600 MW控制循环锅炉技术特点分析

电力18讯：    摘　要：对利用引进技术国内生产的600 MW控制循环、四角切圆燃烧锅炉的设计及结构特点进行了介绍，因其设计煤种为灰熔点较低的神府东胜煤，重点对炉膛特征尺寸、燃烧器结构及布置、空气动力工况控制等锅炉防止结焦的主要技术特点进行了较为全面深入的分析和总结。
　　关键词：600 MW；控制循环锅炉；结构；防止结焦  

　　Abstract:This article introduces the design and structure features of 600 MW fourcorner tangential firing, controlled circulating domestic made boilers using imported technology. These boilers are designed to fire Shenfu Dongsheng coal with low ash melting point; therefore, the introduction is emphasized on the characteristic dimension of furnace, structure and arrangement of burners, control of air dynamic conditions and other major technical features for preventing furnace from slagging.
　　Keywords:600 MW；controlled circulating boilers;  structure;  slagging prevention

　　600 MW容量级燃煤机组是我国火电建设中将要大力发展的系列之一，锅炉基本上是从国外进口或引进技术国内制造的，按蒸发系统工质流动方式大体可分为自然循环汽包炉、控制循环锅炉、直流锅炉；按燃烧方式可分为直流燃烧器四角切圆布置、旋流燃烧器墙式布置等。其中控制循环锅炉是美国燃烧工程公司（CE）的专利，我国哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂引进此技术进行生产，已陆续在平圩、北仑、吴泾等电厂投运。国华定洲发电厂（以下简称定电）一期工程2×600 MW机组的2台四角切圆燃烧、控制循环锅炉是在河北省南部电网的首次应用。

1锅炉系统布置
　　定电一期工程安装了2台上海锅炉厂制造的亚临界参数汽包炉，采用控制循环、一次中间再热、单炉膛、四角切圆燃烧方式、燃烧器摆动调温、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、露天布置燃煤锅炉。锅炉的制粉系统采用中速磨冷一次风机正压直吹式系统。
　　沿汽包长度方向布置6根大直径下降管，炉水由汇合集箱汇合后，分别接至布置于炉前的3台低压头循环泵。每台循环泵有2只出口阀，再由出口阀通过6根连接管引入水冷壁下部环形集箱。在环形集箱内水冷壁管入口处均装有节流圈。
　　水冷壁由炉膛四周、折焰角及延伸水平烟道底部和两侧墙组成。过热器由炉顶管、后烟井包覆、水平烟道侧墙后部、低温过热器、分隔屏、后屏和末级过热器组成。再热器由墙式再热器、屏式再热器和末级再热器组成。省煤器位于后烟井低温过热器下方。24只直流式燃烧器分为6层布置于炉膛下部四角，煤粉和空气从四角送入，在炉膛中呈切圆方式燃烧。
　　过热器的汽温调节由2级喷水来控制。再热器的汽温采用摆动燃烧器方式调节（投自动），再热器进口设有事故喷水。
　　锅炉燃烧系统按中速磨冷一次风直吹式制粉系统设计。
　　尾部烟道下方设置2台3分仓受热面旋转容克式空气预热器。
　　炉底排渣系统采用机械刮板捞渣机装置。

2给水和水循环系统
　　控制循环锅炉的主要特点是在锅炉循环回路的下降管和上升管之间加装循环泵以提高循环回路的压头，因此汽包及上升管、下降管可采用较小直径。但是加装炉水循环泵后会消耗一定功率，一般相当于锅炉功率的0.3%～0.4%。
　　炉水循环泵的主要结构特点是将泵的叶轮和电机转子装在同一主轴上置于互相连通的压力壳体内。泵体与电机是被分隔的2个腔室，配有1套较为复杂的高、低压冷却水系统。整个泵体和电机均由下降管支吊，这样泵可在锅炉热态时随下降管一起向下自由移动而不受膨胀限制。
　　定电锅炉采用CC+循环系统，即“低压头循环泵＋内螺纹管”，称为改良型控制循环。下降管系统中布置了低压头循环泵，以保证水冷壁内介质循环安全可靠。水冷壁四周采用了内螺纹管，可以使水冷壁中的质量流速降低，流量减少。锅炉循环倍率由自然循环方式的4降低到2左右，制造厂允许的最小循环倍率仅为1.33。系统内布置了3台循环泵，其中2台投运可以带MCR负荷，另1台为备用。为了避免2台泵运行时，1台突然发生故障，而备用泵一时又难以启动，从而影响到锅炉负荷的变化，故CE推荐在正常工况下保持3台泵运行。在下水包内的每根水冷壁管入口处装有不同孔径的节流孔板，以控制每根水冷壁管的流量，保证炉膛运行工况变化时循环仍然均匀可靠。
　　锅炉在各种负荷下均能保证水循环可靠，炉水循环泵入口不产生汽化。在循环泵的选型、布置等方面，可充分保证泵入口的实际净正吸入压头（NPSHA）大于泵在该处饱和压力下所需的净正吸入压头（NPSHR），这是防止循环泵入口产生汽蚀的首要条件，此外还限制停炉、降负荷时的降温降压速度，与负荷变化率相协调，具体要求如下：
　　汽包运行压力在3.45 MPa以上时，降温速度为5.6 ℃/min，相应降压速度为736 kPa/min。