1、1000MW等級(jí)超超臨界鍋爐等級(jí)超超臨界鍋爐技術(shù)介紹技術(shù)介紹2007年年3月月哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司介介 紹紹 內(nèi)內(nèi) 容容 超超臨界鍋爐的技術(shù)來源和業(yè)績超超臨界鍋爐的技術(shù)來源和業(yè)績 1000MW1000MW超超臨界鍋爐技術(shù)特點(diǎn)超超臨界鍋爐技術(shù)特點(diǎn) 1000MW1000MW超超臨界鍋爐技術(shù)方案超超臨界鍋爐技術(shù)方案2003年11月，哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司由日本三菱重工（MHI）進(jìn)行技術(shù)支持，獲得了國內(nèi)第一個(gè)1000MW超超臨界鍋爐合同華能玉環(huán)4X1000MW超超臨界鍋爐。2004年9月，哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司與日本三菱重工簽定了超超臨界鍋爐技術(shù)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同。2004

2、年，哈鍋簽訂了中電投闞山2X600MW 超超臨界鍋爐、華能營口 2X600MW超超臨界鍋爐和河源2X600MW 超超臨界鍋爐合同。2005年4月，哈鍋簽訂了國電泰州2X1000MW超超臨界鍋爐合同。2006年2月，哈鍋簽訂了華電鐵嶺2X600MW 超超臨界鍋爐和華電蕪湖2X660MW超超臨界鍋爐合同。2006年11月，哈鍋簽訂了大唐潮州2X1000MW超超臨界鍋爐合同。2006年12月，哈鍋簽訂了大唐呂四港4X660MW超超臨界鍋爐合同。2007年1月,哈鍋簽訂了華電蕪湖2X1000MW超超臨界鍋爐合同。 2006年5月1日，華能玉環(huán)電廠1000MW超超臨界鍋爐1號(hào)爐一次順利通過水壓試驗(yàn)，20

3、06年11月28日，1號(hào)爐通過168小時(shí)試運(yùn)行，2006年12月30日2號(hào)爐通過168小時(shí)試運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)一年雙投 國電泰州電廠1000MW超臨界鍋爐的設(shè)計(jì)已完成，受熱面正在現(xiàn)場(chǎng)安裝中 華能營口電廠600MW超超臨界鍋爐1號(hào)爐，2007年初已完成整體水壓試驗(yàn)和吹管；闞山、鐵嶺和蕪湖電廠600MW、660MW超超臨界鍋爐均在安裝中 通過玉環(huán)電廠1000MW超超臨界鍋爐及后續(xù)超超臨界鍋爐的設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行，并結(jié)合超超臨界鍋爐技術(shù)引進(jìn)培訓(xùn)工作（至2006年12月28日，超超臨界鍋爐技術(shù)引進(jìn)全部完成），我公司已經(jīng)完全掌握了該項(xiàng)技術(shù)，并結(jié)合我國工程的實(shí)際情況和具體要求，進(jìn)行了改進(jìn)和完善 從玉環(huán)項(xiàng)目開始

4、，到營口、泰州項(xiàng)目，我公司都派出設(shè)計(jì)人員到日本與三菱公司一起進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，充分交流，領(lǐng)會(huì)和掌握關(guān)鍵的設(shè)計(jì)理念 技術(shù)引進(jìn)術(shù)覆蓋了設(shè)計(jì)、制造、檢查、安裝、調(diào)試和標(biāo)準(zhǔn)化 以上技術(shù)的掌握為新項(xiàng)目提供了進(jìn)度和質(zhì)量上的充分保證 在制造方面，廠內(nèi)完成了P122和P92管道和HR3C和SUPER304H受熱面的制造任務(wù)，并將掌握的焊接工藝與安裝公司共享，確保鍋爐安裝的整體質(zhì)量，為業(yè)主負(fù)責(zé) 我公司在廣東得勝300MW亞臨界鍋爐和華電蕪湖1000MW超超臨界鍋爐項(xiàng)目上獲得了SCR設(shè)備的供貨合同，同時(shí)SCR技術(shù)轉(zhuǎn)讓的培訓(xùn)工作也在2006年12月完成，可滿足業(yè)主對(duì)脫硝設(shè)備的不同要求，并保證與設(shè)計(jì)院的配合進(jìn)度蒸汽參數(shù)蒸

