1、設(shè)備介紹
    鍋爐為哈爾濱鍋爐廠引進(jìn)三井巴布科克能源公司技術(shù)產(chǎn)生，變壓運(yùn)行、一次中間再熱、滿負(fù)荷全燃煤、露天式布置、平衡通風(fēng)、超臨界參數(shù)直流鍋爐。爐膛43.61 m以下采用水平傾角為17.8930的螺旋水冷壁（872根），螺旋管通過中間集箱轉(zhuǎn)換成垂直管屏（1 312根）。鍋爐采用內(nèi)置式汽水分離器，爐膛斷面尺寸為22 187 mm×15 632 mm。鍋爐燃燒采用前后墻對(duì)沖方式，每層8只燃燒器布置在水冷壁前后墻上，4只為一組，在爐膛內(nèi)形成兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)火焰。鍋爐共設(shè)4層32只LNASB燃燒器。燃燒器的上方設(shè)有一層燃盡風(fēng)噴口，前后墻各7個(gè)。每支燃燒器中設(shè)有點(diǎn)火油槍，所用燃油為0號(hào)柴油。過熱蒸汽溫度靠一、二級(jí)減溫水進(jìn)行調(diào)節(jié)，再熱蒸汽溫度靠鍋爐尾部豎井煙道的煙氣擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)，再熱器同時(shí)配有事故噴水。鍋爐配備4臺(tái)雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)、8臺(tái)皮帶式給煤機(jī)，采用正壓、直吹式制粉系統(tǒng)。鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)配備動(dòng)葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)各2臺(tái)，2臺(tái)三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。另外鍋爐還配置了排煙脫硫系統(tǒng)及靜電除塵器。
2、鍋爐特點(diǎn)
2.1超臨界壓力蒸汽參數(shù)選擇
    a．過熱蒸汽壓力
    超臨界參數(shù)鍋爐過熱蒸汽壓力，在設(shè)計(jì)上一般采用24.2 MPa、25.3 MPa、26.4 MPa三個(gè)等級(jí)（指過熱器出口參數(shù)）。國(guó)內(nèi)600 MW機(jī)組大都采用24.2 MPa，本臺(tái)鍋爐采用25.4 MPa。
    b．過熱蒸汽溫度
    過熱蒸汽溫度通常設(shè)計(jì)為538℃，也有采用565℃。本臺(tái)鍋爐在設(shè)計(jì)上采用過熱蒸汽溫度為543℃。
    c．再熱蒸汽溫度
    國(guó)外再熱蒸汽溫度多采用538℃，也有采用566℃。本臺(tái)鍋爐考慮到熱效率的改善，再熱汽溫采用569℃。
  d．再熱級(jí)數(shù)
  國(guó)外再熱機(jī)組大多采用一級(jí)再熱，部分（很少）超臨界機(jī)組采用兩級(jí)再熱，兩級(jí)再熱雖然改善經(jīng)濟(jì)性，但再熱系統(tǒng)管路較復(fù)雜，耗用的鋼材也較多，本臺(tái)鍋爐采用一級(jí)中間再熱系統(tǒng)。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2.2變壓運(yùn)行設(shè)計(jì)
    鍋爐按變壓運(yùn)行要求設(shè)計(jì)，不僅能帶基本負(fù)荷，也能滿足快速變動(dòng)負(fù)荷和低負(fù)荷的要求，低負(fù)荷時(shí)有較高的熱效率。其運(yùn)行特點(diǎn)有以下幾方面。
    a．鍋爐壓力隨機(jī)組負(fù)荷變化，部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)蒸汽流量減小、比容增大，使得蒸汽容積流量隨負(fù)荷變化而變化的幅度不大，因此機(jī)組效率在負(fù)荷變化時(shí)可以基本保持不變。
    b．低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，過熱汽溫保持在額定值，壓力降低，高壓缸排汽焓值增加，再熱汽溫可調(diào)范圍增加，提高了低負(fù)荷時(shí)的機(jī)組效率。
    c．在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，鍋爐壓力降低，鍋爐給水泵出口壓力也較低，可降低給水泵電耗。在50%負(fù)荷時(shí)，給水泵電耗只有額定負(fù)荷的400～50%。
