40%-60%,且(qie)略(lve)有(you)優(you)勢(shi)。過(guo)熱(re)器(qi)汽(qi)溫(wen)通(tong)過(guo)煤(mei)水(shui)比(bi)調(tiao)節(jie)和(he)兩(liang)級(ji)噴(pen)水(shui)來(lai)控(kong)製(zhi),再(zai)熱(re)器(qi)汽(qi)溫(wen)采(cai)用(yong)燃(ran)燒(shao)器(qi)擺(bai)動(dong)調(tiao)節(jie),再(zai)熱(re)器(qi)進(jin)口(kou)連(lian)接(jie)管(guan)道(dao)上(shang)設(she)置(zhi)事(shi)故(gu)噴(pen)水(shui),使(shi)電(dian)廠(chang)入(ru)爐(lu)煤(mei)可(ke)燃(ran)基(ji)揮(hui)發(fa)份(fen)都(dou)高(gao)於(yu)無(wu)煙(yan)煤(mei)的(de)上(shang)限(xian)值(zhi)。尾(wei)部(bu)煙(yan)道(dao)下(xia)方(fang)設(she)置(zhi)兩(liang)台(tai)轉(zhuan)子(zi)直(zhi)徑(jing)14236mrrt三分倉受熱麵旋轉容克武空氣預熱器。爐底排渣係統采用機械出渣方式,鍋爐運行層標高為13700mm。從燃盡性能看,對鍋爐已投運多年的5、6號鍋爐中,6號鍋爐燃盡效果最好,飛灰含碳月平均Cfh=2%-2. 5%,、5號鍋爐燃盡率不佳,原因是當入爐煤Vda f=8%-10%時,5號鍋爐飛灰含碳月平均可達C h= 3%-3. 5%,使35%兗州地區煙煤和65%晉中地區貧煤的混煤得不到有效的利用。
(三)超臨界機組鍋爐水冷壁及爐膛的技術特點
youyuchicunyutongguoshuilengbizugoudezhiliangliuliangdemaodun,zailutangzhoujiechicunquedinghou,zhiliuguolushuilengbideshejinanyijiangulutangzhoujie。duichuizhiguanquanshuilengbieryan,weilebaozhengjuyouzugoudezhiliangliuliang,zaixuanzeshuilengbiguanjingshi,huiyudaohendadekunnan,caiyongluoxuanguanquandexingshi,shideguanjianxirepianchaxiao,repianchayexiao,shiyongyubianyayunxingyaoqiu。daineizhishiqidongfenliqidechaolinjieyaliluoxuanguanquanbianyayunxingzhiliuguolushuilengbi,qixirepianchaxiao,shuilengbijinkoukeyibushezhigaishanfenpeidejieliuquan,jiangdilezulisunshi。haikeyiyangexianzhishuilengbidexirefene,youlianghaodepengzhangxingnenghewendugenzongxingneng,danshuilengbidezhizaogongyijiaofuza,qihanjiehebianxingdexiaozhengdoujiaotangangguanfuza。eryuyuluoxuanguanquanxiangbi,chuizhixingshuilengbidezhuyaoyoudianweijiegoujiandan、便於安裝;較好的正向流動特性,在各種工況下保證水動力的穩定性;不易結渣在傳統的一次上升垂直水冷壁的基礎上;不需用複雜的張力板結構,啟動或負荷變化時熱應力較小;阻力較小,比螺旋管圈水冷壁少約1/3等等。爐膛的高度基本上取決於爐膛出口煙溫和保證煤粉的燃盡,對於灰熔點低、易結渣的核煤煤種,比灰份軟化溫度低230℃,工況下爐膛出口煙溫1000℃,這種設計較為保守,可以確保在爐膛內和對流受熱麵不結渣,安全運行。
二、超臨界670 MW機組性能分析
(一)垂直管屏式鍋爐火焰性能
