1、超臨界火電機(jī)組二次再熱技術(shù),張經(jīng)武 2014-12,主要內(nèi)容,1 二次再熱機(jī)組的概況 2 二次再熱機(jī)組的經(jīng)濟(jì)分析 3 二次再熱系統(tǒng)的特點(diǎn) 4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù) 5 國(guó)內(nèi)二次再熱機(jī)組鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 6 結(jié)束語(yǔ),1 二次再熱機(jī)組的概況,1.1 簡(jiǎn)介 蒸汽中間再過熱，就是將汽輪機(jī)（高壓部分）內(nèi)膨脹至某一中間壓力的蒸汽全部引出，進(jìn)入到鍋爐的再熱器中再次加熱，然后回到汽輪機(jī)（低壓部分）內(nèi)繼續(xù)作功。經(jīng)過再熱以后，蒸汽膨脹終了的干度有明顯地提高。雖然最初只是將再熱作為解決乏汽干度問題的一種辦法，而發(fā)展到后來(lái)，它的意義已遠(yuǎn)不止此。現(xiàn)代大型機(jī)組幾乎毫無(wú)例外地都采用再熱循環(huán)，因此它已成為大型機(jī)組提高熱效率的

2、必要措施。從世界上現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，再熱方式分為一次再熱和二次再熱兩種。,1 二次再熱機(jī)組的概況,1.2 二次再熱應(yīng)用情況 近幾年來(lái)投產(chǎn)的鍋爐全采用一次再熱方式。而在早期（20世紀(jì)50年代至70年代）,受金屬材料性能限制，有不少機(jī)組采用了二次再熱方式。 在國(guó)際上，從20世紀(jì)50年代開始，美國(guó)、西德、日本等國(guó)家均建造了大量二次再熱發(fā)電機(jī)組。 在美國(guó)的超臨界壓力鍋爐中，一次再熱機(jī)組除了1964年外，占了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，在1973年以后的機(jī)組，沒有再采用二次再熱。在二次再熱機(jī)組中，又以再熱汽溫逐步升高的 538/552/566這種機(jī)組使用得最普遍，共有12 臺(tái)，占二次再熱機(jī)組的 48 %。,1 二次再熱

3、機(jī)組的概況,日本的超臨界壓力機(jī)組中，二次再熱機(jī)組中以538/552/566 這種再熱蒸汽溫度逐步上升的機(jī)組用得最普遍，占二次再熱機(jī)組的54.5%，而且日本二次再熱機(jī)組采用的燃料多為重油。 由于過分注重初壓的提高（大于30MPa）采用二次中間再熱而使機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行困難、可用率不高，導(dǎo)致運(yùn)行參數(shù)被迫下降，出現(xiàn)發(fā)展停滯和參數(shù)反復(fù)的現(xiàn)象。,1 二次再熱機(jī)組的概況,這期間，除了早期美國(guó)的三臺(tái)機(jī)組外，只有日本川越電站兩臺(tái)700MW機(jī)組（31MPa/566/566/566, 1989年）和丹麥二臺(tái)415MW（28.5MPa,580/580/580， 1998年）機(jī)組采用二次再熱的超超臨界機(jī)組。 國(guó)外，近

4、十多年投運(yùn)的超超臨界機(jī)組中，主蒸汽壓力（3031）MPa的機(jī)組臺(tái)數(shù)僅三臺(tái)，其中兩臺(tái)是二次再熱機(jī)組。近五年來(lái)新投運(yùn)的超超臨界機(jī)組沒有采用二次再熱。 國(guó)內(nèi)，目前在建的有國(guó)電泰州電廠21000MW、華能萊蕪電廠21000MW、華能安源電廠2660MW、國(guó)電蚌埠電廠2660MW等工程的二次再熱機(jī)組。,2 二次再熱機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,二次再熱與一次再熱機(jī)組的對(duì)比分析見下表。由下表可知，在所給參數(shù)范圍內(nèi)，在相同的主蒸汽壓力下，采用二次再熱使機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性得到提高，其相對(duì)熱耗率改善值約為1.4%1.6%。,2 二次再熱機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,2 二次再熱機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,主汽出口壓力由15MPa增加到35MPa

5、，相對(duì)效率可以增加1%， 主汽溫度由520增加到640，相對(duì)效率可增加4.1%；再熱蒸汽溫度由 520增加到640，相對(duì)效率可以增加3%左右。因此，提高機(jī)組的 參數(shù)，可以提高機(jī)組的熱效率。,2 二次再熱機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,2 二次再熱機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,機(jī)組的參數(shù)由25.0MP/600/600提高到30.0MP/600/600， 機(jī)組的效率提高約0.5%，若出口溫度由600/600提高到 600/610,機(jī)組的效率又提高0.25%左右，如蒸汽參數(shù)再提 高到600/620，機(jī)組的效率又能提高0.25%。 二次再熱機(jī)組，若汽機(jī)入口參數(shù)為35.0MPa/600/620/620， 相對(duì)于25.0MP/

6、600/600的參數(shù)，機(jī)組的熱效率提高了約 2.4%2.6%左右，可顯著降低機(jī)組煤耗。因此，采用二次再熱 機(jī)組是目前階段具有實(shí)施條件的大容量超超臨界機(jī)組的發(fā)展方 向。,2 二次再熱機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,以1000MW二次再熱超超臨界機(jī)組為例，采用30MPa/600/620/620 主機(jī)參數(shù)。其投資回收年限分析： 基本數(shù)據(jù) 初投資增加額：P =9.141億元9.2億元 機(jī)組降低發(fā)電標(biāo)煤耗：9.5g/kWh 基準(zhǔn)收益率: I=0.08 計(jì)算結(jié)果 初投資增加值的回收年限見下圖。,2 二次再熱機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,由以上曲線可看出，若要收回增加的初投資，當(dāng)標(biāo)煤價(jià)755元/t時(shí)需要30年的運(yùn)營(yíng)期，當(dāng)煤價(jià)達(dá)到