5、汽參數(shù)25.4MPa.g 25.4MPa.g 604/602604/602A-PMA-PM燃燒器和燃燒器和MACTMACTMRSMRS磨煤機(jī)磨煤機(jī)內(nèi)螺紋管垂直水冷壁內(nèi)螺紋管垂直水冷壁蜂巢型垂直式催蜂巢型垂直式催化脫硝裝置化脫硝裝置抗高溫?zé)釓?qiáng)鋼抗高溫?zé)釓?qiáng)鋼鍋爐為型布置，尾部為雙煙道內(nèi)螺紋管改進(jìn)型垂直水冷壁，加裝中間混合集箱及兩級(jí)分配器，減少了水冷壁偏差，并將節(jié)流孔圈裝于水冷壁下聯(lián)箱外面的水冷壁管上以便于調(diào)試、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。采用帶有再循環(huán)泵的啟動(dòng)低負(fù)荷系統(tǒng)，能回收啟動(dòng)階段的工質(zhì)和熱量并增加了運(yùn)行的靈活性。采用低NOx PM燃燒器和MACT燃燒技術(shù)。反向雙切圓燃燒方式反向雙切圓燃燒方式以獲得均勻的爐內(nèi)空

6、氣動(dòng)力場(chǎng)和熱負(fù)荷以獲得均勻的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)和熱負(fù)荷分配，降低爐膛出口煙氣溫度場(chǎng)和水冷壁出口工質(zhì)溫度的偏分配，降低爐膛出口煙氣溫度場(chǎng)和水冷壁出口工質(zhì)溫度的偏差差。過熱器采用四級(jí)布置，再熱器為兩級(jí)布置。為了降低超超臨界鍋爐因主汽/再熱汽溫提高到605/ 603所導(dǎo)致的高溫級(jí)管子的煙側(cè)高溫腐蝕和內(nèi)壁蒸汽氧化問題，采用了經(jīng)過長期運(yùn)行考驗(yàn)的Super304H和HR3C熱強(qiáng)鋼。過熱汽溫調(diào)溫方式為煤水比加三級(jí)噴水，再熱汽為煙氣擋板調(diào)溫、燃燒器擺動(dòng)并在兩級(jí)再熱器間裝有事故緊急噴水。三三隅隅電電站站松松浦浦電電站站神戶制鋼電站神戶制鋼電站碧碧南南電電站站廣廣野野電電站站原原町町電電站站新新地地電電站站舞舞鶴鶴電

7、電站站（垂直型水冷壁）（垂直型水冷壁）包括已運(yùn)行和在建項(xiàng)目包括已運(yùn)行和在建項(xiàng)目首臺(tái)螺旋管圈水冷壁鍋爐MHI供貨業(yè)績（日本600MW鍋爐）垂直型水冷壁（SV）11臺(tái)（首臺(tái)為1989年）螺旋管水冷壁10臺(tái)（首臺(tái)為1981年）特 點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單2、對(duì)負(fù)荷變化、啟動(dòng)與停爐的高耐久性（熱應(yīng)力較?。?、易于制造與安裝4、易于維修現(xiàn)代先進(jìn)大容量鍋爐標(biāo)準(zhǔn)型式垂直管圈水冷壁首臺(tái)垂直管圈水冷壁鍋爐The 1st Unit of Spiral WW Boiler主蒸汽流量：2953 t/h（BMCR）再熱汽流量：2446 t/h（BMCR）蒸汽壓力 過熱器出口：27.46 MPa.g（BMCR） 再熱器入口：6.1

8、4 MPa.g（BMCR） 再熱器出口：5.94 MPa.g（BMCR）蒸汽溫度 過熱器出口：605 （BMCR） 再熱器入口：377 （BMCR） 再熱器出口：603 （BMCR）給水溫度298 （BMCR）主蒸汽流量：3033 t/h（BMCR）再熱汽流量：2469 t/h（BMCR）蒸汽壓力 過熱器出口：26.15 MPa.g（BMCR） 再熱器入口：5.0 MPa.g（BMCR） 再熱器出口：4.8 MPa.g（BMCR）蒸汽溫度 過熱器出口：605 （BMCR） 再熱器入口：351 （BMCR） 再熱器出口：603 （BMCR）給水溫度303 （BMCR）省煤器省煤器空氣預(yù)熱器空氣預(yù)

