專利名稱：660mw等級超臨界鍋爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種660MW等級超臨界鍋爐。
背景技術：
我國現有的600MW等級超臨界鍋爐，通用的主蒸汽出口參數為(543/571 )，再熱蒸汽出口溫度為(569°C )，而超超臨界鍋爐參數主蒸汽出口參數為(605°C )，再熱蒸汽出口溫度為(603°C )。在國內還沒有主汽和再熱蒸汽出口為(571/603°C )的鍋爐，即過熱器為超臨界鍋爐參數、而再熱器為超超臨界參數的鍋爐。根據市場需求，要求降低廠熱耗率，汽機將中壓缸的入口蒸汽溫度提高到了 600°C，這樣鍋爐的出口蒸汽參數改變為571°C /603°C，即過熱器為超臨界鍋爐的參數，而再熱器為超超臨界的參數。這種變化使爐內過熱器和再熱器吸熱量發生變化，與原有技術的超臨界和超超臨界均有所不同。為適應這種變化，開始了以自主66(MW等級超臨界 (571/603°C )鍋爐研制為目的的發明，以配套提供匹配新參數超臨界機組的鍋爐。
發明內容
本發明的目的是提供鍋爐的出口蒸汽參數改變為571°C /603°C，即過熱器為超臨界鍋爐的參數，而再熱器為超超臨界的參數的鍋爐。上述的目的通過以下的技術方案實現
660MW等級超臨界鍋爐，其組成包括包括變壓運行、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、固態排渣、全鋼架懸吊結構、露天布置的η型爐體，所述的爐體外圈裝有包墻，所述的包墻內裝有省煤器和低溫再熱器、省煤器和水冷壁，所述的水冷壁連接啟動系統并與剛性梁相對滑動，所述的爐體的頂棚管連接低溫過熱器，所述的低溫過熱器連接分隔屏過熱器， 所述的分隔屏過熱器連接高溫末級過熱器，所述的低溫再熱器連接末級再熱器，所述的包墻下部裝有空氣預熱器，帶有內置式再循環泵的啟動系統，主燃燒器為四角布置的擺動式燃燒器，切向燃燒，32只燃燒器分8層布置，所述的燃燒器能上下擺動，最大擺動角度為士30°。所述的660麗等級超鍋爐，所述的水冷壁中部裝有采用低NOx燃燒技術的SOFA 燃燒器，所述的SOFA燃燒器下部裝有所述的主燃燒器，所述的水冷壁上部具有上升垂直管屏，鍋爐下部爐膛所述的水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，二者之間用過渡集箱連接，所述的螺旋管圈的同一管帶中的各管子以相同方式從下到上繞過所述的爐膛的角隅部分和中間部分，同時所述的螺旋管圈的旋轉上升方向與所述的燃燒器的火焰切圓旋轉方向相反，所述的低溫過熱器與所述的低溫再熱器之間裝有蒸汽冷卻夾管和間隔管。所述的660MW等級超鍋爐，所述的啟動系統包括循環泵，所述的循環泵連接汽水分離器，所述的汽水分離器連接大氣式擴容器，所述的大氣式擴容器連接疏水箱，所述的爐體中設有二級減溫水噴水旁路系統，暖管流量造成貯水箱內水位升高時可將水直接打入過熱器減溫水系統，噴入過熱器，控制貯水箱水位。所述的660MW等級超鍋爐，所述的低溫再熱器通過管道連接高溫再熱器，在所述的管道上裝有減溫器，所述的過熱器為輻射對流型，低溫過熱器布置于尾部豎井后煙道，分隔屏過熱器和高溫末級過熱器布置于爐膛上部，過熱蒸汽溫度采用煤水比和兩級噴水減溫控制，在上爐膛布置橫向節距較寬的分隔屏受熱面；高溫再熱器采用雙繞布置于水平煙道，再熱器采用煙氣擋板調溫、低負荷過量空氣系數調，在低再出口至高再進口的連接管道上設置所述的事故噴水減溫器，在鍋爐負荷變化再熱蒸汽溫度出現波動時控制再熱蒸汽溫度，所述的省煤器采用光管順列布置，采用較低的煙氣流速并裝設防磨蓋板等有效措施，減少受熱面的磨損，同時也降低了省煤器系統的阻力。