7、995元/t時(shí)需要15年，當(dāng)煤價(jià)漲至1270元/t時(shí)需要10年。,3 二次再熱系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),3.1循環(huán)熱效率 典型一次再熱與二次再熱熱力系統(tǒng)如下圖所示，一次再熱系統(tǒng)中蒸汽在高壓缸做功后進(jìn)入鍋爐進(jìn)行一次再加熱；而二次再熱系統(tǒng)中蒸汽在超高壓缸和高壓缸中做功后在鍋爐的二次再熱器中再次加熱。相比一次再熱系統(tǒng)，二次再熱系統(tǒng)鍋爐增加一級(jí)再熱系統(tǒng)，汽輪機(jī)則增加一級(jí)循環(huán)做功。,3 二次再熱系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),3.2 提高機(jī)組循環(huán)效率 采用二次再熱，整個(gè)熱力循環(huán)可以等效為原朗肯循環(huán)疊加一個(gè)附加循環(huán)。由一次再熱與二次再熱兩種系統(tǒng)的熱力循環(huán)溫-熵（T-S）圖可見，二次再熱系統(tǒng)比一次再熱系統(tǒng)多疊加一個(gè)高參數(shù)的附加循環(huán)，

8、其循環(huán)效率將比一次再熱系統(tǒng)高。,3 二次再熱系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),典型一次再熱與二次再熱熱力系統(tǒng)及其循環(huán)T-S圖,3 二次再熱系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),3.3 減少排放 隨著火力發(fā)電機(jī)組熱效率的提高，單位發(fā)電量的CO2排放量明顯降低，在相同蒸汽壓力溫度參數(shù)下，二次再熱相比一次再熱機(jī)組熱效率提高2%，對(duì)應(yīng)CO2減排約3.6%。因此二次再熱還是一種可行的節(jié)能降耗、清潔環(huán)保的火力發(fā)電技術(shù)。超超臨界機(jī)組單位發(fā)電量CO2排放隨發(fā)電機(jī)組熱效率的變化趨勢(shì)，見下圖。,3 二次再熱系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),機(jī)組熱效率與CO2排放量的關(guān)系,機(jī)組熱效率與CO2排放量的關(guān)系,3 二次再熱系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),3.4 材料性能的要求 蒸汽參數(shù)越高，給

9、水溫度越高，則機(jī)組熱效率越高。因此，提高蒸汽參數(shù)是現(xiàn)在火電機(jī)組提高效率的主要途徑之一，然而材料的性能成為制約蒸汽參數(shù)大幅提高的主要技術(shù)瓶頸。目前合金鐵素體（Ferrite）和合金奧氏體（Austenite ) 材料已經(jīng)在600等級(jí)的超超臨界機(jī)組中得到規(guī)?；瘧?yīng)用。然而為了將機(jī)組的熱效率進(jìn)一步提高到50%以上，蒸汽溫度參數(shù)需達(dá)到700等級(jí)，那么現(xiàn)在滿足600運(yùn)行條件的合金鐵素體和奧氏體材料將無(wú)法滿足機(jī)組安全運(yùn)行的要求，新型鎳基合金材料就成為必要的選擇。,3 二次再熱系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn),鍋爐使用材料不同高溫材料的比例,3 二次再熱系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),傳統(tǒng)超臨界540等級(jí)合金鋼（TP347H），其單價(jià)約為4萬(wàn)元

10、/噸，目前已在超超臨界600機(jī)組中大量使用的鐵素體、奧氏體合金鋼（HR3C），單價(jià)已達(dá)到1215萬(wàn)元/噸，而700等級(jí)的鎳基合金鋼（Inconel 617），其單價(jià)估計(jì)將高達(dá)78萬(wàn)元/噸。目前600一次再熱21000MW超超臨界機(jī)組總投資7080億元人民幣，其中從鍋爐至汽輪機(jī)單根長(zhǎng)度約為160m的主蒸汽管和再熱蒸汽管道的造價(jià)約3億元人民幣，若將參數(shù)提高致700等級(jí)，則該高溫蒸汽管道的總價(jià)格可能上升至25億元人民幣以上，此外鍋爐及汽輪機(jī)造價(jià)亦將相應(yīng)上升，僅以2%的左右熱效率的提高，其代價(jià)太大，難以為市場(chǎng)所接受。,3 二次再熱系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),要在技術(shù)上和成本上完全解決700等級(jí)的高溫材料，按照現(xiàn)在

11、美、歐各國(guó)的發(fā)展計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)700等級(jí)的超超臨界機(jī)組大規(guī)模投運(yùn)也還需要10年的時(shí)間。而對(duì)于采用二次再熱技術(shù)的機(jī)組，在不需要達(dá)到700等級(jí)蒸汽參數(shù)條件下，其機(jī)組熱效率就可以達(dá)到較高水平，且材料上不存在技術(shù)瓶頸。因此在未來(lái)十年甚至更長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，發(fā)展二次再熱技術(shù)是提高機(jī)組熱效率的有效手段。,3 二次再熱系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),3.5 汽輪機(jī)結(jié)構(gòu) 超超臨界二次再熱機(jī)組汽輪機(jī)相比傳統(tǒng)一次再熱機(jī)組需增加一級(jí)超高壓缸，如日本川越電廠，其汽輪機(jī)由四個(gè)汽缸構(gòu)成，超高壓缸（主蒸汽）和高壓缸（高壓再熱蒸汽）為對(duì)向流合缸結(jié)構(gòu), 中壓缸（低壓再熱蒸汽）為單缸分流式，低壓缸為雙缸四排汽結(jié)鉤。汽輪機(jī)全長(zhǎng)相比一次再熱機(jī)組有所增加，軸

12、系結(jié)構(gòu)及其應(yīng)力分布也更加復(fù)雜。此外為使超高壓、高壓汽缸以及相配套的法蘭盤、主要閥門和密封墊圈在高溫高壓工作條件下仍能滿足安全運(yùn)行要求，其結(jié)構(gòu)需重新設(shè)計(jì)并采用高溫強(qiáng)度高的新型材料。此外還應(yīng)以控制性能更高的數(shù)控電氣-油壓式（EHC）調(diào)速器來(lái)代替機(jī)械-油壓式（MHC）調(diào)速器，以應(yīng)對(duì)二次再熱而產(chǎn)生的控制復(fù)雜化等問題。,3 二次再熱系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),3.6 熱力系統(tǒng) 對(duì)于典型的超臨界二次再熱機(jī)組的熱力系統(tǒng)，除增加一套二次再熱系統(tǒng)外，高壓加熱器還需采用外置蒸汽冷卻器，而且由于低壓抽汽過熱度很大，所以低壓加熱器的回?zé)岢槠ǔＲ膊捎猛庵谜羝鋮s器進(jìn)行過熱度熱量的跨級(jí)利用。其高壓加熱器的回?zé)岢槠^熱度可直接用于提

