电厂锅炉设备及系统

电厂锅炉设备及系统

上海石洞口第二发电厂第二节电厂锅炉的构成和工作过程以及各部件作用一.电厂锅炉的构成

电厂锅炉机组是由锅炉本体、辅助系统及设备部件等构成的。

锅炉锅炉本体辅助设备锅炉机组电站煤粉锅炉机组组成2/4

锅炉本体主要包括“锅〞和“炉〞两局部，“锅〞局部：省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器再热器、进出口联箱及汽水联通管道等。“炉〞局部：炉膛、燃烧设备、空气预热器、烟道和风道等。此外，锅炉本体还包括用来固定和悬吊锅炉部件、受热面、炉墙等设备的构架(包括平台扶梯)。辅助系统包括：燃料供给系统、煤粉制备系统、给水系统、通风系统、除尘除灰系统、吹灰系统，水处理系统、测量及控制系统和烟气脱硫系统等。各个辅助系统都配有相应的附属设备和控制装置。以下图为配300MW发电机组的煤粉炉布置图

电厂超临界锅炉受热面的布置示意图电厂锅炉受热面内工质流程示意图2.电厂锅炉的工作过程电厂锅炉的工作过程可以分成两大系统的工作过程，即燃烧系统和汽水系统的工作过程。以下示意图便是电厂锅炉的燃烧系统和汽水系统的流程。汽水系统由给水系统、蒸发系统和过热系统及再热系统组成，分别完成水的加热、蒸发和过热三个阶段的任务。给水系统的受热面主要是省煤器，给水在进入锅炉前先经过该受热面，吸收烟气的热量，使排烟温度降低，锅炉效率提高而节省燃料，因而该受热面就称为省煤器．蒸发系统由汽包、下降管、水冷壁和联箱及联通管道组成，其受热面为水冷壁，吸收炉膛中的辐射热，将下降管送入的水蒸发成饱和蒸汽。过热系统由不同型式的过热器及减温器组成，其工作任务是把水冷壁所产生的饱和蒸汽过热到一定温度的过热蒸汽，同时在锅炉允许的负荷波动保持过热蒸汽温度在正常范围内。再热系统由不同型式的再热器及减温器组成，其工作任务是把汽轮机高压缸的排汽再次加热，再送至汽轮机中压缸继续做功，以提高循环效率，并减少汽轮机末端的蒸汽湿度，保证汽轮机的平安。水冷壁→启动分离器→顶棚过热器→包墙过热器→

低温过热器→

一级减温→

屏式过热器→

二级减温→

高温过热器→汽轮机锅炉过热蒸汽系统第三节电厂锅炉的特征和分类

一、锅炉容量与参数1..锅炉容量锅炉容量即锅炉蒸发量，它是反映锅炉生产能力大小的根本特性数据。常用符号D表示，单位为T/H。在大型锅炉中，锅炉容量又分为额定蒸发量和最大连续蒸发量。蒸汽锅炉的额定蒸发量〔BECR〕是指在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料并保证热效率时所规定的蒸汽量。

锅炉的最大连续蒸汽量(BMCR)是指在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料，长期连续运行时所到达的最大蒸汽量。一般BMCR=(1.03一1.2)BECR。例如某电厂配600MW发电机组的锅炉(BMCR)为1900T/H2.蒸汽参数锅炉蒸汽参数是说明锅炉蒸汽标准的特性数据，一般指锅炉过热器出口处的蒸汽温度和蒸汽压力(表压力)，分别用符号P和t表示，单位分别为MPa和℃。锅炉设计时所规定的蒸汽压力和温度称为额定蒸汽压力和额定蒸汽温度。对于具有再热器的锅炉，蒸汽参数还应包括再热蒸汽压力、再热蒸汽温度和再热蒸汽流量。以下表格示出我国电站锅炉的蒸汽参数和容量(2)循环流化床锅炉流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速(由固定床转化为流化床的风速)的空气流速作用下，在流化床上呈沸腾状态的燃烧方式。这种燃烧方式有明显的优点，即能够燃用劣质煤和污染物排放少等，40多年来开展很快，应用范围已从中、小型的工业锅炉开展到较大型的电站锅炉。循环流化床锅炉性能在很多方面都可与煤粉炉相比美，在减少污染方面还优于煤粉炉，可以大大减少硫氧化物和氮氧化物气体的排放，所以循环流化床锅炉出现以后，立刻受到国内外的高度重视，并得到迅速开展，可望成为新一代高效率、低污染的电站燃煤锅炉机组。特别在我国，电站锅炉以燃煤为主，而且主要是劣质煤，燃料量的增大会引起更大的环境污染问题，因此促进了此类锅炉的开展。以下图为循环流化床锅炉的简图和工作原理图4．按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式分类按工质在蒸发受热面内的流动方式可以将锅炉分成：自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉(1)自然循环锅炉。蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉，称为自然循环锅炉。(2)控制循环锅炉。控制循环锅炉都是在自然循环锅炉的根底上开展起来的，蒸发受热面内的工质除了依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差以外，主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉，称为控制循环锅炉。

自然循环汽包锅炉具有汽包，利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环

强制循环具有汽包和循环泵，利用循环回路中工质密度差和循环泵压头工质循环4/5锅炉蒸发受热面中工质流动方式(3)直流锅炉。给水靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉，称为直流锅炉，直流锅炉的特点是没有汽包，整台锅炉由许多管子并联，然后用联箱连接串联组成。在给水泵压头的作用下，工质依顺序一次通过加热、蒸发和过热受热面。进口的工质是水，出口工质那么是符合设计要求的过热蒸汽。由于所有受热面内工质流动是靠给水泵的压头来推动的，所以在直流锅炉中，受热面中工质都是强制流动。直流锅炉既可用于临界压力以下的锅炉，又可用于临界压力以上的锅炉，而超临界压力时只能采用直流锅炉。锅炉类型

