火力发电厂１０００ＭＷ级燃煤机组塔式炉分析

1、火力发电厂级燃煤机组塔式炉分析                 文章以某在建海滨百万机组塔式炉为例，对机组的容量选择以及炉型选择进行分析，并对塔式炉的性能参数和结构特点进行详细介绍。 火力发电厂；百万机组；锅炉选型；塔式炉；主钢架 彭艳，广东省电力设计研究院工程师，热能工程专业硕士，广东广州，510663 TM621.2 A 1007-7723(2009)08-0085-0003 一、工程背景 (一)机组容量选择 建设新型低能耗电厂，采

2、用高效率的发电设备，是发电厂降低生产成本、提高竞争力的必要条件。 锅炉、汽轮机、发电机称为火力发电厂“三大主机”，主机是火力发电厂的主要设备，选择恰当的主机是提高火力发电厂经济性、可靠性的重要保证。 在主机选型中，选择合理参数是提高电厂发电效率、降低电厂建造投资，从而提高电厂整体经济性的有效途径。主机选型中关键的是压力、温度、容量等几个参数。 提高主机运行的压力与温度，在同样的环境温度(冷端温度)下，相当于提高热力循环效率。增加机组的单机容量，占地面积与建设造价虽然有增加，但增加的幅度小于机组容量的增加，提高机组的单机容量，相当于每单位功率的造价降低。因此，火力发电厂一直是向着高参数、大型化方

3、向发展。1000MW超超临界机组与600MW超临界机组的热热经济性对比见表1。 因此，在项目前期阶段，结合系统规划等综合分析论证后确定本工程机组容量为1000MW级。 (二)锅炉选型 1.煤质资料 该工程设计煤种和校核煤种均采用神华煤。煤质成分以及灰渣成分分析资料如表2和表3。 神府东胜煤属于优质动力煤，挥发分较高，容易着火，燃烬时间较短，适合采用煤粉锅炉燃烧。目前世界上能达到1000MW机组容量的燃煤锅炉炉型只有煤粉锅炉一种。因此，本工程只能选择煤粉炉。 神府东胜煤为强结焦性煤种，灰的沾污性也很强。针对煤种的特点，锅炉选型应注意以下机电： (1)在炉膛容积热负荷选取上，应注意选择较低的热负荷

4、，防止大面积不可控制的结渣。大面积结渣无法用吹灰器清除，会导致受热面传热系数急剧降低，引起金属管壁超温，灰渣中的一些元素成分也会对受热面的金属产生腐蚀，结渣严重会影响锅炉的安全运行。在满足锅炉各种负荷运行要求的前提下，选用较低的炉膛热负荷，而不是任意降低。 (2)控制炉膛出口温度，炉膛出口温度应低于灰熔点，否则炉膛出口上方的屏式过热器会严重结渣，粘结的大渣脱落后从高处落到炉膛下部的冷灰斗，会击破冷灰斗的管壁，引起更大的事故。一般在10000 以下飞灰已经凝固，只会附着在屏式过热器上，不会大片结渣。 (3)由于灰的沾污性强，锅炉的受热面要考虑受热面粘灰后传热系数的降低，因此锅炉的受热面除了设有足

5、够的吹灰器以外，还应该考虑一定的受热面裕量，防止因为受热面沾污导致气温不足或者经常投入吹灰器导致受热面损坏。增加了受热面裕量后还应该同时增加减温水的出力，避免受热面清洁时超温。 2.锅炉布置型式 百万机组可以选择的锅炉布置型式有两大类：“”形布置和塔形布置。 国内大部分中型和大型锅炉均采用“”形布置，一部分受热面布置在尾部，烟气在尾部竖井的受热面内气向下流动，工质向上流动，逆流传热效果较好，而且“”形布置锅炉高度相对塔式炉矮，这对强烈地震地区以及大风地区是有利的。 而塔型布置则所有受热面均布置在炉膛上方，尾部垂直烟道不布置受热面。相对“”型炉占地面积小，适合厂区用地紧张的工程。塔式锅炉由于烟气

6、向上流动，烟气中的粉尘在重力作用下流速减慢或者向下沉降，因此对受热面的磨损大大降低。作横卧布置的各级受热面都能疏水，有利于停炉保养和启动时蒸汽通畅流动，有利于对流受热面的使用寿命。另外塔形锅炉结构简单，锅炉膨胀中心和密封设计容易处理，布置紧凑，整体重量较轻，成本较低。                      3.最终炉型的选取 由前分析可知，两种炉型均能适应此项目的要求。通过招标最后确定选用上海

