鍋爐本體主要設(shè)備及系統(tǒng)

1、一、鍋爐總體介紹二、爐本體系統(tǒng)三、鍋爐本體主要設(shè)備四、鍋爐四管我廠(chǎng)鍋爐簡(jiǎn)介直流爐介紹超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐。單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)型露天布置、固態(tài)排渣。鍋爐尺寸：爐膛尺寸：18816*18144、水平煙道深度6108、后煙井深度14112、水冷壁下集箱標(biāo)高7300、爐頂管中心標(biāo)高72650、大板梁低標(biāo)高79950。基本布置見(jiàn)總圖。其循環(huán)倍率等于其循環(huán)倍率等于1。 一種使給水一次通過(guò)各受熱面變?yōu)檎羝腻仩t；采用超臨界參數(shù)的鍋爐，直流鍋爐是唯一能采用的鍋爐型式。直流鍋爐的主要優(yōu)點(diǎn)直流鍋爐的主要優(yōu)點(diǎn) 可用于一切壓力，特別是在臨界壓力及以上壓力范圍內(nèi)

2、廣泛應(yīng)用。無(wú)汽包，加工制造方便，金屬消耗量?。凰浔诓贾帽容^自由，不受水循環(huán)限制；調(diào)節(jié)反應(yīng)快，負(fù)荷變化靈活；啟、停迅速;最低負(fù)荷通常低于汽包爐。 直流鍋爐的局限性直流鍋爐的局限性 但對(duì)給水品質(zhì)和自動(dòng)調(diào)節(jié)要求高，汽水系統(tǒng)阻力大，給水泵的耗電量較大。省煤器和水冷系統(tǒng)過(guò)熱蒸汽系統(tǒng)再熱蒸汽系統(tǒng)鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)給水由鍋爐右側(cè)單路經(jīng)過(guò)逆止回閥和電動(dòng)閘閥后進(jìn)入省煤器進(jìn)口集箱，流經(jīng)省煤器管組、中間集箱和懸吊管，然后匯合在省煤器出口集箱，再?gòu)淖笥覂蓚?cè)的集箱出口連接管道匯合成一根連接管道，再分成2根管道分別引入水冷壁左右側(cè)下集箱，水冷壁下集箱為四周相連通的環(huán)形集箱，水經(jīng)由前后墻下集箱螺旋進(jìn)入爐膛四周水冷壁，爐膛水冷壁

3、由螺旋管?chē)@，下部水冷壁從冷灰斗開(kāi)始盤(pán)繞上升至爐膛出口折焰角前的中間聯(lián)箱，中間聯(lián)箱分前、后、左、右四面,從中間聯(lián)箱出來(lái)后前墻及左、右側(cè)墻引入各自垂直上升水冷壁，后墻引入折焰角管及垂簾管，四路受熱后經(jīng)各自出口集箱進(jìn)入汽水分離器。 在鍋爐啟動(dòng)階段和低于最低直流運(yùn)行工況（在鍋爐啟動(dòng)階段和低于最低直流運(yùn)行工況（30BMCR）時(shí)，）時(shí)，水在水冷壁內(nèi)吸熱形成汽水混合物，匯集至水冷壁上集箱，通過(guò)水冷壁引出管進(jìn)入汽水分離器，在汽水分離器內(nèi)進(jìn)行汽水分離，分離后的蒸汽引至過(guò)熱器，水則通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入大氣式擴(kuò)容器至冷凝器等地方，進(jìn)行工質(zhì)回收。在高于最低直流運(yùn)行工況時(shí)，在高于最低直流運(yùn)行工況時(shí)，水在水冷壁內(nèi)吸熱形成微過(guò)熱