13、高給水溫度，低壓加熱器的回?zé)岢槠^熱度可跨級(jí)用于提高除氧器的進(jìn)水溫度。此外，根據(jù)機(jī)組的具體情況，低壓加熱器回?zé)岢槠^熱度還可能用于提高高壓加熱器的進(jìn)水溫度或者直接用于提高給水溫度。此外，連接汽輪機(jī)與鍋爐之間的再熱蒸汽管道需增加一根再熱冷管與再熱熱管。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),4.1 機(jī)組參數(shù) 對(duì)于超超臨界二次再熱機(jī)組，機(jī)組參數(shù)的選取非常重要。根據(jù)理想工況熱力循環(huán)的計(jì)算結(jié)果以及國(guó)外現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，最佳再熱蒸汽壓力一般選取為高壓缸入口初壓的20%35%。再熱蒸汽溫度越高，中間再熱的經(jīng)濟(jì)性也越好，然而受到材料及煙道布置的影響，二次再熱機(jī)組再熱蒸汽溫度一般不大于一次再熱機(jī)組的再熱蒸汽溫度。此外為了防

14、止低壓加熱器蒸汽壓力過低應(yīng)盡量提高過熱器出口蒸汽壓力，但是受到給水泵、高壓加熱器選型的影響，主蒸汽出口壓力一般選擇為30MPa左右，再熱蒸汽壓力選取為10MPa/3MPa左右。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),早期，二次再熱機(jī)組溫度參數(shù)多為538/552/566，這種再熱蒸汽溫度逐步提高的機(jī)組應(yīng)用最為普遍，在美國(guó)和日本投運(yùn)的二次再熱機(jī)組中分別有12臺(tái)和6臺(tái)采用該溫度參數(shù)，分別占當(dāng)時(shí)該國(guó)投運(yùn)二次再熱機(jī)組的48%和54.5%。目前國(guó)內(nèi)新建或擬建的超超臨界二次再熱機(jī)組溫度均在600/600/600以上，如國(guó)電泰州電廠二期21000MW超超臨界二次再熱燃煤機(jī)組溫度參數(shù)為600/610/610，華能萊蕪電廠

15、21000MW超超臨界二次再熱機(jī)組溫度參數(shù)為600/620/620，國(guó)電蚌埠電廠和華能安源電廠的2660MW超超臨界二次再熱機(jī)組溫度參數(shù)為600/620/620。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),4.2 二次再熱鍋爐過熱器和再熱器的吸熱特點(diǎn) 對(duì)于二次再熱鍋爐，不是簡(jiǎn)單的增加一級(jí)再熱器，而是需要系統(tǒng)的考慮鍋爐整體布置，設(shè)計(jì)時(shí)要特別考慮高溫受熱面的布置、調(diào)溫方式的選擇和溫度偏差的控制等一系列問題。 目前，國(guó)內(nèi)660MW和1000MW二次再熱機(jī)組鍋爐的參數(shù)為32.1（32.97）MPa.a）/605/623/623。二次再熱機(jī)組的參數(shù)和常規(guī)的超臨界參數(shù)相比：過熱蒸汽壓力比常規(guī)的超臨界壓力（26.25 M

16、Pa.a）高6.0 MPa左右，壓力參數(shù)提高，降低汽輪機(jī)的熱耗，提高機(jī)組的循環(huán)效率；提高一次再熱蒸汽出口溫度使循環(huán)效率提高；二次再熱的引入使循環(huán)效率進(jìn)一步提高。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),從上述的參數(shù)可見，二次再熱鍋爐的過熱蒸汽出口溫度沒有提高，但過熱蒸汽的出口壓力比常規(guī)的超臨界壓力高6.0 MPa左右；二次再熱機(jī)組選用的一次再熱蒸汽壓力有了大幅度的提高，一次再熱蒸汽進(jìn)口壓力是常規(guī)一次再熱機(jī)組蒸汽進(jìn)口壓力的兩倍；二次再熱機(jī)組選用的二次再熱蒸汽的進(jìn)口壓力較低，僅為常規(guī)一次再熱機(jī)組再熱蒸汽壓力的一半；一次再熱和二次再熱蒸汽的出口溫度均較常規(guī)的超臨界一次再熱機(jī)組提高了20；由于二次再熱的引入，二次

17、再熱機(jī)組的再熱蒸汽吸熱和過熱蒸汽吸熱比例和常規(guī)的一次再熱機(jī)組相比有較大的變化，對(duì)于一次再熱超臨界機(jī)組，過熱蒸汽吸熱/再熱蒸汽吸熱為82/18，對(duì)于二次再熱超臨界機(jī)組，過熱蒸汽吸熱/再熱蒸汽吸熱為72/28；二次再熱機(jī)組的給水溫度遠(yuǎn)大于常規(guī)一次再熱機(jī)組；對(duì)于1000MW機(jī)組，由于二次再熱提高效率，與一次再熱相比，輸入熱量可減少5%。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),二次再熱鍋爐與常規(guī)的一次再熱鍋爐相比，由于二次再熱的引入，再熱器吸熱量和過熱器吸熱量比例發(fā)生了較大的變化，再熱器吸熱量大幅度增加。因此，鍋爐的設(shè)計(jì)重新平衡過熱器和再熱器的受熱面，以適應(yīng)吸熱變化的影響。同時(shí)，由于二次再熱的引入，高溫受熱面大

