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超临界直流锅炉
2010/10/18 10:34:13 来源:51网络采购 点击:794次
内容摘要:超临界直流锅炉
图5-23为美国FW公司生产的配600MW机组超临界压力直流锅炉总体布置,其炉膛受热面布置见图5-24。


锅炉额定蒸发量为1950t/h,过热蒸汽压力为25.5MPa,过热蒸汽温度为541℃,再热蒸汽温度为568℃,再热蒸汽进口压力为4.7MPa,再热蒸汽出口压力为4.6MPa,再热蒸汽流量为1600t/h。锅炉呈“倒U”形布置,燃用重油或原油,燃烧器为前、后墙对冲布置,各为4排4列共32只压力雾化式燃烧器,炉膛为正压通风。给水温度为283℃,空气预热器进口空气温度为75℃,出口空气温度为311℃,排烟温度为141℃,设计热效率为87.12%。
工质依次流过省煤器、炉膛各水冷壁管屏、尾部烟道四壁管屏、炉膛及尾部烟道的顶棚管、水平式一级过热器、屏式过热器、末级对流过热器。
炉膛下部为多次垂直上升管屏,炉膛上部为一次垂直上升管屏,回路1~回路6依次为炉膛底部、炉膛下部前墙和两侧墙(前部)、炉膛下部两侧墙(中部)、炉膛下部后墙和两侧墙(后部)、炉膛上部四侧墙以及对流烟道各侧墙。炉膛水冷壁管径为∮38㎜,尾部竖井四管壁径为∮57㎜,采用鳍片管,鳍片宽度为6㎜,管子材料为含0.5Cr及0.5Mo的低合金钢。
尾部竖井烟道设计成平行的双烟道。靠近炉前一侧,布置有水平式再热器,在靠近炉后一侧布置有水平式第一级过热器及第二级省煤器。然后双烟道又合二为一,布置有第一级省煤器。面对炉膛的高温烟气处,布置有蒸汽温度较低的屏式过热器,末级过热器布置在其后面,两者都布置成顺流式。末级对流过热器之后布置有立式第二级再热器。过热蒸汽温度采用喷水调节。再热蒸汽温度采用烟道挡板调节。
空气预热器采用回转式,并有前置暖风器,将进入空气预热器的空气加热到75℃。
图5-25为配600MW机组超临界压力直流锅炉的受热面布置。锅炉为单炉体,“倒U”形布置。MCR工况下,蒸发量为1900t/h,主蒸汽压力为25.4MPa,主蒸汽温度为541℃,再热蒸汽流量为1631t/h。额定蒸发量为1844t/h,额定过热蒸汽压力为25.2MPa,额定再热蒸汽流量为1539t/h,再热蒸汽进口压力为4.77MPa,再热蒸汽出口压力为4.58MPa,再热蒸汽进口温度为301℃,再热蒸汽出口温度为569℃,给水温度为286℃,热空气温度为336℃,排烟温度为130℃,按东胜-神木煤设计,设计热效率为92.53%。锅炉的燃烧系统采用平衡通风,正压直吹式制粉系统,六台HP-943型中速磨,采用宽范围调节比摆动式燃烧器,偏置二次风,四角切圆燃烧。炉膛截面为18.816m×16.464m(宽×深)。
给水经省煤器加热后进入底部的环形集箱,再由环形集箱经连接管引入灰斗水冷壁管。灰斗四周由∮38㎜×6.3㎜、材质为15Mo3、节距为54㎜的光管焊接成膜式水冷壁。从灰斗出来的管子共316根,进入炉膛水冷壁部分。炉膛水冷壁由螺旋围绕管组成,管径为∮38㎜×5.6㎜,材质为13CrMo33,节距为54㎜(由光管焊接成膜式水冷壁)。从灰斗开始,似双头螺旋的形式盘旋上升,螺旋升角为13.95°,其盘旋1.74圈。在标高为47.882m处(炉膛折焰角前),实现有螺旋管圈向垂直管屏的过渡,即进入前、后、左、右四面的中间混合集箱。集箱直径为∮273㎜×29㎜,材料为15NiCuMoNb5,即WB-36.从混合集箱出来的管子,一路引入上部垂直水冷壁,共928根(∮33.7㎜×5.6㎜);一路引入后墙折焰角,共336根(∮33.7㎜×5.6㎜和∮33.7㎜×7.1㎜)。两路受热面经并行受热后至出口集箱,再经连接管进入汽水分离器。分离器为立式布置,直径为∮850㎜×83㎜,高约24m,材料为WB-36,体积为13.62m³,可存8%MCR的水流量。当锅炉启动至37%MCR负荷时,分离器起到锅炉的作用,实现汽水混合物的分离,
分离出的水排入疏水扩容器,回收工质,蒸汽则进入过热器系统。
在37%MCR以上负荷,汽水分离器转为干态运行,只起集箱的作用。