4、蒸汽，匯集在水冷壁上集箱，通過(guò)引出管進(jìn)入汽水分離器后，直接由連接管道引至過(guò)熱器，此時(shí)的汽水分離器僅作連接水冷壁和過(guò)熱器之間的汽水通道。汽水分離器引出的蒸汽進(jìn)入爐頂進(jìn)口集箱，經(jīng)前爐頂管至爐頂出口集箱，為減少蒸汽阻力損失，在BMCR工況下約36.6BMCR的蒸汽經(jīng)旁路管直接進(jìn)入爐頂出口集箱。從爐頂出口集箱引出的蒸汽分前包墻、后包墻兩路進(jìn)入后部環(huán)形聯(lián)箱。 從此集箱出來(lái)分三路，左路、右路兩側(cè)墻上升進(jìn)入后煙井左、右側(cè)墻上集箱，另一路到達(dá)后煙井延伸側(cè)墻下集箱進(jìn)入延伸墻受熱后進(jìn)入左、右側(cè)墻上集箱。并由連接導(dǎo)管引入分隔屏過(guò)熱器兩進(jìn)口集箱后至分隔屏過(guò)熱器，流經(jīng)分隔屏過(guò)熱器后進(jìn)入分割屏出口集箱，再分二路經(jīng) 一級(jí)噴

5、水減溫后進(jìn)入后屏過(guò)熱器進(jìn)口集箱，至后屏過(guò)熱器至后屏過(guò)熱器出口集箱。從后屏過(guò)熱器出口集箱分二路經(jīng)二級(jí)噴水減溫后進(jìn)入末級(jí)過(guò)熱器進(jìn)口集箱，通過(guò)末級(jí)過(guò)熱器到末過(guò)出口集箱，再由兩根末過(guò)出口集箱引出至兩根主蒸汽管道并送往汽機(jī)高壓缸。各級(jí)過(guò)熱器之間采用大直徑管道端部連接，這使介質(zhì)能充分混合，簡(jiǎn)化布置。后屏過(guò)熱器和末級(jí)過(guò)熱器之間通過(guò)連接管道進(jìn)行左右交叉，以減少因爐膛左右側(cè)煙溫偏差而引起的過(guò)熱蒸汽溫度偏差。自汽機(jī)高壓缸排出的蒸汽分成二路經(jīng)事故噴水減溫器后引入低溫再熱器進(jìn)口集箱，經(jīng)過(guò)低溫再熱器后進(jìn)入低溫再熱器出口集箱，再通過(guò)2根連接管道引至末級(jí)再熱器進(jìn)口集箱，經(jīng)過(guò)末級(jí)再熱器后從末級(jí)再熱器出口集箱引出至再熱器2根蒸

6、汽管道，送往汽機(jī)中壓缸。二級(jí)再熱器間采用大直徑管道端部連接，這使介質(zhì)能充分混合，簡(jiǎn)化布置。低再和末再之間通過(guò)連接管道進(jìn)行左右交叉，以減少因爐膛左右側(cè)煙溫偏差而引起的再熱蒸汽溫度偏差。采用簡(jiǎn)單疏水大氣擴(kuò)容器式啟動(dòng)系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單疏水大氣擴(kuò)容器式啟動(dòng)系統(tǒng)。鍋爐爐前沿寬度方向垂直布置2只汽水分離器，其進(jìn)出口分別與水冷壁和爐頂過(guò)熱器相連接。每個(gè)分離器筒身上方切向布置4根不同內(nèi)徑的進(jìn)口管接頭、頂部布置有2根至爐頂過(guò)熱器的管接頭、下部布置有疏水管接頭。當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)，鍋爐負(fù)荷低于最低直流負(fù)荷當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)，鍋爐負(fù)荷低于最低直流負(fù)荷30BMCR時(shí)時(shí)，蒸發(fā)受熱面出口的介質(zhì)流經(jīng)分離器進(jìn)行汽水分離，蒸汽通過(guò)分離器上部管接頭進(jìn)

