第13課9下鍋爐汽水流程介紹

華潤(rùn)電力湖北有限公司二期1000MW超超臨界鍋爐汽水系統(tǒng)介紹林勇強(qiáng)鍋爐側(cè)視圖省煤器低溫再熱器低溫過(guò)熱器分隔屏過(guò)熱器高溫再熱器高溫過(guò)熱器后屏過(guò)熱器水冷壁折焰角的作用增加水平煙道的長(zhǎng)度可改善對(duì)前、后屏的煙氣沖刷特性，強(qiáng)化氣流混合，增長(zhǎng)煙氣流程，提高傳熱效率提高爐膛上部前角煙氣的充滿度，使前、后屏吸熱增加保護(hù)高溫過(guò)熱器不直接受到火焰的輻射，降低管壁溫度由于離心力作用，使煙氣中粒子從爐膛上部分離下來(lái)，減少對(duì)管子的磨損★省煤器★水冷壁★過(guò)熱器★再熱器★啟動(dòng)系統(tǒng)鍋爐汽水系統(tǒng)省煤器系統(tǒng)介紹省煤器系統(tǒng)流程省煤器布置結(jié)構(gòu)特性名稱節(jié)距mm管徑mm排數(shù)每排管子根數(shù)布置受熱面積m2橫向St縱向SLE，E前煙井省煤器蛇行管139.7101.650.824628855E-7b，E-8b后煙井省煤器蛇行管139.7101.650.8246410462E前煙井省煤器懸吊管254/63.51352組1414E-10b后煙井省煤器懸吊管254/63.51352組1410省煤器（英文名稱Economizer）就是鍋爐尾部煙道中將鍋爐給水加熱成汽包壓力下的飽和水的受熱面，由于它吸收的是比較低溫的煙氣，降低了煙氣的排煙溫度，節(jié)省了能源，提高了效率，所以稱之為省煤器。作用

1、吸收低溫?zé)煔獾臒崃?，降低排煙溫度，減少排煙損失，節(jié)省燃料。2、由于給水進(jìn)入汽包(水冷壁）之前先在省煤器加熱，因此減少了給水在受熱面的吸熱，可以用省煤器來(lái)代替部分造價(jià)較高的蒸發(fā)受熱面。

3、給水溫度提高了，進(jìn)入汽包就會(huì)減小壁溫差，熱應(yīng)力相應(yīng)的減小，延長(zhǎng)汽包使用壽命。安裝位置，一般在鍋爐煙道尾部。（直流鍋爐無(wú)）原因：進(jìn)入省煤器區(qū)域的煙氣溫度已經(jīng)比較低，按照廠家的設(shè)計(jì)，前后煙道的溫度分別為403℃和462℃（BMCR工況下），已經(jīng)沒(méi)有熔化的飛灰，堿金屬（鈉、鉀）氧化物蒸汽的凝結(jié)也已結(jié)束，所以省煤器的積灰，容易用吹灰方法消除。省煤器積灰使省煤器管的傳熱系數(shù)降低，傳熱惡化，提高了空預(yù)器進(jìn)口的煙氣溫度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使空預(yù)器的運(yùn)行工況惡劣，造成空預(yù)器內(nèi)受熱面的損壞；引起空預(yù)器出口排煙溫度升高，排煙熱損失提高，降低鍋爐效率；使煙道堵塞，輕則使煙氣的流動(dòng)阻力增加、提高了引風(fēng)機(jī)的功耗，增加廠用電；增加了省煤器管低溫腐蝕的可能性。積灰的危害省煤器布置｛順列布置：除了第一排管子外，煙氣沖刷不到其余管子的正面和背面，只能沖刷管子的兩側(cè)，不論管子正面和背面均可能發(fā)生嚴(yán)重積灰。但可以減少省煤器管的磨損。錯(cuò)列布置：管束管子縱向節(jié)距小，氣流擾動(dòng)越大，氣流沖刷管子背風(fēng)面的作用越強(qiáng)，管子積灰越少。我廠二期工程鍋爐省煤器采用光管蛇形管順列布置。進(jìn)入尾部煙道已硬化的大量飛灰，隨煙氣沖擊受熱面時(shí)，會(huì)對(duì)管壁表面產(chǎn)生磨損作用，管子變薄，強(qiáng)度下降，造成管子損壞，最主要的表現(xiàn)特征就是省煤器的爆管。省煤器磨損影響省煤器磨損的因素：煙氣流速飛灰濃度灰的物理化學(xué)性質(zhì)受熱面的布置結(jié)構(gòu)特性運(yùn)行工況水冷壁系統(tǒng)介紹布置在爐膛內(nèi)壁面上主要用水冷卻的受熱面，稱為水冷壁。水冷壁的主要作用是：

