北京巴威

鍋爐技術介紹北京巴布科克·威爾科克斯有限公司Babcock&WilcoxBeijingCo.Ltd.二OO五年四月定曲1

技術引進方式及內(nèi)容全套技術引進動態(tài)轉讓齊全的設計標準、計算軟件、專利技術詳盡的部件設計標準采購、制造、檢驗、安裝等規(guī)范文件2

技術引進方式及內(nèi)容大型電站鍋爐RBC鍋爐（RBE）W火焰鍋爐UP鍋爐工業(yè)鍋爐FM爐、PFI爐

等脫銷技術SCR3RBC鍋爐系列產(chǎn)品大型燃煤自然循環(huán)電站鍋爐最高設計壓力：20.5MPa 主汽出口壓力：18.44MPa最大機組功率：875MW適用煤種：煙煤、褐煤、貧煤、無煙煤4大型電站鍋爐業(yè)績5大型電站鍋爐業(yè)績6425MW-600MW鍋爐業(yè)績7425MW-600MW鍋爐業(yè)績8大型電站鍋爐運行業(yè)績注：表中數(shù)據(jù)為“影響整機等效可用系數(shù)(%)”9B&W公司RBC鍋爐業(yè)績總數(shù)： >400臺最大容量： 875 MW(平均容量550MW）最大蒸發(fā)量： 2778 t/h最高主汽壓力： 18.44 MPa最高設計壓力： 20.52 MPa最高主汽溫度： 571 ℃10200MW：6臺3個電廠300MW:18臺7個電廠330MW:10臺4個電廠600MW:29臺12個電廠總數(shù)：63臺26個電廠北京B&W公司RBC鍋爐業(yè)績11鍋爐概況北京B&W公司12鍋爐設計指導思想滿足用戶的要求可用率高、可靠性好經(jīng)濟性好，熱效率高鍋爐低負荷穩(wěn)燃性能好，啟停調峰性能好煤種適應范圍廣NOx排放低鍋爐可控程度高13鍋爐關鍵參數(shù)的選定原則：符合最新設計標準，選用合理的設計裕度基礎：準確判斷燃煤特性和煤灰特性關鍵設計參數(shù)：爐膛尺寸、燃燒器布置、爐膛出口煙溫對流受熱面布置、管徑、節(jié)距、煙速、工質質量流速尾部分煙道的優(yōu)化布置其它特殊考慮14RBC鍋爐主要性能指標1.鍋爐效率典型煙煤: ≥93%典型貧煤: ≥92%典型無煙煤: ≥91%(W型火焰鍋爐)2.最低不投油穩(wěn)燃負荷典型煙煤: ≤30%B-MCR典型貧煤: ≤50%B-MCR典型無煙煤: ≤50%B-MCR(W型火焰鍋爐)15RBC鍋爐主要性能指標3.主汽和再熱汽溫控制負荷范圍定壓運行：

60~100%B-MCR滑壓運行：

30~100%B-MCR4.爐膛出口兩側煙溫偏差≤50℃5.鍋爐參數(shù)能與任何技術的汽機參數(shù)匹配16鍋爐總體布置17W型火焰鍋爐總圖18屏式過熱器一級過熱器垂直再熱器水平再熱器省煤器再熱器分煙道過熱器分煙道二級過熱器一過進口集箱過熱器連接管19

燃煤、煤灰特性及其判斷20燃料分析燃料著火特性的判別B&W分析法多種因素相關：正因素：VrQ負因素：FcAyMad普華分析法僅與Vr相關21燃料分析煤灰特性對鍋爐設計的影響：酸性成分A=SiO2+Al2O3+TiO2堿性成分B=Fe2O3+CaO+MgO+Na2O+K2O煤灰指數(shù)：