直流锅炉无汽包，给水靠给水泵压头一次通过各受热面产生蒸汽低倍率循环锅炉无汽包，具有汽水别离器和再循环泵，主要靠再循环泵实现工质再循环5/5

(二)锅炉型号锅炉型号是指锅炉产品的容量、参数、性能和规格，常用一组规定的符号和数字来表示。我国电厂锅炉型号一般用四组字码表示，其表达形式如下：

AA×××／×××一×××／×××一△×

第一组符号是制造厂家(HG表示哈尔滨锅炉厂，SG表示上海锅炉厂，DG表示东方锅炉厂)；第二组数字分子是锅炉容量，单位T／H，分母数字为锅炉出口过热蒸汽压力，单位MPa；第三组数字分子分母分别表示过热蒸汽温度和再热蒸汽温度，单位℃；最后一组中，符号表示燃料代号，而数字表示锅炉设计序号。煤、油、气的燃料代号分别是M、Y、Q，其他燃料代号是T。

例如，SG1025／18.2一540／540一PM7型表示上海锅炉厂制造，容量为1025t／h，过热蒸汽压力为18.2MPa，过热蒸汽温度为540℃，再热蒸汽温度为540℃,设计燃料为贫煤，设计序号为7(该型号锅炉为第7次设计)。另外，根据锅炉的布置方式，工质在蒸发受热面中的流动方式等，可以称为型布置控制循环亚临界煤粉炉。第四节电厂锅炉的开展趋势扩大锅炉的容量可使发电容量迅速增长以适应生产开展的需要，同时也可以使基建投资下降，设备费用降低，减少运行费用以及节约金属材料消耗。在其他条件相同时，锅炉容量增大1倍，钢材使用率可减少5％～20％，所需管理人员也可相应减少。随着机组容量的增大，提高电厂的热效率就变得更为迫切，提高蒸汽参数和采用蒸汽再热是提高电厂热效率的有效措施。目前世界主要工业国家大容量机组锅炉采用的压力，一般均为亚临界压力和超临界压力级别。蒸汽压力由超高压提高到亚临界压力，大约可使电厂发电效率提高1.7％。单机容量达800—1000MW及以上的锅炉，国外多采用超临界压力。由亚临界压力提高到超临界压力，电厂发电效率提高1.8％左右。

拿上海举例，上世纪90年代初石洞口二厂就引进了两台600MW超临界机组，而后外高桥电厂在2000年代初投产了两台900MW超临界机组，目前两台1000MW超临界机组也投入运行。目前还在规划筹建1300MW超超临界机组近三年来，华能玉环电厂1、2号、华电邹县电厂7、8号共四台国产超超临界百万千瓦燃煤机组相继投运，1.外高桥第三电厂2×1000MW机组2955t/h锅炉上锅〔SBWC〕---阿尔斯通公司〔API，USA〕2.华能玉环电厂2×1000MW机组2950t/h锅炉哈锅〔HBC〕---三菱公司〔MHI，JAPAN〕3.华电国际邹县发电厂四期2×1000MW机组机组3030t/h锅炉东锅〔DBC〕---巴布科克-日立公司〔BHK，JAPAN〕目前已投产的国内百万等级超超临界压力锅炉：玉环电厂1000MW机组锅炉总剖面图最大连续蒸发量B-MCR2950t/h额定蒸汽压力〔过热器出口〕26.25MPa(a)额定蒸汽温度605℃再热蒸汽蒸汽流量〔B-MCR/BRL〕2457/2279t/h再热器进口/出口蒸汽压力〔B-MCR〕5.27/5.07MPa(a)再热器进口/出口蒸汽温度〔B-MCR〕359/603℃给水温度〔B-MCR〕298℃双炉膛直流燃烧器双切圆燃烧方式

邹县电厂1000MW机组锅炉总剖面图旋流燃烧器前后墙对冲燃烧方式外高桥三期1000MW

锅炉剖面图纵切面主蒸汽820.8 kg/s(2,955t/h)

29.7 MPa(设计压力)605 0C

再热蒸汽678.6 kg/s(2,443t/h)7.0 MPa(设计压力)0C给水297 0C煤种

烟煤直流燃烧器切向燃烧方式目前我国正在规划和在建的100万千瓦超超临界燃煤机组国电泰州发电4台1000MW超超临界机组广东国华粤电台山发电二期工程6台1000MW超超临界机组天津北疆发电厂4×1000MW燃煤超超临界发电机组华能广东海门电厂规划总装机容量为6台100万千瓦超超临界燃煤机组广东平海电厂设计装机容量1000MW，一期工程为1000MW。华润电力浙江苍南电厂2×1000MW超超临界机组国华宁海电厂二期2×1000MW超超临界机组浙江北仑电厂2×1000MW超超临界机组国电博兴电厂规划容量为4×1000MW超超临界机组皖能马鞍山发电厂2×1000MW超超临界机组安徽华电芜湖电厂二期2×1000MW超超临界机组绥中发电厂二期2×1000MW超超临界机组福州长乐电厂一期工程2×1000MW超超临界机组安徽华电宿州电厂二期2×1000MW超超临界机组山东大唐东营电厂一期2×1000MW超超临界机组湖北汉川电厂2×1000MW超超临界机组珠海发电厂2×1000MW超超临界机组谏壁发电厂2×1000MW超超临