新型式烧点锅炉体系的优势概论

　　300 MW燃烧无烟煤的发电机组，锅炉采用W火焰燃烧方式、亚临界、一次中间再热、控制循环汽包炉;汽轮机选用300 MW、亚临界、双缸双排汽、冷凝式、中间再热汽轮机;发电机选用300 MW ，水氢氢冷却型式汽轮发电机。该工程由国外著名公司负责锅炉岛的概念设计，并负责锅炉性能设计，其余工作由上海电气电站集团组织完成。

2锅炉主要设计参数及设计煤种

2.1锅炉主要设计参数

1锅炉主要设计参数

2. 2设计煤种

设计煤种为越南鸿基无烟煤，主要有以下特点：

(1)低挥发分;(2)高灰分。

2煤质分析如下

工业分析

(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)空气干燥水分W ad / % 0. 80～2. 41 1. 39(5)固定碳(收到基)FC car / % 49. 54～63. 15 53. 68(6)挥发分(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总计100. 00

3最终分析

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

(2)氢(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总计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设计煤种燃烧后灰分析

2灰物理特性

(1)灰密度/ gcm- 3 0. 224～0. 370 0. 291

(2)电阻系数

R/Ωcm 301×10 2～603×10 2 525×10 2

3灰熔性

(1)开始变形温度T 1 /℃1 210～1 280 1 250

(2)开始软化温度T 2 /℃1 430～1 600 1 570

(3)流动温度T 3 /℃1 530～1 600 1 600

2. 3锅炉主要经济指标

(1)锅炉保证热效率为：88. 2 %(高位发热量、RO工况)。

(2)最低不投油稳燃负荷为：70 % RO.

(3)锅炉出口蒸汽温度：锅炉蒸汽流量在60 % RO～BMCR ;主蒸汽温度：541℃±3℃;再热蒸汽温度：540℃±3℃。

(4)锅炉排放：烟气排放NO x含量不超过1 000 mg/ Nm 3，(6 % O2. dry) ;(5)最大飞灰含炭量：灰中未燃尽炭含量不超过7 %(RO工况)。

3锅炉总体介绍

锅炉为亚临界，一次中间再热，控制循环，双拱炉膛，W火焰燃烧方式，采用钢球磨中间储仓制热风送粉系统，平衡通风，水力排渣，全钢结构，П型悬 吊式半露天布置。配2台三分仓回转式空气预热器。炉膛深度为17. 6 m ，炉膛宽度为15. 3 m ，炉膛高度51. 8 m ，炉膛容积8 914 m 3.过热器、再热器均采用喷水调温，BMCR工况时再热器喷水量为26 t/ h ，RO工况时再热器喷水量为21 t/ h ，再热器压降为高压缸排汽压力的5 %.

3. 1燃烧设备

燃烧方式为双拱布置W火焰，32只缝隙式直流煤粉燃烧器分别布置在前后拱上，由16台给粉机供粉。煤粉由高温一次风送入炉膛，在下炉膛形成W型 火焰方式燃烧。为了提高燃烧室温度，改善煤粉着火条件，在燃烧器的水冷壁部分敷有耐火材料。炉膛前、后拱分别布置16支燃油油枪，(每拱8支) ，油枪可满足锅炉带30 %负荷的要求。本燃烧系统的设计特点：(1)高温的一次风与煤粉在燃烧器前的文丘里管内混合，1 kg煤粉和1 kg的一次风相配，以改善低挥发分的点火性能。

(2)一次风和煤粉混合温度约为230℃。

(3)制粉系统的三次风直接排向大气，以避免排气再次引入炉膛而对燃烧产生干扰。

(4)高细度煤粉，有利与减少NO x的排放低负荷稳燃。

3. 2汽水系统

水冷系统采用低循环倍率，水冷壁选用内螺纹管以避免膜态沸腾。3只炉水循环泵控制水冷壁水循环，实际工作时，2用1备。

汽水系统原则性流程如下：(1)蒸发系统：省煤器-汽包-下降管-炉水循环泵入口联箱(汇流) -入口管-炉水循环泵(3台) -出口管-水冷壁下部环型联箱-水冷壁-汽包。

