1000MW超超临界火电机组锅炉设计说明书Word文档下载推荐.docx
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14.00
±
4
16.50
干燥基水份Mad
5.90
6.70
灰分Aar
7.04
5
13.07
碳Car
63.25
56.38
氢Har
3.40
3.37
全硫St,ar
0.50
0.3
0.58
氧Oar
11.18
9.44
Nar
0.64
0.66
高位发热值Qgr,ar
MJ/kg
24.50
22.15
低位发热值Qnet,ar
23.39
2.34
20.98
干燥无灰基挥发份Vdaf
33.19
38.00
哈氏可磨性指数
HGI
62
55
2.灰熔点
DT(变形温度)
℃
1080
1060(1050~1150)
ST(软化温度)
1120
1080(1100~1200)
HT(半球温度)
1180
1120(1110~1250)
FT(熔融温度)
1220
1450(1150~1300)
3.灰成分
SiO2
26.31
45.01(30~50)
Al2O3
12.66
14.99(9~20)
TiO2
0.48
0.41(0.4~1.5)
Fe2O3
20.66
6.11(6~20)
CaO
18.09
18.21(15~35)
MgO
1.08
1.18(0.8~1.8)
K2O
0.70
1.20(0.2~2.0)
Na2O
0.43
0.82
SO3
16.20
6.69(8~12)
MnO2
0.06
0.46
其它
3.33
4.92
2)点火及助燃用油
油种:
#0轻柴油
粘度(20℃时):
3.0~8.0mm2/s
凝固点:
不高于0℃
闭口闪点:
不低于55℃
机械杂质:
无
含硫量:
不大于1.0%
水份:
痕迹
灰份:
不大于0.02%
比重:
817kg/m3
低位发热值Qnet,ar41800kJ/kg
3)气象条件
累年平均大气压:
1013.4hPa
累年平均气温:
16.4℃
极端最高气温:
39.7℃
累年平均最高气温:
21.0℃
极端最低气温:
-9.6℃
累年平均最低气温:
12.7℃
年最高气温高于等于35℃日数:
6d
累年平均相对湿度:
82%
累年最小相对湿度:
5%
累年平均水汽压:
17.3hPa
累年平均降水量:
1715.5mm
最大一日降水量:
355.7mm
最长连续降水日数:
17d
过程降水量:
749.2mm
累年平均蒸发量:
1314.0mm
累年平均雾日数:
16.6d
累年平均雷暴日数:
42.6d
累年最大积雪深度:
26cm
累年平均风速:
4.57m/s
累年最大风速:
26m/s风向:
NW(
全年主导风向:
NW(15%)
五十年一遇基本风压值:
0.6KN/m2
雪压值:
0.4KN/m2
主厂房零米地坪标高:
6.85m(85国家高程)
4)给水品质和蒸汽品质的要求
给水品质:
锅炉给水质量标准(按CWT工况设计,即联合水处理工况设计)
总硬度:
~0μmol/L
溶解氧:
30~300μg/L(加氧处理)
铁:
≤10μg/kg
铜:
≤3μg/kg
二氧化硅:
≤15μg/kg
pH值(CWT工况):
8.0~9.0(加氧处理)
电导率(25℃):
≤0.15μS/cm
钠:
≤5μg/kg
锅炉补给水质量标准:
≤20μg/kg
蒸汽品质:
≤5μg/kg
≤15μg/kg
≤10μg/kg
≤3μg/kg
5)锅炉运行条件及模式
锅炉运行方式:
带基本负荷并参与调峰。
锅炉按变压运行方式设计,采用定—滑—定运行或纯滑压运行的方式,定—滑—定运行的变压运行的范围按30%~90%BMCR;
定压运行的范围按0~30%BMCR和90%~100%BMCR。
纯滑压运行方式的变压运行的范围按30~100%BMCR。
制粉系统:
中速磨冷一次风机直吹式制粉系统,每炉配6台磨煤机,五运一备,设计煤粉细度R90=17%。
给水调节:
机组配置2×
50%B-MCR调速汽动给水泵和一台启动用电动调速给水泵。
