超临界锅炉的运行 上海交通大学机械与动力工程学院 田子平 目 录 电站锅炉机组的作用和组成 电站锅炉原理 锅炉系统和部件结构 典型事故 调整与运行 大型锅炉机组的作用和要求 火力发电厂的生产过程 化学能变热能—锅炉 热能变机械能—汽轮机 机械能变电能—发电机 要求 负荷、参数 安全可靠 经济节能 电站锅炉机组的组成 锅炉本体 辅助系统 附属设备 工质焓值与压力温度的关系 锅炉为什么向高参数发展 参数提高对锅炉布置的影响 1900t/h超临界压力直流锅炉 直流锅炉水冷壁 拉姆辛 前苏联 本生 德国 苏尔寿 瑞士 内螺纹管水冷壁 水流旋转扰动 传热好 避免膜态沸腾 膜式水冷壁 保护炉墙 使之减轻 蓄热减少3/4~4/5 缩短启停时间 严密性好 减少漏风 节省金属 组件出厂 安装方便 炉水循环泵 提高循环推动力 单级离心泵 悬臂结构 湿式感应电动机 循环水冷却60℃ 800 MW锅炉启动系统 图中ДР1、ДР2、ДР3均为减压阀，公称直径为275 mm，ВЗ为内置式闸阀，公称直径为325mm，它们的工作参数均为P＝28．4 MPa，t＝510℃。 整台锅炉配置4台内置式汽水分离器，分离器规格为D426×50。 温态启动时，内置式汽水分离器中的压力为3．23 MPa。热态启动时，内置式汽水分离器中的压力为4．21 MPa。 该启动系统只设置一级大旁路系统。高温再热器用1Cr18Ni12Ti制造，极限耐温700℃，只要控制进入再热器的烟温不高于700℃，可以干烧，不需要介质冷却。低温再热器用12Cr1MoV制造，极限耐温600℃ 因此，该系统的快速启动旁路的主要功能是实现冷、热态启动和工质回收 大型锅炉本体布置型式 ∏型布置 Г型布置 Т型布置 塔型布置 箱型布置 锅炉布置型式 超临界锅炉的整体布置主要采用П型布置和塔式布置，也可T型布置 采用T型布置的主要是前苏联的超临界机组。如我国引进的伊敏、盘山电厂500MW和绥中电厂800MW锅炉 超超临界锅炉设计通常采用П型炉和塔式炉，其中П型炉在市场中占多数 所有的褐煤炉都采用塔式炉，如德国和丹麦的燃煤电厂 欧洲的烟煤炉两种型式都有，而日本和美国通常采用П型炉 我国发展超临界机组，选择锅炉的整体布置形式，必须根据具体电厂、燃煤条件、投资费用、运行可靠性等方面，进行全面技术经济分析比较，选定锅炉П型或塔式的布置型式。选用时应重视煤质特性，特别是煤的灰分。燃用高灰分煤，从减轻受热面磨损方面考虑，采用塔式布置较为合适。 燃烧方式 直流燃烧器四角切圆燃烧和旋流燃烧器前后墙对冲燃烧是目前国内外应用最为广泛的煤粉燃烧方式 由于切圆燃烧中四角火焰的相互支持，一、二次风的混合便于控制等特点，其煤种适应性更强，目前我国设计制造的300MW、600MW机组锅炉大多数采用这种燃烧方式。美国CE公司以及同属一个技术流派的日本三菱重工是采用直流燃烧器切圆燃烧方式 对冲燃烧方式则具有锅炉沿炉膛宽度的烟温及速度分布较均匀，过热器与再热器的烟温和汽温偏差相对较小的特点。美国B&W公司、俄罗斯等则采用旋流燃烧器前后墙对冲燃烧方式 燃烧方式与锅炉布置型式相适应 四角单切圆塔式布置 墙式对冲塔式布置 八角双切圆П型布置 墙式旋流П型布置 煤粉炉炉膛的要求和热力参数 足够的空间和合理的形状 合理的炉内温度场和良好的炉内空气动力特性 布置足够的辐射受热面 炉膛容积热负荷qv = BQnet.ar / V1 炉膛断面热负荷qF = BQnet.ar / A1 燃烧三要素(3T) 温度 temperature 着火 扰动 turbulent 供氧 时间 time 燃尽 过热器,再热器结构特点 辐射-对流多级布置 不同钢材和壁厚 工质温度、热负荷 按传热方式 对流式 辐射式 半辐射式 工作安全性 壁温，钢材 超压保护 安全阀 超临界锅炉过热器,再热器的用钢 三类合金钢 （1）低铬耐热钢。