所述的660MW等級超臨界鍋爐，在所述的螺旋管圈水冷壁部分采用可膨脹的帶張力板垂直剛性梁系統，螺旋管圈的懸吊是由均勻附著于管壁外表面的張力板實現的；張力板從冷灰斗的底部一直布置到螺旋管圈和垂直管屏的過渡區，在過渡區把重量荷載通過梳形吊板均勻地傳給上部垂直管屏；剛性梁體系及爐墻等的自重荷載完全由垂直搭接板支吊，下部爐膛和冷灰斗的荷載能傳遞給上部垂直水冷壁；過熱器為輻射對流型，低溫過熱器布置于尾部豎井后煙道，分隔屏過熱器和高溫末級過熱器布置于爐膛上部，過熱蒸汽溫度采用煤水比和兩級噴水減溫控制；高溫再熱器采用雙繞布置于水平煙道，低溫再熱器布置于尾部豎井前煙道，再熱器采用煙氣擋板調溫、低負荷過量空氣系數調節，在低再出口至高再進口的連接管道上設置事故噴水減溫器，在鍋爐負荷變化再熱蒸汽溫度出現波動，高于設定值時控制再熱蒸汽溫度。有益效果
1.本發明降低了廠熱耗率，汽機將中壓缸的入口蒸汽溫度提高到了 600°c，鍋爐的出口蒸汽參數改變為57rC/603°C，即過熱器為超臨界鍋爐的參數，而再熱器也是超超臨界的參數；這種變化使爐內過熱器和再熱器吸熱量發生很大變化。本發明為變壓運行、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、固態排渣、全鋼架懸吊結構、露天布置的η型超臨界鍋爐，帶有內置式再循環泵的啟動系統，采用低NOx燃燒技術， 32只燃燒器分8層布置。本發明具有良好的變壓、備用和再啟動性能；鍋爐下部爐膛水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，在各種負荷下均有足夠的冷卻能力，并能有效地補償沿爐膛周界上的熱偏差，水動力特性穩定；采用四只啟動分離器，壁厚均勻，溫度變化時熱應力小，適合于滑壓運行，提高了機組的效率，延長了汽機的壽命。本發明采用帶再循環泵的系統，使鍋爐具有快速啟動能力，縮短機組啟動時間；在啟動過程中可有效回收熱量和工質；并在啟動系統配備了足夠容量的大氣式擴容器和疏水箱。本發明具有燃燒穩定、溫度場均勻的四角切圓燃燒系統，四角切圓燃燒系統燃燒方式能保證沿爐膛水平方向均勻的熱負荷分配。并且煤種適應性廣，可以更好的與磨煤機相匹配。本發明具有高可靠性的運行性能，通過已經投運超臨界鍋爐的數據，積累大量調試和研究數據，提高了機組的可用率和可靠性，能夠滿足用戶的各種技術要求。本發明的水冷壁吸熱均勻，管間熱偏差小，使得水冷壁出口的介質溫度和金屬溫度非常均勻。因此，螺旋管圈水冷壁能適應爐內燃燒工況的變化。本發明的剛性梁和水冷壁之間相互不直接焊接，可以相對滑動，以防止附加熱應力的產生，保證了爐膛安全可靠運行。
本發明采用蒸汽冷卻夾管和間隔管結構保持了過熱器和再熱器部件的橫向節距和防止晃動。本發明設有二級減溫水噴水旁路系統即循環泵，其作用是在鍋爐直流負荷以上， 由于暖管流量造成貯水箱內水位升高時可將水直接打入過熱器減溫水系統，噴入過熱器， 在需要時控制貯水箱水位。本發明過熱器、再熱器受熱面材料選取留有大的裕度。省煤器采用光管順列布置， 采用較低的煙氣流速并裝設防磨蓋板等有效措施，減少受熱面的磨損，同時也降低了省煤器系統的阻力。本發明的鍋爐單臺造價約3. 6億RMB，本產品已經簽訂了超臨界鍋爐的訂貨合同， 總合同額近60億RMB，創造了巨大的經濟效益。
附圖1為本產品的結構示意圖。附圖2為附圖1的俯視圖。
具體實施例方式
實施例1