18、幅增加，由原來(lái)的兩組高溫受熱面（常規(guī)高溫過熱器受熱面、高溫再熱器受熱面）增至三組高溫受熱面（常規(guī)高溫過熱器受熱面、一次再熱器高溫受熱面、二次再熱器高溫受熱面）。高溫受熱面的增加需要解決高溫蒸汽和煙氣的換熱問題，同時(shí)再熱蒸汽溫度的提高增加了受熱面布置的難度，調(diào)整受熱面的布置形式，以適應(yīng)二次再熱的要求。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),二次再熱機(jī)組比一次再熱多了一次再熱蒸汽，對(duì)汽溫控制增加了難度。在機(jī)組運(yùn)行過程中，要求機(jī)組在滿負(fù)荷和低負(fù)荷（一定范圍內(nèi)），過熱蒸汽出口溫度和再熱蒸汽出口溫度均能達(dá)到設(shè)計(jì)值，以獲得較高的效率，對(duì)于二次再熱超臨界機(jī)組，選用600以上的蒸汽出口溫度，調(diào)溫方式的選擇就更為重要。

19、從各級(jí)蒸汽的做功能力來(lái)看，過熱蒸汽的溫度級(jí)別高于一次再熱蒸汽的溫度級(jí)別，一次再熱蒸汽的溫度級(jí)別高于二次再熱蒸汽的溫度級(jí)別。在進(jìn)行調(diào)溫方案選擇時(shí)需要對(duì)各級(jí)蒸汽進(jìn)行分別控制。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),二次再熱機(jī)組各受熱面吸熱量比例,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),4.3再熱汽溫調(diào)節(jié)方式 再熱汽溫調(diào)節(jié)是鍋爐的關(guān)鍵技術(shù)之一，影響再熱汽溫的因素可分為煙氣側(cè)和蒸汽側(cè)兩方面。目前大多數(shù)一次再熱機(jī)組再熱蒸汽氣溫調(diào)節(jié)采用煙氣擋板和噴減溫水兩種主要手段，必要時(shí)配合燃燒調(diào)整。為減少熱損失，再熱器出口蒸汽溫度應(yīng)盡量少使用或不使用噴水調(diào)節(jié)。對(duì)于二次再熱機(jī)組，主要考慮煙氣側(cè)的調(diào)溫方式，已采用或擬采用的調(diào)溫方式有：煙氣再循

20、環(huán)、煙氣擋板和擺動(dòng)燃燒器。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),日本川越電廠#1、#2爐、丹麥諾加蘭德電廠#3爐采用煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)方式，國(guó)電泰州電廠21000MW塔式二次再熱鍋爐采用雙煙道煙氣擋板及擺動(dòng)式燃燒器調(diào)節(jié)二次再熱汽溫；華能萊蕪電廠21000MW塔式二次再熱鍋爐、華能安源2660MW 型二次再熱鍋爐均采用煙氣再循環(huán)和煙氣擋板配合，以及擺動(dòng)式燃燒器調(diào)節(jié)二次蒸汽溫度；此外還有三煙道擋板調(diào)節(jié)方案。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),4.3.1 煙氣擋板調(diào)溫方式 （1）雙煙氣擋板調(diào)溫 對(duì)于煙氣擋板調(diào)溫方式，是將塔式鍋爐的對(duì)流豎井上部（或型鍋爐尾部豎井）煙道分成兩部分，分別布置再熱器和過熱器。調(diào)節(jié)分隔煙道下部

21、煙道擋板的開度，以改變流過兩煙道的煙氣流量比例，從而改變過熱器和再熱器的吸熱量。如負(fù)荷降低時(shí)，開大裝有再熱器一側(cè)的煙道擋板，關(guān)小另一側(cè)煙道擋板，就可提高再熱蒸汽溫度。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),（2）三煙氣擋板調(diào)溫 煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度，還可采用三個(gè)煙道并列布置方式，三個(gè)煙道分別布置過熱器、一、二次低溫再熱器和省煤器。根據(jù)吸熱比例確定受熱面布置位置和數(shù)量，并與高溫受熱面布置相匹配，一次低溫再熱器布置后煙道內(nèi)，二次低溫再熱器布置在前煙道內(nèi)，低溫過熱器布置在中煙道內(nèi)（也采用其他排列方式）。每個(gè)煙道出口分別布置煙氣調(diào)節(jié)擋板，共3個(gè)擋板，布置方式見下圖。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),三煙道并列煙

22、氣擋板布置示意圖,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),通過研究分析，對(duì)于采用三擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫，由于低溫過熱蒸汽溫變化幅度較小且可通過噴水調(diào)節(jié)，在二次再熱汽溫調(diào)節(jié)過程中，可以固定低溫過熱器擋板開度不變的策略進(jìn)行汽溫調(diào)節(jié)控制。采用維持低溫過熱器煙氣擋板基本不變，一級(jí)再熱器擋板調(diào)節(jié)一次再熱蒸汽溫度，二級(jí)再熱器擋板調(diào)節(jié)二次再熱蒸汽溫度的控制方案。在這種方案下，一級(jí)再熱器煙氣擋板和二級(jí)再熱器煙氣擋板可以保持在調(diào)節(jié)性能較好的開度范圍內(nèi)。由于低溫過熱器的溫升小，可以通過噴水調(diào)節(jié)汽溫。以噴水微調(diào)再熱器系統(tǒng)的汽溫偏差進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)，直至擋板調(diào)溫達(dá)到平衡，當(dāng)負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)做到基本無(wú)噴水。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),擋板調(diào)溫

23、方式相對(duì)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，但有時(shí)擋板易產(chǎn)生熱變形，降低調(diào)溫的準(zhǔn)確性，此外在低負(fù)荷時(shí)煙氣流量和擋板阻力下降，擋板的調(diào)溫功能亦隨之降低。 采用三擋板的再熱蒸汽調(diào)溫方式，可使一次再熱蒸汽出口溫度50%100%BMCR工況下達(dá)到設(shè)計(jì)值，二次再熱蒸汽出口溫度也能滿足在50%100%BMCR工況下達(dá)到設(shè)計(jì)值。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),4.3.2 煙氣再循環(huán)調(diào)溫方式 煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)汽溫的原理是將鍋爐尾部煙道中的一部分低溫?zé)煔猓?50350）通過再循環(huán)風(fēng)機(jī)送入爐膛，改變鍋爐的輻射和對(duì)流受熱面的吸熱量的比例，從而調(diào)節(jié)蒸汽溫度。汽溫調(diào)節(jié)的能力與煙氣再循環(huán)量，送入爐膛的位置，以及抽爐煙點(diǎn)的位置有關(guān)。煙氣再循環(huán)

