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第六节 超临界机组锅炉举例 一 . 华润常熟二电厂 600MW 机组 1952T/H 超临界锅炉. （一）锅炉总体简介. （二）锅炉本体布置. （三）锅炉汽水流程. （四）锅炉启动循环系统. （五）锅炉的设计和结构特点. 主要介绍内容. （一） 锅炉总体简介. 1. 锅炉型式. 锅炉为超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、 一次再热、平衡通风、前后墙对冲燃烧、露天布置、 固态排渣、全钢构架、全悬吊结构 Π 型燃煤锅炉. 燃用神府东胜煤、混煤及大同煤. 型号 HG-1950/25.4-YM1 哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克技术 生产.
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第六节 超临界机组锅炉举例 一.华润常熟二电厂600MW机组 1952T/H超临界锅炉
（一）锅炉总体简介 （二）锅炉本体布置 （三）锅炉汽水流程 （四）锅炉启动循环系统 （五）锅炉的设计和结构特点 主要介绍内容
1.锅炉型式 锅炉为超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、 一次再热、平衡通风、前后墙对冲燃烧、露天布置、 固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型燃煤锅炉 燃用神府东胜煤、混煤及大同煤 型号HG-1950/25.4-YM1 哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克技术 生产
锅炉整体布置图 高温再热器 末级过热器 低温再热器 屏式过热器 一级过热器 燃烧器 省煤器 炉膛及水冷壁 空预器 冷灰斗
制粉系统采用双进双出钢球磨直吹系统，每炉配4台磨煤制粉系统采用双进双出钢球磨直吹系统，每炉配4台磨煤 机，B-MCR工况下4台运行无备用。每台磨煤机供布置于 前、后墙同一层的LNASB燃烧器，前后墙各4层，每层布置 4只。在煤粉燃烧器的上方前后墙各布置1层燃烬风，每层 有7只风口。 锅炉布置有98只炉膛吹灰器、50只长伸缩式吹灰器，空 气预热器的冷端也配有2只伸缩式吹灰器，吹灰器由程序 控制。炉膛出口两侧各装设一只烟气温度探针，单侧设 置炉膛监视闭路电视系统。 锅炉除渣采用刮板式捞渣机，装于冷灰斗下部。 锅炉整体布置 2.锅炉整体布置
锅炉的汽水流程以内置式汽水分离器为界设计成双流程。锅炉的汽水流程以内置式汽水分离器为界设计成双流程。 从冷灰斗进口一直到标高43.61m的中间混合集箱之间为 螺旋管圈水冷壁，再连接至炉膛上部的水冷壁垂直管屏 和后水冷壁吊挂管，然后经下降管引入折焰角和水平烟 道侧墙，再引入汽水分离器。 从汽水分离器出来的蒸汽引至顶棚和包墙系统，再进入 一级过热器中，然后再流经屏式过热器和末级过热器。
水冷壁为膜式水冷壁，下部水冷壁及 灰斗采用螺旋管圈，上部水冷壁为垂 直管屏。 从炉膛出口至锅炉尾部，烟气依次流 经上炉膛的屏式过热器、末级过热器 、水平烟道中的高温再热器 ，然后至尾部双烟道中烟气分两路， 一路流经前部烟道中的立式和水平低 温再热器、省煤器，一路流经后部烟 道的一级过热器、省煤器，最后进入 下方的两台回转式空气预热器。
再热器分为低温再热器和高温再热器 两段布置，低温再热器布置于尾部双烟 道中的前部烟道，末级再热器布置于水 平烟道中，逆、顺流混合换热。
项目 符号 单位 设计煤种 校核煤种1 校核煤种2 全水份 Mt % 12.1 12.93 6.84 空气干燥基水份 Mad % ~8（暂定） 1.62 3.31 干燥无灰基挥发份 Vdaf % 38 39 28 收到基灰份 Aar % 8.79 21.02 26.68 收到基碳 Car % 64.4 54.14 54.5 收到基氢 Har % 3.64 3.51 3.36 收到基氧 Oar % 10.05 6.83 7.26 收到基氮 Nar % 0.79 0.80 0.73 收到基硫 St.ar % 0.43 0.77 0.63 哈氏可磨度 HGI 50 68 58 原煤冲刷磨损指数 Ke 收到基高位发热量 Qar.gr MJ/Kg 收到基低位发热量 Qar.net KJ/Kg 23826 20870 21156 锅炉燃煤设计煤种为神府东胜煤，校核煤种1为混煤，校核煤种2为大同煤。煤质分析数据如下：