7、入爐頂過(guò)熱器，而水則通過(guò)下部疏水管道引至一個(gè)連接球體，連接球體下方設(shè)有 一根管道通至大氣式擴(kuò)容器。在大氣擴(kuò)容器中，蒸汽通過(guò)管道在爐頂上方排向大氣，水進(jìn)入下部的集水箱。在啟動(dòng)系統(tǒng)管道上設(shè)有3只液動(dòng)調(diào)節(jié)閥，其中1只為正常水位調(diào)節(jié)閥（NWL），為了回收工質(zhì)的熱量，只要水質(zhì)合格并滿(mǎn)足NWL的開(kāi)啟條件，即可通過(guò)該閥將分離器中的水回收至除氧器前啟動(dòng)疏水?dāng)U容器。另2只為高水位調(diào)節(jié)閥（HWL），布置在大氣式擴(kuò)容器的進(jìn)口管道上，當(dāng)分離器中的水質(zhì)不合格或分離器水位過(guò)高時(shí)，通過(guò)該閥將分離器中大量的疏水排入大氣式擴(kuò)容器。啟動(dòng)結(jié)束后該閥關(guān)閉。為保持啟動(dòng)系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)，啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有暖管管路啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有暖管管路，暖管水

8、源取自省煤器出口，經(jīng)啟動(dòng)系統(tǒng)管道、閥門(mén)后進(jìn)入過(guò)熱器一級(jí)減溫水管道，再水噴水進(jìn)入過(guò)熱器一級(jí)減溫器。螺旋水冷壁煤粉燃燒器采用螺旋型上升管圈采用螺旋型上升管圈。管圈自爐膛底部沿爐膛四周盤(pán)旋上升至爐膛折焰角處，爐膛上部管屏改變?yōu)榇怪鄙仙芷?，以利于管子穿墻及懸吊結(jié)構(gòu)的布置。螺旋管圈除進(jìn)出口聯(lián)箱外，中間不設(shè)置混合聯(lián)箱，這種管圈的優(yōu)點(diǎn)是熱偏差小，且因無(wú)中間混合聯(lián)箱，不會(huì)產(chǎn)生汽水混合物的不均勻分配的問(wèn)題，因此可做成全焊接的膜式水冷壁管圈，這是本生型鍋爐的一大改革。采用螺旋管水冷壁具有如下的優(yōu)點(diǎn)：采用螺旋管水冷壁具有如下的優(yōu)點(diǎn)： 1）蒸發(fā)受熱面采用螺旋管圈時(shí)，管子數(shù)目可按設(shè)計(jì)要求而選取，不受爐膛大小的影響，可

9、選取較粗管徑以增加水冷壁的剛度； 2）螺旋管圈熱偏差小，工質(zhì)流速高，水動(dòng)力特性比較穩(wěn)定，不易出現(xiàn)膜態(tài)沸騰，又可防止產(chǎn)生偏高的金屬壁溫； 3）因無(wú)中間混合聯(lián)箱，不會(huì)產(chǎn)生汽水混合物不均勻分 配的問(wèn)題； 4）因啟動(dòng)有汽水分離器，使蒸發(fā)受熱面與過(guò)熱受熱面有比較明顯的分界線(xiàn)，易于處理調(diào)節(jié)系統(tǒng)； 5）螺旋形管圈對(duì)燃料的適應(yīng)范圍比較大，可燃用揮發(fā)分低、灰分高的煤； 6）能變壓運(yùn)行，快速啟停，能適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷的頻繁變化，調(diào)頻性能好。螺旋管圈缺點(diǎn)：螺旋管圈缺點(diǎn)： 但它的結(jié)構(gòu)與制造工藝復(fù)雜，故制造與安裝比較困難，所需工期較長(zhǎng)。概述LNCFS（低NOx同軸燃燒系統(tǒng)）技術(shù)特點(diǎn)采用美國(guó)ALOSTM 能源公司引進(jìn)的擺動(dòng)式四