24、對(duì)鍋爐熱力特性的影響見下圖。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),煙氣再循環(huán)對(duì)鍋爐熱力特性的影響 （a）再循環(huán)煙氣從爐膛下部送入 （b）再循環(huán)煙氣從爐膛上部送入 1爐膛；2高溫再熱器；3高溫過熱器；4低溫過熱器； 5省煤器；6去空氣預(yù)熱器；7爐膛出口煙溫,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),再循環(huán)煙氣從爐底送入時(shí)，爐膛溫度水平下降，爐膛輻射吸熱量減小，結(jié)果是爐膛出口煙溫幾乎不變；由于煙氣流量增加，導(dǎo)致流速增大，煙氣側(cè)的放熱系數(shù)增加，對(duì)流傳熱量增加，汽溫升高。此外，由于降低爐膛溫度水平，爐內(nèi)氧濃度降低，抑制NOX生成量，減少污染。由于熱負(fù)荷降低，可防止水冷壁管內(nèi)傳熱惡化。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),再循環(huán)煙氣

25、從爐膛上部送入煙氣時(shí)，爐膛輻射吸熱量改變很小，但爐膛出口溫度降低，靠近煙窗的高溫過熱器的傳熱溫壓減小，傳熱量降低。在煙氣行程后部的受熱面，煙氣量增加而引起的傳熱強(qiáng)化作用大于溫壓減小的作用，使傳熱量增加。因而從爐膛上部送入煙氣，可降低和均勻爐膛出口煙溫，防止對(duì)流過熱器結(jié)渣和減少其熱偏差，并減少屏式過熱器和高溫過熱器的吸熱量，起到保護(hù)的作用。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),抽低溫爐煙的位置有三種方案：方案一，取自引風(fēng)機(jī)或增壓風(fēng)機(jī)出口；方案二，取自靜電除塵器后；方案三，取自空氣預(yù)熱器入口。三種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，采用方案一、二，由于煙氣溫度低對(duì)爐膛的燃燒組織影響較大；方案三，對(duì)爐膛的燃燒組織影響相對(duì)較小，

26、但抽取的煙氣溫度和含塵量較大，煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)的工作條件很差。根據(jù)國(guó)內(nèi)電廠的實(shí)際燃煤情況，為保證鍋爐較高的可靠性，宜采用方案一或方案二。抽低溫爐煙的位置見下圖,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),再循環(huán)煙氣抽取口位置的布置方案,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),送入爐膛的煙氣量有兩種方式：一種方式是當(dāng)鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，抽取一定量的煙氣送入爐膛下部；另一種方式是鍋爐在較高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)，即有一定量的再循環(huán)煙氣量，這種設(shè)計(jì)是考慮一旦再熱汽溫高于設(shè)計(jì)值即超溫時(shí)，即可降低煙氣再循環(huán)量，實(shí)現(xiàn)再熱汽溫調(diào)節(jié)；否則，只能啟動(dòng)再熱器噴水系統(tǒng)，這樣即失去二次再熱運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)。因此，在BMCR工況下投入一定量的煙氣再循環(huán)。,4

27、二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),在運(yùn)行工況下，采用煙氣擋板和煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)手段，在負(fù)荷變化前調(diào)整煙氣再循環(huán)量，蒸汽溫度可較平穩(wěn)的調(diào)整，以提高鍋爐的負(fù)荷響應(yīng)速度。 在中負(fù)荷至低負(fù)荷范圍內(nèi)，可通過調(diào)整煙氣再循環(huán)量的方式，使汽溫保持在一定范圍：過熱蒸汽溫度，35%100%BMCR；一次再熱蒸汽溫度，50%100%BMCR；二次再熱蒸汽溫度，50%100%BMCR。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),4.3.3 擺動(dòng)燃燒器和煙氣擋板調(diào)溫方式 為了有效解決低負(fù)荷時(shí)再熱蒸汽的調(diào)溫效果，燃燒器的設(shè)計(jì)能夠滿足上下擺動(dòng)的要求。通過燃燒器的擺動(dòng)調(diào)節(jié)燃燒中心的高度，最終改變爐膛出口的煙氣溫度，爐膛出口溫度的變化將影響前置高溫再熱

28、器的吸熱量，從而調(diào)節(jié)再熱蒸汽出口溫度，由于一、二次高溫再熱器都設(shè)置了一部分吸收輻射熱的受熱面，火焰中心的變化對(duì)再熱汽溫的影響顯著，可使一、二次再熱器在較大負(fù)荷范圍內(nèi)通過燃燒器的擺動(dòng)達(dá)到額定值。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),為了平衡低負(fù)荷時(shí)一、二次再熱蒸汽出口溫度，采用煙氣擋板，通過煙氣擋板的調(diào)節(jié)改變進(jìn)入分隔煙道的煙氣量，從而改變一、二次再熱器間的吸熱分配比例，達(dá)到調(diào)節(jié)一、二次再熱器出口溫度平衡的目的。 負(fù)荷變化時(shí)，首先調(diào)整燃燒器擺角，將一次再熱蒸汽出口溫度調(diào)整至額定參數(shù)，再通過煙氣擋板將二次再熱蒸汽溫度的出口溫度降低，另一側(cè)提高，最終達(dá)到相同水平。 通過調(diào)整，使蒸汽溫度保持在一定范圍：過熱蒸汽

29、溫度，35%100%BMCR；一次再熱蒸汽溫度，50%100%BMCR；二次再熱蒸汽溫度，65%100%BMCR。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),4.4 鍋爐使用的材料 二次再熱鍋爐與一次再熱相比，主蒸汽流量降低，水冷壁入口水溫提高，水冷壁壁溫和分離器溫度相對(duì)上升，水冷壁需要選擇更為可靠的材料，可采用T91，但無(wú)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)超超/超臨界成熟的水冷壁材料為15CrMoG 、12Cr1MoVG。 對(duì)于采用28MPa/600/620/620參數(shù)的1000MW二次再熱機(jī)組，可利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有一次再熱機(jī)組的成熟材料，如高溫受熱面采用T91、T92/T122、TP347H（TP347HFG）、SUPER304

