北京巴威锅炉技术介绍演示幻灯片

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锅炉技术介绍北京巴布科克·威尔科克斯有限公司Babcock&WilcoxBeijingCo.Ltd.二OO五年四月定曲1

技术引进方式及内容全套技术引进动态转让齐全的设计标准、计算软件、专利技术详尽的部件设计标准采购、制造、检验、安装等规范文件2

技术引进方式及内容大型电站锅炉RBC锅炉（RBE）W火焰锅炉UP锅炉工业锅炉FM炉、PFI炉

等脱销技术SCR3RBC锅炉系列产品大型燃煤自然循环电站锅炉最高设计压力：20.5MPa 主汽出口压力：18.44MPa最大机组功率：875MW适用煤种：烟煤、褐煤、贫煤、无烟煤4大型电站锅炉业绩5大型电站锅炉业绩6425MW-600MW锅炉业绩7425MW-600MW锅炉业绩8大型电站锅炉运行业绩注：表中数据为“影响整机等效可用系数(%)”9B&W公司RBC锅炉业绩总数： >400台最大容量： 875 MW(平均容量550MW）最大蒸发量： 2778 t/h最高主汽压力： 18.44 MPa最高设计压力： 20.52 MPa最高主汽温度： 571 ℃10200MW：6台3个电厂300MW:18台7个电厂330MW:10台4个电厂600MW:29台12个电厂总数：63台26个电厂北京B&W公司RBC锅炉业绩11锅炉概况北京B&W公司12锅炉设计指导思想满足用户的要求可用率高、可靠性好经济性好，热效率高锅炉低负荷稳燃性能好，启停调峰性能好煤种适应范围广NOx排放低锅炉可控程度高13锅炉关键参数的选定原则：符合最新设计标准，选用合理的设计裕度基础：准确判断燃煤特性和煤灰特性关键设计参数：炉膛尺寸、燃烧器布置、炉膛出口烟温对流受热面布置、管径、节距、烟速、工质质量流速尾部分烟道的优化布置其它特殊考虑14RBC锅炉主要性能指标1.锅炉效率典型烟煤: ≥93%典型贫煤: ≥92%典型无烟煤: ≥91%(W型火焰锅炉)2.最低不投油稳燃负荷典型烟煤: ≤30%B-MCR典型贫煤: ≤50%B-MCR典型无烟煤: ≤50%B-MCR(W型火焰锅炉)15RBC锅炉主要性能指标3.主汽和再热汽温控制负荷范围定压运行：

60~100%B-MCR滑压运行：

30~100%B-MCR4.炉膛出口两侧烟温偏差≤50℃5.锅炉参数能与任何技术的汽机参数匹配16锅炉总体布置17W型火焰锅炉总图18屏式过热器一级过热器垂直再热器水平再热器省煤器再热器分烟道过热器分烟道二级过热器一过进口集箱过热器连接管19

燃煤、煤灰特性及其判断20燃料分析燃料着火特性的判别B&W分析法多种因素相关：正因素：VrQ负因素：FcAyMad普华分析法仅与Vr相关21燃料分析煤灰特性对锅炉设计的影响：酸性成分A=SiO2+Al2O3+TiO2碱性成分B=Fe2O3+CaO+MgO+Na2O+K2O煤灰指数：

LF=(CaO+MgO)/Fe2O3 LF<1.0,烟煤型灰；LF>1.0,褐煤型灰结焦指数：Rs=B/A×Sdry(<0.6,低;0.6~2.0,中;2.0~2.6,高;>2.6,严重)22燃料分析积灰指数：Rf=B/A×Na2O（<0.2,低；0.2∽0.5,中；0.5∽1.0,高；>1.0,严重）飞灰磨损影响因素：原煤含灰量灰成分：SiO2+Al2O3不发生磨损的条件：含灰量<6.45kg/GJSiO2+Al2O3<75%(飞灰重量百分比)23着火稳定特性燃烧方式、燃烧器类型、燃烧器参数的选取及炉膛配风等燃烬特性燃烧方式、燃烧器及炉膛尺寸的选取等结渣特性燃烧器的数量、布置方式、炉膛热力指标选取及受热面的布置等磨损特性受热面材料的选取，速度的控制等燃料特性与锅炉设计24燃煤、煤灰特性及其判断25燃煤、煤灰特性及其判断26燃煤、煤灰特性及其判断定曲发电厂燃煤及煤灰特性分析27燃煤、煤灰特性及其判断定曲发电厂燃煤、煤灰特性及其判断28RBC锅炉技术特点墙式燃烧自然循环挡板调温

