300MW亚临界机组锅炉设备及运行.ppt
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1、,300MW亚临界机组锅炉设备及运行,1.1电站锅炉的地位和作用,描述:火力发电厂的三大主机是锅炉、汽机、发电机,完成了电厂能量转换过程。,锅炉整体外观,锅炉的作用:,通过燃烧,将燃料的化学能转变为热能,并利用热能将管道内的水加热成具有一定压力和温度的过热蒸汽,供汽轮机使用。,1 锅炉的构成:,锅炉本体受热面结构示意,2 锅炉组成: .本体设备:由锅筒、受热面及其连接管道、炉 膛、燃烧器和空气预热器(包括烟道和风 道),构架(包括平台和扶梯),炉墙和 除渣设备等组成的整体。其中:“炉”指与燃烧有关的煤、风、烟气系统,称燃烧系统。“锅”指与汽水有关的受热面和管道系统,称汽水系统。.辅助设备:由送
2、、引风机、给煤机、磨煤机、排 粉机、除尘器及烟囱等组成。3 电站锅炉工作过程 动画,电厂锅炉设备的组成:,锅炉本体:,锅炉工作过程:,给粉机,磨煤机,给煤机,煤粉,过热器,汽包,再热器,水冷壁,炉膛,省煤器,燃烧器,送风机,空预器,除尘器,引风机,烟囱,下降管,水冷壁下联箱,水平烟道,尾部烟道,4 电站锅炉的规范、型号锅炉的规范:1.锅炉容量:常用最大连续蒸发量表示。定义:锅炉在额定蒸汽参数(压力、温度)、额定给水温度并燃用设计燃料,能安全连续运行时每小时的最大连续蒸发量,简称BMCR。单位:t/h 或kg/s。如:国产300MW机组锅炉容量为1025 t/h 。2.锅炉蒸汽参数:指锅炉过热器
3、出口处的过热蒸 汽额定压力和额定温度。 用P、t表示,单位为MPa, 。3.给水温度:给水进入省煤器入口处的温度,国产锅炉的型号:电站锅炉型号由三部分组成,其形式如下:例:HG1025/18.3M003,表示哈尔滨锅炉厂制造的,最大连续蒸发量1025t/h,介质出口压力为18.3MPa的电站锅炉,设计燃料为煤,第三次变型设计。,5 锅炉的主要类型描述:锅炉主要分类有7种分类法,按容量、按过 热蒸汽参数、按燃用燃料、按燃烧方式、 按排渣方式、按工质的流动方式、按燃烧 室分。特点:电站锅炉较多采用大容量、高参数、煤粉 锅炉。,典型锅炉示意:,锅炉本体组成示意图:,过热器,汽包,再热器,水冷壁,炉膛
4、,省煤器,燃烧器,空预器,下降管,水冷壁下联箱,水平烟道,尾部烟道,1500,第一章 火电厂锅炉综述,第一节 火电厂锅炉的类型 按蒸汽压力分; 低压 P1.27 MPa 中压 P = 2。453。8 MPa 高压 P = 9。8 MPa 超高压 P = 13。7 MPa 亚临界压力 P = 16。718。6 MPa 超临界压力 P 22。1 MPa,一、火电厂锅炉的容量和参数 亚临界压力自然循环及控制循环锅炉的容量和参数见表1-1直流锅炉及低倍率循环锅炉的容量和参数如表1-2所示,二、火电厂锅炉的类型 1、按燃烧方式来看,国内现有的300、600MW 级亚临界参数锅炉主要有三种技术形式:第一种
5、是四角切圆燃烧方式四角燃烧锅炉多数 采用摆动式燃烧器调节再热汽温,也可采 用烟气挡板和其他调温方式,第二种是对冲燃烧方式, 对冲燃烧锅炉采用旋流 式燃烧器,多数采用烟气挡板调节再热汽温。 第三种是W型火焰燃烧方式。,2、按循环方式来看:主要有四种形式:自然循 环;控制循环;复合循环或低倍率循环方 式;纯直流方式。 四角燃烧锅炉的循环方式趋于多样化,上述四种 形式都占相当数量。对冲燃烧锅炉,多数采用自然循环方式。,5、按工质的流动方式分:自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉。,自然循环炉,强制循环炉,直流锅炉,给水泵,省煤器,汽包,下降管,联箱,蒸发器,过热器,循环泵,循环倍率:单位时间进入水冷
