亞臨界參數電站直流鍋爐

直流鍋爐是指靠給水泵壓力,使給水順序通過省煤器、蒸發受熱面(水冷壁)、過熱器並全部變為過熱水蒸氣的鍋爐。由於給水在進入鍋爐後,水的加熱、蒸發和水蒸氣的過熱,都是在受熱面中連續進行的,不需要在加熱中途進行汽水分離。

簡介

亞臨界參數電站直流鍋爐中,亞臨界是指電廠鍋爐的蒸汽參數,具體是指過熱器出口蒸汽的額定表壓力,在14-22.2MPa之間的稱為亞臨界壓力鍋爐。所謂電站鍋爐,通俗來講就是電廠用來發電的鍋爐。直流鍋爐中沒有鍋筒,給水依靠給水泵壓力通過各級受熱面最終全部變成過熱蒸汽輸出。直流鍋爐廣泛用於高壓以上的機組,它能用到超臨界壓力參數。

鍋爐組成

圖1  300 MW亞臨界壓力直流鍋爐 圖1 300 MW亞臨界壓力直流鍋爐

圖1(1一前屏過熱器;2一後屏過熱器;3一高溫過熱器;4一第二級再熱器;5一第一級再熱器;6一低溫再熱器引出管;7一低溫過熱器;8一省煤器;9一煙氣擋板;10一容克式空氣預熱)是某鍋爐廠設計製造的亞臨界壓力直流鍋爐,與國產300 MW亞臨界壓力、一次中間再熱汽輪機匹配。在鍋爐最大連續蒸發量工況下,鍋爐的有關參數如下:過熱蒸汽流量1025 t/h,過熱蒸汽出口壓力16.8 MPa,過熱蒸汽出口溫度540℃,再熱蒸汽流量874.8 t/h,再熱蒸汽進口/出口壓力為3.677/3.452 MPa,再熱蒸汽進口/出口溫度323/540℃,給水溫度262.4℃,熱風溫度338℃,排煙溫度126℃,鍋爐熱效率91.72%,設計煤種為煙煤。

鍋爐採用倒U型、露天布置、全懸吊結構。該鍋爐是在第一代1000 t/h雙爐膛直流鍋爐Ⅲ的基礎上發展起來的。燃燒室為單爐膛,斷面為切角矩形。爐膛寬度為13035 mm,深度為12195 mm,爐膛的寬深比為1.07,接近正方形。爐膛四角為45°切角,切角邊長為980 mm,燃燒室淨高為52100 mm,冷灰斗傾角為55°,爐膛折焰角下斜面呈30°角,上斜面呈45°角。

低NO直流燃燒器布置於爐膛四個切角上,構成雙切圓燃燒方式,兩個切圓直徑分別為730 mm和886 mm,燃燒器噴口可整組上下擺動15°。

水冷壁為一次上升、三級混合的垂直管屏,由1396根管子組成,節距35 mm,材料為20 g,管間加扁鋼焊成膜式壁結構。水冷壁分為冷灰斗、下輻射、中輻射和上輻射四段,各段連線處進行汽水混合。下輻射區的四個切角管屏由25×7 mm的管子組成,上輻射區的管徑為22×6 mm,其餘管徑為22×5.5 mm,下輻射區和中輻射區的管子為四頭螺紋管,其餘為光管。此外,在下輻射區各管屏入口設有52個節流閥。

爐膛上方前部布置4片分隔屏過熱器,靠近出口煙窗處布置18片後屏過熱器。水平煙道中,依次布置高溫過熱器和高溫再熱器(第二級再熱器)。尾部豎井總深度為12m,由汽冷隔牆分成斷面相同的兩個煙道,前部煙道中布置低溫再熱器,後部煙道中布置低溫過熱管,兩組省煤器分別在它們之後。兩個煙道出口處裝有煙氣擋板。煙道末端布置兩台容克式、三分倉迴轉式空氣預熱器,直徑為10330 mm,所有受熱面的管束均為順列布置。

蒸汽流程

過熱蒸汽的流程為汽水分離器→頂棚過熱器及各類包覆管→低溫過熱器→一級噴水減溫器→分隔屏過熱器→後屏過熱器→二級噴水減溫器→高溫過熱器→汽輪機高壓缸。通過調節煤水比來實現過熱汽溫的調節,噴水減溫僅起瞬時調節和保護過熱器不超溫作用,這是直流鍋爐的汽溫調節特點。此外,該鍋爐的過熱系統具有較強的輻射特性,在(30%~100%)鍋爐最大連續蒸發量的負荷範圍內,能達到額定汽溫。

再熱蒸汽的流程為汽輪機高壓缸出口→低溫再熱器→微量噴水減溫器→高溫再熱器→汽輪機中壓缸。再熱汽溫以煙氣擋板調節為主,噴水減溫和燃燒器擺動只能作為輔助調節手段。

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