MW超超臨界鍋爐技術(shù)介紹第1頁/共84頁2介紹內(nèi)容超超臨界鍋爐的技術(shù)來源和業(yè)績1000MW超超臨界鍋爐技術(shù)特點1000MW超超臨界鍋爐技術(shù)方案第2頁/共84頁3超超臨界鍋爐技術(shù)來源和業(yè)績

第3頁/共84頁4超超臨界鍋爐技術(shù)來源與引進(jìn)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年，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，簽訂了國電泰州2X1000MW超超臨界鍋爐合同。2006年2月，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，簽訂了大唐潮州2X1000MW超超臨界鍋爐合同。2006年12月，簽訂了大唐呂四港4X660MW超超臨界鍋爐合同。2006年4月,簽訂了大唐南京下關(guān)2X660MW超超臨界鍋爐合同。2007年簽訂了靖江、西塞山、威海、福州和岳陽等660MW超超臨界鍋爐合同和蕪湖、蒼南、古城、金陵、克旗和定襄等1000MW超超臨界鍋爐合同。第4頁/共84頁5超超臨界鍋爐的業(yè)績和現(xiàn)狀（一）2006年5月1日，華能玉環(huán)電廠1000MW超超臨界鍋爐1號爐一次順利通過水壓試驗，2006年11月28日，1號爐通過168小時試運(yùn)行，2006年12月30日2號爐通過168小時試運(yùn)行，實現(xiàn)一年雙投；日前，3、4號爐均已完成水壓試驗，今年將全部投入商業(yè)運(yùn)行華能營口電廠600MW超超臨界鍋爐1號爐于2007年8月31日通過168小時試運(yùn)，進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行，運(yùn)行性能良好、穩(wěn)定第5頁/共84頁6超超臨界鍋爐的業(yè)績和現(xiàn)狀（二）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、制造和安裝，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)完全掌握了該項技術(shù)，并結(jié)合我國工程的實際情況和具體要求，進(jìn)行了改進(jìn)和完善從玉環(huán)項目開始，到營口、泰州項目，我公司都派出設(shè)計人員到日本與三菱公司一起進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計，充分交流，領(lǐng)會和掌握關(guān)鍵的設(shè)計理念技術(shù)引進(jìn)術(shù)覆蓋了設(shè)計、制造、檢查、安裝、調(diào)試和標(biāo)準(zhǔn)化以上技術(shù)的掌握為新項目的設(shè)計提供了進(jìn)度和質(zhì)量上的充分保證第6頁/共84頁7超超臨界鍋爐的業(yè)績和現(xiàn)狀（三）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)SCR技術(shù)轉(zhuǎn)讓的培訓(xùn)工作在2006年12月完成。目前，我公司已經(jīng)獲得了廣東得勝300MW亞臨界鍋爐、錦州350MW亞臨界鍋爐和蕪湖1000MW超超臨界鍋爐等近10個項目的SCR設(shè)備供貨合同。同時，可滿足業(yè)主對脫硝設(shè)備的不同布置和性能要求，并保證與設(shè)計院的配合進(jìn)度第7頁/共84頁81000MW超超臨界鍋爐性能指標(biāo)新聞發(fā)布會第8頁/共84頁92007年6月11日，由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會和中國華能集團(tuán)公司在北京人民大會堂舉行了我國首套國產(chǎn)化百萬千瓦超超臨界火電機(jī)組(玉環(huán)電廠1、2號爐）成功運(yùn)行暨性能指標(biāo)的新聞發(fā)布會。經(jīng)過半年的成功運(yùn)行，機(jī)組主要技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，鍋爐各項運(yùn)行參數(shù)及污染物的排放已達(dá)到和優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)組的成功運(yùn)行使我國電力裝備制造業(yè)的水平躋身于國際先進(jìn)行列。新華社、人民日報、中央人民廣播電臺、中央電視臺、經(jīng)濟(jì)日報、光明日報、工人日報、科技日報、中國工業(yè)報、中國電力報等國內(nèi)主要媒體的記者參加了新聞發(fā)布會。1000MW超超臨界鍋爐性能指標(biāo)新聞發(fā)布會第9頁/共84頁101號機(jī)組：鍋爐效率：93.88%，達(dá)到設(shè)計保證值；機(jī)組在額定負(fù)荷下發(fā)電煤耗率：270.6g/(kWh)；發(fā)電廠用電率：4.45%，供電煤耗為283.2g/(kWh)；煙氣中氮氧化物（NOX）排放濃度：270mg/m3，達(dá)到設(shè)計值，優(yōu)于國家排放標(biāo)準(zhǔn)；二氧化硫（SO2）排放濃度（由浙江省環(huán)境監(jiān)測中心測試）：17.6mg/m3，優(yōu)于國家排放標(biāo)準(zhǔn)；煙塵排放濃度：39mg/m3，優(yōu)于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。2號機(jī)組：鍋爐效率：93.76%，達(dá)到設(shè)計保證值；機(jī)組在額定負(fù)荷下發(fā)電煤耗率：271.6g/(kWh)；發(fā)電廠用電率：4.33%，供電煤耗為283.9g/(kWh)；煙氣中氮氧化物（NOX）排放濃度：288mg/m3，達(dá)到設(shè)計值，優(yōu)于國家排放標(biāo)準(zhǔn)；二氧化硫（SO2）排放濃度（由浙江省環(huán)境監(jiān)測中心測試）：18.1mg/m3，優(yōu)于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。煙塵排放濃度：34mg/m3，優(yōu)于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。1000MW超超臨界鍋爐性能指標(biāo)優(yōu)異第10頁/共84頁11華能玉環(huán)電廠一期工程是國內(nèi)首批1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，鍋爐、汽輪機(jī)各項性能指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計保證值，1號機(jī)組熱效率為45.4%，是目前國內(nèi)容量等級最大、效率最高的燃煤發(fā)電機(jī)組。經(jīng)過嚴(yán)格的性能考核試驗表明，該型機(jī)組的能耗和污染物排放指標(biāo)達(dá)到了當(dāng)今世界同類型機(jī)組的先進(jìn)水平，效率比國內(nèi)已運(yùn)行的超臨界600MW燃煤機(jī)組高3%以上，是目前最先進(jìn)的清潔煤發(fā)電技術(shù)，具有很大的節(jié)能和環(huán)保效益。1000MW超超臨界鍋爐性能指標(biāo)優(yōu)異第11頁/共84頁121000MW超超臨界鍋爐技術(shù)特點

