秦皇熱電廠300mw循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)設計技術特點分析

1、秦皇島熱電廠300mw循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)設計技術特點分析龔立賢陳贏展王建榮(北京國電華北電力工程有限公司)【摘 要】 本文介紹了秦皇島熱電廠三期工程擴建2臺300mw機組采用循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)設計的技 術特點。文中介紹了煤質資料、石灰石分析資料。本文介紹分析了引進法國阿爾期通技術，東方鍋爐集團公司生產 的1025t/h循環(huán)流化床鍋爐特點。本文介紹分析了燃燒系統(tǒng)設計的特點，并介紹了主廠房布置特點。本文供大家參 考?！娟P鍵詞】循環(huán)流化床鍋爐前言：秦皇島熱電廠一期工程裝設2臺200mw抽凝兩種機組，二期工程裝設2臺300mw凝汽機組，一、 二期工程總容量1000mw,已安全穩(wěn)定運行多年。三期

2、工程經國家發(fā)改委核準擴建2臺300mw亞臨界參數(shù)，一次中間再熱，抽汽供熱，凝汽式汽 輪機組，配套法國阿爾斯通公司循環(huán)流化床鍋爐技術，國內生產的1025t/h亞臨界參數(shù)循環(huán)流化床 鍋爐。三期工程預計2006年年內建成投產。循環(huán)流化床鍋爐燃燒穩(wěn)定，適宜各種燃料，特別適宜燃燒低熱值煤，具有燃燒溫度低，排放nox 少(w200mg/nnf),采用添加石灰石脫硫，脫硫效率可達90%以上，為清潔燃燒。300mw循環(huán)流化床鍋爐為國內最大的循環(huán)流化床鍋爐，為交流設計經驗，特編寫了秦皇島熱 電廠300mw循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)設計技術特點分析。為使大家了解更多情況，本文對300mw循環(huán)流化床鍋爐做了介紹外，也對

3、300mw汽輪機，發(fā)電 機規(guī)范及其主廠房布置做了介紹。本文供大家參考。1.燃料燃用唐山開灤劣質煙煤，用火車運輸。其設計和校核煤質資料見下表。煤質及灰成分分析表項目符號單位設計煤種校核煤種1校核煤種2校核煤種3全水分mi%5. 2216.47.27.9內在水分minb%1.018. 551.070. 75干燥無灰基揮發(fā)分vdaf%37. 9738. 6334. 9037. 26收到基灰分aar%41.920.831.2746.01收到基低位發(fā)熱量qnct, arkj/kg16149. 2178702009014550(kcal/kg)3863. 4427548063480收到基碳car%40.

4、0448. 5751.6237. 38收到基氫har%2. 892.912. 982. 60收到基氧oar%6. 499. 805. 164. 11收到基氮nar%0.710. 470. 850. 66收到基硫sar%0. 731.020. 921.33可磨性指數(shù)hgi67687064粒度mm灰成分分析二氧化硅si02%51.3658. 2850.1553. 64三氧化二鋁ai2o3%34. 1016. 4933. 6329. 94三氧化二鐵fe2（）3%4. 207. 864.615. 90氧化鈦ti02%1.220. 651. 091. 16氧化鈣cao%2. 455. 863.612.

5、70氧化鎂mgo%1.391.001.201.80氧化鉀k2o%1.351.381.031.64氧化鈉na20%0.210.410. 340. 18三氧化硫so3%1.236. 372. 061. 79一氧化猛mno2%0. 030. 040. 030. 04其它%變形溫度dt*c>15001120>1500>1500軟化溫度st°c>15001210>1500>1500流動溫度ft°c>15001320>1500>1500鍋爐點火和助燃采用0號輕柴油，燃油由汽車運輸。2.石灰石采用石灰石做脫硫劑劑，石灰石由秦皇島市撫寧

6、縣駐操菅石灰石礦供應，其石灰石分析資料見 下表：石灰石分析資料表項目符號單位數(shù)值燒失量（暫定）%40一氧化硅sio%4. 79三氧化二鐵fe2（）3%1.29三氧化二鋁ai2o3%0. 93氧化鈣cao%49. 63氧化鎂mgo%1.6氧化鉀+氧化鈉k20+na2（）%0. 55粒度mm<13循環(huán)流化床鍋爐型式及主要規(guī)范為亞臨界參數(shù)，一次中間再熱，單爐膛，自然循環(huán)，平衡通風，固態(tài)排渣，半露天島式布置, 全鋼架懸吊結構，汽包循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐由東方鍋爐集團股份有限公司按法國阿爾斯通技術制造。主要技術參數(shù)見下表：鍋爐主要技術參數(shù)表名稱單位bmcr過熱蒸汽流量t/h1025過熱器出口蒸汽壓力