9、熱器啟動(dòng)分離器啟動(dòng)分離器一級(jí)過熱器一級(jí)過熱器低溫再熱器低溫再熱器高溫再熱器高溫再熱器四級(jí)過熱器四級(jí)過熱器三級(jí)過熱器三級(jí)過熱器二級(jí)過熱器二級(jí)過熱器水冷壁中間水冷壁中間集箱集箱AA風(fēng)風(fēng)煤粉燃燒器煤粉燃燒器再循環(huán)泵再循環(huán)泵煙氣調(diào)溫?fù)醢鍩煔庹{(diào)溫?fù)醢宥物L(fēng)煙道AA風(fēng)煤粉燃燒器二次風(fēng)箱一次風(fēng)再循環(huán)泵 系統(tǒng)簡(jiǎn)單系統(tǒng)簡(jiǎn)單 工質(zhì)和熱量回收工質(zhì)和熱量回收效果好效果好 對(duì)除氧器設(shè)計(jì)無對(duì)除氧器設(shè)計(jì)無要求，適合于兩要求，適合于兩班制和周日停機(jī)班制和周日停機(jī)運(yùn)行方式。運(yùn)行方式。 疏水閥(WDC閥)再循環(huán)調(diào)節(jié)閥循環(huán)泵暖管疏水閥 濕式馬達(dá)單級(jí)泵 與亞臨界控制循環(huán)鍋爐用循環(huán)泵相比，壓頭高，流量小 只在鍋爐啟動(dòng)和停爐過程中投運(yùn)

10、每臺(tái)鍋爐配置1臺(tái) 水壓試驗(yàn)堵板水壓試驗(yàn)堵板（電機(jī)沒有安裝）（電機(jī)沒有安裝） 直徑1100mm 壁厚130mm 材料為SA387GR11CL12 長度約5.5m 以上為玉環(huán)數(shù)據(jù)，之后工程材料改為管材，材料為P12 直徑1184mm 壁厚142mm 材料為SA387GR11CL12 長度約15.2m 以上為玉環(huán)數(shù)據(jù)，之后工程材料改為管材，材料為P12 管子外徑28.6mm 壁厚5.8mm 節(jié)距44.5mm 材料15CrMoG中間混合集箱和一、二級(jí)混合器垂直水冷壁垂直水冷壁（內(nèi)螺紋管）（內(nèi)螺紋管）螺旋管水冷壁螺旋管水冷壁（光管）（光管）286.4 四頭螺紋管垂直型水冷壁垂直型水冷壁螺旋管圈水冷壁螺旋

11、管圈水冷壁SVSV（垂直水冷壁）（垂直水冷壁）SSSS（螺旋管圈水冷壁）（螺旋管圈水冷壁）工地安裝工地安裝容易容易復(fù)雜復(fù)雜對(duì)接焊口數(shù)目對(duì)接焊口數(shù)目1/2.51/2.5基數(shù)基數(shù)焊縫長度焊縫長度1/2.51/2.5基數(shù)基數(shù)管屏數(shù)目管屏數(shù)目1/21/2基數(shù)基數(shù)焊接件數(shù)目焊接件數(shù)目1/31/3基數(shù)基數(shù)焊口對(duì)接焊口對(duì)接只需單向調(diào)整只需單向調(diào)整焊口對(duì)接焊口對(duì)接需雙向調(diào)整需雙向調(diào)整較復(fù)雜較復(fù)雜高可靠性高可靠性（有時(shí)可靠性較低）（有時(shí)可靠性較低）螺旋管圈水冷壁螺旋管圈水冷壁SSSS：在焊件與管子之間不可避免的溫差：在焊件與管子之間不可避免的溫差（在負(fù)荷震蕩期間）（在負(fù)荷震蕩期間）潛在的疲勞破壞的根源潛在的疲勞

