1000MW 超超臨界鍋爐的主要技術特點淺析

陶睿

（華電萊州發電有限公司 山東煙臺 261400）

1000MW 超超臨界鍋爐的主要技術特點淺析

陶睿

（華電萊州發電有限公司 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發展的較為緩慢，在20世紀末才引進了第一臺600MW超臨界機組，經過不斷的研究和創新，在21世紀初期投運了我國自產的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運行中。本文對1000MW超超臨界鍋爐的主要技術特點進行簡單分析。

1000MW超超臨界鍋爐；技術特點；鍋爐選型

1 引言

改革開放以后，我國工業建設以及民用基礎建設取得重大發展且用電量劇增。這推動著我國電力事業向大裝機容量和大發電量前進。這給發電機組提出了更高的參數要求。結合這些年火電廠大容量機組鍋爐的發電運行情況，不難發現火電廠機組鍋爐在發電運行過程當中都不可避免的會出現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特點，才合理處理策略，確保鍋爐安全穩定運行。

2 1000MW超超臨界機組鍋爐的運行程序

2.1 燃燒系統

對于火力發電廠來說，機組鍋爐的主要運行系統就是燃燒系統。它主要包括鍋爐、鼓風、煤粉、風管、點火系統組成。當煤的顆粒直徑大于30cm時，經由機器篩選，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，并通過風管將研磨后的煤粉導入點火噴頭處，最后噴入燃燒鍋爐燃燒，最后產生的熱能通過鍋爐外的水壁系統向外傳導，并產生燃燒完的廢氣和廢渣。

2.2 風煙系統

風煙系統是整個系統循環的主要空氣流通系統和傳送系統，鍋爐周邊的水冷壁將產生低溫空氣，經由風管送到空氣預熱設備中給空氣加熱，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設備經由噴燃器送入到鍋爐內給燃煤提供足夠的空氣助燃。燃燒過程中產生的高溫煙氣會經過鍋爐內膛頂部的熱過濾設備、預熱和再熱設備將熱能傳給水和空氣，經過冷卻后的廢煙通過靜電除塵設備，然后通過煙筒排放到大氣中。

2.3 汽水系統

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

3 1000MW超超臨界鍋爐的主要技術特點

3.1 1000MW超超臨界鍋爐的設計特點

（1）根據燃用煤種的特點，在鍋爐設計中充分考慮低負荷穩燃和高效燃燒、爐內結渣、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變差趨勢的適應能力及負荷調節能力等方面采取了切實有效的措施。在爐膛設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。

（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系統，水冷壁采用下部螺旋盤繞上升和上部垂直上升膜式壁結構，有效地補償沿爐膛周界上的熱偏差：螺旋盤繞區布置內螺紋管，在確保水循環系統的安全可靠的前提下可減小管內質量流速，降低流動阻力。

（3）采用帶再循環泵的系統。鍋爐具有快速啟動能力，縮短機組啟動時間。啟動系統設置了足夠容量的疏水擴容器和凝結水箱，在啟動過程中可有效回收熱量和工質。

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

3.2 超超臨界1000MW鍋爐選型的關鍵要點

3.2.1 過熱器和再熱器系統

在某種程度上對于過熱器和再熱器系統的安全可靠性要求，要比水冷壁系統更高，對于超超臨界1000MW鍋爐而言，其主要高參數，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達到金屬材料科技水平。也就是說，在過熱器和再熱器系統的設計方面，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的設計合理與否，主要是看其分級是否合理，要保證每級的焓增量適當，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 燃燒設備

作為鍋爐的關鍵設備，燃燒設備對于燃燒器本身來說，無論是直流型還是旋流型，在技術方面都已經達到了一定的成熟，并且對于組織內的良好燃燒和低負荷穩燃等方面都不會有影響。對于燃燒設備的評判，還應該將超超臨界1000MW鍋爐的整體考慮在內，首先是對于煤種的適應性，再有就是對于過熱器、再熱器系統偏差的可調性，當然還應該考慮到燃燒設備可靠的一、二次風速在線監測裝置等其他設備。只有全面保證各設備符合標準，才能夠保證設計出來的燃燒設備的安全性。

3.2.3 壁溫檢測

通過上文可以知曉過熱器和再熱器系統要保證設計優良，那么在具體的運行中進行正確的監視是必須的，首先是保證壁溫測點的布置合理，有一定的數量并且具有代表性，既能夠測量到最高壁溫，還能夠對鍋爐內的管子進行監視。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 結束語

超超臨界1000MW鍋爐的選型需要注意的關鍵點有很多，例如：水冷壁系統、過熱器和再熱器系統和燃燒設備等，必須結合技術要點，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超超臨界鍋爐技術特點、運行狀況及燃燒調試研究[C].中國動力工程學會鍋爐專業委員會2010年學術研討會論文集，2010：7～15.

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2016-9-25