一種660MW等級超臨界鍋爐，其組成包括變壓運行、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、固態排渣、全鋼架懸吊結構、露天布置的η型爐體1，爐體外圈裝有包墻15，包墻內裝有省煤器13和低溫再熱器8、省煤器和水冷壁2，水冷壁連接啟動系統并與剛性梁相對滑動， 爐體的頂棚管14連接低溫過熱器7，低溫過熱器連接分隔屏過熱器3，分隔屏過熱器連接高溫末級過熱器4，低溫再熱器連接末級再熱器6，包墻下部裝有空氣預熱器12，帶有內置式再循環泵的啟動系統，主燃燒器為四角布置的擺動式燃燒器，切向燃燒，32只燃燒器分8層布置，燃燒器能上下擺動，最大擺動角度為士30°。實施例2
實施例1所述的66(MW等級超鍋爐，所述的水冷壁中部裝有采用低NOx燃燒技術的 SOFA燃燒器10，所述的SOFA燃燒器下部裝有所述的主燃燒器11，所述的水冷壁上部具有上升垂直管屏，鍋爐下部爐膛所述的水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，二者之間用過渡集箱連接， 所述的螺旋管圈的同一管帶中的各管子以相同方式從下到上繞過所述的爐膛的角隅部分和中間部分，同時所述的螺旋管圈的旋轉上升方向與所述的燃燒器的火焰切圓旋轉方向相反，所述的低溫過熱器與所述的低溫再熱器之間裝有蒸汽冷卻夾管和間隔管。實施例3
實施例1所述的660MW等級超鍋爐，所述的啟動系統包括循環泵9，所述的循環泵連接汽水分離器5，所述的汽水分離器連接大氣式擴容器，所述的大氣式擴容器連接疏水箱。所述的啟動系統包括循環泵，所述的循環泵連接汽水分離器，所述的汽水分離器連接大氣式擴容器，所述的大氣式擴容器連接疏水箱，所述的爐體中設有二級減溫水噴水旁路系統，暖管流量造成貯水箱內水位升高時可將水直接打入過熱器減溫水系統，噴入過熱器，控制貯水箱水位。實施例4
上述的660MW等級超鍋爐，所述的低溫再熱器通過管道連接高溫再熱器，在所述的管道上裝有減溫器。所述的低溫再熱器通過管道連接高溫再熱器，在所述的管道上裝有減溫器，所述的過熱器為輻射對流型，低溫過熱器布置于尾部豎井后煙道，分隔屏過熱器和高溫末級過熱器布置于爐膛上部，過熱蒸汽溫度采用煤水比和兩級噴水減溫控制，在上爐膛布置橫向節距較寬的分隔屏受熱面；高溫再熱器采用雙繞布置于水平煙道，再熱器采用煙氣擋板調溫、低負荷過量空氣系數調，在低再出口至高再進口的連接管道上設置所述的事故噴水減溫器，在鍋爐負荷變化再熱蒸汽溫度出現波動時控制再熱蒸汽溫度，所述的省煤器采用光管順列布置，采用較低的煙氣流速并裝設防磨蓋板等有效措施，減少受熱面的磨損， 同時也降低了省煤器系統的阻力。實施例5
一種660MW等級超臨界鍋爐，在所述的螺旋管圈水冷壁部分采用可膨脹的帶張力板垂直剛性梁系統，螺旋管圈的懸吊是由均勻附著于管壁外表面的張力板實現的；張力板從冷灰斗的底部一直布置到螺旋管圈和垂直管屏的過渡區，在過渡區把重量荷載通過梳形吊板均勻地傳給上部垂直管屏；剛性梁體系及爐墻等的自重荷載完全由垂直搭接板支吊，下部爐膛和冷灰斗的荷載能傳遞給上部垂直水冷壁；過熱器為輻射對流型，低溫過熱器布置于尾部豎井后煙道，分隔屏過熱器和高溫末級過熱器布置于爐膛上部，過熱蒸汽溫度采用煤水比和兩級噴水減溫控制；高溫再熱器采用雙繞布置于水平煙道，低溫再熱器布置于尾部豎井前煙道，再熱器采用煙氣擋板調溫、低負荷過量空氣系數調節，在低再出口至高再進口的連接管道上設置事故噴水減溫器，在鍋爐負荷變化再熱蒸汽溫度出現波動，高于設定值時控制再熱蒸汽溫度。所述的660MW等級超臨界鍋爐的設計過程中，需要確定合理的爐膛結構尺寸，及燃料的燃盡高度等；水冷壁管子數量、規格、節距、質量流速及水冷壁材料等；燃燒系統與制粉系統的匹配問題；啟動系統容量的選擇，系統管道的規格、閥門規格的選擇等都需要注意。減溫水系統的設計中，確定各級減溫水管路的容量、減溫水管路的規格、閥門的選擇設計，以及過熱器、再熱器受熱面的布置及材料選擇；詳細的水循環計算及水動力安全性的詳細分析都是很重要的因素。依據以上分析，再確定爐膛參數，實現熱負荷數據、水冷壁性能合理，且具有較強機組容量適應性；各級受熱面規格和吸熱比例合理，結構容易實現，保證較低的未燃盡損失和NOx排放，保證鍋爐的技術先進性。