30、H（噴丸）HR3C等,聯(lián)箱和管道采用T91、T92/T122等。當(dāng)壓力提高到31MPa，管壁厚度增加，超過現(xiàn)有的計(jì)算規(guī)范，需要特殊考慮。,4 二次再熱鍋爐的關(guān)鍵技術(shù),螺旋管圈水冷壁在超臨界和超超臨界鍋爐上應(yīng)用最廣泛，美、歐、日和我國(guó)很多電廠的鍋爐均采用螺旋管圈水冷壁以適應(yīng)機(jī)組變壓運(yùn)行。螺旋管圈水冷壁型式分為光管和內(nèi)螺紋管，后者可強(qiáng)化傳熱，使水冷壁運(yùn)行更安全可靠。二次再熱機(jī)組鍋爐水冷壁在爐膛下部的兩相流區(qū)域，應(yīng)使用傳熱性能良好的內(nèi)螺紋管，在爐膛上部熱負(fù)荷較低的部分，可使用光管。內(nèi)螺紋管螺旋管圈型式是二次再熱超超臨界鍋爐目前首選的水冷壁型式。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,5.1 萊蕪發(fā)

31、電廠1000MW超超臨界機(jī)組二次再熱鍋爐 5.1.1 鍋爐容量和主要參數(shù),5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,鍋爐最大連續(xù)增發(fā)量（BMCR）2720 t/h 一次再熱蒸汽流量（BMCR）2389.14 t/h 二次再熱蒸汽流量（BMCR）2113.46 t/h 爐膛容積熱負(fù)荷（BMCR）67.3kW/m3 爐膛斷面熱負(fù)荷（BMCR）4.43MW/m2 燃燒器區(qū)壁面熱負(fù)荷（BMCR）1.03MW/m2 燃盡區(qū)高度（上層燃燒器至屏下沿距離）25.8m 鍋爐保證熱效率（BRL）94.65% NOX排放不高于180mg/Nm3,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,5.1.2 設(shè)計(jì)煤種 （菏澤新

32、汶混煤）,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,5.1.3爐膛和燃燒器設(shè)計(jì) 鍋爐采用塔式爐，單爐膛，水冷壁為螺旋管圈+垂直管屏 切向燃燒方式采用水平濃淡切向布置的擺動(dòng)燃燒器。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,5.1.4 過熱器和再熱器設(shè)計(jì) 5.1.4.1 過熱器和再熱器的流程 過熱器系統(tǒng)采用三級(jí)布置。即屏式過熱器（一過）、二級(jí)過熱器、末級(jí)過熱器（三級(jí)）；一次再熱器為二級(jí)，即低溫再熱器（一級(jí)）末級(jí)再熱器（二級(jí)）。二次再熱器為二級(jí)，即低溫再熱器（一級(jí)）末級(jí)再熱器（二級(jí)）。其中一次低溫再熱器和二次低溫再熱器分別

33、布置爐膛出口煙窗下游的分隔煙道的前、后豎井中，均為逆流布置。再熱器采用了二級(jí)布置即低溫再熱器和末級(jí)再熱器，采用煙氣再循環(huán)擋板調(diào)溫，整個(gè)再熱器系統(tǒng)布置在較低的煙溫區(qū)，以獲得較好的擋板調(diào)溫。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,5.1.4.2 過熱器和再熱器的布置 按煙氣流向，向上依次經(jīng)一 級(jí)過熱器、三級(jí)過熱器、一次 末級(jí)再熱器、二次末級(jí)再熱器、 二級(jí)過熱器、前豎井二次一級(jí) 再熱器和后豎井一次一級(jí)再熱 器、前后豎井省煤器。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,5.1.5 過熱器和再熱器的調(diào)節(jié)方式 5.1.5.1 過熱器的調(diào)溫方式 過熱器的調(diào)溫方式采用煤水比+噴水減溫，保證過熱蒸汽出口溫度在

34、30%100%BMCR工況下均能達(dá)到設(shè)計(jì)值。 以汽水分離器出口工質(zhì)溫度作為汽溫調(diào)節(jié)的前置信號(hào)，以噴水減溫作為微調(diào)手段。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,5.1.5.2再熱器的調(diào)溫方式 哈鍋采用煙氣再循環(huán)+煙氣擋板的調(diào)溫方式?？刂破麥氐姆秶鷽Q定于再循環(huán)煙氣的流量。因此，如果再熱汽溫高于或低于額定值或設(shè)定溫度，可以通過增減煙氣再循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，鍋爐設(shè)計(jì)煙氣再循環(huán)率為10%20%。 鍋爐設(shè)計(jì)可采用較低的煙氣再循環(huán)率，這樣的煙氣再循環(huán)方式僅用于再熱汽溫低于額定值或設(shè)定值。但是一旦再熱汽溫高于設(shè)計(jì)值，即超溫時(shí)，再熱汽溫?zé)o法通過煙氣再循環(huán)實(shí)現(xiàn)調(diào)溫，只能啟動(dòng)再熱器噴水系統(tǒng)。二次再熱運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性受到影響。

35、,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,鑒于上述情況，哈鍋設(shè)計(jì)時(shí)采用在額定負(fù)荷時(shí)，也有一定量的煙氣循環(huán)率，針對(duì)萊蕪電廠1000MW二次再熱鍋爐，在各負(fù)荷下的煙氣再循環(huán)率為：,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,哈鍋的設(shè)計(jì)計(jì)算表明，一、二次再熱器入口汽溫均降低20時(shí)，煙氣再循環(huán)率提高到15%可以達(dá)到汽溫的額定值；一、二次再熱器入口溫度均升20時(shí)，煙氣再循環(huán)率降低到汽溫的額定值；煙氣再循環(huán)的調(diào)溫?zé)煔饬孔兓瘜?duì)再熱蒸汽溫度和負(fù)荷調(diào)節(jié)特性見下圖。由圖可以看出，煙氣再循環(huán)率變化3%4%，對(duì)再熱汽溫影響20,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,5 國(guó)內(nèi)二次再