根据锅炉启动旁路设置情况,推荐的电动给水泵容量为40%B-MCR,具体的关于电动给水泵容量的推荐意见详见专题4。
汽轮机旁路系统:
卖方根据自身经验提出的旁路设置的推荐意见具体详见专题4:
启动系统专题说明、汽机旁路及电动给水泵配置的推荐意见。
空预器进口冷风加热方式:
在二次风道上设热风再循环。
3、锅炉性能保证值
1)最大连续蒸发量(MCR):
3091t/h;
2)在BRL工况下,锅炉保证热效率不小于93.72%(按低位发热量);
3)空气预热器的漏风率在BMCR工况下,投产第一年内不高于6%,运行1年后不高于8%。
一次风漏风率不高于35%;
4)锅炉最低不投油稳燃负荷不大于30%B-MCR;
5)烟、风压降实际值与设计值的偏差不大于10%;
6)锅炉出口NOx的排放浓度:
不超过300mg/Nm3(O2=6%干基);
7)过热器、再热器、省煤器的实际汽、水侧压降数值不超过设计值;
8)滑压运行在35%~100%B-MCR范围过热蒸汽能维持其额定汽温;
在50%~100%B-MCR时再热蒸汽能维持额定汽温;
4、锅炉特点
APBG为本工程提供的是超超临界塔式直流锅炉。
AlstomPower公司数十年在设计和安装燃用各种各样燃料的锅炉上的经验确保了本工程的设计是成熟而且安全的,并且具有很高的可用率。
该锅炉具有如下特点:
1)锅炉系统简单;
2)锅炉具有很强的自疏水能力,具备优异的备用和快速启动特点;
3)均匀的过热器、再热器烟气温度分布;
4)均匀的对流受热面烟气流场分布;
5)采用单炉膛单切圆的燃烧方式,在所有工况下,水冷壁出口温度分布均匀;
6)采用低NOx同轴燃烧系统(LNTFSTM);
7)过热器采用煤水比加两级八点喷水,再热器采用燃烧器摆动、低负荷过量空气系数调节和在进口装设事故紧急喷水和两级再热器中间装设微量喷水;
8)无水力侧偏差,过热器、再热器蒸汽温度分布均匀;
9)过热器、再热器受热面材料选取留有较大的裕度;
10)不同受热面之间无管子直接焊接(没有携带偏差);
11)受热面布置下部宽松,无堵灰;
12)运行过程中锅炉能自由膨胀;
13)悬吊结构规则,支撑结构简单;
14)受热面磨损小;
15)占地面积小;
为了降低超超临界锅炉因过热器和再热器出口汽温的提高所导致的高温段管子烟气侧高温腐蚀和管内高温氧化,在受热面材料选用上采用大量的高档次奥氏体钢管。
5、锅炉整体布置
锅炉为1000MW等级燃煤汽轮发电机组,超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛、一次中间再热、采用切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构塔式锅炉、露天布置燃煤锅炉。
锅炉燃用煤种为神华煤。
制粉系统采用中速磨煤机正压直吹式制粉系统,5台磨运行带锅炉BMCR工况。
锅炉总体布置见附图1-1。
炉膛宽度23160mm,炉膛深度23160mm,水冷壁下集箱标高为4000mm(暂定),炉顶管中心标高为117910mm(暂定)。
锅炉炉前沿宽度方向垂直布置6只外径/壁厚为Φ610/80mm的汽水分离器,每个分离器筒身上方布置1根内径为Φ240mm和4根外径为Φ219.1mm的管接头,其进出口分别与水冷壁和一级过热器相连接。
当机组启动,锅炉负荷低于最低直流负荷30%BMCR时,蒸发受热面出口的介质流经分离器前的分配器后进入分离器进行汽水分离,蒸汽通过分离器上部管接头进入两个分配器后进入一级过热器,而饱和水则通过每个分离器筒身下方1根内径为Φ240mm的连接管道进入下方1只Φ610/80mm贮水箱中,贮水箱上设有水位控制。
贮水箱下方1根外径为Φ570mm疏水管道引至一个连接件。
通过连接件一路疏水至再循环系统,另一路接至大气式扩容器中。
炉膛由膜式壁组成,水冷壁采用螺旋管加垂直管的布置方式。
从炉膛冷灰斗进口(标高4000mm)到标高68180mm处炉膛四周采用螺旋管圈,管子规格为φ38.1mm,节距为53mm。