（1）吸收爐內(nèi)輻射熱，將水蒸發(fā)汽化；

（2）吸收爐內(nèi)輻射熱，使?fàn)t墻溫度降低，保護(hù)爐墻，簡(jiǎn)化爐墻結(jié)構(gòu)，減輕爐墻重量；

（3）吸收爐內(nèi)熱量，把煙氣冷卻到爐膛出口所允許的溫度，減輕爐內(nèi)結(jié)渣和防止?fàn)t膛出口結(jié)渣；

（4）水冷壁在爐內(nèi)高溫下吸收輻射熱，傳熱效果好，故能降低鍋爐鋼材消耗量及鍋爐造價(jià)。

水冷壁作用膜式水冷壁由軋制或焊接鰭片管或光管加扁鋼或光管燒熔焊拼焊成的氣密管屏所組成的水冷壁。水冷壁系統(tǒng)流程水冷壁結(jié)構(gòu)參數(shù)參數(shù)單位蒲圻電廠二期工程爐膛尺寸m34.290×14.173×68080螺旋管垂直管管子數(shù)量-6541962管子規(guī)格mm38.1x7（燃燒器以上部分采用內(nèi)螺紋管）38.1x7.5（冷灰斗）31.8x7.5節(jié)距mm5450.8在BMCR下的質(zhì)量流量kg/m2.s26571823在

最低負(fù)荷(30%BMCR)下的質(zhì)量流量kg/m2.s832571螺旋段高度m44.512-螺旋段傾角°20.7424圈數(shù)-1.20-我廠二期工程2×1000MW鍋爐水冷壁采用上下分段的水冷壁結(jié)構(gòu)。爐膛下部水冷壁采用螺旋管圈（其中燃燒器以上部分采用內(nèi)螺紋管）。爐膛上部水冷壁采用垂直管圈，冷灰斗采用螺旋管圈(管圈為1.2圈)，螺旋管與垂直管的過(guò)渡采用中間混合聯(lián)箱型。螺旋管圈水冷壁設(shè)計(jì)特點(diǎn)：每根螺旋管都經(jīng)過(guò)爐膛四周（我廠二期螺旋管圈數(shù)為1.20圈），所以每根管子的吸熱都是相當(dāng)均勻，管間吸熱偏差小，適應(yīng)變壓運(yùn)行；半爐膛混合，水冷壁安全裕度高。每根傾斜上升的水冷壁管都通過(guò)爐膛不同受熱區(qū)域，不受火球位置影響而均勻吸熱，水冷壁出口溫度較為均勻。螺旋水冷壁展開(kāi)圖

采用“張力板”完成對(duì)螺旋管圈水冷壁的支撐和懸吊，螺旋管圈水冷壁的重量通過(guò)張力板將力傳遞至爐膛上部垂直水冷壁。在兩塊板間沿管子軸線方向間距400～500mm布置的梳形板作為管子與張力板間的連接件，其作用是一方面?zhèn)鬟f水冷壁的重力，另一方面起熱橋的作用，將水冷壁的熱量傳遞給張力板，使張力板的溫度與水冷壁溫度有良好的跟隨性，以減少二者間存在的溫度應(yīng)力，這一點(diǎn)在鍋爐啟動(dòng)和停爐階段特別重要。螺旋管圈的支撐張力板上部過(guò)渡分叉結(jié)構(gòu)目的是將張力板上的垂直力均勻傳遞給上部垂直膜式水冷壁管，可防止局部荷重過(guò)于集中。