第12頁/共84頁13MHI超超臨界鍋爐的技術(shù)特點蒸汽參數(shù)25.4MPa.g604/602℃A-PM燃燒器和MACTMRS磨煤機(jī)內(nèi)螺紋管垂直水冷壁蜂巢型垂直式催化脫硝裝置抗高溫?zé)釓?qiáng)鋼第13頁/共84頁14主要技術(shù)特點鍋爐為Π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、簡化結(jié)構(gòu)。采用帶有再循環(huán)泵的啟動低負(fù)荷系統(tǒng)，能回收啟動階段的工質(zhì)和熱量并增加了運(yùn)行的靈活性。采用低NOxPM燃燒器和MACT燃燒技術(shù)。反向雙切圓燃燒方式以獲得均勻的爐內(nèi)空氣動力場和熱負(fù)荷分配，降低爐膛出口煙氣溫度場和水冷壁出口工質(zhì)溫度的偏差。過熱器采用四級布置，再熱器為兩級布置。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)行考驗的Super304H和HR3C熱強(qiáng)鋼。過熱汽溫調(diào)溫方式為煤水比加三級噴水，再熱汽為煙氣擋板調(diào)溫、燃燒器擺動并在兩級再熱器間裝有事故緊急噴水。第14頁/共84頁15MHI超臨界和超超臨界燃煤鍋爐業(yè)績示例三隅電站松浦電站神戶制鋼電站碧南電站廣野電站原町電站新地電站舞鶴電站（垂直型水冷壁）

包括已運(yùn)行和在建項目第15頁/共84頁16MHI超臨界鍋爐的發(fā)展首臺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（首臺為1989年）螺旋管水冷壁10臺（首臺為1981年）特點1、結(jié)構(gòu)簡單2、對負(fù)荷變化、啟動與停爐的高耐久性（熱應(yīng)力較小）3、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垂直管圈水冷壁鍋爐The1stUnitofSpiralWWBoiler第16頁/共84頁171000MW超超臨界鍋爐技術(shù)方案第17頁/共84頁18鍋爐主要技術(shù)參數(shù)(1)主蒸汽流量： 2953t/h（BMCR）再熱汽流量： 2446t/h（BMCR） 蒸汽壓力過熱器出口： 27.46MPa.g（BMCR）再熱器入口： 6.14MPa.g（BMCR）再熱器出口： 5.94MPa.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）第18頁/共84頁19鍋爐主要技術(shù)參數(shù)(2)主蒸汽流量： 3033t/h（BMCR）再熱汽流量： 2469t/h（BMCR） 蒸汽壓力過熱器出口： 26.15MPa.g（BMCR）再熱器入口： 5.0MPa.g（BMCR）再熱器出口： 4.8MPa.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）第19頁/共84頁20鍋爐縱剖圖省煤器空氣預(yù)熱器啟動分離器一級過熱器低溫再熱器高溫再熱器四級過熱器三級過熱器二級過熱器水冷壁中間集箱AA風(fēng)煤粉燃燒器再循環(huán)泵煙氣調(diào)溫?fù)醢宓?0頁/共84頁21鍋爐水平圖二次風(fēng)煙道AA風(fēng)煤粉燃燒器二次風(fēng)箱一次風(fēng)再循環(huán)泵第21頁/共84頁22鍋爐啟動系統(tǒng)第22頁/共84頁23帶循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)系統(tǒng)簡單工質(zhì)和熱量回收效果好對除氧器設(shè)計無要求，適合于兩班制和周日停機(jī)運(yùn)行方式。