權利要求
1.一種660MW等級超臨界鍋爐，其組成包括包括變壓運行、一次中間再熱、單爐膛、 平衡通風、固態排渣、全鋼架懸吊結構、露天布置的η型爐體，其特征是所述的爐體外圈裝有包墻，所述的包墻內裝有省煤器和低溫再熱器、省煤器和水冷壁，所述的水冷壁連接啟動系統并與剛性梁相對滑動，所述的爐體的頂棚管連接低溫過熱器，所述的低溫過熱器連接分隔屏過熱器，所述的分隔屏過熱器連接高溫末級過熱器，所述的低溫再熱器連接末級再熱器，所述的包墻下部裝有空氣預熱器，帶有內置式再循環泵的啟動系統，主燃燒器為四角布置的擺動式燃燒器，切向燃燒，32只燃燒器分8層布置，所述的燃燒器能上下擺動，最大擺動角度為士30°。
2.根據權利要求1或2所述的660MW等級超鍋爐，其特征是所述的水冷壁中部裝有采用低NOx燃燒技術的SOFA燃燒器，所述的SOFA燃燒器下部裝有所述的主燃燒器，所述的水冷壁上部具有上升垂直管屏，鍋爐下部爐膛所述的水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，二者之間用過渡集箱連接，所述的螺旋管圈的同一管帶中的各管子以相同方式從下到上繞過所述的爐膛的角隅部分和中間部分，同時所述的螺旋管圈的旋轉上升方向與所述的燃燒器的火焰切圓旋轉方向相反，所述的低溫過熱器與所述的低溫再熱器之間裝有蒸汽冷卻夾管和間隔管。
3.根據權利要求1或2所述的660MW等級超鍋爐，其特征是所述的啟動系統包括循環泵，所述的循環泵連接汽水分離器，所述的汽水分離器連接大氣式擴容器，所述的大氣式擴容器連接疏水箱，所述的爐體中設有二級減溫水噴水旁路系統，暖管流量造成貯水箱內水位升高時可將水直接打入過熱器減溫水系統，噴入過熱器，控制貯水箱水位。
4.根據權利要求1或2所述的660MW等級超鍋爐，其特征是所述的低溫再熱器通過管道連接高溫再熱器，在所述的管道上裝有減溫器，所述的過熱器為輻射對流型，低溫過熱器布置于尾部豎井后煙道，分隔屏過熱器和高溫末級過熱器布置于爐膛上部，過熱蒸汽溫度采用煤水比和兩級噴水減溫控制，在上爐膛布置橫向節距較寬的分隔屏受熱面；高溫再熱器采用雙繞布置于水平煙道，再熱器采用煙氣擋板調溫、低負荷過量空氣系數調，在低再出口至高再進口的連接管道上設置所述的事故噴水減溫器，在鍋爐負荷變化再熱蒸汽溫度出現波動時控制再熱蒸汽溫度，所述的省煤器采用光管順列布置，采用較低的煙氣流速并裝設防磨蓋板等有效措施，減少受熱面的磨損，同時也降低了省煤器系統的阻力。
5.根據權利要求3所述的660MW等級超鍋爐，其特征是所述的低溫再熱器通過管道連接高溫再熱器，在所述的管道上裝有減溫器，所述的過熱器為輻射對流型，低溫過熱器布置于尾部豎井后煙道，分隔屏過熱器和高溫末級過熱器布置于爐膛上部，過熱蒸汽溫度采用煤水比和兩級噴水減溫控制，在上爐膛布置橫向節距較寬的分隔屏受熱面；高溫再熱器采用雙繞布置于水平煙道，再熱器采用煙氣擋板調溫、低負荷過量空氣系數調，在低再出口至高再進口的連接管道上設置所述的事故噴水減溫器，在鍋爐負荷變化再熱蒸汽溫度出現波動時控制再熱蒸汽溫度，所述的省煤器采用光管順列布置，采用較低的煙氣流速并裝設防磨蓋板等有效措施，減少受熱面的磨損，同時也降低了省煤器系統的阻力。