螺旋管圈支撐結(jié)構(gòu)詳圖

螺旋管和垂直管的過(guò)渡段中間匯合集箱螺旋管圈制造工藝要求高1、螺旋管排單片管排及總體尺寸的控制；2、過(guò)渡段組裝、焊接工藝相當(dāng)復(fù)雜；3、下部螺旋管圈燃燒器區(qū)域的開(kāi)孔；4、螺旋管圈灰斗的制造；5、焊接工藝不到位，可能產(chǎn)生裂紋；6、超長(zhǎng)、超寬、管徑較小的管排，給工地的組裝帶來(lái)影響。水冷壁結(jié)焦水冷壁泄漏水冷壁爆管過(guò)熱器系統(tǒng)介紹過(guò)熱器系統(tǒng)流程給水↓省煤器↓爐膛下部螺旋管圈↓中間混合集箱↓爐膛上部垂直管屏↓汽水分離器↓爐頂、包復(fù)過(guò)熱器↓低溫過(guò)熱器↓←一級(jí)噴水分隔屏過(guò)熱器↓←二級(jí)噴水后屏過(guò)熱器↓←三級(jí)噴水末級(jí)過(guò)熱器↓去汽機(jī)布置于后煙道,共269片；管子材料：15CrMoG、12Cr1MoVG、SA-213T91低溫過(guò)熱器分隔屏共12大片，96小片,管材：SA-213T91、Super304H；后屏過(guò)熱器共有55片,管材：Super304HSB末級(jí)過(guò)熱器共67片,管材：Super304HSB、HR3C分隔屏,后屏,末級(jí)過(guò)熱器材料分段圖分隔屏過(guò)熱器后屏過(guò)熱器高溫過(guò)熱器過(guò)熱器布置結(jié)構(gòu)特性名稱節(jié)距mm管徑mm排數(shù)每排管子根數(shù)布置受熱面m2橫向St縱向SL低溫過(guò)熱器S-30127101.650.8269612905低溫過(guò)熱器S-31、S-3212782.5541.3269611731低溫過(guò)熱器S-3325410041.326962094S-40分隔屏過(guò)熱器264050.841.312×8103308S-49后屏過(guò)熱器609.650.854/41.355152987S-58末級(jí)過(guò)熱器50850.847.6/41.367164780主蒸汽管道上不設(shè)任何截止閥門(mén)，也不設(shè)置主蒸汽流量測(cè)量裝置，主蒸汽流量根據(jù)主蒸汽壓力與高壓第五級(jí)后的蒸汽壓力之差確定。這樣可減小主蒸汽壓損，即可靠性，又提高經(jīng)濟(jì)性。過(guò)熱器超壓保護(hù)措施：鍋爐過(guò)熱器出口支管上各有1只彈簧安全閥及消音器(共2只)，在過(guò)熱器出口主汽管上設(shè)置2只電磁泄放閥及消音器(共2只)；在二只啟動(dòng)分離器蒸汽引出管的連通管中各有3只過(guò)熱器進(jìn)口彈簧安全門(mén)及消音器(共6只)。過(guò)熱器的布置上一般都采用對(duì)流——輻射——對(duì)流的串聯(lián)布置方式,且對(duì)流式過(guò)熱器吸熱份額總是比輻射式過(guò)熱器的吸熱份額多，因此最終的汽溫變化特性總是具有對(duì)流性質(zhì)，即汽溫隨鍋爐的負(fù)荷增大而增大。對(duì)流式：鍋爐負(fù)荷增大時(shí)，輸入燃料量要增加，煙氣流速也增加；而煙氣流速增加會(huì)導(dǎo)致煙氣側(cè)對(duì)流放熱系數(shù)增大，同時(shí)煙氣溫度的增加使傳熱的平均溫差也增大，這樣就使對(duì)流過(guò)熱器吸熱量的增加值超過(guò)蒸汽流量的增加值，從而使蒸汽溫度增加；輻射式：鍋爐負(fù)荷增加時(shí)，由于爐膛火焰的平均溫度變化不大，輻射傳熱量增加不多，跟不上蒸汽流量的增加，因而使蒸汽溫度降低。過(guò)熱器系統(tǒng)汽溫調(diào)節(jié)：過(guò)熱蒸汽采用燃水比作為主要的汽溫調(diào)節(jié)手段，并配合三級(jí)噴水減溫作為主汽溫度的細(xì)調(diào)節(jié)，噴水量按8%BMCR設(shè)計(jì)。減溫水的布置：在低過(guò)和分隔屏之間設(shè)置Ⅰ級(jí)噴水減溫，在分隔屏和后屏之間設(shè)置Ⅱ級(jí)噴水減溫，在后屏和末過(guò)之間設(shè)置Ⅲ級(jí)噴水減溫并左右交叉以減少左右側(cè)汽溫偏差。通常選取汽水分離器出口溫度作為中間點(diǎn)溫度好處：1、能快速反應(yīng)出燃料量的變化；2、中間點(diǎn)選在三級(jí)減溫器之前，基本上不受減溫水流量變化的影響；3、在鍋爐負(fù)荷300～1000MW范圍內(nèi)，啟動(dòng)分離器出口始終處于過(guò)熱狀態(tài)，溫度準(zhǔn)確，反應(yīng)靈敏。中間點(diǎn)溫度再熱器系統(tǒng)介紹再熱器系統(tǒng)流程來(lái)自汽機(jī)高壓缸排汽事故噴水→↓低溫（一級(jí)）再熱器↓高溫（二級(jí)）再熱器↓去汽機(jī)中壓缸

