哈锅1000MW等级二次再热超超临界锅炉采用螺旋管圈水冷壁系统方案说明

哈锅1000MW等级二次再热超超临界锅炉采用螺旋管圈水冷壁系统方案说明哈尔滨锅炉厂有限责任公司2016年03月

1内容提要：一、锅炉概况二、超超临界锅炉水冷壁形式发展情况概述三、1000MW螺旋管圈系统方案说明四、结论五、水动力计算结果

2一、锅炉概况

3锅炉技术特点Π型布置；二次再热，两级再热器出口623℃；尾部双烟井，两级再热器调温挡板；高烟温、含灰尘烟气再循环系统；新型超低NOx燃烧器+高温SOFA风，反向双切圆燃烧；尾部烟道布置SCR装置；省煤器分级方案，确保SCR全负荷运行和高效率运行；过热器采用三级布置，分隔屏、后屏、末过均布置在炉膛上部；水平烟道布置高压末再和低压末再，前烟道布置高压低再，后烟道布置低压低再；尾部烟气调节挡板摆动燃烧器烟气再循环系统4一、锅炉概况低再高再至中压缸事故减温器再热器入口事故减温器再热器入口过热器系统低/高压再热器系统（系统设置相同）启动分离器启动分离器分隔屏高过至高压缸屏过分隔屏一级减温一级减温二级减温二级减温⑤高过⑩分隔屏①省煤器①去高压缸去低压缸来自高加来自高压缸⑦⑤④⑨⑧⑥③②炉膛③低压低再④屏过⑥高压低再⑦高压高再⑧分离器⑨贮水罐再热器事故减温过热器二级减温②过热器一级减温①⑩去中压缸来自中压缸⑾⑾低压高再一、锅炉概况二、水冷壁形式发展概况垂直管圈与螺旋管圈比较二、水冷壁形式发展概况炉膛结构螺旋管圈布置位置：下部炉膛管圈管径：Φ38×7.3mm管圈材料：15CrMoG管圈节距：53mm管圈角度：13.9402°盘旋圈数：1.64垂直管圈布置位置：下部炉膛管圈管径：Φ31.8×6.2mm管圈材料：15CrMoG管圈节距：55mm哈锅典型螺旋管圈水冷壁结构二、水冷壁形式发展概况随着技术不断发展，哈锅近年自主开发了600MW对冲型超超临界锅炉和1000MW塔式布置超超临界锅炉，由于结构布置等原因，哈锅在这些工程上都采用了螺旋管圈系统。为了对技术路线进行统一，从2014年开始，哈锅在600MW超超临界锅炉上率先开发螺旋管圈系统，目前哈锅的所有600MW等级超超临界锅炉已全部采用螺旋管圈结构，从2015年开始，为了满足国际市场的需求，哈锅开发研制了旋流燃烧的对冲布置采用螺旋管圈系统的1000MW超超临界π型布置锅炉，目前该炉型已经开发完成，并已完成多个项目的投标配合工作。在此基础上，开发了采用直流燃烧器的螺旋管圈水冷壁系统。三、1000MW螺旋管圈系统方案说明炉膛由膜式壁组成，水冷壁采用螺旋管加垂直管的布置方式。从炉膛入口集箱（标高7000mm）到炉膛中间混合集箱（标高54500mm）处采用螺旋管圈，管子根数为712根，上炉膛为垂直管圈，总根数为2140根，中间通过混合集箱混合。三、1000MW螺旋管圈系统方案说明

螺旋管圈垂直管圈炉膛断面32147.3X15593.3（断面积501.2）32084X15670（断面积502.7）最下层燃烧器到拐点距离68916891燃烧器间距1398813000燃尽高度2318523200顶棚管标高7660076100水冷壁下集箱标高63006300中间混合集箱标高5450052050燃烧器层数66水平烟道深度1018310183烟井深度（前烟道）/(后烟道)8487+70118487+7011炉膛容积热负荷73.873.2炉膛截面热负荷4.34.287燃烧器区域热负荷1.3351.417螺旋角度23.391（旋转1.08圈）/模数445/螺距53/螺旋管圈节距133.5/垂直管圈节距44.544.5螺旋管圈管子根数712

垂直管圈管子根数2140（1变3）2140螺旋管圈管子规格38X8MWT15CrMoG/12Cr1MoVG/螺旋管圈质量流速（38X8）2854/垂直管圈管子规格28.6X6.0MWT12Cr1MoVG28.6X6.0MWT15CrMoG/12Cr1MoVG垂直管圈质量流速（28.6X6.0）19381938三、1000MW螺旋管圈系统方案说明原炉膛断面哈锅上海东方巴威螺旋管圈规格38X8Φ38×7.0Φ38.1×7.5/7Φ38×6.5螺旋管圈节距535450.850螺旋管圈管子根数712642778672螺旋倾角23.39120.6673°23.57820.17螺旋管圈质量流速2854287025602530旋转圈数1.081.061.011垂直管圈规格28.6X6.0MWTΦ34.9×7.5Φ31.8×7.5Φ32×6.0垂直管圈节距44.55163.558垂直管圈管子根数2140192615561680垂直管圈质量流速1938139024171580与其它厂家参数对比三、1000MW螺旋管圈系统方案说明螺旋管圈展开图及燃烧器喷口管屏三、1000MW螺旋管圈系统方案说明螺旋管圈与垂直管圈燃烧器平面布置图螺旋管圈垂直管圈四、结论水动力计算结果表明，螺旋管圈水冷壁的下炉膛出口工质温度偏差为9.1℃，上炉膛工质温度偏差为20.8℃。下炉膛水冷壁的壁温最高点位于燃尽风区域，且最高壁温低于494℃，材料允许温度为530℃，水冷壁壁温裕量为36℃。水冷壁压降为1.896MPa，低于保证值1.9Mpa。采用垂直管圈水冷壁的最高壁温为512℃，材料允许温度为530℃，壁温裕量为18℃，采用螺旋管圈壁温余量更大。螺旋管圈水冷壁方案与垂直管圈水冷壁方案炉膛断面几乎相同，不影响锅炉柱网布置，目前柱网资料已提供给设计院，哈锅已完成燃烧器区域喷口管屏的设计工作，不影