主再热蒸汽系统介绍.pptx

上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.主主 要要 内内 容容锅炉设计着重考虑及主要特点锅炉设计着重考虑及主要特点锅炉设计着重考虑及主要特点锅炉设计着重考虑及主要特点锅炉总体简介锅炉总体简介锅炉总体简介锅炉总体简介锅炉汽水系统流程介绍锅炉汽水系统流程介绍锅炉汽水系统流程介绍锅炉汽水系统流程介绍给水加氧介绍给水加氧介绍给水加氧介绍给水加氧介绍 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.锅炉设计着重考虑（锅炉设计着重考虑（1 1）采用成熟、先进的超超临界技术，确保锅炉具采用成熟、先进的超超临界技术，确保锅炉具有较高的可用率和获得高经济性；有较高的可用率和获得高经济性；选用合适的炉膛尺寸及热负荷指标，以保证炉选用合适的炉膛尺寸及热负荷指标，以保证炉膛不发生结渣；膛不发生结渣；采用先进的燃烧方式和燃烧设备，在保证炉膛采用先进的燃烧方式和燃烧设备，在保证炉膛不结渣的前提下，燃烧效率高、煤种适应性强、不结渣的前提下，燃烧效率高、煤种适应性强、烟气温度及速度偏差小、烟气温度及速度偏差小、NOxNOx排放低；排放低；采用成熟可靠的受热面布置方式和合理的调温采用成熟可靠的受热面布置方式和合理的调温方式，使得汽温偏差尽可能小，蒸汽温度的调方式，使得汽温偏差尽可能小，蒸汽温度的调节范围大；管材选用上留有足够的裕度，有效节范围大；管材选用上留有足够的裕度，有效保证受热面安全可靠；保证受热面安全可靠；上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.采用合理的烟速及成熟结构防止低温受热面飞灰采用合理的烟速及成熟结构防止低温受热面飞灰沾污和磨损、防止炉内受热面的腐蚀和锅内高温沾污和磨损、防止炉内受热面的腐蚀和锅内高温蒸汽氧化等。蒸汽氧化等。具有较好的低负荷稳燃性能和较好的启、停及调具有较好的低负荷稳燃性能和较好的启、停及调峰性能；峰性能；尽量采用成熟经典的结构，增加部组件通用化程尽量采用成熟经典的结构，增加部组件通用化程度。方便运行检修。度。方便运行检修。锅炉设计着重考虑（锅炉设计着重考虑（2 2）上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.锅炉主要特点（锅炉主要特点（1 1）1）采用螺旋管圈）采用螺旋管圈+垂直管水冷壁设计；垂直管水冷壁设计；2）采用较大的炉膛断面和容积，较低的炉膛断面热负荷和）采用较大的炉膛断面和容积，较低的炉膛断面热负荷和炉膛出口烟气温度；炉膛出口烟气温度；3）采用单炉膛双切圆的燃烧方式；）采用单炉膛双切圆的燃烧方式；单炉膛双切圆的布置方式，对单个切圆而言相当于锅炉单炉膛双切圆的布置方式，对单个切圆而言相当于锅炉容量减小一半，可使炉膛出口烟温偏差有所下降。同时保容量减小一半，可使炉膛出口烟温偏差有所下降。同时保留了单切圆燃烧的所有优点，如高燃烧效率；低留了单切圆燃烧的所有优点，如高燃烧效率；低NOx排放；排放；烟气的尖峰热流及平均温度较低等；烟气的尖峰热流及平均温度较低等；整个炉膛作为二个大燃烧器组织燃烧，简化了每个燃烧整个炉膛作为二个大燃烧器组织燃烧，简化了每个燃烧器的风量和粉量的控制；器的风量和粉量的控制；采用双切圆燃烧方式可获得均匀的炉内空气动力场和热采用双切圆燃烧方式可获得均匀的炉内空气动力场和热负荷分配，降低炉膛出口烟气温度和水冷壁出口工质温度负荷分配，降低炉膛出口烟气温度和水冷壁出口工质温度偏差。偏差。上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.4）采用低）采用低NOx同轴燃烧系统（同轴燃烧系统（LNCFSTM）；）；LNCFS是一种经过考验的成熟技术，迄今在全球范围内是一种经过考验的成熟技术，迄今在全球范围内已有超过已有超过200台的新建和改造锅炉的成功运行业绩，台的新建和改造锅炉的成功运行业绩，LNCFS在降低在降低NOx排放的同时，着重考虑提高锅炉不投油排放的同时，着重考虑提高锅炉不投油低负荷稳燃能力和燃烧效率，另外低负荷稳燃能力和燃烧效率，另外LNCFS在防止炉内结渣在防止炉内结渣、高温腐蚀和降低炉膛出口烟温偏差等方面，同样具有独、高温腐蚀和降低炉膛出口烟温偏差等方面，同样具有独特的效果。特的效果。5）采用带有再循环泵的启动系统，能有效回收启动阶段的）采用带有再循环泵的启动系统，能有效回收启动阶段的工质和热量，并增加了运行的灵活性；工质和热量，并增加了运行的灵活性；锅炉主要特点（锅炉主要特点（2 2）上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.6）过热器蒸汽温度采用煤水比加三级喷水调节，再热器蒸）过热器蒸汽温度采用煤水比加三级喷水调节，再热器蒸汽温度采用以烟气挡板调节为主，辅助燃烧器摆动和过量汽温度采用以烟气挡板调节为主，辅助燃烧器摆动和过量空气系数调节，低温再热器入口连接管道上设置事故喷水；空气系数调节，低温再热器入口连接管道上设置事故喷水；7）过热器、再热器受热面材料选取留有大的裕度；）过热器、再热器受热面材料选取留有大的裕度；为了降低超超临界锅炉因过热器和再热器出口汽温的提高为了降低超超临界锅炉因过热器和再热器出口汽温的提高所导致的高温段管子烟气侧高温腐蚀和管内高温氧化，采所导致的高温段管子烟气侧高温腐蚀和管内高温氧化，采用大量的高档次奥氏体钢管。