过热器系统由炉顶管、包覆管、前屏、后屏及末级过热器组成。由炉顶管进口集箱引出168根管子作为炉顶管过热器。前部分炉顶管的规格为∮63.5㎜×8㎜,后部分的规格为
∮70㎜×8㎜,材料为13CrMo44,节距为112㎜。炉顶管至尾部烟井处通过三通结构分为两路,一路组成后炉顶管和尾部烟井后包覆管,另一路组成尾部烟井前包覆管,该两路包覆管分别进入尾部烟井下部环形集箱。从环形集箱分别引出三路受热面,其一为尾部烟井两侧包覆管,其二为悬吊管,其三为水平烟道延伸侧墙。后炉顶管、尾部烟井后包覆管和尾部烟井前包覆管的规格为∮51㎜×6.3㎜,材料为13CrMo44,数量为167根。尾部烟井两侧包覆管的规格为∮60.3㎜×8.8㎜,材料为13CrMo44,数量为3×55根。水平烟道延伸侧墙管的规格为∮48.3㎜×6.3㎜,材料为13CrMo44,数量为2×62根。
  前屏过热器位于炉膛上部靠近前墙,起分隔烟气、减弱切向燃烧时,炉膛出口烟气残余旋转的作用。前屏共6片,沿炉膛宽度均布,S1=2760㎜,S2=48㎜,以3片为一组连接于同一对与侧墙平行的进、出口集箱。每片屏由6个小屏组成,共72根管,其中4根管由中间拉出作为该片大屏的夹持管。前屏管的规格为∮42.4㎜×5.6㎜和∮42.4㎜×6.3㎜,材料为10CrMo910。前屏过热器的集箱采用多路引入、集中引出的布置形式,由前屏引出的蒸汽,经一次喷水减温后,从中间引入后屏的分配集箱。
  后屏位于前屏之后,靠近炉膛出口处,共20片,以10片为一组并联于沿炉膛宽度布置的同一对进、出口集箱。S1=896㎜,S2=60㎜,每片屏有21根“U”形管,其中内外圈各两根管子分别由上、下拉出作为该片屏的夹持管。管子规格和材料分别为:∮42.4㎜×7.1㎜,10CrMo910;∮42.3㎜×6.3㎜,X20CrMoV121;∮42.4㎜×5.0㎜,X20CrMoV121。从后屏出来的蒸汽经左右交叉和二次喷水减温后,由端部引入位于水平烟道内的末级过热器。
  末级过热器为四回程并列,与烟气呈逆流布置,共82片,S1=224㎜,S2=76㎜,以41片为一组并联于沿烟道宽度方向布置的分配集箱,左右对称。每片管排由12根管子组成,其中内外圈在经过一个“U“形回程后作内外交换,以使内外圈管子间长度和吸热偏差减小。管子规格为∮38㎜×5㎜,∮38㎜×6.3㎜,∮38㎜×7.1㎜,∮38㎜×8㎜,材料均为X20CrMoV121。
低温再热器位于尾部烟井中,与烟气成逆流布置,共110片,S1=168㎜,S2=120㎜,每片有9根管,管的规格为∮60.3㎜×4㎜,材料为15CrMo3和13CrMo44。集箱连接系统可认为是对称的“L”形,其中出口段把相邻的两片管排合并成一片组成有18根管子的出口段。,并在管排中留有三个高1m的小烟室,以减小同片间的热偏差。在低温再热器进口管上布置有喷水点,以便在事故状态下或蒸汽温度调节不足时使用,
  高温再热器位于炉膛折焰角的上方,与烟气呈逆流布置,共33片,S1=560㎜,S2=170㎜,每片有16根“U”形管,管的规格和材料分别为:∮63.5㎜×6.3㎜,10CrMo910;
∮63.5㎜×6.3㎜,X20CrMoV121;∮63.5㎜×4.5㎜,X8CrNiNb1613;∮63.5㎜×5㎜,X20CrMoV121。在“U”形管组下行的直管段中,靠内圈的8根管子在上行时分别被绕到外圈的外置上,以减小同片的热偏差。同时为了减小前级再热器沿炉膛宽度热偏差对后级的影响,低温再热器4根引出管在进入高温再热器之前进行左右交叉,再由高温再热器汇流集箱两端均匀引出。
  省煤器管为∮42.4㎜×5.6㎜的15Mo3光管,与烟气呈逆流布置,共165片,每片由3根管子组成(3管圈)。锅炉的最后受热面为两台回转式三分仓空气预热器,分别布置在两侧斗,尾部烟道的省煤器下方。

 
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