36、熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,當(dāng)高壓再熱進(jìn)口汽溫和低壓再熱進(jìn)口汽溫分別出現(xiàn)一高一低（+20/-20）或一低一高（-20/+20）時(shí)的組合工況，通過鍋爐尾部前后煙道的一次再熱調(diào)溫?fù)醢迮c二次再熱調(diào)溫?fù)醢宸峙鋬蓚€(gè)煙道的熱量，可以方便地達(dá)到兩次再熱汽溫的調(diào)溫要求。 在中負(fù)荷至低負(fù)荷范圍內(nèi)，可通過調(diào)整煙氣再循環(huán)量的方式，使汽溫保持在一定范圍：過熱蒸汽溫度，35%100%BMCR；一次再熱蒸汽溫度，50%100%BMCR；二次再熱蒸汽溫度，50%100%BMCR,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,煙氣擋板的布置在爐膛的上方，省煤器出口煙道中，水平布置，分為一次再熱擋板及二次再熱擋板。煙氣擋板示意圖，如下

37、圖。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（哈鍋）,5.1.6 再循環(huán)煙氣的抽取位置與煙氣余熱利用 再循環(huán)煙氣取在靜電除塵器出口，主要目的是避免燃煤機(jī)組煙氣中灰對(duì)再循環(huán)風(fēng)機(jī)的磨損問題。從經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，丹麥諾加蘭德二次再熱機(jī)組因燃用煤/油兩種燃料，為避免燃煤時(shí)再循環(huán)風(fēng)機(jī)的磨損問題，也采用了在靜電除塵器后抽取煙氣的方式。從靜電除塵器后抽取煙氣會(huì)使通過空氣預(yù)熱器的煙氣量增加，因而會(huì)造成空氣預(yù)熱器出口排煙溫度升高。因此，采用空氣預(yù)熱器旁通煙道，減少空氣預(yù)熱器的煙氣流量，并在旁通煙道內(nèi)布置低溫省煤器回收煙氣中的余熱。這種布置不僅是鍋爐總的排煙降低，提高鍋爐效率，也因?yàn)閷煔庵械挠酂崴腿霗C(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)，從而提升整個(gè)

38、機(jī)組的熱效率。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,5.2 泰州電廠1000MW超超臨界機(jī)組二次再熱鍋爐 5.2.1 鍋爐容量和主要參數(shù) 汽輪機(jī)側(cè)的參數(shù)為 32.94MPa/600/610/610 鍋 爐側(cè)的參數(shù)為 34.21MPa/600/613/613 主蒸汽流量（BMCR）2691t/h 一次汽流量（BMCR）2548t/h 二次汽流量（BMCR）2184t/h,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,爐膛容積熱負(fù)荷71.83kW/m3 爐膛斷面熱負(fù)荷4.842MW/m2 燃燒器區(qū)壁面熱負(fù)荷1.06MW/m2 燃盡區(qū)高度（上排燃燒器中心到屏底距離）26.331m 爐膛寬度深度 241

39、8021480mm 鍋爐效率不小于94.4% NOX排放不大于180mg/Nm3,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,5.2.2 設(shè)計(jì)煤種,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,5.2.3 爐膛及燃燒器設(shè)計(jì) 采用塔式鍋爐。煤粉燃燒器為四角切向布置、直流式燃燒器。共有12層煤粉噴口，主燃燒器風(fēng)箱分成3組，每組風(fēng)箱有4層煤粉噴口。對(duì)應(yīng)兩臺(tái)磨煤機(jī)。不同層煤粉噴口之間布置有二次風(fēng)，每組燃燒器風(fēng)箱都有頂部二次風(fēng)，底部有底部二次風(fēng)。 在每個(gè)角3組主風(fēng)箱上部布置有兩組燃盡風(fēng)箱，分別為低位燃盡風(fēng)和高位燃盡風(fēng)，每組燃盡風(fēng)包括4層燃盡風(fēng)噴口。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)

40、計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,5.2.4 過熱器和再熱器設(shè)計(jì) 5.2.4.1 過熱器和再熱器的流程 主汽系統(tǒng)：一級(jí)過熱器（垂直段和管屏段）二級(jí)過熱器去 汽輪機(jī) 一次再熱系統(tǒng)：來(lái)自汽輪機(jī)高壓缸排氣一次再熱低溫再熱器 一次再熱高溫再熱器去汽輪機(jī)高壓缸 二次再熱系統(tǒng)：來(lái)自汽輪機(jī)一次再熱中壓缸排氣二次再熱 低溫再熱器二次再熱高溫再熱器去汽輪機(jī) 高壓缸,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,5.4.1.2過熱器和再熱器的布置 爐膛上部沿?zé)煔饬飨蛞来畏謩e布置有低溫過熱器屏管，一、二次再熱高溫再熱器冷段，高溫過熱器、一、二次再熱高溫再熱器熱段。此后煙氣通道分為前后分隔煙道，前煙道

41、布置有一次再熱低溫再熱器和部分省煤器，后煙道布置有二次再熱低溫再熱器和另一部分省煤器。隔墻延伸到第二煙道入口處，并在此處設(shè)置煙氣擋板，用于調(diào)節(jié)前后煙道煙氣流量。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,5.2.4 過熱器和再熱器的設(shè)計(jì)特點(diǎn),5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,5.2.5 二次再熱鍋爐的調(diào)溫方式 5.2.5.1 過熱器調(diào)溫方式 過熱器的調(diào)溫方式采用煤水比+噴水減溫，保證過熱蒸汽出口溫度在30%100%BMCR工況下均能達(dá)到設(shè)計(jì)值。 以汽水分離器出口工質(zhì)溫度作為汽溫調(diào)節(jié)的前置信號(hào)，以噴水減溫作為微調(diào)手段。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,5.2.5.2 再熱器調(diào)溫方式