10、角布置直流燃燒器的切圓圓燃燒方式燃燒方式，再熱汽溫調(diào)節(jié)采用擺動(dòng)燃燒器，配置MPS中速磨煤機(jī)的直吹式制粉系統(tǒng)； 燃燒方式采用低低NOx同軸燃燒系統(tǒng)（同軸燃燒系統(tǒng)（LNCFS），），減少揮發(fā)份氮轉(zhuǎn)化成NOx，在防止?fàn)t內(nèi)結(jié)渣、高溫腐蝕和降低爐膛出口煙氣溫度偏差等方面同樣具有獨(dú)特的效果。主要組件主要組件為：a。緊湊燃盡風(fēng)（CCOFA）；b可水平擺動(dòng)的分離燃盡風(fēng)（SOFA）；c.預(yù)置水平偏角的輔助風(fēng)噴嘴（CFS）；d.強(qiáng)化著火（EI）煤粉噴嘴。主風(fēng)箱設(shè)有6層強(qiáng)化著火煤粉噴嘴，在煤粉噴嘴四周布置有燃料風(fēng)（周界風(fēng)）。在每相鄰2曾煤粉噴嘴之間布置有1層輔助風(fēng)噴嘴，其中包括上下2只偏置的CFS噴嘴，1只直吹風(fēng)噴

11、嘴。在主風(fēng)箱上部設(shè)有2層CCOFA噴嘴，在主風(fēng)箱下部設(shè)有1層火下風(fēng)（UFA）噴嘴。在主風(fēng)箱上部布置有SOFA燃燒器，包括5曾水平擺動(dòng)的分離燃盡風(fēng)噴嘴。連同煤粉噴嘴的周界風(fēng)，每角主燃燒器和SOFA燃燒器各有二次風(fēng)擋板25組，均有電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)單獨(dú)操作。在燃燒器二次風(fēng)室中配置了三層共12支輕油槍?zhuān)捎脷馀蒽F化方式，燃油容量按17MCR符合設(shè)計(jì)。點(diǎn)火裝置采用高能電火花點(diǎn)火器。燃燒器采用水冷套結(jié)構(gòu)。具有優(yōu)異的不投油低負(fù)荷穩(wěn)燃能力。具有良好的煤粉燃盡特性。能有效防止?fàn)t內(nèi)結(jié)渣和高溫腐蝕。強(qiáng)化著火煤粉噴嘴設(shè)計(jì)。 帶同心切圓燃燒方式（CFS）的多隔倉(cāng)輔助風(fēng)設(shè)計(jì)。 同心切圓燃燒方式如左圖： UFA（火下風(fēng)）噴嘴設(shè)

12、計(jì)。采用水平擺動(dòng)調(diào)節(jié)的SOFA噴嘴設(shè)計(jì)控制爐膛出口煙溫偏差。省煤器管水冷壁管過(guò)熱器管再熱器管四管材料選擇四管泄漏機(jī)理高溫氧化介紹作用是在給水進(jìn)入水冷壁以前，將水進(jìn)行預(yù)熱，并借以回收鍋爐排煙中的部分熱量，提高經(jīng)濟(jì)性。順列布置，與煙氣成逆流布置；管子規(guī)格47.6*7.5，材質(zhì)210C，共167片。懸吊管規(guī)格60*12，材質(zhì)210C。采用螺旋（右旋）圍繞結(jié)構(gòu)。與垂直管圈相比，水冷壁管間的吸熱量偏差獲得根本性改善。爐膛出口處蒸汽溫度偏差小。整個(gè)爐膛水冷壁由爐膛上部的垂直段管屏與爐膛下部的螺旋段管屏組成。在標(biāo)高48892處，通過(guò)鍛件多通與中間混合集箱實(shí)現(xiàn)垂直段與螺旋段管屏的過(guò)渡，有一根螺旋管分成四根垂直