(2)过热系统：汽包-后烟井前包复，炉顶管，后包复-底部联箱-低温过热器-一级喷水减温-中温过热器-二级喷水减温-高温过热器-汽轮机高压缸。

(3)再热系统：汽轮机高压缸出口-一级喷水减温-低温再热器-二级喷水减温器-高温再热器-汽轮机中压缸。

4制粉系统

制粉系统用来输送燃料到锅炉，保证锅炉在规定范围内稳定燃烧，该热电厂采用的是中间贮仓式制粉系统，每台锅炉配有2套制粉设备：即2台单进单出 滚筒式磨煤机，2台粗粉分离器，4台细粉分离器，2个安装在磨煤机跨的煤粉仓，形成一紧凑的制粉系统，干燥介质为烟气和热风混合物，90 %的煤粉达到200目细度.每台锅炉设2个原煤仓，其总容量设计为BMCR工况下14 h的燃煤量，原煤仓用碳钢制成，为了防止煤仓堵煤，煤仓下料斗底衬采用不锈钢材料制作，钢支承结构(包括料斗)。每台锅炉配2台煤粉仓，总容量设计为 BMCR工况下6 h所需煤粉量，同一台炉2台磨煤机之间的煤粉仓是相联的，粉仓钢结构支撑。每台锅炉配2台给煤机，1个电动操作的煤仓出口门，1个原煤链式给煤机。

4. 1每炉配

2套制粉回路，每套制粉回路(1) 1台粗粉分离器，粗分为双锥型，具有可调叶片以控制煤粉细度;(2) 2台细粉分离器，细粉分离器作用是将煤粉在烟气中分离出来，细分设有漏斗，可使煤粉进入煤粉仓，煤粉仓设有密封阀门;(3) 1台径向叶轮离心式，单吸入口的排粉风机，以保证风力驱动煤粉从磨煤机→粗分→细分→煤粉仓。

4. 2所选用的制粉系统的优点(1)选用单进单出磨煤机，适宜于高含灰量的煤种，可磨制出高细度煤粉，从而提高点火性能，缩短炭燃尽时间。同时制造成本低，钢 球可在不停机的状态下添加，维护成本亦较低;(2)循环回路中流体的体积、流量率是连续的，以保证理想的煤粉分离效果;(3)具有按要求可调节流量的干燥 程序，此程序是通过热二次风来达到的;(4)热烟气的使用运行在惰性气体下，可大大提高运行的安全性;(5)三次风(乏气)通过布袋除尘器，再由烟囱排 出，可减少对燃烧的干扰，尤其是燃烧无烟煤。

4. 3中间贮仓式优点

(1)中间贮仓式系统使得制粉系统与锅炉和燃烧系统相对独立，若制粉系统发生故障，短时内不影响锅炉的运行;(2)无论锅炉带多少负荷，磨煤机 均可满负荷运行，制粉时间可减少;(3)由于2台磨煤机运行18小时/日可满足每天负荷要求，故停机时间可置于用电高峰时，且厂用电耗可独立于机组负荷; (4)能适应快速的负荷变化，仅数秒钟，便可通过调节煤粉仓与炉膛间的给粉机速度，以配合负荷的变化。

4. 4磨煤机设计特点

(1)单进单出;(2)磨煤机内衬采用高铬钢以抗腐、耐磨，增加其使用寿命;(3)接触原煤的筒体部分采用耐磨不锈钢;(4)磨煤机前的落煤管采用不锈钢;(5)输煤管用耐磨钢作内衬。

5结语

研究燃烧无烟煤的W火焰锅炉，是上海锅炉厂有限公司拓展国外电站项目的必要技术支撑之一，只有在吸收发达国家先进技术经验的基础上，再通过我们自己在工程实践中不断学习和总结，才能设计出适合燃烧无烟煤的电站锅炉。