LF=(CaO+MgO)/Fe2O3 LF<1.0,煙煤型灰；LF>1.0,褐煤型灰結焦指數(shù)：Rs=B/A×Sdry(<0.6,低;0.6~2.0,中;2.0~2.6,高;>2.6,嚴重)22燃料分析積灰指數(shù)：Rf=B/A×Na2O（<0.2,低；0.2∽0.5,中；0.5∽1.0,高；>1.0,嚴重）飛灰磨損影響因素：原煤含灰量灰成分：SiO2+Al2O3不發(fā)生磨損的條件：含灰量<6.45kg/GJSiO2+Al2O3<75%(飛灰重量百分比)23著火穩(wěn)定特性燃燒方式、燃燒器類型、燃燒器參數(shù)的選取及爐膛配風等燃燼特性燃燒方式、燃燒器及爐膛尺寸的選取等結渣特性燃燒器的數(shù)量、布置方式、爐膛熱力指標選取及受熱面的布置等磨損特性受熱面材料的選取，速度的控制等燃料特性與鍋爐設計24燃煤、煤灰特性及其判斷25燃煤、煤灰特性及其判斷26燃煤、煤灰特性及其判斷定曲發(fā)電廠燃煤及煤灰特性分析27燃煤、煤灰特性及其判斷定曲發(fā)電廠燃煤、煤灰特性及其判斷28RBC鍋爐技術特點墻式燃燒自然循環(huán)擋板調溫

29墻式燃燒技術30Pulverizer&DRBSystemwithCompartmentedWindbox31墻式燃燒技術二次風道及風箱32墻式燃燒技術33墻式燃燒技術34墻式燃燒技術基本原則：高效、穩(wěn)燃、清潔、防結焦、防高溫腐蝕基本要求：燃燒系統(tǒng)的設計要綜合考慮、協(xié)調設計優(yōu)良的可調性和煤種適應性燃燒效率高燃燒器及其布置滿足防結焦、防高溫腐蝕低NOx燃燒35雙調風旋流燃燒器特點可靠的二次風控制和調節(jié)手段改善一次風分配均勻性的導向塊和實現(xiàn)煤粉濃縮的錐型擴散器單獨配置點火器和火焰檢測裝置燃燒器總是在接近設計工況下運行靈活匹配制粉系統(tǒng)各種煤種均有相應的技術對策36燃燒系統(tǒng)的特點雙調風旋流燃燒器(DualRegisterBurner)-內(nèi)外二次風旋轉氣流的調節(jié)可形成滿足燃燒綜合要求的火焰形狀和質量良好的著火和啟動特性均勻的流場和溫度場獨特的抗結焦和高溫腐蝕特性優(yōu)良的煤種適應性和燃燒經(jīng)濟性低NOx燃燒有利于鍋爐設計向更大容量發(fā)展37燃料特性與燃燒器濃縮型EI-XCL燃燒器+雙進雙出磨煤機正壓直吹系統(tǒng)用于著火性能很低的半無煙煤、無煙煤提高煤粉濃度，采用適應的一次風溫度，降低燃料的著火熱。選擇適宜的一次風動量—延長停留時間，在短距離內(nèi)將煤粉加熱到著火溫度提高內(nèi)二次風旋流強度—增加熱煙氣回流與卷吸，改善著火性能采用較高的外二次風速，增強著火氣流的穿透力，達到較好的爐膛充滿度運用項目：黔北300MW“W”火焰鍋爐,湖南耒陽300MW“W”火焰鍋爐38燃料特性與燃燒器濃縮型EI-XCL燃燒器+鋼球磨煤機中儲制系統(tǒng)用于極難著火性的無煙煤提高煤粉濃度，降低燃料的著火熱可獲得比吹系統(tǒng)更高的一次風溫度選擇適宜的一次風動量—延長停留時間，在短距離內(nèi)將煤粉加熱到著火溫度提高內(nèi)二次風旋流強度—增加熱煙氣回流與卷吸，改善著火性能采用較高的外二次風速，增強著火氣流的穿透力，達到較好的爐膛充滿度39燃料特性與燃燒器EI-XCL燃燒器+鋼球磨中倉制熱風送粉貧煤、無煙煤減小一次風率，熱風送粉提高一次風溫二次風調風器—燃燒器分級送風減小一次風射流的動量—延長停留時間，在短距離內(nèi)將煤粉加熱到著火溫度加大二次風動量和提高旋流強度—增加回流，改善著火性能運用項目：西柏坡、衡水300MW、邯鄲200MW、陽泉300MW“W”火焰鍋爐40燃料特性與燃燒器XCL燃燒器配中速磨直吹制粉系統(tǒng)適用于著火性能良好的煙煤，能獲得較為理想的NOx排放指標。（大壩300MW、達旗330MW）EI-DRB(增強著火型)配中速磨直吹制粉系統(tǒng)適用于著火性能較差的煙煤、貧煤（臺州300MW、南通350MW、北倫港600MW及秦皇島200MW鍋爐等）PAX燃燒器配中速磨直吹式制粉系統(tǒng)適用于貧煤、無煙煤新海200MW、蒲城、上安350MW“W”火焰鍋爐41煤粉鍋爐各類型NOx的生成量與爐膛溫度的關系42墻式燃燒技術43PAX-XCL雙調風旋流燃燒器44墻式燃燒技術45墻式燃燒技術DRB雙調風旋流燃燒器46墻式燃燒技術DRB雙調風旋流燃燒器47墻式燃燒技術DRB雙調風旋流燃燒器48墻式燃燒技術49DRB-XCL雙調風旋流燃燒器50DRB-XCL雙調風旋流燃燒器51錐形擴散器調風盤畢托管一次風高溫、富燃料、揮發(fā)份析出區(qū)還原區(qū)NOx分解區(qū)焦碳氧化區(qū)可調葉片內(nèi)二次風風箱風箱固定葉片分流板外二次風DRB-XCL雙調風旋流燃燒器52EI-XCL雙調風旋流燃燒器導向器錐形擴散器調風盤外二次風固定葉片內(nèi)二次風53濃縮型EI-XCL雙調風旋流燃燒器電動執(zhí)行機構二次風套筒調風盤內(nèi)二次風外二次風畢托管可調葉片一次風乏氣爐膛煤粉濃淡分離裝置54UltraLowNOXDRB-4Z?