29墙式燃烧技术30Pulverizer&DRBSystemwithCompartmentedWindbox31墙式燃烧技术二次风道及风箱32墙式燃烧技术33墙式燃烧技术34墙式燃烧技术基本原则：高效、稳燃、清洁、防结焦、防高温腐蚀基本要求：燃烧系统的设计要综合考虑、协调设计优良的可调性和煤种适应性燃烧效率高燃烧器及其布置满足防结焦、防高温腐蚀低NOx燃烧35双调风旋流燃烧器特点可靠的二次风控制和调节手段改善一次风分配均匀性的导向块和实现煤粉浓缩的锥型扩散器单独配置点火器和火焰检测装置燃烧器总是在接近设计工况下运行灵活匹配制粉系统各种煤种均有相应的技术对策36燃烧系统的特点双调风旋流燃烧器(DualRegisterBurner)-内外二次风旋转气流的调节可形成满足燃烧综合要求的火焰形状和质量良好的着火和启动特性均匀的流场和温度场独特的抗结焦和高温腐蚀特性优良的煤种适应性和燃烧经济性低NOx燃烧有利于锅炉设计向更大容量发展37燃料特性与燃烧器浓缩型EI-XCL燃烧器+双进双出磨煤机正压直吹系统用于着火性能很低的半无烟煤、无烟煤提高煤粉浓度，采用适应的一次风温度，降低燃料的着火热。选择适宜的一次风动量—延长停留时间，在短距离内将煤粉加热到着火温度提高内二次风旋流强度—增加热烟气回流与卷吸，改善着火性能采用较高的外二次风速，增强着火气流的穿透力，达到较好的炉膛充满度运用项目：黔北300MW“W”火焰锅炉,湖南耒阳300MW“W”火焰锅炉38燃料特性与燃烧器浓缩型EI-XCL燃烧器+钢球磨煤机中储制系统用于极难着火性的无烟煤提高煤粉浓度，降低燃料的着火热可获得比吹系统更高的一次风温度选择适宜的一次风动量—延长停留时间，在短距离内将煤粉加热到着火温度提高内二次风旋流强度—增加热烟气回流与卷吸，改善着火性能采用较高的外二次风速，增强着火气流的穿透力，达到较好的炉膛充满度39燃料特性与燃烧器EI-XCL燃烧器+钢球磨中仓制热风送粉贫煤、无烟煤减小一次风率，热风送粉提高一次风温二次风调风器—燃烧器分级送风减小一次风射流的动量—延长停留时间，在短距离内将煤粉加热到着火温度加大二次风动量和提高旋流强度—增加回流，改善着火性能运用项目：西柏坡、衡水300MW、邯郸200MW、阳泉300MW“W”火焰锅炉40燃料特性与燃烧器XCL燃烧器配中速磨直吹制粉系统适用于着火性能良好的烟煤，能获得较为理想的NOx排放指标。（大坝300MW、达旗330MW）EI-DRB(增强着火型)配中速磨直吹制粉系统适用于着火性能较差的烟煤、贫煤（台州300MW、南通350MW、北伦港600MW及秦皇岛200MW锅炉等）PAX燃烧器配中速磨直吹式制粉系统适用于贫煤、无烟煤新海200MW、蒲城、上安350MW“W”火焰锅炉41煤粉锅炉各类型NOx的生成量与炉膛温度的关系42墙式燃烧技术43PAX-XCL双调风旋流燃烧器44墙式燃烧技术45墙式燃烧技术DRB双调风旋流燃烧器46墙式燃烧技术DRB双调风旋流燃烧器47墙式燃烧技术DRB双调风旋流燃烧器48墙式燃烧技术49DRB-XCL双调风旋流燃烧器50DRB-XCL双调风旋流燃烧器51锥形扩散器调风盘毕托管一次风高温、富燃料、挥发份析出区还原区NOx分解区焦碳氧化区可调叶片内二次风风箱风箱固定叶片分流板外二次风DRB-XCL双调风旋流燃烧器52EI-XCL双调风旋流燃烧器导向器锥形扩散器调风盘外二次风固定叶片内二次风53浓缩型EI-XCL双调风旋流燃烧器电动执行机构二次风套筒调风盘内二次风外二次风毕托管可调叶片一次风乏气炉膛煤粉浓淡分离装置54UltraLowNOXDRB-4Z™