第23頁/共84頁24分離器及貯水箱第24頁/共84頁25貯水箱的水位控制疏水閥(WDC閥)再循環(huán)調(diào)節(jié)閥循環(huán)泵暖管疏水閥第25頁/共84頁26循環(huán)泵濕式馬達(dá)單級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和停爐過程中投運(yùn)每臺鍋爐配置1臺第26頁/共84頁27循環(huán)泵——工作狀態(tài)第27頁/共84頁28循環(huán)泵——水壓狀態(tài)

水壓試驗堵板（電機(jī)沒有安裝）第28頁/共84頁29分離器直徑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第29頁/共84頁30貯水箱直徑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第30頁/共84頁31啟動過程簡圖第31頁/共84頁32內(nèi)螺紋管垂直水冷壁第32頁/共84頁33內(nèi)螺紋管垂直水冷壁管子外徑28.6mm壁厚5.8mm節(jié)距44.5mm材料15CrMoG中間混合集箱和一、二級混合器第33頁/共84頁34垂直管圈水冷壁與螺旋管圈水冷壁垂直水冷壁（內(nèi)螺紋管）螺旋管水冷壁（光管）Φ28×6.4四頭螺紋管第34頁/共84頁35水冷壁結(jié)構(gòu)簡單垂直型水冷壁螺旋管圈水冷壁SV（垂直水冷壁）SS（螺旋管圈水冷壁）工地安裝容易復(fù)雜對接焊口數(shù)目1/2.5基數(shù)焊縫長度1/2.5基數(shù)管屏數(shù)目1/2基數(shù)焊接件數(shù)目1/3基數(shù)第35頁/共84頁36垂直水冷壁的安裝簡便性焊口對接只需單向調(diào)整焊口對接需雙向調(diào)整較復(fù)雜高可靠性（有時可靠性較低）第36頁/共84頁37螺旋管圈水冷壁SS：在焊件與管子之間不可避免的溫差