內螺紋管螺紋高度、螺紋寬度、導角、圓yuan角jiao等deng幾ji何he特te性xing影ying響xiang管guan內nei工gong質zhi流liu態tai,是shi上shang個ge世shi紀ji後hou期qi就jiu有you的de水shui冷leng壁bi管guan技ji術shu,在zai臨lin界jie壓ya力li區qu管guan內nei流liu態tai易yi偏pian離li核he態tai沸fei騰teng而er轉zhuan向xiang膜mo態tai沸fei騰teng,使shi管guan子zi冷leng卻que變bian差cha而er過guo熱re。經jing優you化hua後hou,光guang管guan、標準內螺紋及優化內螺紋管的傳熱特性有了較大的提高,水冷壁為多通道垂直上升結構,爐膛四周布置∮60mm×7mm鋼管的膜式水冷壁,爐膛折焰角的上方布置對流過熱器,上部布置有前後屏過熱器,爐頂、水平煙道兩側及轉向室設置成頂棚和包牆管過熱器。尾部豎井煙道中布置有低溫再熱器,其下依次布置二級管式空氣預熱器、主zhu省sheng煤mei器qi和he一yi級ji管guan式shi預yu熱re器qi,在zai低di溫wen再zai熱re器qi前qian麵mian的de旁pang路lu煙yan道dao中zhong布bu置zhi有you旁pang路lu省sheng煤mei器qi,可ke確que保bao運yun行xing安an全quan穩wen定ding。在zai高gao質zhi量liang流liu速su情qing況kuang下xia,采cai用yong多duo根gen水shui冷leng壁bi管guan並bing聯lian,沿yan程cheng摩mo擦ca阻zu力li占zhan較jiao大da比bi例li,受shou熱re較jiao多duo的de管guan子zi產chan汽qi量liang增zeng加jia,阻zu力li增zeng加jia,使shi流liu速su下xia降jiang,為wei負fu向xiang響xiang應ying特te性xing,因yin受shou熱re不bu均jun,,而er出chu現xian個ge別bie管guan過guo熱re,受shou熱re多duo的de管guan子zi靜jing壓ya頭tou下xia降jiang大da於yu摩mo擦ca阻zu力li增zeng加jia,管guan內nei流liu速su隨sui之zhi增zeng加jia,產chan生sheng正zheng向xiang響xiang應ying,具ju有you低di質zhi量liang流liu速su正zheng向xiang自zi動dong補bu償chang的de特te性xing。
(二)針對燃用煤種及機組投運方式的性能設計
針對工程煤質進行鍋爐設計,采用成熟可靠的性能計算方法,充分分析煤質的結渣、著火、燃盡、磨損、沽汙等特性,考慮煤種及其變化範圍,利用計算機對鍋爐的熱力性能、過熱器、再熱器壁溫、水冷壁水動力、受壓件強度、受壓件柔性應力分析及疲勞壽命等進行了全麵仔細的計算。采用成熟的兀型布置爐型,對受壓件管係、zhidiaohedaoxiangyuanjian,shexingguanyujixianglianjiexingzhuangdengjunjinxingyinglifenxi,shijizuzaizhengchangyunxinghebianfuheshigebujianyinglishuipingbaochizaijiaodishuiping,quebaoguolushejidekekaoxinghexianjinxing。tongshixuanyonghelidelutangrongjirefuhe、斷麵熱負荷、燃燒器區域熱負荷及爐膛出口煙溫。考慮了與煤質特性的適應性,以保證煤粉的著火穩定、燃盡,並充分考慮防止爐內結渣,減少NOX排放。
三、結束語
綜上所述,電廠670M W超超臨界機組的鍋爐有汽水流程以汽水分離器為分界點、采用垂直管圈、內螺紋管水冷壁、四角切圓燃燒方式、三級過熱器等特性。永冷壁管低質量流速及優化內螺紋管兩項技術是超臨界670 MW機組垂直管圈水冷壁鍋爐可行的方案,可減少汙染物及其它溫室氣體排放量,在節能、環保方麵具有較大的優勢。
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