6、壁的给水量与生成的蒸汽量之比。(自然循环炉为4-30;强制循环炉为4-8;直流炉为1),3、按受热面系统布置来看, 对于采用摆动式燃烧器调温的锅炉,除了水平烟道和尾部烟道的贴墙管过热器外,烟道中的主受热面系统布置大致上形成了两种形式:一种是过热器和再热器都采用辐射 对流式的系 统:另一种是过热器采用辐射对流式的系统, 再热器采用对流式系统。,4、从锅炉炉型结构看,有型布置、倒U 型布置、塔型布置、W型火焰炉型布置。5、从工作参数看,目前发展的主要是亚临 界和超临界参数机组。,第二节 自然循环锅妒,一、采用对冲燃烧方式的300MW自然循环锅炉 图1-1是北京巴威公司采用Bw技术设计制造的亚临界压
7、力300MW锅炉。采用双调风旋流式燃烧器对冲燃烧、自然循环、烟气挡板调温方式。炉膛由膜式水冷壁组成。炉膛的宽度、深度、高度(前后墙水冷壁下联箱到顶棚管中心线的距离)分别为13350、 12300、46400。燃用山西 晋中贫煤,炉膛容积热负荷为440.210kj/(m3h), 炉膛断面热负荷为18.24106。kJ(m2h)。 在炉膛的前后墙各布置三层双调风旋流式燃烧器每层四只,共24只。燃烧器射出的煤粉气流对冲燃烧,形成双 “L”,形火焰。,板,双调风旋流式燃烧器对冲燃烧、自然循环 ,烟气挡板调温 前后墙各布置三层双调旋流式燃烧器每层四只,共24只,水冷壁管总数为680根,内螺纹管和光管 ,
8、4根大直径下降管 ,供水分配管92根 ,汽水引出管124根,水冷壁管总数为680根,管子节距为75mm管子规格为60mm x 7mm的内螺纹管和60mm7.5mm 的光管,管子材料为20G。4根大直径下降管分别布置在汽包的两端封头下部和汽包底部靠近端头的部位。汽包封头部位的下降管规格为4572mm50mm,汽包底部的下降管规格为5334mm 55mm。供水分配管92根,133mml6mm,20G。汽水引出管124根123mm16mm。20G。,炉膛上部布置屏式过热器,折焰角上部布置高温过热器。 水平烟道末端布置高温再热器,尾部竖井由分割墙分成前后两个烟道,前部布置低温再热器,后部布置低温过热器
9、和省煤器。 在两个分烟道底部设置烟气挡板,两个烟道在挡板后部又合并在一起,又经两个烟道引入两台回转式空气预热器。,一级过热器布置在尾部竖井烟道的后部,由三个水平管组和一个垂直管组组成。 水平管组的管子外径为51mm,壁厚为68mm、,材质为20G、15CrMo及部分12CrlMoV,3管圈并绕,沿炉宽布置118片,管组横向节距为Sll125mm,由省煤器管悬吊。垂直布置的出口管组由5lmm 8mm,12 CrlMoV,S1225mm六管圈并绕,沿炉宽布置8片,分前后两束布置。,大屏过热器位于炉膛上部,由外径5lmm,壁厚69mm,材质15CrMo 、12CrlMov、12Cr2MoWVTiB及
10、部分壁厚7.5mm的SA213TP304H钢管组成,36管圈并绕S11350mm,分前后两束,沿炉宽布置8片。采用大节距布置可增强受热面的辐射传热能力,并防止相邻管屏搭接渣桥。 为保证管屏横向节距,从大屏入口联箱引出两根5lmm的管子伸进炉膛,在管组下部将8片屏固定,定位管引出顶棚后直接进入二级过热器出口集箱。,二级过热器布置在折焰角上方,由后屏和高温过热器两个管组组成。后屏管组由管径5lmm,壁厚69mm,15CrMo 、12CrlMov、 12Cr2MoWVTiB等材质的钢管组成。14管圈并绕,沿炉宽布置22片,S1600mm,顺流传热。 后屏过热器的固定装置是一根从进口联箱引出的5lmm
11、 的管子,此管出顶棚后进入二级过热器出口联箱。 高温过热器管组由外径5lmm,壁厚8一10mm,12CrlM0v、12Cr2MoWVTiB和部分壁厚75mm的SA-213TP304H钢管组成。7管圈并绕,S1300mm,出口管束的蒸汽温度较高,为了减少辐射热量,保护高温管束,故将出口管束央在中间。高温过热器管组沿炉膛宽度布置22片。,过热汽温的调节采用两级喷水减温,第一级减温器布置在一级过热器和大屏过热器的连接管道内二级减温器布置在大屏过热器出口联箱和后屏过热器进口联箱之间。 低温再热器有四个水平管组。由60mm 5mm,20G和少量15CrMo钢管组成,S1115.2mm,4管圈并绕,沿炉宽