    d．負(fù)荷變化能力提高。由于高壓缸內(nèi)溫度幾乎不隨負(fù)荷而改變，產(chǎn)生的熱應(yīng)力也小，因而能提高負(fù)荷變化能力。
2.3螺旋管圈水冷壁
    a．直流鍋爐水冷壁的設(shè)計(jì)難以兼顧爐膛周界尺寸與通過水冷壁足夠的質(zhì)量流量的矛盾。爐膛周界尺寸是由燃燒條件決定的，當(dāng)鍋爐負(fù)荷和設(shè)計(jì)煤種確定后，爐膛周界尺寸也就基本確定了。在爐膛周界尺寸確定后，對(duì)垂直管圈水冷壁而言，為了保證具有足夠的質(zhì)量流量，在選擇水冷壁管徑時(shí)，會(huì)遇到很大的困難。螺旋管圈水冷壁的最大特點(diǎn)是在達(dá)到足夠的質(zhì)量流量同時(shí)，其水冷壁管徑和管子根數(shù)不受爐膛周界的限制，解決了垂直管圈難以解決的兼顧爐膛周界尺寸和質(zhì)量流量之間的矛盾。
    b．采用螺旋管圈的形式，使得管間吸熱偏差小，熱偏差也小。
    c．由于吸熱偏差小，水冷壁進(jìn)口可以不設(shè)置改善分配的節(jié)流圈，降低了阻力損失。
    d．適用于變壓運(yùn)行要求。
    本臺(tái)鍋爐螺旋管根數(shù)為872根，傾角為17.8930，帶內(nèi)置式啟動(dòng)分離器的超臨界壓力螺旋管圈變壓運(yùn)行直流鍋爐水冷壁和亞臨界壓力鍋爐水冷壁相比較，其主要不同點(diǎn)如下。
    a．嚴(yán)格限制水冷壁的吸熱份額。對(duì)超臨界變壓運(yùn)行鍋爐水冷壁低負(fù)荷時(shí)出口焓值和高負(fù)荷出口溫度有明確規(guī)定。水冷壁吸熱份額如果太大，在高負(fù)荷時(shí)會(huì)造成啟動(dòng)分離器運(yùn)行溫度增高，限制了負(fù)荷變化速度；低負(fù)荷時(shí)，有可能出現(xiàn)較大的管間溫度偏差。水冷壁吸熱份額太小，有可能出現(xiàn)汽水混合物進(jìn)入過熱器系統(tǒng)。
    b．水冷壁在變壓運(yùn)行過程中，工質(zhì)經(jīng)歷亞臨界、接近臨界、超臨界壓力3個(gè)不同性質(zhì)和特點(diǎn)的階段，在設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮這3個(gè)階段的傳熱特性和水動(dòng)力特性。
    c．要有良好的膨脹性能和溫度跟蹤性能。變壓運(yùn)行機(jī)組要求快速啟動(dòng)和快速變動(dòng)負(fù)荷，這就要求水冷壁剛性梁、鍋爐密封部件有良好的膨脹性。對(duì)爐外的附加懸吊裝置要有良好的溫度跟蹤性能，以減小由于溫差產(chǎn)生的附加應(yīng)力。
    d．水冷壁的制造工藝較復(fù)雜。低合金鋼材的螺旋管圈膜式水冷壁的焊接和變形的校正都較碳鋼管復(fù)雜。這就要求膜式水冷壁的制造做到配合尺寸準(zhǔn)確，變形量盡可能小，增加了制造工藝的復(fù)雜性。
2.4內(nèi)置啟動(dòng)分離器
    直流鍋爐在啟、停過程和低負(fù)荷時(shí)，為了鍋爐本身各受熱面間以及汽機(jī)間工質(zhì)狀態(tài)的匹配，并實(shí)現(xiàn)工質(zhì)和熱量的回收，必須備有啟動(dòng)系統(tǒng)。啟動(dòng)分離器是啟動(dòng)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，啟動(dòng)分離器分為內(nèi)置式和外置式。
    a．本臺(tái)鍋爐采用內(nèi)置式汽水分離器
    內(nèi)置式汽水分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，容量為35% BMCR，與鍋爐水冷壁最低質(zhì)量流量相匹配。在啟動(dòng)完畢后，并不從系統(tǒng)中切除，而是串聯(lián)在鍋爐汽水流程內(nèi)。它的工作參數(shù)（壓力26.8MPa，溫度409℃）要求比較高，但控制閥門可以簡(jiǎn)化。采用4臺(tái)立式內(nèi)置式啟動(dòng)分離器，布置在水冷壁出口和過熱器進(jìn)口之間。分離器外徑660 mm，壁厚82 mm，總高度4m。啟動(dòng)分離器的下部設(shè)有1只立式儲(chǔ)水箱，其外徑為660 mm，壁厚82 mm，總高度18 m。啟動(dòng)分離器和儲(chǔ)水箱的材料均為SA- 335P22。
    設(shè)計(jì)中考慮分離器排水的工質(zhì)回收，還考慮部分熱量回收。啟動(dòng)過程中分離器的排水直接排入疏水?dāng)U容器。
    b．啟動(dòng)分離器的作用
