新型式燒點(diǎn)鍋爐體系的優(yōu)勢(shì)概論

　　300 MW燃燒無(wú)煙煤的發(fā)電機(jī)組，鍋爐采用W火焰燃燒方式、亞臨界、一次中間再熱、控制循環(huán)汽包爐;汽輪機(jī)選用300 MW、亞臨界、雙缸雙排汽、冷凝式、中間再熱汽輪機(jī);發(fā)電機(jī)選用300 MW ，水氫氫冷卻型式汽輪發(fā)電機(jī)。該工程由國(guó)外著名公司負(fù)責(zé)鍋爐島的概念設(shè)計(jì)，并負(fù)責(zé)鍋爐性能設(shè)計(jì)，其余工作由上海電氣電站集團(tuán)組織完成。

2鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)煤種

2.1鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)

1鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)

2. 2設(shè)計(jì)煤種

設(shè)計(jì)煤種為越南鴻基無(wú)煙煤，主要有以下特點(diǎn)：

(1)低揮發(fā)分;(2)高灰分。

2煤質(zhì)分析如下

工業(yè)分析

(1)全水分(收到基)W ar / % 5. 55～12. 0 9. 00(2)外水分W s / % 4. 81～9. 88 7. 63(3)固有水分W in / % 0. 78～2. 35 1. 48(4)空氣干燥水分W ad / % 0. 80～2. 41 1. 39(5)固定碳(收到基)FC car / % 49. 54～63. 15 53. 68(6)揮發(fā)分(收到基)V ar / % 5. 82～8. 61 6. 83(7)含灰量A d / % 28. 0～37. 36 33. 5(8)含灰量(收到基)A ar / % 25. 48～34. 0 30. 49總計(jì)100. 00

3最終分析

(1)碳(收到基)C ar / % 46. 83～63. 75 54. 62

(2)氫(收到基)H ar / % 2. 56～2. 97 2. 62

(3)氧(收到基)O ar / % 1. 66～2. 68 2. 09

(4)氮(收到基)N ar / % 0. 73～0. 86 0. 77

(5)硫(收到基)S ar or / % 0. 27～0. 66 0. 41

(6)灰分(收到基)A ar / % 25. 48～34. 0 30. 49

(7)水分(收到基)W ar / % 5. 55～12. 0 9. 00總計(jì)100. 00

4物理特性

(1)哈氏硬度- 45～70 47(2)煤灰粒度100 + 10 mm size / % 6. 16～17. 5 10. 53 5 mm～10 mm size/ % 9. 89～18. 3 14. 22

3設(shè)計(jì)煤種燃燒后灰分析

2灰物理特性

(1)灰密度/ gcm- 3 0. 224～0. 370 0. 291

(2)電阻系數(shù)

R/Ωcm 301×10 2～603×10 2 525×10 2

3灰熔性

(1)開(kāi)始變形溫度T 1 /℃1 210～1 280 1 250

(2)開(kāi)始軟化溫度T 2 /℃1 430～1 600 1 570

(3)流動(dòng)溫度T 3 /℃1 530～1 600 1 600

2. 3鍋爐主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

(1)鍋爐保證熱效率為：88. 2 %(高位發(fā)熱量、RO工況)。

(2)最低不投油穩(wěn)燃負(fù)荷為：70 % RO.

(3)鍋爐出口蒸汽溫度：鍋爐蒸汽流量在60 % RO～BMCR ;主蒸汽溫度：541℃±3℃;再熱蒸汽溫度：540℃±3℃。

(4)鍋爐排放：煙氣排放NO x含量不超過(guò)1 000 mg/ Nm 3，(6 % O2. dry) ;(5)最大飛灰含炭量：灰中未燃盡炭含量不超過(guò)7 %(RO工況)。

3鍋爐總體介紹

鍋爐為亞臨界，一次中間再熱，控制循環(huán)，雙拱爐膛，W火焰燃燒方式，采用鋼球磨中間儲(chǔ)倉(cāng)制熱風(fēng)送粉系統(tǒng)，平衡通風(fēng)，水力排渣，全鋼結(jié)構(gòu)，П型懸 吊式半露天布置。配2臺(tái)三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。爐膛深度為17. 6 m ，爐膛寬度為15. 3 m ，爐膛高度51. 8 m ，爐膛容積8 914 m 3.過(guò)熱器、再熱器均采用噴水調(diào)溫，BMCR工況時(shí)再熱器噴水量為26 t/ h ，RO工況時(shí)再熱器噴水量為21 t/ h ，再熱器壓降為高壓缸排汽壓力的5 %.