12、破壞的根源螺旋管圈結(jié)構(gòu)詳圖螺旋管圈結(jié)構(gòu)詳圖 質(zhì)量流速質(zhì)量流速1500 kg/m1500 kg/m2 2s s內(nèi)螺紋管內(nèi)螺紋管核態(tài)沸騰核態(tài)沸騰偏離核偏離核態(tài)沸騰態(tài)沸騰膜態(tài)沸騰核態(tài)沸騰核態(tài)沸騰 質(zhì)量流速質(zhì)量流速100 kg/m100 kg/m2 2s s光管光管在由各水冷壁下集箱引出的水冷壁入口管段上，根據(jù)水動(dòng)力計(jì)算的結(jié)果，按不同的回路裝有不同孔徑的節(jié)流孔圈，以控制各回路水冷壁管的流量，以保證合理的質(zhì)量流速和水冷壁出口溫度的均勻性和管壁金屬溫度在允許范圍內(nèi)，這種裝于水冷壁入口管段上的節(jié)流管圈與早期裝于大直徑的水冷壁下集箱內(nèi)的定位銷對(duì)號(hào)的節(jié)流孔圈相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：不必采用壁厚的大直徑水冷壁下集箱，

13、簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，不需定期維修。便于節(jié)流孔圈的調(diào)試。便于更換和檢查。 型 式定位銷式（需維修）先進(jìn)的管內(nèi)式（不需維修）業(yè)績松浦#1爐（1989年投運(yùn)）新地#2爐川越#12(1989年投運(yùn))碧南#1、原町#1三隅#1、神戶鋼廠#1調(diào)整時(shí)間3天3天螺栓螺母螺栓與螺母節(jié)流孔圈節(jié)流孔板為了進(jìn)一步降低水冷壁沿爐膛周界的出口的工質(zhì)溫度偏差，除采用節(jié)流孔圈調(diào)節(jié)各回路的流量外，還在下爐膛出口處加裝獨(dú)特的帶二級(jí)混合器的中間混合集箱，其主要作用不單是平衡各水冷壁管的工質(zhì)溫度，更重要的是強(qiáng)化兩相流的汽水混合，防止出現(xiàn)汽水分離 容易掉落容易掉落粘附在膜式粘附在膜式鰭片上鰭片上過熱器系統(tǒng)圖過熱器系統(tǒng)圖低溫過熱器低溫過熱器分隔

14、屏分隔屏后屏過熱器后屏過熱器末級(jí)過熱器末級(jí)過熱器流體冷卻夾管流體冷卻夾管流體冷卻間隔管流體冷卻間隔管項(xiàng)目單位 水平低過立式低過分隔屏屏過末過管子規(guī)格(外徑最小壁厚)mm mm 50.850.88.18.18.4 8.4 50.850.88.48.48.9 8.9 60.360.37.99.37.99.354.054.07.28.97.28.960.360.39.415.19.415.154.054.08.413 8.413 63.563.510.810.850.8 50.8 10.310.363.563.56.67.56.67.550.850.86.28.66.28.663.563.512.0

15、12.050.850.811.6 11.6 57.157.18.413.38.413.348.648.69.99.957.157.16.86.848.648.65.98.35.98.363.563.519.119.146.846.88.3 8.3 材質(zhì)15CrMoG 15CrMoG 15CrMoG 15CrMoG SA-213TP347HSA-213TP347H12Cr1MoVG12Cr1MoVGHR3CHR3CSuper 304HSuper 304HSA213T91 SA213T91 HR3CHR3CSuper304HSuper304HSA213T91SA213T91HR3CSuper 30

16、4H外壁溫度外壁溫度內(nèi)壁溫度內(nèi)壁溫度225130蒸汽流向蒸汽流向 各受熱面入口采用節(jié)流短管進(jìn)行截流，調(diào)整各管子的流動(dòng)阻力，來平衡同屏各管子的流量及蒸汽溫度 玉環(huán)工程1，2號(hào)爐末級(jí)過熱器出口集箱和主蒸汽管道采用P122 玉環(huán)3，4號(hào)爐及以后工程的末級(jí)過熱器出口集箱及管接頭采用P92/T92材料 主汽管道采用P92 材料 許用應(yīng)力以及高溫強(qiáng)度的提高，可以使得受壓元件的壁厚減薄，不僅節(jié)約了金屬，更因?yàn)樗鼈兙哂休^高的導(dǎo)熱率和較低的熱膨脹系數(shù)而有利于減輕高溫集箱的熱疲勞損傷。 由于它們是鐵素體鋼，當(dāng)在高溫蒸汽作用下管子的內(nèi)壁所產(chǎn)生的氧化膜的組成成分和層厚比較均勻，不容易剝落，其抗剝離性能優(yōu)于奧氏體鋼。這