    汽水分離器組成循環(huán)回路，建立啟動(dòng)流量。實(shí)現(xiàn)進(jìn)入分離器汽水混合物的兩相分離，使分離出來(lái)的水的質(zhì)量和熱量得以回收，并向過熱器、再熱器、暖管、沖轉(zhuǎn)和帶負(fù)荷提供汽源。
    本臺(tái)鍋爐采用內(nèi)置式啟動(dòng)分離器，在啟動(dòng)時(shí)它能起到固定蒸發(fā)終點(diǎn)的作用，可使汽溫、給水量、燃料量的調(diào)節(jié)成為互不干擾的獨(dú)立部分。分離器是啟動(dòng)和運(yùn)行工況下某些參數(shù)的自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)信號(hào)的信號(hào)源。
    c．啟動(dòng)分離器的工作狀況
    鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火前進(jìn)入汽水分離器的流量應(yīng)保持在最低負(fù)荷( 35% BMCR)以下運(yùn)行，參數(shù)為除氧器的參數(shù)。點(diǎn)火后隨燃燒量的增加，進(jìn)入分離器的工質(zhì)壓力、溫度和干度不斷提高，汽水混合物在分離器內(nèi)實(shí)現(xiàn)分離。蒸汽進(jìn)入過熱器系統(tǒng)，水排人疏水?dāng)U容器實(shí)現(xiàn)工質(zhì)回收。
2.5燃燒系統(tǒng)特點(diǎn)
    本臺(tái)鍋爐裝有三井巴布科克低NO，軸流式燃燒器( LNASB)，共有4層，前后墻對(duì)稱布置，每層8只共計(jì)32只燃燒器。在燃燒器中，燃燒空氣被分成三股，一次風(fēng)、二次風(fēng)和三次風(fēng)。
    a．一次風(fēng)
    一次風(fēng)由一次風(fēng)機(jī)提供，進(jìn)入磨煤機(jī)中攜帶煤粉，形成一次風(fēng)粉混合物，經(jīng)燃燒器一次風(fēng)管送人爐膛。在一次風(fēng)管靠爐膛一側(cè)的端部，設(shè)有鑄造的煤粉濃縮器，用以在煤粉氣流進(jìn)入爐膛之前對(duì)其進(jìn)行濃縮。濃縮的煤粉氣流與二次風(fēng)、三次風(fēng)配合，以保證在靠近燃燒器喉部處維持一個(gè)穩(wěn)定的火焰。
    b．二次風(fēng)和三次風(fēng)
在爐膛前后水冷壁上的風(fēng)箱，向每只燃燒器提供二次風(fēng)和三次風(fēng)。二次風(fēng)和三次風(fēng)通過燃燒器內(nèi)同心的環(huán)形通道在燃燒的不同階段進(jìn)入爐膛，有助于NO。總量的降低和燃料的燃盡。燃燒器的二次風(fēng)設(shè)有擋板，用以調(diào)節(jié)每個(gè)燃燒器的二次風(fēng)量和三次風(fēng)量的比例。二次風(fēng)和三次風(fēng)由各自的旋流器產(chǎn)生必要的旋轉(zhuǎn)，三次風(fēng)的旋流器被固定在燃燒器出口的最前端的位置，以便產(chǎn)生最強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)。二次風(fēng)的旋流強(qiáng)度可以通過燃燒器面板上的操縱桿來(lái)改變旋流器的軸向位置進(jìn)行調(diào)整。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
    c．中心風(fēng)
    除了這三種風(fēng)之外，每只燃燒器還有一股中心風(fēng)。向燃燒器中心提供適量的中心風(fēng)以穩(wěn)定油槍火焰，防止油火焰沖刷中心風(fēng)管和油燃燒器旋流器，在點(diǎn)火設(shè)備停運(yùn)時(shí)防止灰渣在此部位聚集。
  d．燃盡風(fēng)( OFA)
   燃盡風(fēng)風(fēng)口包含兩股獨(dú)立的氣流：中央部位的氣流是非旋轉(zhuǎn)氣流，直接穿透進(jìn)入爐膛中心；外圍氣流是旋轉(zhuǎn)氣流，用于和靠近爐膛水冷壁的上升煙氣進(jìn)行混合。外圍氣流的旋流強(qiáng)度和兩股氣流之間的分離程度同樣由一個(gè)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)桿來(lái)控制。
3、結(jié)束語(yǔ)
    從阜陽(yáng)華潤(rùn)電力有限公司1號(hào)機(jī)組試運(yùn)和投產(chǎn)后的運(yùn)行情況來(lái)看，600 MW超臨界鍋爐能夠適應(yīng)設(shè)計(jì)煤質(zhì)的要求，鍋爐各系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在同類機(jī)組中處于領(lǐng)先水平。