用大量的高档次奥氏体钢管。锅炉主要特点（锅炉主要特点（3 3）上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.锅炉总体简介锅炉总体简介 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.锅炉总体简介（锅炉总体简介（1 1）本锅炉为超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉。本锅炉为超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉。单炉膛单炉膛型结构。型结构。一次中间再热。一次中间再热。双切圆燃烧方式、平衡通风。双切圆燃烧方式、平衡通风。采用烟气挡板调温方式。采用烟气挡板调温方式。过热器系统采用三级喷水减温方式过热器系统采用三级喷水减温方式,再热器系统采用再热器系统采用低再入口事故喷水减温方式。低再入口事故喷水减温方式。一次汽系统采用一次汽系统采用40高压旁路高压旁路+40%低压旁路。低压旁路。上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.启动系统采用带再循环泵的内置式启动系统启动系统采用带再循环泵的内置式启动系统。全钢架悬吊结构，半露天布置。全钢架悬吊结构，半露天布置。锅炉底渣采用水浸式刮板捞渣机锅炉底渣采用水浸式刮板捞渣机 连续除渣的机械连续除渣的机械输送系统。输送系统。炉后尾部布置两台三分仓容克式空气预热器。炉后尾部布置两台三分仓容克式空气预热器。锅炉总体简介（锅炉总体简介（2 2）上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.锅锅炉炉总总体体布布置置图图根据循环负荷根据循环负荷根据循环负荷根据循环负荷设计分离器设计分离器设计分离器设计分离器大量采用高档大量采用高档大量采用高档大量采用高档次材料次材料次材料次材料采用低采用低采用低采用低NOxNOxNOxNOx燃燃燃燃烧系统烧系统烧系统烧系统再循环泵启再循环泵启再循环泵启再循环泵启动系统动系统动系统动系统挡板调节挡板调节挡板调节挡板调节螺旋管圈螺旋管圈螺旋管圈螺旋管圈水冷壁水冷壁水冷壁水冷壁 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.BMCR工况参数：项目单位数值锅炉最大连续蒸发量t/h3103过热蒸汽出口压力MPa(a)27.56过热蒸汽出口温度605再热蒸汽流量t/h2590再热蒸汽进口压力MPa(g)6.06再热蒸汽出口压力MPa(g)5.86再热蒸汽出口温度603给水温度298计算热效率(按低位发热量)%93.78 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.锅炉汽水系统锅炉汽水系统 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.省省煤煤器器系系统统 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.水水冷冷壁壁系系统统 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.螺旋管与垂直管过渡段螺旋管与垂直管过渡段 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.过过热热器器系系统统 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.再再热热器器系系统统 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.启启动动系系统统 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.低温过热器低温过热器低温过热器低温过热器布置于后烟道,共269片；管子材料：15CrMoG、12Cr1MoVG、T91 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.分隔屏分隔屏分隔屏分隔屏,后屏后屏后屏后屏,末末末末级过热器级过热器级过热器级过热器分隔屏共12大片，96小片,管材：T91、Super 304H；后屏过热器共有55片,管材：Super 304H SB末级过热器共67片,管材：Super 304H SB、HR3C 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.低温再热器布置于后烟井前烟道共有269片材料为SA219-T91、12Cr1MoVG、15CrMoG、SA210C 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.高温再热器布置于水平烟道处共有135片主要管子材料为TP347H、SUPER304H-SB、HR3C 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.给水加氧 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.目前，国内大部分亚临界机组及前期引进的超临界机组采用的锅炉给水处理方式主要是AVT方式。