雙調風漩流超低NOX燃燒器OuterZoneAdjustableSpinVaneStationarySpinVanePulverizedCoal&PrimaryAirInletLinearActuatorSlidingAirDamperInnerSpinVaneAdjustmentInnerZoneAdjustableSpinVaneOuterSpinVaneAdjustmentTransitionZoneTransitionZoneAirFlowAdjustmentPitotTubeArray(AirFlowMeasurement)ConicalDiffuserAirSeparationVane55Ultra-Low4Z

雙調風漩流超低NOX燃燒器56DualAirZoneOFA

雙調風NOX噴口57DualAirZoneNOXPort

Airflowarrangement58FurnaceFrontWallNOXPortDRB-4Z?LowNOX

BurnerWindboxFurnaceRearWall82’-0”51’-0”W.A.ParishUnit6-RetrofitBurner

andOFAPortArrangement(16)Coal-onlyDRB-4Z?burners(40)Coal-gasDRB-4Z?burners(12)OFAports690MWboilerunit59燃燒系統(tǒng)的特點60燃燒系統(tǒng)的特點61墻式燃燒技術300MW~600MW燃煤電站鍋爐運行實績比較中國電力企業(yè)聯(lián)合會62墻式燃燒技術五個方面的比較：燃燒經(jīng)濟性爐膛結焦傾向性低負荷適應性爐膛出口煙溫偏斜引起的過/再熱器單管熱力偏差程度燃燒調節(jié)手段的完善性、有效性，及對再熱蒸汽溫度的調節(jié)性能63墻式燃燒技術結論：燃燒經(jīng)濟性：在相同的Q/V條件下，對沖燃燒較四角切圓燃燒容易獲得較佳的燃燒效率。爐膛結焦傾向性：四角切圓燃燒鍋爐的爐內(nèi)結焦傾向都是令人擔心的。在相同的Q/V條件下，四角切圓燃燒較易招致爐膛結焦的威脅。低負荷適應性：電廠提供的都是調度最低不投油穩(wěn)燃負荷，并非機組在技術上可能的最低不投油穩(wěn)燃負荷，故不值褒貶評說。爐膛出口煙溫偏斜引起的過/再熱器單管熱力偏差程度：從反映各級過/再熱器沿爐寬單管吸熱不均勻的熱力偏差系數(shù)的對比，即可看出對沖燃燒的熱均勻性普遍優(yōu)于四角切圓燃燒。燃燒調節(jié)手段的完善性、有效性，及對再熱蒸汽溫度的調節(jié)性能：二種燃燒方式各有特點，均有須改進之處。64燃燒器中心截面冷模煙花示蹤流場W