3. 1燃燒設(shè)備

燃燒方式為雙拱布置W火焰，32只縫隙式直流煤粉燃燒器分別布置在前后拱上，由16臺(tái)給粉機(jī)供粉。煤粉由高溫一次風(fēng)送入爐膛，在下?tīng)t膛形成W型 火焰方式燃燒。為了提高燃燒室溫度，改善煤粉著火條件，在燃燒器的水冷壁部分敷有耐火材料。爐膛前、后拱分別布置16支燃油油槍?zhuān)?每拱8支) ，油槍可滿(mǎn)足鍋爐帶30 %負(fù)荷的要求。本燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：(1)高溫的一次風(fēng)與煤粉在燃燒器前的文丘里管內(nèi)混合，1 kg煤粉和1 kg的一次風(fēng)相配，以改善低揮發(fā)分的點(diǎn)火性能。

(2)一次風(fēng)和煤粉混合溫度約為230℃。

(3)制粉系統(tǒng)的三次風(fēng)直接排向大氣，以避免排氣再次引入爐膛而對(duì)燃燒產(chǎn)生干擾。

(4)高細(xì)度煤粉，有利與減少NO x的排放低負(fù)荷穩(wěn)燃。

3. 2汽水系統(tǒng)

水冷系統(tǒng)采用低循環(huán)倍率，水冷壁選用內(nèi)螺紋管以避免膜態(tài)沸騰。3只爐水循環(huán)泵控制水冷壁水循環(huán)，實(shí)際工作時(shí)，2用1備。

汽水系統(tǒng)原則性流程如下：(1)蒸發(fā)系統(tǒng)：省煤器-汽包-下降管-爐水循環(huán)泵入口聯(lián)箱(匯流) -入口管-爐水循環(huán)泵(3臺(tái)) -出口管-水冷壁下部環(huán)型聯(lián)箱-水冷壁-汽包。

(2)過(guò)熱系統(tǒng)：汽包-后煙井前包復(fù)，爐頂管，后包復(fù)-底部聯(lián)箱-低溫過(guò)熱器-一級(jí)噴水減溫-中溫過(guò)熱器-二級(jí)噴水減溫-高溫過(guò)熱器-汽輪機(jī)高壓缸。

(3)再熱系統(tǒng)：汽輪機(jī)高壓缸出口-一級(jí)噴水減溫-低溫再熱器-二級(jí)噴水減溫器-高溫再熱器-汽輪機(jī)中壓缸。

4制粉系統(tǒng)

制粉系統(tǒng)用來(lái)輸送燃料到鍋爐，保證鍋爐在規(guī)定范圍內(nèi)穩(wěn)定燃燒，該熱電廠(chǎng)采用的是中間貯倉(cāng)式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐配有2套制粉設(shè)備：即2臺(tái)單進(jìn)單出 滾筒式磨煤機(jī)，2臺(tái)粗粉分離器，4臺(tái)細(xì)粉分離器，2個(gè)安裝在磨煤機(jī)跨的煤粉倉(cāng)，形成一緊湊的制粉系統(tǒng)，干燥介質(zhì)為煙氣和熱風(fēng)混合物，90 %的煤粉達(dá)到200目細(xì)度.每臺(tái)鍋爐設(shè)2個(gè)原煤倉(cāng)，其總?cè)萘吭O(shè)計(jì)為BMCR工況下14 h的燃煤量，原煤倉(cāng)用碳鋼制成，為了防止煤倉(cāng)堵煤，煤倉(cāng)下料斗底襯采用不銹鋼材料制作，鋼支承結(jié)構(gòu)(包括料斗)。每臺(tái)鍋爐配2臺(tái)煤粉倉(cāng)，總?cè)萘吭O(shè)計(jì)為 BMCR工況下6 h所需煤粉量，同一臺(tái)爐2臺(tái)磨煤機(jī)之間的煤粉倉(cāng)是相聯(lián)的，粉倉(cāng)鋼結(jié)構(gòu)支撐。每臺(tái)鍋爐配2臺(tái)給煤機(jī)，1個(gè)電動(dòng)操作的煤倉(cāng)出口門(mén)，1個(gè)原煤鏈?zhǔn)浇o煤機(jī)。