7、锅炉厂的3091th超超l临界参数变压运行直流塔式炉。一次再热、单炉膛塔式布置、四角切向燃烧、摆动喷嘴调温、平衡通风、全钢架悬吊结构、露天布置、采用机械刮板捞渣机固态排渣。 锅炉主要参数见表4。 二、塔式炉特色 上海锅炉厂提供的1000MW超超临界压力直流锅炉为引进德国ALSTOM公司1000MW超超临界塔式锅炉技术。 (一)塔式炉的节油点火及稳燃系统配置 由于燃油价格的不断升高，电厂燃油的成本越来越高，因此有必要采取节油措施，以期降低生产成本及调试运行费用。 对于切圆燃烧方式的塔式锅炉，由于炉膛较高，需在从下向上切圆的第二层每个煤粉燃烧器上安装节油(等离子或小油枪)燃烧器，由高温等离子气体点

8、燃，然后点燃相应的煤粉主燃烧器。系统简单，无需另设独立的制粉系统。 (二)塔式炉钢结构特点 1.钢结构 锅炉钢结构也是塔式炉另一个重要特色，锅炉钢架分成主体钢架和辅助钢架两个部分，其主要特点是：筒式框架是锅炉的主要受力结构，其不仅承受垂直力，而且是传递水平力的主要结构。筒式框架自己组成一个稳定结构，两侧辅钢架、炉前辅钢架和钢平台依附在筒式框架上，这就给安装带来一个好处，只要将筒式框架、炉顶平台、大板梁及其桁架安装完毕后就可以吊受热面，安装钢结构和受热面可以同时进行，对缩短安装周期带来益处。但是钢梁尺寸大，对安装工艺和安装管理的要求更高。 2.主钢架 筒式框架位于整个塔式锅炉钢结构炉架的中间，由

9、4根0.0128.1m箱型立柱、柱间箱型横梁和箱型斜支撑组成。4根箱型立柱布置于炉膛的四周，纵向间距和侧向间距均为30.5m，立柱长度为128.1m，根据立柱的承载情况，箱形立柱的截面尺寸自下而上逐渐减小，其中最大截面约为2500×2500；在4根立柱间设有五层结构联系横梁，横梁截面为箱型结构，最大箱型截面约为2000×900；在立柱与横梁之间设有垂直支撑，垂直支撑截面也为箱型结构，最大箱型截面约为1200×900。4根立柱与基础为固接连接，立柱与立柱、立柱与横梁和支 本文来自范文论文网收集与整理，感谢原作者。    撑采用

10、铰接连接。筒式框架自身形成一个稳定结构，它的主要作用是支承大板梁和炉顶钢架，承受锅炉的主要荷载(受热面悬吊荷载、风荷载、地震荷载等)。 3.锅炉辅钢架 锅炉两侧辅钢架、炉前辅钢架、钢平台和空气预热器钢架组成锅炉辅助钢结构。 两侧辅钢架分别位于塔式锅炉的两侧，采用H型钢为立柱。从0.0至炉顶平台，柱间有H型工字钢水平梁和斜支撑，梁和斜支撑的两端为铰接或设置为仅受轴力的两力杆。锅炉两侧辅钢架与基础为铰连接。 炉前辅钢架的结构形式同两侧辅钢架，但由于煤仓间与锅炉钢架是联成一体的，炉前辅钢架是不落地的，其上端悬挂于大板梁的挑出端，下端与煤仓间D排平台梁连接。 空气预热器钢架的梁、柱和支撑均为铰接结构，用于支撑空气预热器及其检修平台，其本身为一个独立结构。 三、结论 对于百万等级的煤粉炉来说，型炉和塔式炉均可选择。塔形锅炉以其受热面磨损相对较低；横卧布置的各级受热面有利于停炉保养和启动时蒸汽通畅流动，有利于延长受热面的使用寿命；钢结构简单，布置紧凑，整体重量较轻；占地面积小但炉体高等特点使得塔式炉有着广阔的应用前景和一定的局限性。具体工程可根据厂址条件、煤质条件、功能要求等全方位考虑，合理选择。       &#