7、mpa. g17. 40過熱器出口蒸汽溫度°c540再熱蒸汽流量t/h839.5再熱器進口蒸汽壓力mpa. g3.813再熱器出口蒸汽壓力mpa. g3. 633再熱器進口蒸汽溫度°c325再熱器出口蒸汽溫度°c540省煤器進口給水溫度°c281.9空預器進/出口 一次風溫度*c36/281空預器進/出口二次風溫度°c36/281空預器出口煙氣修正后溫度c124汽包壓力mpa. g1&7鍋爐熱效率（按低位發(fā)熱量）%91.9脫硫效率%94鍋爐最低不投油穩(wěn)燃負荷%bmcr35s02排放值（6%含02量的干煙氣）mg/nm3195nox排放值

8、（6%含02量的干煙氣）mg/nm3w4004. 300mw循環(huán)流化床鍋爐特點介紹我國哈鍋、上鍋、東鍋聯(lián)合向阿爾斯通公司引進了斯坦因型大型循環(huán)流化床鍋爐技術，第一臺 300mw循環(huán)流化床鍋爐做為示范工程安裝在四川白馬電廠，現(xiàn)已通過168小時試運。從第3臺300mw循環(huán)流化床鍋爐開始，便可自主設計，自主制造，國產化率逐步提高。秦皇島熱電廠三期工程300mw循環(huán)流化床特點介紹如下：4. 1爐本體爐膛為單爐膛褲叉型式，下部分為兩個支腿，每個支腿底部有一個布風板。回料器為單腿回料器，共有4個，分別對應4個旋風分離器。帶有4個外置循環(huán)床，分別布置在鍋爐兩側，對應每個旋風分離器。外置床實質是流化式熱交 換

9、器，位于旋風筒和爐膛之間的回路中。4. 2旋風筒旋風筒為常規(guī)的保溫式，保溫層較厚。共4臺旋風筒，布置在爐兩側外置床上方。4. 3燃燒器管道燃燒器位于一次風至爐膛下部風箱的一次風道里，在鍋爐啟動時，加熱一次風，縮短啟動 時間。4. 4空氣予熱器采用四分倉空預器，一次風倉位于二次風中間，可減少一次風風量。4. 5冷渣器采用流化床型冷灰器2臺，其流化風來自流化風機，冷卻介質主要為外部引接的冷卻水。4. 6助燃器設有助燃器，助燃器布置在布風板上方的爐膛壁上，當床溫達480°c左右時，助燃器投運。助燃器主要是啟動和低負荷（30%負荷）助燃用。4. 7加砂系統(tǒng)設有一套加砂系統(tǒng)。鍋爐冷態(tài)啟動時，需

10、要預先往爐膛底部加入砂作為床料。儲砂罐里的砂通 過斗式提升機到砂倉，砂倉里的砂再通過給砂設備和給煤機經過熱風回料管進入爐膛。4. 8爐膛溫度調節(jié)調節(jié)外置床中進入爐膛的冷灰和熱灰比，可以較準確的調節(jié)爐膛溫度。4. 9蒸汽溫度調節(jié)過熱蒸汽溫度的調節(jié)是通過噴水減溫來實現(xiàn)。再熱蒸汽溫度的調節(jié)是通過調節(jié)外置床中灰流量以及事故狀態(tài)噴水減溫來實現(xiàn)。4.10系統(tǒng)復雜程度系統(tǒng)相對復雜：系統(tǒng)中風機數(shù)量較多。除兩臺一次風機，兩臺二次風機外，還有五臺回料器密封和流化風機， 五臺外置床和冷灰器流化風機。設有一套砂系統(tǒng)。煤是通過機械式給煤設備進入熱灰回料器而進入爐膛，前后墻各兩臺。石灰石粉是由氣力輸送管道直接進入爐膛，前

11、后墻各兩點。5. 燃燒系統(tǒng)設計技術特點分析5.1燃煤量鍋爐燃煤量計算見下表：燃煤量計算表（兩臺爐）項目單位設計煤種校核煤種1校核煤種2校核煤種3小時燃煤量t/h372.431&6285.6399. 52日燃煤量t/d8192.87009. 26283. 28789. 44年燃煤量104 t/a208.5178.4159.9223.7說明：a）鍋爐的年設備利用小時數(shù)按5600小時計算；b）鍋爐日設備利用小時數(shù)按22小時計算；c）鍋爐連續(xù)排污率1%;d）燃煤量按鍋爐bmcr工況計算；e）鍋爐熱效率按91.9%計算。5. 2石灰石耗量鍋爐石灰石耗量計算見下表：石灰石耗量計算表（兩臺爐）項目單