在此上方为垂直管圈,垂直管圈分为两部分,首先选用管子规格为φ38.1mm,节距为60mm,在标高88880mm,两根垂直管合并成为一根垂直管,管子规格为φ44.5mm,节距为120mm。
炉膛上部依次分别布置有一级过热器、三级过热器、二级再热器、二级过热器、一级再热器、省煤器。
锅炉燃烧系统按配中速磨正压直吹式制粉系统设计,配置6台磨煤机,每台磨煤机引出4根煤粉管道到炉膛四角,炉外安装煤粉分配装置,每根管道分配成两根管道分别同两个一次风喷嘴相连,共计48只直流式燃烧器分12层布置于炉膛下部四角(每两个煤粉喷嘴为一层),在炉膛中呈四角切圆方式燃烧。
过热器汽温通过煤水比调节和两级喷水来控制。
再热器汽温采用燃烧器摆动调节,一级再热器进口连接管道上设置事故喷水,一级再热器出口连接管道设置有微量喷水。
尾部烟道下方设置两台转子直径16421mm三分仓受热面旋转容克式空气预热器。
炉底排渣系统采用机械出渣方式。
锅炉运行层标高暂定为20.5m。
锅炉设有膨胀中心及零位保证系统,炉墙为轻型结构带梯型金属外护板,屋顶为轻型金属屋盖。
附图1-1:
锅炉总体布置图
1)锅炉总体设计简况:
如下表1-1所示。
表1-1:
锅炉的总体设计简况
序号
项目
螺旋管圈
1
炉型
单炉膛塔式布置,全悬吊结构。
炉膛下部(包括冷灰斗)采用螺旋围绕管圈经过中间混合集箱引入上部垂直管屏
2
炉膛断面尺寸
23160⨯23610mm
3
炉顶标高
117910mm
汽水流程
主汽系统
给水
↓
省煤器
炉膛下部螺旋围绕管圈
中间混合集箱
炉膛上部垂直管屏
分配器
汽水分离器
一级过热器(垂直段和管屏段)
↓←一级喷水
二级过热器
↓←二级喷水
三级过热器
去汽机
再热系统:
来自汽机高压缸排汽
事故喷水→↓
低温(一级)再热器
微量喷水→↓
高温(二级)再热器
去汽机中压缸
启动系统(带循环泵)
贮水箱
↓大气扩容器
混合器↓
↓集水箱
再循环泵↓
↓冷凝器
给水管道省煤器
7
烟气流程
一级过热器(屏管)
二级再热器
一级再热器
一级过热器(悬吊管)
空气预热器
8
燃烧系统
磨煤机
燃烧器型式
数量
油枪
中速磨煤机正压直吹式制粉系统HP1163磨,每台接一层八个喷口,5台磨带BMCR。
单炉膛单切圆燃烧、低NOx同轴燃烧系统(LNTFSTM),一层SOFA布置。
六层布置,共48只煤粉喷口。
25%MCR输入热量。
24根启动暖炉,低负荷稳燃
9
调温方式
主蒸汽
再热蒸汽
煤水比+两级喷水(按6%BMCR流量)
燃烧器摆动+过量空气系数
(事故超温时喷水、微量喷水)
10
型式
容克式三分仓回转式预热器
2台
11
吹灰器
炉膛:
墙式吹灰器64台(介质:
蒸汽),8台(介质:
水)
对流烟道:
长伸缩式吹灰器96台(介质:
蒸汽)
预热器:
蒸汽吹灰器4台
12
出渣装置
机械刮板捞渣机装置
2)锅炉主要界限尺寸:
见下表1-2
表1-2:
锅炉主要界限尺寸
1、炉膛宽度×
深度
23160×
23160
mm
2、上排燃烧器至屏底距离
26630
3、下排燃烧器至冷灰斗上沿距离
5233
4、上下一次风喷口距离
21137
5、相邻层燃烧器间距
1612
6、水冷壁下集箱标高
4000
7、炉顶管标高
117910
9、大扳梁顶标高
126160
10、锅炉宽度(锅炉构架范围)
53516
11、锅炉深度(锅炉构架范围)
63435
12、中间过渡集箱标高
67575
3)锅炉炉膛热负荷数据:
见下表1-3
表1-3:
炉膛热负荷数据
1、炉膛容积热负荷
65.93
kw/m3
2、炉膛断面热负荷
4.471
Mw/m2
3、燃烧器区域热负荷
1.072
6、受压部件简介
1)水冷系统
螺旋管圈水冷壁流程见附图1-2、布置数据见表1-4。
附图1-2:
水冷壁流程图
表1-4:
1000MW螺旋水冷壁管结构及设计参数
外径
内径或壁厚mm
材料
设计参数
内径
壁厚
—
压力Mpa
温度oC
下降管集箱
540
110
SA-336-F1
33.43
360
到连接管管接头(锻件)
380
105
连接管
420
300
60.0
SA-106C
34.25