12、布置118片。 过渡管组内60mm 45mm、15CrMo钢管组成,Sl225mm,8管圈并绕,沿炉宽布置59片,与垂直布置的高温再热器相连。,高温再热器由直径60mm,壁厚456mm的15CrMo、12CrlMov、SA213T22、12Cr2MowTiB、SA213TP304H钢管组成,Sl225mm,8管圈并绕,沿炉宽布置59片。 低温再热器最下方的一组管束与高温再热器烟气进口处的一组对应连接,其余依次连接。,省煤器布置在尾部竖井烟道的一级过热器之后,与烟气流成逆流布置。水平管组由51mm 6mm,20G组成,S1l125mm 二管圈并绕沿炉宽布置118片,由水平管组向上延伸的两排垂直悬
13、吊管由60 9mm,15CrMo、的钢管组成,穿过顶棚,分别进入省煤器前后上联箱。给水由给水管道从锅炉左侧引入省煤器下联箱、省煤器出口水经出口联箱由左右两根导水管引入汽包。 空气预热器为三分仓回转式,转子直径为l0330mm。,前墙布置(L),两侧布置(双L),炉底布置,炉顶布置,前墙布置:L形火焰,火焰长度大,但充满程度差,气流冲刷后墙水冷壁,易引起结渣。,双侧布置:双L形火焰,火火焰在炉膛中心处对撞,能改善燃料的着火和燃烧。,DG1000MW超超临界对冲燃烧锅炉图,新疆库车锅炉:厂 家:北京巴布科克威尔科克斯有限公司型 号:B&WB-1192/17.5-M型 式:亚临界、自然循环、单汽包、
14、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、紧身封闭、全钢构架(主副双钢架)、固态排渣、前后墙对冲燃烧、煤粉炉,空气预热器采用三分仓回转式预热器。燃烧器:前后墙对冲,低氮燃烧器。汽温调节方式:过热蒸汽,两级喷水减温;再热器采用尾部烟道挡板调温。,二、采用四角燃烧方式的300Mw自然循环锅炉 图1-2是东方锅炉厂根据CE技术设计制造的亚临界压力300Mw锅炉,采用四角切圆燃烧、自然循环、摆动式燃烧器调温方式。炉膛的宽、深、高分别为13335mm、12829mm、54300mm,燃用西山贫煤和洗中煤的混煤。炉膛容积热负荷为389l03kj(m3h),炉膛断面热负荷为1713106kj(m2h)。在炉膛四角布置
15、4只摆动式直流燃烧器,燃烧器有6层一次风喷口,4层油喷口,6层二次风喷口,气流射出喷口后,在炉膛中央形成700mm和l000mm的两个切圆 。,炉膛四壁由膜式水冷壁组成,水冷壁管内螺纹管和光管组成,662根管子分为24组,前后墙和两侧墙各布置6组,与6根大直径下降管连接,形成6个独立的循环回路。 锅炉的顶棚、水平烟道的两侧墙、尾部竖并烟道都由过热器管包覆。 在炉膛上部的前墙和部分两侧墙水冷壁的向火面上紧贴壁式再热器,前墙布置239根,两侧墙各布置122根,节距508mm,切角处不布置。,炉膛上部空间悬吊着大屏过热器和后屏过热器,大屏过热器采用大节距布置,相邻两片屏的间距为27432mm,纵向节
16、距为61mm,沿炉宽布置4片。为了减小热偏差,每片屏分4个小屏14管圈并绕。后屏过热器的横向节距为6858mm,纵向节距为64mm,13圈并绕,沿炉宽布置19片。 折焰角上部的水平烟道中布置中温再热器,管子横向节距为4572mm,纵向节距为70mm,14管圈并绕,沿炉宽布置29片。,高温再热器布置在中温再热器之后的水平烟道中,其横向节距为2286mm,纵向节距120mm共64片,7管圈并绕。 高温过热器位于水平烟道的末端,共84片,横向节距为17145mm,纵向节距为102mm6管圈并绕。 锅炉尾部竖井烟道中布置低温过热器,沿炉宽布置102排,由三个水平管组和一个垂直管组组成横向节距为130m
17、m,纵向节距为114mm,5管圈并绕。,省煤器布置在低温过热器之后,横向排数为92排,顺列布置,横向节距为128mm,纵向节距为102mm,三管圈并绕。 锅炉配置两台三分仓空气预热器,转子直径10320mm。 过热汽温的调节采用三级喷水减温。第一级布置在低温过热器和大屏过热器的连接管道上,第二级布置在大屏出口联箱和后屏进口联箱的左右连接管道上第三级布置在后屏出口联箱和高温过热器左右连接管道上。 一级喷水用于粗调,当高加切除时,喷水量剧增,此时应增大一级减温水量防止大屏和后屏以及高温过热器超温。二级喷水作为微调和调节过热汽温的左右偏差。二级喷水作为备用。,为了保证管屏间距和管子的自由膨胀在管屏间
