mw超超临界锅炉设计探讨

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1、第19卷第2期2005年6月东方电气评论DONGFANGDIANQIPINGLUNV01．19No．2Jun．2005文章编号：1001—9006(2005)02—0059—041000MW超超临界锅炉设计探讨何振东，华洪渊，张志伦，吴履琛(哈尔滨锅炉厂有限责任公司，哈尔滨150046)摘要：阐述我国首台1000MW超超临界燃煤锅炉的设计特点，并对所采用的蒸汽参数、炉膛尺寸、燃烧方式、水冷壁设计、高热强钢材、启动系统等作了探讨与分析。图2表l关键词：锅炉；超超临界；低NO；燃烧；垂直管圈；金属材料中图分类号：TK222文献标识码

2、：Al引言在我国燃煤发电事业的发展过程中，先进燃煤发电技术的推广应用进展甚慢，这主要归咎于：(1)国民经济的持续、快速发展造成对电力需求的速度增长，因而，电厂过分强调机组运行可靠性以确保可用率；(2)煤价始终比较低廉，且供应稳定；(3)环保法规对发电厂排烟污染的限制过于宽松。而今，这种情况开始发生深刻变化。电力工业深化改革实行厂网分开、竞价上网，加之煤价持续上涨，对锅炉排烟污染环境的限制日趋严格，为此，高效、洁净燃煤发电已成为电厂追求的目标。当前，燃煤火力发电技术进人了超超临界时代，其发展思路是采用先进蒸汽参数，提高循环效率，以

3、降低发电成本和有害物质的排放。目前的水平蒸汽初温已达到600℃，随着材料技术的发展，未来10—20年间开发出蒸汽参数更高(30—35MPa，650～700oC)的二次再热机组，热效率向50％～55％迈进。我国政府高度重视超超临界发电技术的开发研究，已将“超超临界燃煤发电技术”列入国家“八六三”计划，并将华能玉环电厂作为项目依托工程，建设4台l000MW超超临界机组。2锅炉设计条件这里确定的锅炉设计条件是与华能玉环电厂1000MW超超临界燃煤锅炉技术规范书中提出的技术要求和国际上及我国燃煤电站的发展趋势一致的。2．1设计煤种设计煤

4、种为内蒙神府东胜煤，校核煤种为山西晋北烟煤。表l列出了设计煤种的煤质和灰份特性。可见，神府东胜煤是一种高钙、低钠、低硫、低灰熔点、高挥发份、易燃尽同时易结渣的动力用煤。校核煤的煤质成分与特性和设计煤相似。近年来，我国南方特别是江浙地区许多大容量电站锅炉都以神府东胜煤为设计煤种。2．2蒸汽参数华能玉环电厂1000MW机组选定锅炉出口蒸汽参数为27．46MPa，605℃／603℃；对应汽机的入口参数为26．25MPa，600℃／600℃；锅炉给水温度290oC。玉环1000MW超超临界机组的锅炉由哈锅与三菱重工(MHI)联合设计与制

5、造，汽机则由上海汽轮机公司与Siemens公司联合设计与制造。超超临界机组相对于常规超临界机组经济性的改善是明显的，28．0MPa，600℃／600oC与25．0MPa，538℃／566℃的蒸汽参数相比，预计汽机热耗约可降低2．5％，供电煤耗降低99／kW·h。2．3运行方式和工况要求机组承担基本负荷，但应能参与调峰，采用定一滑一定运行方式。锅炉在燃用设计煤种时，不投油最低稳燃负荷为35％BMCR。锅炉有良好的启动特性和负荷变化适应性，锅东方电气评论第19卷炉的动态特性应能满足机动性的要求。锅炉在25％～100％负荷范围内以纯直

6、流方式运行，在25％负荷以下以带循环泵的再循环方式运行，启动系统用以保证启动的安全可靠性和经济性。低的NO，排放：锅炉排烟NO，含量不超过350mg／Nm3(干烟气6％02)。3锅炉设计3．1炉型根据日本的设计传统采用双烟道Ⅱ型布置，而德国的几台褐煤锅炉都是塔式炉，两者各有优缺点，应该说都是可行的。Ⅱ型双烟道布置的主要优点是锅炉高度较小，锅炉地基设计较易，费用较低，安装简单。塔式炉的对流烟道中的烟气速度场均匀，这对燃用高灰份或者灰的磨蚀性强的煤较为有利。我国的电站锅炉习惯采用Ⅱ型布置。对于燃用优质烟煤的l000Mw锅炉，总的建造

7、费用在炉型选择中起决定性的作用。3．2燃煤方式和炉膛尺寸目前，国内已投运的大容量燃煤锅炉以四角切向燃烧方式居多，已积累了丰富的设计运行经验。切向燃烧方式的优点是煤种适用性强；与前后墙对冲燃烧相比，炉内NO，排放量相对较低。玉环1000MW锅炉采用了MHI反向双切圆燃烧方式，它具有炉内烟气温度场和热负荷分配较为均匀，单只燃烧器热功率较小的优点，避免了≥1000MW大型燃煤锅炉采用单切圆燃烧时炉膛尺寸上的限制。双切圆燃烧炉膛相当于2个尺寸较小单切圆炉膛，对保证直流燃烧器的火焰穿透能力和改进燃烧组织均是有利的，故我们认为这种燃烧方式适

8、用于燃用结渣性强的神府煤的玉环工程。锅炉炉膛断面尺寸为32084mm(宽)×15670mm(深)，全高为65．5m，截面热负荷为4．55kW／m2，容积热负荷为82kW／m3，这些数据均低于MHI已投运的数台1000MW燃煤超超临界锅炉的数据。国内已投运的燃用神