包括1.25％Cr-0.5Mo(SA213T11)、2.25Cr-1Mo(SA213T22/P22)、1Cr-Mo-V(12Cr1MoV)以及9％～12％Cr系的Cr-Mo与Cr-Mo-V钢等，其对应主汽温为538～566℃ （2）改良型9％～12％铁素体－马氏体钢。包括9Cr-1Mo（SA335，T91/P91）、NF616、HCM12A、TB9、TB12等，一般用于566～593℃的蒸汽温度范围。其对应主汽温为610℃，30MPa再热汽温625℃；使用壁温：锅炉625～650℃，汽机600～620℃ （3）新型奥氏体耐热钢。包括：18Cr-8Ni系，如SA213TP304H、TP347H、TP347HFG、Super304H、TempaloyA-1等；20-25Cr系，如HR3C、NF709、TempaloyA-3等。这些材料的使用壁温达650～750℃，可用于汽温高达600℃的过热器与再热器管束，具有足够的蠕变断裂强度和很好的抗高温腐蚀性能。 过热蒸汽系统 从汽水分离器引出的蒸汽进入炉顶进口集箱，经前炉顶管至炉顶出口集箱，为减少蒸汽阻力损失，在BMCR工况下约35.6%BMCR的蒸汽经旁路管直接进入炉顶出口集箱 从炉顶出口集箱引出的蒸汽经过后炉顶管、后烟井包复、后烟井延伸侧墙，再汇总至后烟井侧墙上集箱 分四路引入分隔屏进口集箱，流经分隔屏后进入分隔屏出口集箱 再分二路经Ⅰ级喷水减温后进入后屏过热器进口集箱，流经后屏并进入后屏过热器出口集箱 从后屏过热器出口集箱分二路经Ⅱ级喷水减温后进入末级过热器进口集箱，通过末级过热器到末过出口集箱，再由两根末过出口集箱引出至两根主蒸汽管道并送往汽机高压缸。 再热蒸汽系统 自汽机高压缸排出的蒸汽分成二路经事故喷水减温器后引入低温再热器进口集箱，经过低温再热器后进入低温再热器出口集箱 再通过2根连接管道引至末级再热器进口集箱，经过末级再热器后从末级再热器出口集箱上引出至再热器2根蒸汽管道，送往汽机中压缸。 影响汽温变化的因素 锅炉负荷 过量空气系数 给水温度 燃料性质 受热面污染 燃烧器的运行方式 过热汽温调节 喷水减温器优点:调节幅度大,惯性小,调节灵敏,易于自动化,结构简单 喷水减温器对水质要求高,直接用给水 直流锅炉过热汽温调节 h”gr = hgs + (B/G)Qar,netηgl 粗调节 B/G煤水比 中间点温度 细调节 喷水减温 再热汽温调节特点 再热汽温的变化较敏感,调节幅度大 维持额定再热汽温的负荷范围受限制 烟气侧调节再热汽温,喷水仅作事故时用 超临界压力锅炉用较高的再热汽温 再热蒸汽放热系数低,壁温控制更严 再热汽温调节 调节摆动燃烧器倾角 负荷降低,向上摆动 摆动倾角1度,改变再热汽温2℃ 摆动倾角限上下30度 调节分隔烟道的烟气挡板 尾部烟道分隔,前侧低再(旁路),后侧低过 烟气挡板放在省煤器下方 反向联动,调节角度40~60度 锅炉四管泄漏问题 长期、短期超温爆管泄漏 原因主要有两种：一是管子堵塞，管子内进入异物，焊接时的焊瘤等易造成管子堵塞(安装时酸洗不合格) ；二是内壁积垢或积氧化物太多，管道内壁产生严重的氧化皮使管子导热性
超临界锅炉的运行.ppt
下载此电子书资料需要扣除0点,