18、设置定位管和滑块,定位管由蒸汽冷却。 锅炉各部分受热面的材料见表13。,三、FW300MW级W型火焰锅炉 FW300MW级W型火焰锅炉是我国东方锅炉厂采用引进技术生产制造的亚临界自然循环锅炉,见图1-3。 由图可见,W火焰炉膛是由下部燃烧室和上部冷却室所组成下部燃烧室容积扩大将近一倍左右,燃料燃烧过程基本上是在下部燃烧室内完成的。上下炉膛之间有一缩腰,燃烧器布置在缩腰上,煤粉气流从缩腰处的拱顶上向下喷射并着火燃烧、到达炉膛下部后,煤粉重量减轻,此时火焰受到分级风的托起作用,向上转折流动,在下部燃烧室内形成w型火焰:对于低反应燃料,上部冷却室实际上也可充当燃尽室的作用。因此缩腰位置不仅对燃尽起重
19、要作用,而且严重影响着锅炉汽温特性和结渣程度。,汽包顶棚过热器一路引入后包墙由上向下流前包墙中隔墙低过 另一路蒸汽引入侧包墙水平烟道由下向上流中隔墙低过大屏过热器高温级过热器,蒸汽流程:蒸汽从汽包经30根连接管(133mm 16mm,SA-106B)进入顶棚入口联箱,通过顶棚过热器(389根42mn 6mm,15 CrMo)进入顶棚出口连箱。此后蒸汽分为两路引出。 一路蒸汽向下流入热回收区的后包墙过热器。向下流动到后墙出口联箱,经80根导汽管(76mm9mm,SA210C) 进入的包墙下联箱,向上流动到前包墙上联箱,再通过24根连接管(4133mmx16mm,SA-106B)进入中隔墙过热器上
20、联箱。,另一路蒸汽由18根连接管(133mm16mm,SAl06B)引入热回收区侧包墙上联箱,向下流动到下联箱,再通过12根连接管(133mm 16mm,SAl06B)引至水平烟道下联箱,向上流动到上联箱,然后由12根连接管(133mmx16mm,SAl06B)引至中隔墙上联箱。两路蒸汽在中隔墙上联箱汇集后,沿中隔墙向下流动到低温级过热器进口联箱。 为了避免蒸汽在顶棚及热回收区向下流动的过程中可能出现分配不均和多值性现象,在蒸汽向下流动的进口处均装设节流圈。,蒸汽从低温过热器进口联箱之后的流程为;低温级过热器大屏过热器高温级过热器。 低温过热器位于尾部竖井后烟道内,主要吸收对流热。由三部分水平
21、管组和一组垂直管段组成。 屏式过热器位于炉膛上部,主要吸收辐射热。高温过热器位于折焰角上部的烟道内,既吸收辐射热,又吸收对流热。,过热汽温的调节采用两级喷水减温。第一级减温器布置在低温过热器出口联箱和屏式过热器进口联箱之间的连接管道上。左右侧各一只,每只减温器有两个喷嘴,一个为大流量喷嘴,另一个为小流量喷嘴,每个喷嘴的喷水量由调节阀控制。 第二级减温器布置在大屏过热器出口至高温过热器之间。减温器形式与第一级相同,但在喷嘴前沿蒸汽流动方向上设有节流孔板。 再热器为对流式,低温级再热器布置在尾部竖井的前烟道中,高温再热器布置在水平烟道末端,两级再热器之间直接由过渡管相连接,以减小流动阻力。 再热汽
22、温的调节采用烟气挡板,并设事故喷水减温。,第三节 控制循环锅炉,一、300MW控制循环锅炉 图1-5表示了上海锅炉厂按CE技术设计制造的300Mw控制循环锅炉的整体布置。其受热面布置与自然循环锅炉大致相同,不同的是水循环系统中增加了循环泵和水冷壁管径减小。因此,本章不再对其受热面布置进行叙述,仅介绍炉水循环泵及其工作系统。,循环泵,泵与电机结合成一体,避免了泵的泄漏,配有冷却水系统,KSB型球体内腔大,结构比较笨重。但泵壳体壁薄,热应力较小。,Tyler型结构比较紧凑,图1-6(a)为德国KSB泵的剖视图,图1-6(b)为英国Tyler泵的剖视图。 循环泵结构的主要待点是将泵的叶轮和电机转子装
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