低溫再熱器布置于后煙井前煙道共有269片材料為SA213-T91、12Cr1MoVG、15CrMoG、SA210C高溫再熱器布置于水平煙道處共有135片主要管子材料為T(mén)P347H、SUPER304H-SB、HR3C再熱器布置結(jié)構(gòu)特性名稱節(jié)距mm管徑mm排數(shù)每排管子根數(shù)布置受熱面積m2橫向St縱向SLR-5，R-6低溫再熱器水平段12711463.5269630862R-7低溫再熱器垂直段25411463.526963385R-13，R-14高溫再熱器25411457135109658再熱器超壓保護(hù)措施：鍋爐再熱器進(jìn)口集箱前的兩根冷再熱蒸汽支管上，分別裝有4只彈簧安全閥及消音器(共8只)。在鍋爐再熱器出口的支管上各裝有1只彈簧安全閥及消音器(共2只)。再熱器系統(tǒng)汽溫調(diào)節(jié)：

再熱器的汽溫調(diào)節(jié)主要靠擋板調(diào)節(jié)、擺動(dòng)燃燒器和改變過(guò)量空氣系數(shù)來(lái)達(dá)到調(diào)溫。在低溫再熱器的入口管道上布置事故噴水減溫器，低再至高再之間采用交叉連接。在爐膛上部和水平煙道中的屏式和對(duì)流式過(guò)熱器或再熱器受熱面上的沾污通常屬于高溫?zé)Y(jié)性積灰，一般是由薄而致密的內(nèi)灰層和松散而大量的外灰層組成。過(guò)熱器和再熱器的積灰1、在溫度高于700～800℃以上的煙氣區(qū)域內(nèi)，在燃燒過(guò)程中升華的鈉、鉀等堿金屬氧化物呈氣態(tài)，遇到溫度稍低的過(guò)熱器或再熱器即凝結(jié)在管壁上，并形成鉀，鈉和鈣的白色粘結(jié)沉淀層。其中一些固體灰粒同時(shí)被粘附在管子表面上，由軟變硬，由薄變厚，形成硬結(jié)積灰。2、冷凝在管壁上的堿金屬氧化物與煙氣中的三氧化硫反應(yīng)生成硫酸鹽，然后與飛灰中的氧化鐵、氧化鋁等反應(yīng)生成復(fù)合硫酸鹽，如Na3Fe(SO4)3、K3Fe(SO4)3、Na3Al(SO4)3和K3Al(SO4)3等。3、復(fù)合硫酸鹽在500～8