水冷壁进口集箱进口管接头
772
38.1
23.43
7.33
SA-210C
34.03
水冷壁进口集箱
75
水冷壁灰斗螺旋段
SA-209T1
425
水冷壁螺旋管下部
24.54
7.0
SA-213T12
33.83
490
水冷壁螺旋管上部
SA-213T23
33.18
514
水冷壁螺旋管出口连接管
32.24
479
水冷壁中间集箱进口管接头
水冷壁中间过渡集箱
273
153
60
SA-335P12
水冷壁中间集箱出口管接头
1544
水冷壁垂直管进口连接管
水冷壁垂直管下部
529
水冷壁垂直管上部
44.5
29.83
32.04
515
水冷壁垂直管出口连接管
31.77
495
水冷壁出口集箱
350
210
70
水冷壁出口集箱到分配器的连接管道
320
485
水冷壁管子重量流速如下:
BMCR30%BMCR
螺旋管:
2292kg/m2.s709kg/m2.s
垂直管下部:
1115kg/m2.s376kg/m2.s
垂直管上部:
1499kg/m2.s464kg/m2.s
2)过热器系统
过热器系统按蒸汽流向主受热面分为三级:
吊挂管和第一级屏式过热器、第二级过热器、第三级过热器。
其中第一级过热器和第三级过热器布置在炉膛出口断面前,主要吸收炉膛内的辐射热量。
第二级过热器布置在第一级再热器和末级再热器之间,靠对流传热吸收热量。
第一、第二级过热器逆流布置,第三级过热器顺流布置。
过热器系统的汽温调节采用燃料/给水比和两级八点喷水减温,在第一级过热器和第二级、第二级和第三级过热器之间设置二级喷水减温并通过两级受热面之间的连接管道的交叉,一级受热面外侧管道的蒸汽进入下一级受热面的内侧管道,来补偿烟气导致的热偏差。
过热器出口蒸汽温度由第一级过热器和第二级过热器间,第二级过热器和第三级过热器间的总喷水量为6%的喷水减温来控制。
如系统配置100%高压旁路和65%低压旁路,锅炉在启动、停机及任何汽轮机跳闸的情况下,4个高压旁路减压站可以将蒸汽引到再热器。
过热器系统流程见附图1-3,布置数据见表1-5。
附图1-3过热器系统流程图
表1-5:
过热器布置结构特性
名称
节距mm
管径mm
排数
每排管子
根数
布置受热面积m2
横向St
纵向SL
960
65
48.3
24
28
1856
240
96
4845
二级过热器a
120
80
44.45
192
8618
二级过热器b
85
14
34
5567
3)再热器系统
再热器受热面分为两级,即第一级再热器(低再)和第二级再热器(高再)。
第二级再热器布置在第二级过热器和第三级过热器之间,第一级再热器布置在省煤器和第二级过热器之间。
第二级再热器(高再)顺流布置,受热面特性表现为半辐射式;
第一级再热器逆流布置,受热面特性为纯对流。
再热器的汽温调节主要靠摆动燃烧器,在低温过热器的入口管道上布置事故喷水减温器,两级再热器之间设置有一级微量喷水并内外侧管道采用交叉连接。
再热器受热面的结构特性如表12-2所示:
再热器主受热面的结构特性如下表所示:
再热器系统流程见附图1-4,布置数据见表1-6。
附图1-4:
再热器系统流程图
表1-6:
再热器布置结构特性
布置受热面积
m2
95
57.15
32117
480
48
23
8834
4)省煤器系统
省煤器系统流程见图1-5,布置数据见表1-7。
附图1-5:
省煤器系统流程图
表1-7:
省煤器布置结构特性
42.2
32639
5)启动系统
启动系统流程图见图1-6;
表1-8,9启动系统各部件的设计参数;
附图1-6:
启动系统流程图
表1-8:
启动系统部件设计参数
规格mm
设计参数
外径
最小壁厚
平均壁厚
压力MPa
F-26
分离器
6
610
80.0
SA-335-P91
31.66
F-27
贮水箱进口连接管道
240
58.5
SA-335-P12
F-28A
贮水箱(上部)
72
F-28B
贮水箱(下部)
F-29
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