17、樣便減小了在管子內(nèi)壁發(fā)生應(yīng)力腐蝕或晶間腐蝕的可能性。尾部煙道旁路頂棚出口集箱分離器超臨界壓力旁路開亞臨界壓力旁路關(guān)低溫再熱器低溫再熱器末級(jí)再熱器末級(jí)再熱器減溫器在整個(gè)正常運(yùn)行包括負(fù)荷變化時(shí)都應(yīng)保證省煤器出口過冷 將整個(gè)爐膛作為二個(gè)大燃燒器組織燃燒，因此對(duì)每只燃燒器的風(fēng)量、粉量的控制簡(jiǎn)單。 鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，燃燒器按層切換，使?fàn)t膛各水平截面熱負(fù)荷分布均勻。 對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)。 由于爐膛內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈，與煤粉顆?；旌虾?，而且延長了煤粉顆粒在爐內(nèi)流動(dòng)路程。 解決了鍋爐爐膛出口左右煙溫偏差問題 燃燒系統(tǒng)選用6臺(tái)中速磨直吹制粉系統(tǒng) 八角切向擺動(dòng)燃燒器風(fēng)箱結(jié)構(gòu) 均等配風(fēng) 燃燒器相對(duì)拉開和AA風(fēng)箱拉開布置 采用

18、六層PM一次風(fēng)口,濃淡噴口相對(duì)布置 設(shè)有三層油槍用于鍋爐點(diǎn)火及低負(fù)荷穩(wěn)燃 合理的一、二次風(fēng)動(dòng)力參數(shù)保證煤粉的充分燃燒輔助風(fēng)高濃度煤粉火焰(濃相)低濃度煤粉火焰(淡相)一次風(fēng)/粉比一次風(fēng)/粉比常規(guī)火焰低NOx(PM)火焰煤粉分離器三菱重工（MHI）開發(fā)的MACT（Mitsubishi Advanced Combustion Technology）燃燒技術(shù)也稱為爐內(nèi)降低NOx燃燒系統(tǒng)。將較大比例的附加風(fēng)AA（Additional Air）角式布置在主燃燒器的上部。該附加風(fēng)不僅能夠降低NOx的生成而且保證爐膛燃盡區(qū)進(jìn)一步完全燃燒從而降低飛灰可燃物的含量。MACT燃燒技術(shù)特點(diǎn)是：適應(yīng)各種燃料如煤、油、

19、氣不增加設(shè)備投資，能減少尾部脫硝設(shè)備的投資降低對(duì)環(huán)境有害物質(zhì)的排放鍋爐燃燒效率和煙氣流量沒有改變，爐膛不會(huì)產(chǎn)生結(jié)渣和高溫腐蝕爐膛內(nèi)的燃燒穩(wěn)定、低負(fù)荷性能良好，安全可靠，火焰檢測(cè)不受影響項(xiàng)目單位保證值實(shí)測(cè)值NOx（鍋爐出口）PPm（6%O2）170PPm137NOx（SCR出口）PPm（6%O2）34PPm30飛灰中未燃盡炭重量%31.5SOx（脫硫裝置出口)PPm（6%O2）8830飛灰濃度（煙囪入口)mg/Nm3102.6鍋爐酸洗鍋爐吹管冷態(tài)整機(jī)成套啟動(dòng)168試運(yùn) 對(duì)于新建的超臨界鍋爐推薦采用腐蝕性較弱的檸檬酸和EDTA清洗。 腐蝕性較弱，對(duì)閥門和循環(huán)泵無危害 EDTA殘余可回收再生 不用堿洗，減小了耗水