AVT方式是通过加氨把pH值调整到9以上，并在联氨脱氧的条件下抑制碳钢表面膜(Fe304)的溶解度，防止全面腐蚀，抑制点腐蚀等局部腐蚀，以防止碳钢腐蚀。AVT运行方式有一定的缺陷，在AVT方式下，锅炉热力系统金属表面会生成外层结构疏松的Fe304保护膜，铁的腐蚀产物不断在热负荷高的部位沉积，生成粗糙的波纹状垢层，从而增加流体阻力，造成锅炉压差不断上升，加大了给水泵的动力消耗。另外，由于给水中铁堆积在锅炉水冷壁管、高压加热器系统，部分机组在系统压差达到极限值时就会发生故障。AVT锅炉给水处理方式：上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.当前我国投产及在建的超临界及超超临界本生直流锅炉给水处理采用的均是CWT处理方式。该处理方式是在原来给水加氧处理(OT)基础上发展起来的先进的给水处理方式。其原理是在水处理过程中加入适量氧和微量氨，使锅炉水冷壁管内壁生成致密的溶解度小的赤铁矿物质(Fe203)保护膜，并将疏松的Fe304锈层表面均匀覆盖起来。相比AVT方式运行中的磁铁矿物质(Fe304)难溶于水，因此CWT水处理系统可减缓水冷壁管内壁水垢的生成，锅炉长期运行压降也不会增大。锅炉机组在AVT无氧、高pH值情况下，钢管内表面会生成外层疏松的Fe3O4锈层钝化膜，其在高温纯水中具有一定的溶解性，膜中的2价铁离子不断进入溶液中。而在CWT方式下，由于不断向钢管内表面均匀供氧，从 Fe3O4锈层扩散出的2价铁离子被迅速氧化，形成溶解度很低的Fe203致密层。Fe203 致密层在Fe3o4锈层颗粒表面和晶粒间沉积，封闭了Fe3o4垢层的表面和孔隙而形成致密的“双层保护膜”，从而有效地抑制热力系统金属的腐蚀。CWT给水处理方式原理 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.在水中含有少量氧时，形成Fe3O4氧化膜。反应式为：3Fe2+1/2O2+3H2O Fe3O4+6H+Fe3O4层呈微孔状(115 孔隙率)，沟槽将孔连接起来，从而使水可以进入到钢表面，同时有一部分Fe2+从铁素体颗粒中扩散进入液相，因此，该膜在高温纯水中保护性较差，不能抑制Fe2+从钢材基体上溶出。加氧工况时，由于不断向金属表面足量的均匀供氧，由Fe3O4微孔通道中扩散出来进入水相的Fe2+被氧化。生成Fe2O3的水合物，沉积在外延生成Fe2O3保护层，从而使金属表面形成致密的“双层保护薄”。4Fe2+O2+4H2O 2Fe2O3+8H+2Fe3O4+H2O 3Fe2O3+2H+2e氧化膜成膜原理 上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.加氧设有两个点：一点在凝结水管道(凝结水水处理装置出口)，另一点在给水管道(前置泵入口)；每点管道的加氧流量按下述调节：凝结水水处理装置出口点氧流量通过基于凝结水流量的氧量调节阀来调节；除氧器出口点氧流量基于给水流量和省煤器进口给水中维持溶解氧浓度的信号来调节。上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.给水加氧处理条件给水加氧处理条件 锅炉已酸洗或水冷壁结垢量较小(200gm2)；凝结水进行100%精处理，并且能保证其电导率小于0.1scm；除凝汽器冷凝管外汽水循环系统各设备均应为钢制元件，即无铜系统。上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.以某厂水处理由以某厂水处理由AVT方式转换成方式转换成CWT方式前后对比：方式前后对比：高压加热器正常疏水调节阀门的阀芯节流孔，在AVT水处理运行方式下每运行半年就被黑色磁性Fe3O4垢堵塞的问题已经彻底解决。通过对省煤器管进行割管金相组织观察，在AVT水处理方式下，垢表面晶粒粗大，较疏松，晶体基体表现有局部腐蚀；而改为CWT水处理方式运行后，省煤器管的内垢层表面晶粒较细，比较均匀，且垢的颜色偏红。在改为CWT水处理方式后，锅炉水冷壁管通过割管检查，未发现因给水加氧引起的管壁腐蚀；通过对水冷壁管割管的金相组织观察，在AVT运行下的大晶粒被较小的晶粒所取代，在波纹沟槽内生成了细小的晶粒，填满了低洼处，使原来的波纹趋于平滑。机组采用CWT水处理方式运行后，省煤器结垢速率下降了80，水冷壁的结垢速率下降了75，按结垢速率估算，锅炉化学清洗的周期可由原来的3年延长至9年。CWT水处理效果：水处理效果：上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.以某厂水处理由以某厂水处理由AVT方式转换成方式转换成CWT方式前后对比：方式前后对比：锅炉的运行压差在AVT水处理方式下，每运行1年会增加0.40.5 MPa；在采用CWT水处理方式时，锅炉压差不仅没有增加，反而随着锅炉持续运行时间的延长而不断降低。采用CWT水处理方式时，由于给水pH值降低，给水中氨含量降低，大大减轻了凝结水精处理混床中阳树脂的负担，延长了混床的运行周期。混床的制水量比原来AVT方式时增加了48倍，并提高了凝结水精处理设备的出水水质。从锅炉启动情况看，采用CWT运行方式后，系统冷态开始冲洗至汽水分离器排水含铁量达到规定值的时间大为缩短，减少了冷态清洗的用水量。CWT水处理效果：水处理效果：上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.谢谢 谢谢 各各 位！位！