火焰鍋爐65水冷壁三次風開孔分級風墻開孔各次風口的布置特點燃燒器開孔W

火焰鍋爐66燃燒器開孔水冷壁乏氣風開孔分級風墻開孔大風箱框架各次風口的布置特點W

火焰鍋爐67EI-XCL燃燒器水冷壁大風箱框架各次風口的布置特點三次風管W

火焰鍋爐分級風墻開孔68EI-XCL燃燒器水冷壁三次風入口分級風入口二次風入口各次風口的布置特點大風箱隔板三次風管W

火焰鍋爐分級風墻開孔69EI-XCL燃燒器水冷壁分級風墻三次風入口一次風入口二次風入口分級風入口各次風口的布置特點W

火焰鍋爐大風箱三次風管70濃縮型EI-XCL雙調風旋流燃燒器電動執(zhí)行機構二次風套筒調風盤內(nèi)二次風外二次風畢托管可調葉片一次風乏氣爐膛煤粉濃淡分離裝置71乏氣管各次風口的布置特點EI-XCL燃燒器水冷壁分級風墻三次風入口一次風入口二次風入口分級風入口W

火焰鍋爐大風箱三次風管72自然循環(huán)技術73自然循環(huán)技術74自然循環(huán)技術基本原則：確保水冷壁在各種運行工況下都能得到充分的冷卻在瞬態(tài)擾動工況下具有足夠的設計裕度基本要求：水冷壁管內(nèi)保持穩(wěn)定的核態(tài)沸騰發(fā)生傳熱惡化的原因-偏離核態(tài)沸騰(DNB)一旦發(fā)生DNB，管壁與介質的溫差加劇，造成金屬超溫破壞75自然循環(huán)技術水循環(huán)設計目的：確保水冷壁管在高輻射熱流密度下不過熱，防止金屬超溫和熱應力破壞設計準則：防止發(fā)生傳熱惡化-偏離核態(tài)沸騰(DNB)維持足夠的循環(huán)倍率控制質量含汽率76自然循環(huán)技術B&W公司12頭內(nèi)螺紋管的特點：

內(nèi)螺紋管形成的渦流所產(chǎn)生的離心力將水甩向管壁，可防止汽膜的形成，從而防止DNB的發(fā)生。77自然循環(huán)技術78循環(huán)流速百分率,%循環(huán)倍率負荷,%變壓運行定壓運行定壓運行變壓運行負荷對循環(huán)倍率的影響自然循環(huán)技術79自然循環(huán)技術匯流箱百葉窗分離器旋風分離器防旋柵格給水管飽和蒸汽80小容量燃燒器的熱均勻特性自然循環(huán)技術81小容量燃燒器的熱均勻特性自然循環(huán)技術82自然循環(huán)技術83自然循環(huán)技術84爐膛循環(huán)系統(tǒng)比較型式自然循環(huán)內(nèi)螺紋管應用 整體循環(huán)倍率>3.1運行特性具有自補償能力,非正常工況適應能力強維修成本無啟停靈活性較好風險允許水質惡化時少量結垢(如冷凝器泄漏)85自然循環(huán)技術結論：DNB是一種局部現(xiàn)象,是壓力、熱流密度、含汽率、質量流速等運行參數(shù)綜合作用的結果。所有高壓力鍋爐都必須留有足夠的設計裕度以防DNB的發(fā)生?！熬C合循環(huán)倍率”在電力行業(yè)常用于比較和評價循環(huán)系統(tǒng)的安全性。它把流量不同的各個回路混為一談，顯然是不合理的。即使當循環(huán)倍率很高時，采用光管的汽包鍋爐也可能存在易于發(fā)生DNB的回路。B&W公司采用內(nèi)螺紋管的自然循環(huán)鍋爐即使在接近臨界壓力時仍有很高的循環(huán)倍率，在不利的擾動工況下也能保持足夠的安全裕度。86自然循環(huán)技術B&W標準限制：(以600MW亞臨界鍋爐為例)燃燒器區(qū)域最小DNBR ≥1.50集中下降管介質流速 ≤6.0m/s 平均吸熱量時最大出口含汽率 ≤45%最大吸熱量時最大出口含汽率 ≤65%最小飽和水壓頭百分比 ≥82%循環(huán)倍率 ≥2.8