（在負(fù)荷震蕩期間）

——潛在的疲勞破壞的根源——螺旋管圈結(jié)構(gòu)詳圖第37頁/共84頁38內(nèi)螺紋管優(yōu)良的傳熱特性

質(zhì)量流速1500kg/m2s內(nèi)螺紋管核態(tài)沸騰偏離核態(tài)沸騰膜態(tài)沸騰核態(tài)沸騰

質(zhì)量流速３100kg/m2s光管第38頁/共84頁39裝在管內(nèi)的水冷壁入口節(jié)流孔圈在由各水冷壁下集箱引出的水冷壁入口管段上，根據(jù)水動力計算的結(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)的定位銷對號的節(jié)流孔圈相比，具有如下優(yōu)點：不必采用壁厚的大直徑水冷壁下集箱，簡化了結(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。第39頁/共84頁40水冷壁入口節(jié)流孔圈型式定位銷式（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#1~2(1989年投運(yùn))碧南#1、原町#1三隅#1、神戶鋼廠#1調(diào)整時間3天3天螺栓螺母螺栓與螺母節(jié)流孔圈節(jié)流孔板第40頁/共84頁41爐膛水平熱負(fù)荷分布第41頁/共84頁42中間集箱入口溫度分布第42頁/共84頁43中間混合集箱及一、二級混合器為了進(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特的帶二級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)汽水分離第43頁/共84頁44中間混合集箱和一級分配器第44頁/共84頁45一級分配器第45頁/共84頁46二級分配器第46頁/共84頁47垂直水冷壁出口工質(zhì)溫度分布第47頁/共84頁48垂直水冷壁易于除渣容易掉落粘附在膜式鰭片上第48頁/共84頁49過熱器系統(tǒng)第49頁/共84頁50過熱器系統(tǒng)圖低溫過熱器分隔屏后屏過熱器末級過熱器流體冷卻夾管流體冷卻間隔管第50頁/共84頁51過熱器規(guī)格和材質(zhì)項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)mmφ50.8×8.1~8.4Φ50.8×8.4~8.9Φ60.3×7.9~9.3Φ54.0×7.2~8.9Φ60.3×9.4~15.1Φ54.0×8.4~13Φ63.5×10.8Φ50.8×10.3Φ63.5×6.6~7.5Φ50.8×6.2~8.6Φ63.5×12.0Φ50.8×11.6Φ57.1×8.4~13.3Φ48.6×9.9Φ57.1×6.8Φ48.6×5.9~8.3Φ63.5×19.1Φ46.8×8.3材質(zhì)15CrMoG15CrMoGSA-213TP347H12Cr1MoVGHR3CSuper304HSA213T91HR3CSuper304HSA213T91HR3CSuper304H外壁溫度內(nèi)壁溫度第51頁/共84頁52鉻含量和高溫?zé)煔飧g的關(guān)系第52頁/共84頁53晶粒度和蒸汽氧化的關(guān)系第53頁/共84頁54調(diào)節(jié)同屏流量的方法——節(jié)流短管225130蒸汽流向各受熱面入口采用節(jié)流短管進(jìn)行截流，調(diào)整各管子的流動阻力，來平衡同屏各管子的流量及蒸汽溫度第54頁/共84頁55玉環(huán)工程1，2號爐末級過熱器出口集箱和主蒸汽管道采用P122玉環(huán)3，4號爐及以后工程的末級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，更因為它們具有較高的導(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。末級過熱器出口集箱和主蒸汽管道第55頁/共84頁56尾部煙道旁路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)第56頁/共84頁57再熱器系統(tǒng)第57頁/共84頁58再熱器系統(tǒng)圖低溫再熱器末級再熱器減溫器第58頁/共84頁59再熱器規(guī)格和材質(zhì)第59頁/共84頁60省煤器系統(tǒng)第60頁/共84頁61省煤器在整個正常運(yùn)行包括負(fù)荷變化時都應(yīng)保證省煤器出口過冷

第61頁/共84頁62燃燒系統(tǒng)第62頁/共84頁63八角切向燃燒的特點將整個爐膛作為二個大燃燒器組織燃燒，因此對每只燃燒器的風(fēng)量、粉量的控制簡單。鍋爐負(fù)荷變化時，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)流動路程。解決了鍋爐爐膛出口左右煙溫偏差問題第63頁/共84頁64燃燒及制粉系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)選用6臺中速磨直吹制粉系統(tǒng)八角切向擺動燃燒器風(fēng)箱結(jié)構(gòu)均等配風(fēng)燃燒器相對拉開和AA風(fēng)箱拉開布置采用六層PM一次風(fēng)口,濃淡噴口相對布置設(shè)有三層油槍用于鍋爐點火及低負(fù)荷穩(wěn)燃合理的一、二次風(fēng)動力參數(shù)保證煤粉的充分燃燒第64頁/共84頁65燃燒器布置方案第65頁/共84頁66燃燒器布置圖(水平)第66頁/共84頁67PM燃燒器原理輔助風(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)火焰煤粉分離器第67頁/共84頁68PM分離器第68頁/共84頁69PM分離器布置圖第69頁/共84頁70MACT燃燒技術(shù)（MitubishiAdvancedCombustionTechnology）第70頁/共84頁71MACT燃燒技術(shù)三菱重工（MHI）開發(fā)的MACT（MitsubishiAdvancedCombustionTechnology）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（AdditionalAir）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)特點是：適應(yīng)各種燃料如煤、油、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，火焰檢測不受影響第71頁/共84頁72MACT燃燒技術(shù)原理第72頁/共84頁73三隅#11000MW垂直水冷壁超超臨界鍋爐排放量

燃煤：澳大利亞HunterValley煙煤

負(fù)荷：1000MW項目單位保證值實測值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/Nm3＜102.6第73頁/共84頁74玉環(huán)1000MW超超臨界鍋爐

主要調(diào)試內(nèi)容鍋爐酸洗鍋爐吹管冷態(tài)整機(jī)成套啟動168試運(yùn)第74頁/共84頁75清洗介質(zhì)的選擇

對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。第75頁/共84頁76鍋爐酸洗2：EDTA清洗的優(yōu)缺點

腐蝕性較弱，對