哈鍋1000MW等級(jí)二次再熱超超臨界鍋爐采用螺旋管圈水冷壁系統(tǒng)方案說明

哈鍋1000MW等級(jí)二次再熱超超臨界鍋爐采用螺旋管圈水冷壁系統(tǒng)方案說明哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司2016年03月

1內(nèi)容提要：一、鍋爐概況二、超超臨界鍋爐水冷壁形式發(fā)展情況概述三、1000MW螺旋管圈系統(tǒng)方案說明四、結(jié)論五、水動(dòng)力計(jì)算結(jié)果

2一、鍋爐概況

3鍋爐技術(shù)特點(diǎn)Π型布置；二次再熱，兩級(jí)再熱器出口623℃；尾部雙煙井，兩級(jí)再熱器調(diào)溫?fù)醢?；高煙溫、含灰塵煙氣再循環(huán)系統(tǒng)；新型超低NOx燃燒器+高溫SOFA風(fēng)，反向雙切圓燃燒；尾部煙道布置SCR裝置；省煤器分級(jí)方案，確保SCR全負(fù)荷運(yùn)行和高效率運(yùn)行；過熱器采用三級(jí)布置，分隔屏、后屏、末過均布置在爐膛上部；水平煙道布置高壓末再和低壓末再，前煙道布置高壓低再，后煙道布置低壓低再；尾部煙氣調(diào)節(jié)擋板擺動(dòng)燃燒器煙氣再循環(huán)系統(tǒng)4一、鍋爐概況低再高再至中壓缸事故減溫器再熱器入口事故減溫器再熱器入口過熱器系統(tǒng)低/高壓再熱器系統(tǒng)（系統(tǒng)設(shè)置相同）啟動(dòng)分離器啟動(dòng)分離器分隔屏高過至高壓缸屏過分隔屏一級(jí)減溫一級(jí)減溫二級(jí)減溫二級(jí)減溫⑤高過⑩分隔屏①省煤器①去高壓缸去低壓缸來自高加來自高壓缸⑦⑤④⑨⑧⑥③②爐膛③低壓低再④屏過⑥高壓低再⑦高壓高再⑧分離器⑨貯水罐再熱器事故減溫過熱器二級(jí)減溫②過熱器一級(jí)減溫①⑩去中壓缸來自中壓缸⑾⑾低壓高再一、鍋爐概況二、水冷壁形式發(fā)展概況垂直管圈與螺旋管圈比較二、水冷壁形式發(fā)展概況爐膛結(jié)構(gòu)螺旋管圈布置位置：下部爐膛管圈管徑：Φ38×7.3mm管圈材料：15CrMoG管圈節(jié)距：53mm管圈角度：13.9402°盤旋圈數(shù)：1.64垂直管圈布置位置：下部爐膛管圈管徑：Φ31.8×6.2mm管圈材料：15CrMoG管圈節(jié)距：55mm哈鍋典型螺旋管圈水冷壁結(jié)構(gòu)二、水冷壁形式發(fā)展概況隨著技術(shù)不斷發(fā)展，哈鍋近年自主開發(fā)了600MW對(duì)沖型超超臨界鍋爐和1000MW塔式布置超超臨界鍋爐，由于結(jié)構(gòu)布置等原因，哈鍋在這些工程上都采用了螺旋管圈系統(tǒng)。為了對(duì)技術(shù)路線進(jìn)行統(tǒng)一，從2014年開始，哈鍋在600MW超超臨界鍋爐上率先開發(fā)螺旋管圈系統(tǒng)，目前哈鍋的所有600MW等級(jí)超超臨界鍋爐已全部采用螺旋管圈結(jié)構(gòu)，從2015年開始，為了滿足國際市場(chǎng)的需求，哈鍋開發(fā)研制了旋流燃燒的對(duì)沖布置采用螺旋管圈系統(tǒng)的1000MW超超臨界π型布置鍋爐，目前該爐型已經(jīng)開發(fā)完成，并已完成多個(gè)項(xiàng)目的投標(biāo)配合工作。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了采用直流燃燒器的螺旋管圈水冷壁系統(tǒng)。三、1000MW螺旋管圈系統(tǒng)方案說明爐膛由膜式壁組成，水冷壁采用螺旋管加垂直管的布置方式。從爐膛入口集箱（標(biāo)高7000mm）到爐膛中間混合集箱（標(biāo)高54500mm）處采用螺旋管圈，管子根數(shù)為712根，上爐膛為垂直管圈，總根數(shù)為2140根，中間通過混合集箱混合。三、1000MW螺旋管圈系統(tǒng)方案說明

