常熟超临界锅炉技术综述.pdf

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第20卷第6期
电站系统工程
2004年11月
Power System Engineening
v,2004
文章编号:1005-006X(2004)06-00728-02
常熟超临界锅炉技术综述
哈尔滨锅炉厂有限责任公司刘桂兰
摘要:介绍常熟超临界锅炉技术参数、启动系统分离器及水冷壁螺旋管赆
关縷词:超临界分离器;螺旋管
中图分类号:TK313文献标识码:B
Technical Summary of Changshu Supercritical Boiler
LIU Gui.la
Abstract: The technical parameters of Changshu supercritical boiler separators, start system and spiral furnace of WW
are introduced
Key words: supercritical separator vessels; spiral furnace of W. w
1常熟超临界锅炉主要技术参数
启动系统的主要设备有4只汽水分离器及其引人与引
出管?一只贮水箱,由贮水箱底部引出的疏水总管、扩容器
本工程装设二台600MW燃煤汽轮发电机组,三井巴布热备用管以及系统运行所需的调节阀与截止阀、循环秉等。
科克( MITSUIBABCOCK)提供技术支持,锅炉为超临界2.3分离部的结构特点
参数,变压运行直流炉,单炉膛,一次再热,平衡通风,露
分离器是圆形的筒体结构,两端为球型封头,外径为
天布置,固态排渣,全钢结构,全悬吊的B型锅炉
O610mm,壁厚为65mm,材质为WB36,高度约为9000
锅炉主要参数:最大连续蒸发量(B-MCR),1950th:mm,直立式布置在锅炉的前上方(共4只汽水分离器),结
额定蒸发量(BRL),1852th;额定蒸汽压力,254MPa:构见图1
额定蒸汽温度,543℃:再热蒸汽;蒸汽流量( BMCR/BRL),
1根轴向蒸汽引出管
1644/155th;进口/出口蒸汽压力(B-MCR),4.673/4.483
MPa;进口出口蒸汽温度(B-MCR),302/569℃;给水温度
(B-MCR),280℃。
6根引入管
2锅炉启动系统
2.1启动系统的容量和功能
9000
本锅炉配有容量为35%B-MCR的启动系统,与要求的
中610
锅炉最低直流负荷为35%B-MCR相匹配。其功能为锅炉给
水系统和水冷壁及省煤器的冷态、温态水冲洗,并将冲洗水
通过扩容器和冷凝水箱排人冷却水总管或冷凝器,并能满足
锅炉冷态、温态、热态和极热态启动的需要,直到锅炉达到
35%B-MCR最低直流负荷,由再循环模式转人直流运行为
止。在水质合格的前提下,启动系统可回收工质及其所含的
热量。
锅炉转人直流运行时启动系统处于热备用状态,一且分
根轴向饱和水引出管
离器贮水箱出现少量冷凝水,即通过热备用阀排往扩容器。
图1启动分离器结构示意图
在最低直流负荷以下运行,贮水箱出现水位时,将自动打开
来自于水平烟道上集箱及水冷壁排管上集籍的引入管
相应的水位调节,炉水排入扩容器。启动系统也能起到水(外径为中168)以15°的倾角沿圆周切向方向引入分离器
冷壁出口集箱与过热器之间的压力与温度补偿作用,均匀分
每个分离器6根引入管)工质在离心力的作用下进行汽
配进人过热器的蒸汽流量,并通过交叉混合的方法,使水冷水分离,其连接管的人口位置,角度和工质流速的选取及汽
華出口的介质充分混合
水的引出方向均有利于汽水分离。分离器内设有脱水装置
2.2启动系统的组成
(也称主消旋器)以避免水分被带入过热器系统。为能使蒸
收稿日期:2004-03-16
汽及炉水更均匀地引出,消除因离心力的作用而产生的旋
刘桂兰,女,工程师。锅炉设计开发处,150046
流,分离器内设有燕汽消旋器和水消旋器。分离器上还布置
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第6期
刘桂兰:常熟超临界锅炉技术综述
有检査用管接头,平衡管用接头及水位测量仪表用接头
由436根38X6.5MWT、材质为SA-213T12的管子构成,
其螺旋角为171.893度,管间距为53mm。管圖按逆时针方
3适合变压运行的螺旋管閣水冷壁
向盘旋而上至约占炉膛高度23处通过中间过渡集箱,实现
为了适应带中间负荷变压的需要,国外从20世纪60年螺旋管与直管的转换。现代超临界直流锅炉普遍采用下炉膛
代起大力发展螺旋管圈变压运行超临界直流锅炉。
螺旋管閤水冷壁和上炉膛垂直管水冷壁的组合方式,其优点
是:可以有效地补偿沿炉膛断面上的热偏差:不需要根据热
上部垂直管园
负荷分布进行平行管系中复杂的流量分配:在低负荷下仍能
保持平行管系流动的稳定性。一方面满足运行的要求:另ー
方面可在水冷壁的顶部采用结构上成熟的悬吊结构。国际上
大多超临界锅炉制造商都采用这种设计方案,见图2。
中间过渡集箱
螺旋管圈水冷壁的缺点是散管较多,水冷壁是通过槽型
3下部螺旋管图
块、张力板、大连接及小连接与炉脞刚性梁连接起来的,其
结构比较复杂:现场安装工作量非常大;尤其是管屏的组装
及刚性梁附件的装焊
水平刚性梁
垂直刚性梁
4结论
张力板
超临界技术在国内已进入商业应用阶段,21世纪将是
中国经济快速、稳定、持续发展的时期,经济的发展离不开
能源工业,尤其是电力工业。由于国家对环保的要求越来越
图2旋管和垂直管閉过渡区吊挂结构示意图
严,加快建设超临界火电机组乃至超超临界火电机组是解决
螺旋管圈水冷壁的特点是以选取螺旋管閤的倾角来改目前电力短缺,能源利用率低和环境污染严重的最切实可行
变管子节距,使其平行管的数量与炉膛周界无关,水冷壁管而有效的途径之一,今后电力工业的发展方向将是朝着建设
子以一定的倾角盘旋而上,由于平行管盘绕炉膛四周上高参数大容量的超临界,超超临界火电机组,这也是一种
升,故使得受热面受热均匀,热偏差小,具有很好的变负荷必然趋势。
性能,非常适合变压运行直流锅炉。本工程螺旋管圈水冷壁
编辑:闻彭
(上接第3页)度,进一步影响到自动调节性能。超临界参
数锅炉的技术关键是水冷壁。经过长期的发展,适于循环流
化床锅炉布置的垂直管屏便于制造和运行。在高负荷运行工
况下,水冷壁在超临界压力下工作,管内工质温度随着吸热
量的增加而提高。工质比容的急剧变化必然导致膨胀量增
大,从而引起水动力不稳定或类膜态沸腾。在大比热区外,
工质比热很小,因而温度随吸热变化很大。而循环流化床燃
烧的重要特点之一是其热负荷的均匀性,相对于煤粉炉而言
热强度较小。根据超临界压力下工质的热物理特性,控制各
段水冷壁的吸热量,是超临界锅炉机组设计和运行的关键。
NRE换ト
环床炉
图6FW400MWe超临界循环流化床锅炉
因此,超临界循环床采用垂直管 BENSON设计是可行
的。低质量流速可形成平行管热负荷一流率增函数关系,利
于管间流量分配,低负荷时形成自然循环。沿燃烧室高度热