4. 1每爐配

2套制粉回路，每套制粉回路(1) 1臺(tái)粗粉分離器，粗分為雙錐型，具有可調(diào)葉片以控制煤粉細(xì)度;(2) 2臺(tái)細(xì)粉分離器，細(xì)粉分離器作用是將煤粉在煙氣中分離出來(lái)，細(xì)分設(shè)有漏斗，可使煤粉進(jìn)入煤粉倉(cāng)，煤粉倉(cāng)設(shè)有密封閥門(mén);(3) 1臺(tái)徑向葉輪離心式，單吸入口的排粉風(fēng)機(jī)，以保證風(fēng)力驅(qū)動(dòng)煤粉從磨煤機(jī)→粗分→細(xì)分→煤粉倉(cāng)。

4. 2所選用的制粉系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1)選用單進(jìn)單出磨煤機(jī)，適宜于高含灰量的煤種，可磨制出高細(xì)度煤粉，從而提高點(diǎn)火性能，縮短炭燃盡時(shí)間。同時(shí)制造成本低，鋼 球可在不停機(jī)的狀態(tài)下添加，維護(hù)成本亦較低;(2)循環(huán)回路中流體的體積、流量率是連續(xù)的，以保證理想的煤粉分離效果;(3)具有按要求可調(diào)節(jié)流量的干燥 程序，此程序是通過(guò)熱二次風(fēng)來(lái)達(dá)到的;(4)熱煙氣的使用運(yùn)行在惰性氣體下，可大大提高運(yùn)行的安全性;(5)三次風(fēng)(乏氣)通過(guò)布袋除塵器，再由煙囪排 出，可減少對(duì)燃燒的干擾，尤其是燃燒無(wú)煙煤。

4. 3中間貯倉(cāng)式優(yōu)點(diǎn)

(1)中間貯倉(cāng)式系統(tǒng)使得制粉系統(tǒng)與鍋爐和燃燒系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，若制粉系統(tǒng)發(fā)生故障，短時(shí)內(nèi)不影響鍋爐的運(yùn)行;(2)無(wú)論鍋爐帶多少負(fù)荷，磨煤機(jī) 均可滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，制粉時(shí)間可減少;(3)由于2臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行18小時(shí)/日可滿(mǎn)足每天負(fù)荷要求，故停機(jī)時(shí)間可置于用電高峰時(shí)，且廠(chǎng)用電耗可獨(dú)立于機(jī)組負(fù)荷; (4)能適應(yīng)快速的負(fù)荷變化，僅數(shù)秒鐘，便可通過(guò)調(diào)節(jié)煤粉倉(cāng)與爐膛間的給粉機(jī)速度，以配合負(fù)荷的變化。

4. 4磨煤機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

(1)單進(jìn)單出;(2)磨煤機(jī)內(nèi)襯采用高鉻鋼以抗腐、耐磨，增加其使用壽命;(3)接觸原煤的筒體部分采用耐磨不銹鋼;(4)磨煤機(jī)前的落煤管采用不銹鋼;(5)輸煤管用耐磨鋼作內(nèi)襯。

5結(jié)語(yǔ)

研究燃燒無(wú)煙煤的W火焰鍋爐，是上海鍋爐廠(chǎng)有限公司拓展國(guó)外電站項(xiàng)目的必要技術(shù)支撐之一，只有在吸收發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再通過(guò)我們自己在工程實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)和總結(jié)，才能設(shè)計(jì)出適合燃燒無(wú)煙煤的電站鍋爐。