双调风漩流超低NOX燃烧器OuterZoneAdjustableSpinVaneStationarySpinVanePulverizedCoal&PrimaryAirInletLinearActuatorSlidingAirDamperInnerSpinVaneAdjustmentInnerZoneAdjustableSpinVaneOuterSpinVaneAdjustmentTransitionZoneTransitionZoneAirFlowAdjustmentPitotTubeArray(AirFlowMeasurement)ConicalDiffuserAirSeparationVane55Ultra-Low4Z

双调风漩流超低NOX燃烧器56DualAirZoneOFA

双调风NOX喷口57DualAirZoneNOXPort

Airflowarrangement58FurnaceFrontWallNOXPortDRB-4Z™LowNOX

BurnerWindboxFurnaceRearWall82’-0”51’-0”W.A.ParishUnit6-RetrofitBurner

andOFAPortArrangement(16)Coal-onlyDRB-4Z™burners(40)Coal-gasDRB-4Z™burners(12)OFAports690MWboilerunit59燃烧系统的特点60燃烧系统的特点61墙式燃烧技术300MW~600MW燃煤电站锅炉运行实绩比较中国电力企业联合会62墙式燃烧技术五个方面的比较：燃烧经济性炉膛结焦倾向性低负荷适应性炉膛出口烟温偏斜引起的过/再热器单管热力偏差程度燃烧调节手段的完善性、有效性，及对再热蒸汽温度的调节性能63墙式燃烧技术结论：燃烧经济性：在相同的Q/V条件下，对冲燃烧较四角切圆燃烧容易获得较佳的燃烧效率。炉膛结焦倾向性：四角切圆燃烧锅炉的炉内结焦倾向都是令人担心的。在相同的Q/V条件下，四角切圆燃烧较易招致炉膛结焦的威胁。低负荷适应性：电厂提供的都是调度最低不投油稳燃负荷，并非机组在技术上可能的最低不投油稳燃负荷，故不值褒贬评说。炉膛出口烟温偏斜引起的过/再热器单管热力偏差程度：从反映各级过/再热器沿炉宽单管吸热不均匀的热力偏差系数的对比，即可看出对冲燃烧的热均匀性普遍优于四角切圆燃烧。燃烧调节手段的完善性、有效性，及对再热蒸汽温度的调节性能：二种燃烧方式各有特点，均有须改进之处。64燃烧器中心截面冷模烟花示踪流场W

火焰锅炉65水冷壁三次风开孔分级风墙开孔各次风口的布置特点燃烧器开孔W

火焰锅炉66燃烧器开孔水冷壁乏气风开孔分级风墙开孔大风箱框架各次风口的布置特点W

火焰锅炉67EI-XCL燃烧器水冷壁大风箱框架各次风口的布置特点三次风管W

火焰锅炉分级风墙开孔68EI-XCL燃烧器水冷壁三次风入口分级风入口二次风入口各次风口的布置特点大风箱隔板三次风管W

火焰锅炉分级风墙开孔69EI-XCL燃烧器水冷壁分级风墙三次风入口一次风入口二次风入口分级风入口各次风口的布置特点W

火焰锅炉大风箱三次风管70浓缩型EI-XCL双调风旋流燃烧器电动执行机构二次风套筒调风盘内二次风外二次风毕托管可调叶片一次风乏气炉膛煤粉浓淡分离装置71乏气管各次风口的布置特点EI-XCL燃烧器水冷壁分级风墙三次风入口一次风入口二次风入口分级风入口W

火焰锅炉大风箱三次风管72自然循环技术73自然循环技术74自然循环技术基本原则：确保水冷壁在各种运行工况下都能得到充分的冷却在瞬态扰动工况下具有足够的设计裕度基本要求：水冷壁管内保持稳定的核态沸腾发生传热恶化的原因-偏离核态沸腾(DNB)一旦发生DNB，管壁与介质的温差加剧，造成金属超温破坏75自然循环技术水循环设计目的：确保水冷壁管在高辐射热流密度下不过热，防止金属超温和热应力破坏设计准则：防止发生传热恶化-偏离核态沸腾(DNB)维持足够的循环倍率控制质量含汽率76自然循环技术B&W公司12头内螺纹管的特点：