锅炉点火及助燃用油为＃0轻柴油 锅炉给水质量标准：补给水量在正常时（按 BMCR的5％计）为97.5t/h，启动或事故时 （按BMCR的8％计）为156 t/h 补给水制备方式：一级除盐加混床系统 锅炉给水质量标准按照CWT工况设计 锅炉设计条件
锅炉及炉后剖面图 锅炉本体 输煤皮带 电除尘 脱硫塔 制粉系统
在双烟道的下部均布置有省煤器，省煤器以顺列布置，以在双烟道的下部均布置有省煤器，省煤器以顺列布置，以 逆流方式与烟气进行换热 给水经省煤器的入口汇集集箱分别供至前后的省煤器入口 集箱。省煤器的管子规格为φ51×6mm，材料为SA-201C， 管组横向节距为115mm，共190排。省煤器向上形成共4排 吊挂管，用于吊挂尾部烟道中的水平过热器和水平再热器 吊挂管的规格为φ51×9mm、材料为SA-213 T12。吊挂管 的4只出口集箱两端与两根下降管相连，下降管将水供至 水冷壁下集箱 在省煤器烟气入口的四周墙壁上设置了烟气阻流板，避免 形成烟气走廊而造成局部磨损
炉膛与水冷壁 • 炉膛水冷壁采用焊接膜式壁，中下部为螺旋上升 管圈，上部为垂直管屏。 • 炉膛断面尺寸为22187mm×15632mm 水冷壁管型都为光管。 水冷壁总受热面积：4260 m2 水冷壁水容积： 67 m3
上部垂直管圈 中间混合集箱 水平刚性梁 下部螺旋管圈 垂直刚性梁 张力板 炉膛与水冷壁
给水经省煤器加热后进入外径为φ219mm、材料 为SA-106C的水冷壁下集箱，经水冷壁下集箱进 入冷灰斗水冷壁。冷灰斗的角度为55°，下部 出渣口的宽度为1400mm。灰斗部分的水冷壁由水 冷壁下集箱引出的436根直径φ38mm、壁厚为 6.5mm、材料为SA-213T12、节距为53mm的管子组 成的管带围绕成
经过灰斗拐点后，管带以17.893°的倾角继续盘 旋上升。螺旋管圈水冷壁在标高43.61m处通过直 径为φ219mm、材料为SA-335 P12的中间集箱转 换成垂直管屏，垂直管屏由1312根φ31.8mm、材 料为SA-213 T12、节距为57.5mm的管子组成，垂 直管屏（包括后水吊挂管）出口集箱的30根引出 管与2根下降管相连，下降管分别连接折焰角入 口集箱和水平烟道侧墙的下部入口集箱
折焰角由384根φ44.5×6、节距为57.5mm的管子 组成，其穿过后水冷壁形成水平烟道底包墙，然 后形成4排水平烟道管束与出口集箱相连。水平 烟道侧墙由78根φ44.5×6mm的管子组成，其出 口集箱与烟道管束共引出24根φ168mm的连接管 与4只启动分离器相连，汽水混合物在其中分离。
经四只汽水分离器引出的蒸汽进入外径为φ219mm的顶棚经四只汽水分离器引出的蒸汽进入外径为φ219mm的顶棚 入口集箱，顶棚过热器由192根φ63.5mm、材料为SA-213 T12、节距为115mm的管子组成，管子之间焊接6mm厚的扁 钢，另一端接至外径为φ219mm顶棚出口集箱。顶棚出口集 箱同时与后烟道前墙和后烟道顶棚相接，后烟道顶棚转 弯下降形成后烟道后墙，后烟道前、后墙与后烟道下部 环形集箱相接，并连接后烟道两侧包墙。侧包墙出口集箱的 24根φ168mm引出管与后烟道中间隔墙入口集箱相接，隔墙 向下引至隔墙出口集箱，隔墙出口集箱与一级过热器相连。 除烟道隔墙的管径为57mm外，烟道包墙的其余管子外径 均为φ44.5mm
一级过热器布置于尾部双烟道中的后部烟道中，由3段水一级过热器布置于尾部双烟道中的后部烟道中，由3段水 平管组和1段立式管组组成，第1、2段 水平过热器沿炉宽 布置190片、横向节距为115 mm，每片管组由4根φ57×8mm 、材料为 SA-213 T12的管子绕成。至第3段水平过热器， 管组变为95片，横向节距为230mm，每片管组由8根 φ51×6.6mm、材料为SA-213 T12的管子绕成，立式一 级过热器采用相同的管子和节距，并引至出口集箱。
经一级过热器加热后，蒸汽经2根φ508mm的连接管和一级经一级过热器加热后，蒸汽经2根φ508mm的连接管和一级 喷水减温器进入屏式过热器入口汇集集箱。屏式过热器布 置在上炉膛，沿炉宽方向共有30片管屏，管屏间距为690mm。 每片管屏由28根并联管弯制而成，管子的直径为φ38mm， 根据管子的壁温不同，入口段材质为SA-213 T91，外圈管 及出口段采用SA-213 TP347H。从屏式过热器出口集箱引出 的蒸汽，经2根左右交叉的直径为φ508mm连接管及二级喷水 减温器，进入末级过热器。