12、位設計煤種校核煤種1校核煤種2校核煤種3小時耗量t/h25.220.617.241日耗量t/d554.4453.2378.4902年耗量104 t/a14. 1111.549. 6322.96說明：a）石灰石耗量按鍋爐bmcr工況計算;b）按硫的排放量195mg/nm3計算；c）石灰石粉粒度：lmm；d）鍋爐的年設備利用小時數(shù)按5600小時計算；e）鍋爐日設備利用小時數(shù)按22小時計算。5.3燃燒系統(tǒng)的擬定循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)具有燃料適應性廣：燃燒效率高；負荷調節(jié)范圍大；高效脫硫；氮氧 化物（nox）排放低；燃料預處理系統(tǒng)簡單；給煤點少；易于實現(xiàn)灰渣綜合利用，潔凈燃燒的特點。 系統(tǒng)組成如下：（

13、1）煤供給系統(tǒng)原煤經過粗碎機和細碎機兩級碎煤機破碎（粒度8mm）后進入鋼煤斗，煤斗里的煤經過皮帶稱 重給煤機和刮板給煤機進入密封回料管上（旋風分離器至爐膛的回料管），與旋風分離器分離下來的 灰一起進入爐膛燃燒。（2）石灰石供給系統(tǒng)外購石灰石粉（粒度lmm）進入石灰石粉倉，石灰石粉倉里的石灰粉通過管道由石灰石送料風 機用空氣輸送噴入爐膛，作為脫硫劑進行爐內脫硫。（3）一次風系統(tǒng)一次風經過一次風機、一次風暖風器、四分倉回轉式空預器后進入爐膛下部的風箱。一次風主 要是作為爐膛的物料流化風。在一次風管上設有風道燃燒器，在鍋爐啟動時加熱一次風，縮短啟動 時間。在鍋爐爐膛布風板上，還設有助燃器，當床料溫度

14、到450c左右時，該燃燒器投運。助燃器主 要是啟動和低負荷時（30%負荷）助燃用。（4）二次風系統(tǒng)二次風經過二次風機、二次風暖風器和空預器后進入爐膛。二次風主要是作為燃料燃燒的助燃 風。（5）高壓風系統(tǒng)該系統(tǒng)由五臺回料器密封和流化、外置床和冷灰器流化風機組成。五臺高壓流化風機向旋風筒 下的四臺回料器提供流化風和密封風，同時向四臺外置床和二臺冷渣器提供流化風，四臺運行、一 臺備用。（6）煙氣系統(tǒng)爐膛產生的煙氣從爐膛出來后先經過旋風分離器。在旋風分離器里，較粗的灰被分離出來，煙 氣進入鍋爐尾部受熱面，經過省煤器、四分倉回轉式空預器、電除塵器和引風機，由煙囪排入大氣。從旋風分離器分離出來的灰進入密封

15、回料器（錐形閥），然后一部分通過回料管直接進入爐膛（熱 灰），而另一部分灰則進入外置床，經過換熱后再通過另外的回料管進入爐膛（冷灰）。通過調節(jié)熱 灰和冷灰比可以比較準確地控制床的溫度。（7）砂系統(tǒng)鍋爐冷態(tài)啟動時，需要預先往爐膛底部和外置床中加入砂作為床料。5. 4燃燒系統(tǒng)計算其計算成果見下表：燃燒系統(tǒng)計算成果表序 號名稱稱號單位設計 煤種校核 煤種1校核 煤種2校核 煤種31鍋爐實際耗煤量bgt/h186.2159.3142.8199. 762鍋爐計算燃煤量bjt/h182. 98158.01140. 57196. 203理論空氣量v0nm3/kg4.1304.8105. 2303.9104理

16、論煙氣量vy°nm3/kg4.415. 2505. 5304. 2005一次風機出口一次風 溫tky i，°c303030306二次風機出口二次風 溫tky ir°c252525257空預器出口一次風溫tkyi，°c2812812812818空預器出口二次風溫tkyii，°c2812812812819排煙溫度(修正后)tpy*c12412412412410空預器進口一次風量(每臺爐)nm3/h37538037370036462038076411空預器進口二次風量(每臺爐)nm3/h45076044824043462045883612空預器出口煙

17、氣量(每臺爐)m3/h152555515483731469425155723913空預器出口煙氣比重kg3/h0. 91540. 89110. 90910. 914614引風機進口煙氣量 (每臺爐)m3/h159720116199551538922163006215引風機進口煙氣比重kg3/h0. 92890. 90580. 92290. 92825. 5燃燒系統(tǒng)設備選擇(1)煤倉每爐設4座煤倉，每座煤倉有效容積440m3,能貯存設計煤種10小時耗煤量，符合設計規(guī)程要求。煤倉由圓筒形鋼煤倉及金屬煤斗組成，內襯防磨材料。(2) 石灰石粉倉每爐設1座石灰石粉倉，有效容積48m3,能貯存設計煤種石灰