内螺纹管形成的涡流所产生的离心力将水甩向管壁，可防止汽膜的形成，从而防止DNB的发生。77自然循环技术78循环流速百分率,%循环倍率负荷,%变压运行定压运行定压运行变压运行负荷对循环倍率的影响自然循环技术79自然循环技术汇流箱百叶窗分离器旋风分离器防旋栅格给水管饱和蒸汽80小容量燃烧器的热均匀特性自然循环技术81小容量燃烧器的热均匀特性自然循环技术82自然循环技术83自然循环技术84炉膛循环系统比较型式自然循环内螺纹管应用 整体循环倍率>3.1运行特性具有自补偿能力,非正常工况适应能力强维修成本无启停灵活性较好风险允许水质恶化时少量结垢(如冷凝器泄漏)85自然循环技术结论：DNB是一种局部现象,是压力、热流密度、含汽率、质量流速等运行参数综合作用的结果。所有高压力锅炉都必须留有足够的设计裕度以防DNB的发生。“综合循环倍率”在电力行业常用于比较和评价循环系统的安全性。它把流量不同的各个回路混为一谈，显然是不合理的。即使当循环倍率很高时，采用光管的汽包锅炉也可能存在易于发生DNB的回路。B&W公司采用内螺纹管的自然循环锅炉即使在接近临界压力时仍有很高的循环倍率，在不利的扰动工况下也能保持足够的安全裕度。86自然循环技术B&W标准限制：(以600MW亚临界锅炉为例)燃烧器区域最小DNBR ≥1.50集中下降管介质流速 ≤6.0m/s 平均吸热量时最大出口含汽率 ≤45%最大吸热量时最大出口含汽率 ≤65%最小饱和水压头百分比 ≥82%循环倍率 ≥2.8

87尾部烟道挡板调温技术88过热器、再热器、省煤器流程图屏式过热器一级过热器垂直再热器水平再热器省煤器主汽出口再热汽出口再热汽进口再热器分烟道过热器分烟道二级过热器一过进口集箱过热器连接管尾部烟道挡板调温89尾部烟道挡板调温传热方式过热器-以辐射传热为主再热器-以对流传热为主过热器、再热器汽温随负荷变化的特性

调温过程：负荷↓→再热汽温↓→再热器烟道流量↑→再热汽温↑；负荷↓→过热汽温↑→再热器烟道流量↑→过热器烟道流量↓→

一级过热器汽温↓90隔墙中心线支撑行架支撑灰斗联动装置驱动装置支撑中心盖板调节挡板后包墙中心线烟气调节挡板烟气烟气烟气前包墙中心线烟温~400℃再热器分烟道过热器分烟道尾部烟道挡板调温91

★设计范围：-50℃~+50℃尾部烟道挡板调温92尾部烟道挡板调温采用挡板调温的优点：过热器、再热器汽温异向调节，合理配合负荷变化，因而控制负荷范围很宽再热器无中间集箱，系统简单，减少了再热器阻力——可提高电厂循环效率不对燃烧造成任何影响对排烟温度影响极小(≤２℃)，因此对锅炉效率没有明显影响安装方便、运行可靠、操作简单93锅炉主要性能指标94锅炉性能及结构特点高温受热面金属温度的计算和材料的选择：金属温度计算的原则：比较所有设计计算，选出最高壁温工况；危险工况基于最高蒸汽温度和最大吸热率同时发生；主要影响因素：A.蒸汽流量偏差，B.炉膛出口平均烟温的误差，C.沿炉宽的烟温偏差，D.同管排中各管辐射吸热的差异，E.沿管长方向的烟温偏差，F.烟气流量偏差。95锅炉性能及结构特点TAVG-炉膛出口烟温，计算平均值TAM-壁温计算用平均烟温——考虑B =TAVG+100F(55℃) =TAVG-50F(28℃)TU=TAM+100F(55℃)——考虑C =TAVG+200F(111℃)TUB=TAM+200F(111℃)——考虑E =TAVG+300F(167℃)壁温计算以TUB为基础，综合考虑A~F各项因素96屏式过热器发卡式结构97锅炉性能及结构特点顶棚穿管结构98锅炉性能及结构特点弯头防磨结构99锅炉性能及结构特点锅炉膨胀中心100锅炉性能及结构特点水循环系统集中下降