末级过热器位于折焰角上方，沿炉宽 方向排列共30片管屏，管屏间距为 690mm。每片管组由20根管子绕制而 成，管子的直径为φ44.5mm，材质为 SA-213 T91。蒸汽在末级过热器中加 热到额定参数后，经出口集箱和主蒸 汽导管进入汽轮机
过热器进、出口集箱之间的所有连 接管道均为两端引入、引出，并进 行左右交叉，确保蒸汽流量在各级 受热面中的均匀分配，避免热偏差 的发生
低温再热器 低温再热器布置于尾部双烟道的前部烟道中，由 3段水平管组和1段立式管组组成。1、2、3段水平 再热器沿炉宽布置190片、横向节距为115mm，每 片管组由5根管子绕成，1、2段的管子规格为 φ63.5×4.3mm、材料为SA-210C，3段的管子规 格为φ57×4.3mm、材料为SA-209T1a。立式低温 再热器的片数变为95片，横向节距为230mm，每 片管组由10根管子组成，管子规格为 φ57×4.3mm、材料为SA-213 T22。
高温再热器 高温再热器布置于水平烟道内，与立式低温再热 器直接连接，逆顺混合换热布置。高温再热器沿 炉宽排列95片，横向节距为230mm，每片管组采 用10根管，入口段管子为φ57×4.3mm、材料为 SA-213 T22，其余管子为φ51×4.3mm、材料为 SA-213 T91。
汽温调节装置 过热器系统设有两级喷水减温器，每级减温器均为2只。一级喷 水减温器装在一级过热器和屏式过热器之间的管道上，外径为 φ508mm，壁厚为84mm，材料为SA-335 P12；二级喷水减温器 装在屏式过热器和末级过热器之间的管道上，外径为φ508mm 壁厚为68mm，材料为SA-335 P91 再热蒸汽的汽温调节主要采用尾部烟气挡板调温，本锅炉在低 温再热器入口管道配置2只事故喷水减温器，减温器的外径为 φ610mm，壁厚为25mm，材料为SA-106C。过热器配置两级 喷水减温装置，左右分别调节。 过热器一级喷水减温水量（BMCR）为58.5T/H；二级喷水减 温水量（BMCR）为58.5T/H。总流量不超过BMCR工况8％过 热蒸汽流量。 再热器喷水减温总流量约为2％再热蒸汽流量（BMCR工况）。
锅炉采用三井巴布科克公司（Mitsui Babcock）的低 NOx轴向旋流煤粉燃烧器（Low NOx Axial Swirl Burner－LNASB）。共32只，分4层前后墙对冲布置 层间距为3.8米，单个燃烧器热负荷为49MW 油燃烧器型式为HESI，共32只，布置方式与煤粉燃 烧器相同；单个油燃烧器耗油量为1200kg/h，供油压 力为4MPa。 旋流燃烧器及布置
燃烧器设计原理 增大挥发份从燃料中释放出来的速率，以获得最大的挥发 物生成量； 在燃烧的初始阶段除了提供适量的氧以供稳定燃烧所需要 以外，尽量维持一个较低氧量水平的区域，以最大限度地 减少NOx生成； 控制和优化燃料富集区域的温度和燃料在此区域的驻留时 间，以最大限度地减少NOx生成； 增加煤焦粒子在燃料富集区域的驻留时间，以减少煤焦粒 子中氮氧化物释出形成NOx的可能； 及时补充燃尽所需要的其余的风量，以确保充分燃尽
三井巴布科克公司（Mitsui Babcock）的经验表明旋流燃 烧器的喉口设计对燃烧器性能（火焰稳定性、燃烧器区 域结渣的控制等）和整个炉膛都有十分重要的影响。三 井巴布科克公司（Mitsui Babcock）所有新设计的LNASB 燃烧器都安装有一只专门设计的喉口。这个喉口有合理的 旋角；喉口前缘由炉膛水冷壁管环绕；喉口表面镶衬光洁 的、导热性能良好的碳化硅砖，不仅耐高温、耐磨，而且 与普通耐火材料相比能够大大降低喉口表面的温度，有助 于防止喉口部位结渣。大量运行经验表明，采用这种结构 的喉口可以完全消除燃烧器喉口区域的结渣。
（四）锅炉启动系统 本锅炉配有容量为35%B-MCR的启动系统，以与锅炉水 冷壁最低质量流量相匹配 启动系统为内置式启动分离系统，包括四只启动分离器、 一只贮水箱、水位控制阀、截止阀、管道及附件等组成 启动分离器为圆形筒体结构，直立式布置 分离器的设计除考虑汽水的有效分离，防止发生分离器蒸 汽带水现象以外，还考虑启动时汽水膨胀现象 分离器带贮水箱，锅炉配置启动循环泵
启动分离器结构示意图 一根轴向蒸汽引出管 6根汽水混合物引入管 一根轴向饱和水引出管