87尾部煙道擋板調溫技術88過熱器、再熱器、省煤器流程圖屏式過熱器一級過熱器垂直再熱器水平再熱器省煤器主汽出口再熱汽出口再熱汽進口再熱器分煙道過熱器分煙道二級過熱器一過進口集箱過熱器連接管尾部煙道擋板調溫89尾部煙道擋板調溫傳熱方式過熱器-以輻射傳熱為主再熱器-以對流傳熱為主過熱器、再熱器汽溫隨負荷變化的特性

調溫過程：負荷↓→再熱汽溫↓→再熱器煙道流量↑→再熱汽溫↑；負荷↓→過熱汽溫↑→再熱器煙道流量↑→過熱器煙道流量↓→

一級過熱器汽溫↓90隔墻中心線支撐行架支撐灰斗聯(lián)動裝置驅動裝置支撐中心蓋板調節(jié)擋板后包墻中心線煙氣調節(jié)擋板煙氣煙氣煙氣前包墻中心線煙溫~400℃再熱器分煙道過熱器分煙道尾部煙道擋板調溫91

★設計范圍：-50℃~+50℃尾部煙道擋板調溫92尾部煙道擋板調溫采用擋板調溫的優(yōu)點：過熱器、再熱器汽溫異向調節(jié)，合理配合負荷變化，因而控制負荷范圍很寬再熱器無中間集箱，系統(tǒng)簡單，減少了再熱器阻力——可提高電廠循環(huán)效率不對燃燒造成任何影響對排煙溫度影響極小(≤２℃)，因此對鍋爐效率沒有明顯影響安裝方便、運行可靠、操作簡單93鍋爐主要性能指標94鍋爐性能及結構特點高溫受熱面金屬溫度的計算和材料的選擇：金屬溫度計算的原則：比較所有設計計算，選出最高壁溫工況；危險工況基于最高蒸汽溫度和最大吸熱率同時發(fā)生；主要影響因素：A.蒸汽流量偏差，B.爐膛出口平均煙溫的誤差，C.沿爐寬的煙溫偏差，D.同管排中各管輻射吸熱的差異，E.沿管長方向的煙溫偏差，F(xiàn).煙氣流量偏差。95鍋爐性能及結構特點TAVG-爐膛出口煙溫，計算平均值TAM-壁溫計算用平均煙溫——考慮B =TAVG+100F(55℃) =TAVG-50F(28℃)TU=TAM+100F(55℃)——考慮C =TAVG+200F(111℃)TUB=TAM+200F(111℃)——考慮E =TAVG+300F(167℃)壁溫計算以TUB為基礎，綜合考慮A~F各項因素96屏式過熱器發(fā)卡式結構97鍋爐性能及結構特點頂棚穿管結構98鍋爐性能及結構特點彎頭防磨結構99鍋爐性能及結構特點鍋爐膨脹中心100鍋爐性能及結構特點水循環(huán)系統(tǒng)集中下降