13、管。管子規(guī)格41.3*6.9、34.93*6.04/7.96，材質(zhì)T12;按蒸汽流向可分為四級(jí)：頂棚與包墻過(guò)熱器、分割屏過(guò)熱器、后屏過(guò)熱器、末級(jí)過(guò)熱器。分割屏與后屏布置于爐膛上部，主要吸收爐膛內(nèi)的輻射熱量。末級(jí)過(guò)熱器布置在水平煙道，呈逆流布置，靠對(duì)流傳熱吸收熱量。管子規(guī)格：爐頂、包復(fù)過(guò)熱器主要63.5*9.03，材質(zhì)T12;分割屏管子主要為41.3*5.59/6.35，材質(zhì)主要為T(mén)12/T23/T91,分割屏管間定位采用耐熱不銹鋼制成的滑動(dòng)連接件，1塊凸形和2塊凹形連接件組成，上下分四處布置，將管子連接在一起并保證每根管子能上下自由膨脹。后屏過(guò)熱器主要44.5/47.6，材質(zhì)主要為T(mén)23/T9

14、1/TP347H,定位與分割屏類(lèi)似；末級(jí)過(guò)熱器主要為38.1*5.59/9.03，材質(zhì)主要為T(mén)23/T91/TP347H,管間采用不銹鋼板制成的梳形管夾定位，共計(jì)82屏。由低溫再熱器和末級(jí)再熱器兩級(jí)組成，低再布置在后煙井上部，順列排列，與煙氣成逆流布置，共110片；管子規(guī)格63.5*4.2，/60*4.2，材質(zhì)210C/T12/T22/T23;末級(jí)再熱器布置在爐膛鼻子上部煙氣高溫區(qū)，與煙氣成順流布置，共33片，管子規(guī)格63.5，材質(zhì)T23/T91/TP304H。高溫承壓部件鋼管的要求是：高溫承壓部件鋼管的要求是： (1)足夠的高溫蠕變斷裂強(qiáng)度和持久塑性。 (2)良好的高溫組織穩(wěn)定性。 (3)良

15、好的高溫抗氧化性、抗腐蝕性。 (4)良好的加工工藝性。水爐膛水冷壁管的選擇水爐膛水冷壁管的選擇,取決于爐膛內(nèi)最高的熱交換量。在設(shè)計(jì)中,選用的管子材料主要為T(mén)12 、T22 （我國(guó)常用的1 5CrMo、12Cr1MoV ）等材料。這些低合金鐵素體料具有良好的機(jī)械性能和加工性能,能夠適合水冷壁管排的布置。在超臨界鍋爐設(shè)計(jì)中,一般來(lái)說(shuō),T12 用于水冷壁,出口溫度最高可以達(dá)到470 ,因此T12 常常被用于低溫管排上。在更高的蒸汽條件與更高的水冷壁出口溫度條件下,需要根據(jù)不同的要求選擇不同的材料。例如T22 具有高于T12 的蠕變斷裂強(qiáng)度,并具有更高的抗氧化性。近年來(lái),一些新型的鐵素體合金,如T23

16、 鋼等,這些材料的蠕變強(qiáng)度有了很大的提高,并且具有非常良好的焊接性能,不需焊前預(yù)熱和焊后熱處理,能夠適用于更高的蒸汽參數(shù)和使用溫度,已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用于水冷壁等部件。冷壁材料：過(guò)熱器與再熱器過(guò)熱器與再熱器是鍋爐中工作環(huán)境最為惡劣的部件,面臨高溫氧化、腐蝕,是鍋爐中承受壓力最大、溫度最高的受熱部件,所以也是對(duì)材料要求最高的部件。過(guò)熱器與再熱器管子材料,其蠕變強(qiáng)度必須足夠高,在其運(yùn)行的壓力與溫度范圍內(nèi),有充足的安全裕度,同時(shí)還要考慮管子對(duì)蒸氣側(cè)和煙氣側(cè)的抗氧化與抗腐蝕的要求。在壁溫超過(guò)580C時(shí)，一般都需要使用奧氏體耐熱鋼TP304H、TP347H(700)，然而由于其價(jià)格昂貴、導(dǎo)熱系數(shù)低、熱膨脹系