18、石耗量的4小時，校核煤種3耗 量的3個多小時，符合設計規(guī)程的要求。(3) 給煤機每爐設4臺電子稱重式給煤機，出力070t/ho在給煤機后設4臺埋利板給煤機，出力70t/h,由于鍋爐落煤點有遠有近，故設2個長鏈埋刮 板給煤機和2個短鏈埋刮板機。(4) 一次風機一次風風量小，風壓大，風量變化時要求風壓變化小，選用雙吸離心式風機。每爐選用2臺，風機型號為：rj20-dw2750f,風量：83. 58m3/s,風壓：35. 7kpa,電動機：yks710-4 型，1480r/niin、3700kw、6000v。為降低噪聲在風機入口裝有消音器。(5) 二次風機二次風風量大，風壓小，風量變化時，要求風壓變

19、化小。仍選用雙吸離心式風機。每爐選用2 臺，風機型號為r136-dw2050f,風量：74. 9m3/s,風壓:14. 7kpa,電動機：ykk560-4 型，1480i7min、 1600kw> 6000vo為降低噪聲在風機入口裝有消音器。(6) 高壓流化風機高壓流化風機供密封回料器流化風，外置床流化風、冷灰器流化風使用。每爐選用5臺，4運，1備，選用多級離心式風機。其型號：gc605-41-1. 65型，風量：9. 77m3/s, 風壓：64. 3kpa,電機功率：950kw、6000v。(7) 引風機每爐選用2臺靜葉可調軸流風機，它比動葉可調軸流風機，檢修方便，投資省。其選用的風機

20、型號：an26e6 (v19-l° ),風量:299. 99m3/s,風壓：8. 55kpa,電動機:yks800-6 型，990r/min> 3000kw> 6000v。(8) 電除塵器循環(huán)流化床鍋爐由于加石灰石后，使灰的比電阻加大，采用電除塵器需加大收塵面積，故國外 多采用袋式除塵器。本工程設計時國內僅有200mw機組袋式除塵器業(yè)績，故本工程仍采用電除塵器。每爐選用2臺雙室五電場電除塵器。其通流面積為2x312m2,煙氣流速為0. 78m/s,收塵總面積 為54600m2,比集塵面積為112. 8m2/m7so除塵器漏風率不大于2. 5%,除塵器阻力不大于245pa。

21、當一個供電區(qū)停用時，除塵效率不低于99. 9%o(9) 煙囪煙囪采用外承重管、內鋼管，集束煙囪，單管煙囪出口內徑為5m。煙氣高度由于受山海關機場 凈空高度限制，出口相對標高僅為139.9m。6. 汽輪機、發(fā)電機規(guī)范6.1汽輪機汽輪機由上海汽輪機有限公司制造。汽輪機為亞臨界蒸汽參數(shù)、一次再熱、單軸雙缸雙排汽采 暖抽汽凝汽式機組。主要技術參數(shù)如下(ecri況)：高壓主汽閥前壓力16. 7mpa. a高壓主汽閥前溫度537°c中壓主汽閥前壓力3. 178mpa. a中壓主汽閥前溫度537°c采暖抽汽壓力0. 3mpa. a額定功率300mw最大功率329. 487mw額定進汽量9

22、15.116t/h最大進汽量1025t/h額定采暖抽汽量550t/h最大采暖抽汽量565t/h額定排氣壓力4. 9kpa. a給水溫度274. 6°c額定轉速3000r/min旋轉方向從汽輪機向發(fā)電機方向看為順時針方向設計冷卻水溫20°c最高冷卻水溫30°c最大輸出功率329. 487mw6.2發(fā)電機發(fā)電機由上海汽輪發(fā)電機有限公司制造。為水氫氫冷卻，采用靜態(tài)勵磁。 主要技術參數(shù)如下：型號：qfsn-300-2額定容量353mva最大連續(xù)容量320mw額定功率300mw額定電壓20kv額定功率因數(shù)0. 85 （滯后）額定頻率50hz額定轉速3000r/min冷卻方式

23、水、氫、氫定子繞組絕緣等級f （b級運行）轉子繞組絕緣等級f （b級運行）短路比（保證值）0.6額定效率（保證值）>98.95%相數(shù)3定子繞組接線方式y(tǒng)y噪音<85db (a)(距外殼lm處)7.采暖供熱三期2臺機組供熱熱負荷為700mw,采暖期平均溫度按8°c設計，采暖室外計算溫度按-11 °c設 計，年采暖3648小時，供熱介質為熱水，供回水溫度按135/70°c設計，循環(huán)水量按9262t/h設計, 供回水管道直徑為dn1200o熱網水采用二級加熱，由70°c加熱至105°c,然后由105°c加熱至135°c,采用3臺熱網加熱 器，2臺熱網疏水泵，1運1備。設4臺熱網水泵，3臺運行，1臺備用，為節(jié)省廠用電，熱網循環(huán)