螺旋管圈垂直管圈爐膛斷面32147.3X15593.3（斷面積501.2）32084X15670（斷面積502.7）最下層燃燒器到拐點(diǎn)距離68916891燃燒器間距1398813000燃盡高度2318523200頂棚管標(biāo)高7660076100水冷壁下集箱標(biāo)高63006300中間混合集箱標(biāo)高5450052050燃燒器層數(shù)66水平煙道深度1018310183煙井深度（前煙道）/(后煙道)8487+70118487+7011爐膛容積熱負(fù)荷73.873.2爐膛截面熱負(fù)荷4.34.287燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷1.3351.417螺旋角度23.391（旋轉(zhuǎn)1.08圈）/模數(shù)445/螺距53/螺旋管圈節(jié)距133.5/垂直管圈節(jié)距44.544.5螺旋管圈管子根數(shù)712

垂直管圈管子根數(shù)2140（1變3）2140螺旋管圈管子規(guī)格38X8MWT15CrMoG/12Cr1MoVG/螺旋管圈質(zhì)量流速（38X8）2854/垂直管圈管子規(guī)格28.6X6.0MWT12Cr1MoVG28.6X6.0MWT15CrMoG/12Cr1MoVG垂直管圈質(zhì)量流速（28.6X6.0）19381938三、1000MW螺旋管圈系統(tǒng)方案說明原爐膛斷面哈鍋上海東方巴威螺旋管圈規(guī)格38X8Φ38×7.0Φ38.1×7.5/7Φ38×6.5螺旋管圈節(jié)距535450.850螺旋管圈管子根數(shù)712642778672螺旋傾角23.39120.6673°23.57820.17螺旋管圈質(zhì)量流速2854287025602530旋轉(zhuǎn)圈數(shù)1.081.061.011垂直管圈規(guī)格28.6X6.0MWTΦ34.9×7.5Φ31.8×7.5Φ32×6.0垂直管圈節(jié)距44.55163.558垂直管圈管子根數(shù)2140192615561680垂直管圈質(zhì)量流速1938139024171580與其它廠家參數(shù)對(duì)比三、1000MW螺旋管圈系統(tǒng)方案說明螺旋管圈展開圖及燃燒器噴口管屏三、1000MW螺旋管圈系統(tǒng)方案說明螺旋管圈與垂直管圈燃燒器平面布置圖螺旋管圈垂直管圈四、結(jié)論水動(dòng)力計(jì)算結(jié)果表明，螺旋管圈水冷壁的下爐膛出口工質(zhì)溫度偏差為9.1℃，上爐膛工質(zhì)溫度偏差為20.8℃。下爐膛水冷壁的壁溫最高點(diǎn)位于燃盡風(fēng)區(qū)域，且最高壁溫低于494℃，材料允許溫度為530℃，水冷壁壁溫裕量為36℃。水冷壁壓降為1.896MPa，低于保證值1.9Mpa。采用垂直管圈水冷壁的最高壁溫為512℃，材料允許溫度為530℃，壁溫裕量為18℃，采用螺旋管圈壁溫余量更大。螺旋管圈水冷壁方案與垂直管圈水冷壁方案爐膛斷面幾乎相同，不影響鍋爐柱網(wǎng)布置，目前柱網(wǎng)資料已提供給設(shè)計(jì)院，哈鍋已完成燃燒器區(qū)域噴口管屏的設(shè)計(jì)工作，不影