17、數(shù)大及存在應(yīng)力腐蝕裂紋傾向等缺點(diǎn)，不可能被大量采用。在超臨界鍋爐上,對(duì)于低溫段過(guò)熱器和再熱器,一般使用T22 、12Cr1MoV、 T23 等材料。T91 鋼具有較高的高溫強(qiáng)度、良好的韌性、持久強(qiáng)度和焊接工藝性能,其最高使用溫度可以達(dá)到650 ,在620 以下可替代部分奧氏體不銹鋼使用。奧氏體鋼主要用在過(guò)熱器和再熱器管的出口段,在這一管段,除了蠕變強(qiáng)度、抗氧化和抗煙氣腐蝕成為重要因素。當(dāng)最高使用溫度達(dá)到650 時(shí),鐵素體材料的抗氧化性能下降,需使用部分TP347H 奧氏體不銹鋼等, 不但具有較高的高溫強(qiáng)度,特別是具有極佳的抗氧化和抗腐蝕性,同時(shí)還具有較好的加工性和可焊性?；谏鲜銮闆r, T22

18、 、T23 、T91 、TP347H、等,應(yīng)是超臨界機(jī)組鍋爐過(guò)熱器和再熱器鋼管的首選材料和主要候選材料,出口集箱可使用P91 等材料。A.應(yīng)力破裂：應(yīng)力破裂：（1）過(guò)熱（短期過(guò)熱、長(zhǎng)期過(guò)熱）、（2）高溫蠕變、（3）異種金屬焊接B.水側(cè)腐蝕：水側(cè)腐蝕：（4）苛性腐蝕（堿蝕）、（5）氫損害（酸蝕）、（6）坑蝕（局部腐蝕，點(diǎn)蝕）、（7） 應(yīng)力腐蝕破裂C.火側(cè)腐蝕：火側(cè)腐蝕：（8）低溫腐蝕、（9）水冷壁腐蝕（高溫腐蝕）、（10）煤灰腐蝕、（11）油灰腐蝕D.磨損：磨損：(12)飛灰、（13）落渣、（14）吹灰、（15）煤粒E.疲勞：疲勞：（16）振動(dòng)、（17）熱應(yīng)力、（18）腐蝕F.質(zhì)量控制不當(dāng)：質(zhì)量

19、控制不當(dāng)：（19）清掃維修引起的損害、(20) 化學(xué)工作不當(dāng)引起的、(21) 爐管材質(zhì)缺陷、(22) 焊接缺陷氧化皮生成機(jī)理氧化皮脫落氧化皮堵塞爆管防控技術(shù)措施我廠(chǎng)主要高溫區(qū)壁溫設(shè)置鋼表面氧化皮的生成是金屬在高溫水汽中發(fā)生氧化的結(jié)果。是由水汽本身的氧分子就位氧化表面的鐵所形成的。在570 以下,生成的氧化膜是由Fe2O3和Fe3O4 組成, Fe2O3 和Fe3O4 都比較致密(尤其是Fe3O4 ) ,因而可以保護(hù)鋼材以免其進(jìn)一步氧化。當(dāng)超過(guò)570 時(shí),氧化膜由Fe2O3 、Fe3O4 、FeO層組成( FeO 在最內(nèi)層) ,主要是由FeO 組成,因FeO致密性差,破壞了整個(gè)氧化膜的穩(wěn)定性。事實(shí)上,當(dāng)溫度超過(guò)450 時(shí),由于熱應(yīng)力等因素的作用,生成的Fe3O4 不能形成致密的保護(hù)膜,使水蒸氣和鐵不斷發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)汽水溫度達(dá)到570 以上,反應(yīng)生成物為FeO ,且反應(yīng)速度更快,此時(shí),金屬的抗氧化能力大大降低。剝落主要條件剝落主要條件: (1) 氧化層達(dá)到一定厚度,通常不銹鋼為0. 10 mm ,鉻鉬鋼為(0. 20. 5) mm ; (2) 溫度變化幅度大,速度快,頻度高。由于熱脹系數(shù)的差異熱脹系數(shù)的差異,當(dāng)垢層達(dá)到一定厚度后,在溫度發(fā)生變化,尤其是發(fā)生反復(fù)或劇烈變化時(shí),氧化皮即很容易從金屬本體剝離。在機(jī)組起停過(guò)程中,