6.根據權利要求1或2或5所述的660MW等級超臨界鍋爐，其特征是在所述的螺旋管圈水冷壁部分采用可膨脹的帶張力板垂直剛性梁系統，螺旋管圈的懸吊是由均勻附著于管壁外表面的張力板實現的；張力板從冷灰斗的底部一直布置到螺旋管圈和垂直管屏的過渡區，在過渡區把重量荷載通過梳形吊板均勻地傳給上部垂直管屏；剛性梁體系及爐墻等的自重荷載完全由垂直搭接板支吊，下部爐膛和冷灰斗的荷載能傳遞給上部垂直水冷壁； 過熱器為輻射對流型，低溫過熱器布置于尾部豎井后煙道，分隔屏過熱器和高溫末級過熱器布置于爐膛上部，過熱蒸汽溫度采用煤水比和兩級噴水減溫控制；高溫再熱器采用雙繞布置于水平煙道，低溫再熱器布置于尾部豎井前煙道，再熱器采用煙氣擋板調溫、低負荷過量空氣系數調節，在低再出口至高再進口的連接管道上設置事故噴水減溫器，在鍋爐負荷變化再熱蒸汽溫度出現波動，高于設定值時控制再熱蒸汽溫度。
7.根據權利要求3所述的660MW等級超臨界鍋爐，其特征是在所述的螺旋管圈水冷壁部分采用可膨脹的帶張力板垂直剛性梁系統，螺旋管圈的懸吊是由均勻附著于管壁外表面的張力板實現的；張力板從冷灰斗的底部一直布置到螺旋管圈和垂直管屏的過渡區，在過渡區把重量荷載通過梳形吊板均勻地傳給上部垂直管屏；剛性梁體系及爐墻等的自重荷載完全由垂直搭接板支吊，下部爐膛和冷灰斗的荷載能傳遞給上部垂直水冷壁；過熱器為輻射對流型，低溫過熱器布置于尾部豎井后煙道，分隔屏過熱器和高溫末級過熱器布置于爐膛上部，過熱蒸汽溫度采用煤水比和兩級噴水減溫控制；高溫再熱器采用雙繞布置于水平煙道，低溫再熱器布置于尾部豎井前煙道，再熱器采用煙氣擋板調溫、低負荷過量空氣系數調節，在低再出口至高再進口的連接管道上設置事故噴水減溫器，在鍋爐負荷變化再熱蒸汽溫度出現波動，高于設定值時控制再熱蒸汽溫度。
8.根據權利要求4所述的660MW等級超臨界鍋爐，其特征是在所述的螺旋管圈水冷壁部分采用可膨脹的帶張力板垂直剛性梁系統，螺旋管圈的懸吊是由均勻附著于管壁外表面的張力板實現的；張力板從冷灰斗的底部一直布置到螺旋管圈和垂直管屏的過渡區，在過渡區把重量荷載通過梳形吊板均勻地傳給上部垂直管屏；剛性梁體系及爐墻等的自重荷載完全由垂直搭接板支吊，下部爐膛和冷灰斗的荷載能傳遞給上部垂直水冷壁；過熱器為輻射對流型，低溫過熱器布置于尾部豎井后煙道，分隔屏過熱器和高溫末級過熱器布置于爐膛上部，過熱蒸汽溫度采用煤水比和兩級噴水減溫控制；高溫再熱器采用雙繞布置于水平煙道，低溫再熱器布置于尾部豎井前煙道，再熱器采用煙氣擋板調溫、低負荷過量空氣系數調節，在低再出口至高再進口的連接管道上設置事故噴水減溫器，在鍋爐負荷變化再熱蒸汽溫度出現波動，高于設定值時控制再熱蒸汽溫度。
全文摘要
660MW等級超臨界鍋爐。本發明包括變壓運行、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、固態排渣、全鋼架懸吊結構、露天布置的π型爐體(1)，爐體外圈裝有包墻(15)，包墻內裝有省煤器(13)和低溫再熱器(8)、省煤器和水冷壁(2)，水冷壁連接啟動系統并與剛性梁相對滑動，爐體的頂棚管(14)連接低溫過熱器(7)，低溫過熱器連接分隔屏過熱器(3)，分隔屏過熱器連接高溫末級過熱器(4)，低溫再熱器連接末級再熱器(6)，包墻下部裝有空氣預熱器(12)，帶有內置式再循環泵的啟動系統，主燃燒器為四角布置的擺動式燃燒器，切向燃燒，32只燃燒器分8層布置，燃燒器能上下擺動，最大擺動角度為±30°。本發明用于660MW超臨界鍋爐。
文檔編號F22B3/08GK102434868SQ20111043211
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者于澤忠, 于龍, 尹向梅, 張彥軍, 張殿軍, 趙彥華 申請人:哈爾濱鍋爐廠有限責任公司