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      1000MW 超超臨界鍋爐的主要技術(shù)特點淺析

      2016-07-14 08:52:43陶睿
      大科技 2016年29期
      關(guān)鍵詞:壁溫熱器過熱器

      陶睿

      (華電萊州發(fā)電有限公司 山東煙臺 261400)

      1000MW 超超臨界鍋爐的主要技術(shù)特點淺析

      陶睿

      (華電萊州發(fā)電有限公司 山東煙臺 261400)

      一般把主蒸汽壓力在28MPa以上的,或主蒸汽和再熱蒸汽溫度大于等于580℃的機組定義為超超臨界機組。我國的超超臨界技術(shù)發(fā)展的較為緩慢,在20世紀(jì)末才引進了第一臺600MW超臨界機組,經(jīng)過不斷的研究和創(chuàng)新,在21世紀(jì)初期投運了我國自產(chǎn)的600MW超臨界機組,隨后我國研制出首臺1000MW超超臨界機組并投入到商業(yè)運行中。本文對1000MW超超臨界鍋爐的主要技術(shù)特點進行簡單分析。

      1000MW超超臨界鍋爐;技術(shù)特點;鍋爐選型

      1 引言

      改革開放以后,我國工業(yè)建設(shè)以及民用基礎(chǔ)建設(shè)取得重大發(fā)展且用電量劇增。這推動著我國電力事業(yè)向大裝機容量和大發(fā)電量前進。這給發(fā)電機組提出了更高的參數(shù)要求。結(jié)合這些年火電廠大容量機組鍋爐的發(fā)電運行情況,不難發(fā)現(xiàn)火電廠機組鍋爐在發(fā)電運行過程當(dāng)中都不可避免的會出現(xiàn)一些運行事故的安全情況。在選擇鍋爐和進行鍋爐維護過程中,必須要把握鍋爐主要技術(shù)特點,才合理處理策略,確保鍋爐安全穩(wěn)定運行。

      2 1000MW超超臨界機組鍋爐的運行程序

      2.1 燃燒系統(tǒng)

      對于火力發(fā)電廠來說,機組鍋爐的主要運行系統(tǒng)就是燃燒系統(tǒng)。它主要包括鍋爐、鼓風(fēng)、煤粉、風(fēng)管、點火系統(tǒng)組成。當(dāng)煤的顆粒直徑大于30cm時,經(jīng)由機器篩選,將其送入煤塊粉碎機,粉碎后的煤粉被引入煤倉然后研磨成細面,并通過風(fēng)管將研磨后的煤粉導(dǎo)入點火噴頭處,最后噴入燃燒鍋爐燃燒,最后產(chǎn)生的熱能通過鍋爐外的水壁系統(tǒng)向外傳導(dǎo),并產(chǎn)生燃燒完的廢氣和廢渣。

      2.2 風(fēng)煙系統(tǒng)

      風(fēng)煙系統(tǒng)是整個系統(tǒng)循環(huán)的主要空氣流通系統(tǒng)和傳送系統(tǒng),鍋爐周邊的水冷壁將產(chǎn)生低溫空氣,經(jīng)由風(fēng)管送到空氣預(yù)熱設(shè)備中給空氣加熱,完成這一過程后,一部熱空氣會被送到煤粉研磨機中將煤粉烘干,其余的空氣則會被鼓風(fēng)設(shè)備經(jīng)由噴燃器送入到鍋爐內(nèi)給燃煤提供足夠的空氣助燃。燃燒過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈺?jīng)過鍋爐內(nèi)膛頂部的熱過濾設(shè)備、預(yù)熱和再熱設(shè)備將熱能傳給水和空氣,經(jīng)過冷卻后的廢煙通過靜電除塵設(shè)備,然后通過煙筒排放到大氣中。

      2.3 汽水系統(tǒng)

      機組鍋爐運行中的水汽系統(tǒng)工作原理就是用水來給發(fā)電機組提供動力最終完成發(fā)電的一個過程。剛開始的水要經(jīng)過低壓加熱器的作用被加熱,并剔除水中存在的不凝結(jié)氣,然后經(jīng)由水泵進行加壓下的高溫加熱,并經(jīng)過省煤設(shè)備預(yù)加熱進入鍋爐供水系統(tǒng)給鍋爐提供循環(huán)水,產(chǎn)生的水蒸汽就是經(jīng)過過熱器,經(jīng)由煙氣熱量揮發(fā)和高壓產(chǎn)生的過熱蒸汽,通過渦輪機中的壓缸將熱能轉(zhuǎn)化動能,給發(fā)電機組提供動能。

      3 1000MW超超臨界鍋爐的主要技術(shù)特點

      3.1 1000MW超超臨界鍋爐的設(shè)計特點

      (1)根據(jù)燃用煤種的特點,在鍋爐設(shè)計中充分考慮低負荷穩(wěn)燃和高效燃燒、爐內(nèi)結(jié)渣、水冷壁高溫腐蝕、低NOx排放、尾部對流受熱面的磨損等方面的問題,同時在擴大對煤種變化和煤質(zhì)變差趨勢的適應(yīng)能力及負荷調(diào)節(jié)能力等方面采取了切實有效的措施。在爐膛設(shè)計時選用了合理的爐膛斷面、較高的爐膛高度和較大的爐膛容積,以獲得較低的爐膛容積熱負荷和適宜的爐膛斷面熱負荷等指標(biāo)。

      (2)滿足機組變壓運行的要求。采用成熟、安全可靠的超臨界本生型直流水循環(huán)系統(tǒng),水冷壁采用下部螺旋盤繞上升和上部垂直上升膜式壁結(jié)構(gòu),有效地補償沿爐膛周界上的熱偏差:螺旋盤繞區(qū)布置內(nèi)螺紋管,在確保水循環(huán)系統(tǒng)的安全可靠的前提下可減小管內(nèi)質(zhì)量流速,降低流動阻力。

      (3)采用帶再循環(huán)泵的系統(tǒng)。鍋爐具有快速啟動能力,縮短機組啟動時間。啟動系統(tǒng)設(shè)置了足夠容量的疏水?dāng)U容器和凝結(jié)水箱,在啟動過程中可有效回收熱量和工質(zhì)。

      (4)采用BHK成熟的啟動分離器和儲水罐結(jié)構(gòu)。較薄的壁厚有利于鍋爐快速啟動。

      3.2 超超臨界1000MW鍋爐選型的關(guān)鍵要點

      3.2.1 過熱器和再熱器系統(tǒng)

      在某種程度上對于過熱器和再熱器系統(tǒng)的安全可靠性要求,要比水冷壁系統(tǒng)更高,對于超超臨界1000MW鍋爐而言,其主要高參數(shù),它的主蒸汽和再熱蒸汽溫度到達了605℃以上,而目前過熱器和再熱器的材料已經(jīng)達到金屬材料科技水平。也就是說,在過熱器和再熱器系統(tǒng)的設(shè)計方面,必須要做到謹慎周到,全面保證1000MW鍋爐的安全性。對于過熱器和再熱器系統(tǒng)的設(shè)計合理與否,主要是看其分級是否合理,要保證每級的焓增量適當(dāng),中間是否有交叉混合,以及減溫噴水裝置是否合理等,只有保證這些方面的設(shè)計合理,才能夠保證超超臨界1000MW鍋爐能夠投入使用。

      3.2.2 燃燒設(shè)備

      作為鍋爐的關(guān)鍵設(shè)備,燃燒設(shè)備對于燃燒器本身來說,無論是直流型還是旋流型,在技術(shù)方面都已經(jīng)達到了一定的成熟,并且對于組織內(nèi)的良好燃燒和低負荷穩(wěn)燃等方面都不會有影響。對于燃燒設(shè)備的評判,還應(yīng)該將超超臨界1000MW鍋爐的整體考慮在內(nèi),首先是對于煤種的適應(yīng)性,再有就是對于過熱器、再熱器系統(tǒng)偏差的可調(diào)性,當(dāng)然還應(yīng)該考慮到燃燒設(shè)備可靠的一、二次風(fēng)速在線監(jiān)測裝置等其他設(shè)備。只有全面保證各設(shè)備符合標(biāo)準(zhǔn),才能夠保證設(shè)計出來的燃燒設(shè)備的安全性。

      3.2.3 壁溫檢測

      通過上文可以知曉過熱器和再熱器系統(tǒng)要保證設(shè)計優(yōu)良,那么在具體的運行中進行正確的監(jiān)視是必須的,首先是保證壁溫測點的布置合理,有一定的數(shù)量并且具有代表性,既能夠測量到最高壁溫,還能夠?qū)﹀仩t內(nèi)的管子進行監(jiān)視。再有就是壁溫測量塊和管子的焊接要做好,必須要做到保溫,而最為重要的就是加裝可靠的壁溫在線監(jiān)測裝置,這對于超超臨界1000MW鍋爐的直流爐來說是十分重要的。

      4 結(jié)束語

      超超臨界1000MW鍋爐的選型需要注意的關(guān)鍵點有很多,例如:水冷壁系統(tǒng)、過熱器和再熱器系統(tǒng)和燃燒設(shè)備等,必須結(jié)合技術(shù)要點,才能夠保證超超臨界1000MW鍋爐能夠投入運行。

      [1]李鐵,王軍.東方1000MW超超臨界鍋爐技術(shù)特點及性能[J].東方電氣評論,2009,23(1):48~54.

      [2]李毅.東鍋1000MW超超臨界鍋爐技術(shù)特點、運行狀況及燃燒調(diào)試研究[C].中國動力工程學(xué)會鍋爐專業(yè)委員會2010年學(xué)術(shù)研討會論文集,2010:7~15.

      TK229

      A

      1004-7344(2016)29-0045-01

      2016-9-25

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