42、再熱器調(diào)溫方式采用擺動(dòng)燃燒器+煙氣擋板+噴水減溫。采用此調(diào)溫方式保證一次再熱蒸汽出口溫度在50%100%BMCR工況下和二次再熱器出口溫度在65%100%BMCR工況下均能達(dá)到設(shè)計(jì)值。 一、二次再熱器受熱面面積的比例與一、二次再熱器吸熱量比例基本一致，故一、二次再熱器受熱面并列布置可使一、二次再熱器吸熱量隨負(fù)荷變化的趨勢(shì)基本一致。通過擺動(dòng)燃燒器對(duì)火焰中心的調(diào)整，可保證一、二次再熱器出口汽溫都基本達(dá)到額定值。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,再熱器出口汽溫隨負(fù)荷變化曲線,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,不同負(fù)荷下汽溫的情況,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（上鍋）,考慮到運(yùn)行中的積

43、灰問題，在鍋爐上部省煤器出口處設(shè)置導(dǎo)流板，該導(dǎo)流板設(shè)置時(shí)形與水平面成40的夾角，保證在任何條件下斜坡上不積灰，斜坡的轉(zhuǎn)角點(diǎn)直至擋板入口處。,40,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5.3 蚌埠電廠660MW超超臨界二次再熱鍋爐 5.3.1 鍋爐的容量和主要參數(shù) 汽輪機(jī)側(cè)的入口參數(shù)為31.0MPa/600/620/620 鍋 爐側(cè)的入口參數(shù)為32.55MPa/605/623/623 過熱蒸汽流量（BMCR）1950t/h 一次再熱蒸汽流量（BMCR）1681.97t/h 二次再熱蒸汽流量（BMCR）1431.43t/h,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,爐膛容積熱負(fù)荷（BMCR）77

44、.22kW/m3 爐膛斷面熱負(fù)荷（BMCR）4.44MW/m2 燃燒器區(qū)斷面熱負(fù)荷（BMCR）1.47MW/m2 燃盡區(qū)高度（上排燃燒器中心至屏底距離）25.4985m 鍋爐保證效率94.75% NOX排放不超過180mg/Nm3,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5.3.2 設(shè)計(jì)煤種,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5.3.3 爐膛與燃燒器設(shè)計(jì) 鍋爐采用型布置，墻式對(duì)沖燃燒方式，旋流燃燒器，前后墻各布置3層燃燒器，每層6只。 前后墻各設(shè)置2層燃盡風(fēng)，前后各12只燃盡風(fēng)噴口。 在靠近水冷壁側(cè)布置1層側(cè)燃盡風(fēng)噴口。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)

45、特點(diǎn)（東鍋）,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5.3.4 過熱器和再熱器的設(shè)計(jì) 5.3.4.1 過熱器和再熱器的流程 過熱器系統(tǒng)：?jiǎn)?dòng)分離器頂棚過熱器包墻過熱器吊掛管出口聯(lián)箱低溫過熱器一級(jí)減溫屏式過熱器二級(jí)減溫高溫過熱器 一次再熱系統(tǒng)汽水流程：一次低溫再熱器再熱器事故噴水減溫一次中溫再熱器再熱器微調(diào)噴水減溫一次高溫再熱器 二次再熱系統(tǒng)汽水流程：二次低溫再熱器再熱器事故噴水減溫高次高溫再熱器,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5.3.4.2 過熱器和再熱器 的布置,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5.3.5 二次再熱鍋爐的調(diào)溫方式 5.3.5.1 過熱汽溫調(diào)節(jié)方式 過熱汽溫

46、采用煤水比+2級(jí)噴水減溫調(diào)節(jié)方式 5.3.5.2 再熱汽溫調(diào)節(jié)方式 鍋爐設(shè)計(jì)全負(fù)荷范圍再熱汽溫采用尾部三煙道平行煙氣擋板調(diào)節(jié)，低負(fù)荷時(shí)采用煙氣引射再循環(huán)作為備用調(diào)節(jié)手段，應(yīng)對(duì)煤質(zhì)變化范圍大時(shí)提高低負(fù)荷擋板調(diào)節(jié)性能。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,采用尾部三煙道平行煙氣擋板調(diào)節(jié)的蒸汽溫度保證范圍 過熱蒸汽溫度達(dá)到額定值的負(fù)荷范圍 35%100%BMCR 一次再熱蒸汽溫度達(dá)到額定值的負(fù)荷范圍 50%100%BMCR 二次再熱蒸汽溫度達(dá)到額定值的負(fù)荷范圍 50%100%BMCR,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5.3.5.3 受熱面在三煙道內(nèi)的布置方式 鍋爐尾部采用三煙個(gè)煙道并列布置

47、，三個(gè)煙道內(nèi)分別布置各級(jí)受熱面的低溫段和省煤器。受熱面的位置和數(shù)量根據(jù)吸熱比例確定，根據(jù)各級(jí)受熱面的吸熱量并與高溫級(jí)受熱面布置相匹配，一次低溫再熱器布置在前煙道內(nèi)，二級(jí)再熱器布置在中煙道內(nèi)，低溫過熱器布置在后煙道內(nèi)。每個(gè)煙道出口分別布置煙氣調(diào)節(jié)擋板，共3個(gè)擋板。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5.3.5.4 煙氣擋板的調(diào)節(jié)特性 擋板的調(diào)節(jié)特性，關(guān)鍵 在于擋板的流量特性和熱力 特性。從圖中看出，擋板開 度在1040范圍內(nèi)，調(diào) 節(jié)性能較好。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5.3.5.5 不同負(fù)荷下的煙

48、道的煙氣份額 根據(jù)過熱汽、一次再熱汽、二次再熱汽吸熱量不同的特點(diǎn)，過熱器和再熱器系統(tǒng)采用不同的布置和結(jié)構(gòu)形式，過熱器采用輻射-對(duì)流型，一次再熱為半輻射-對(duì)流型，二次再熱為純對(duì)流型布置。合理分配再熱器各級(jí)受熱面的吸熱比例，適當(dāng)多布置低溫再熱器受熱面，以控制再熱器側(cè)煙道煙氣流量隨負(fù)荷變化幅度，改善煙氣擋板的汽溫耦合特性。 同時(shí)合理選定再熱器、過熱器側(cè)煙道尺寸，減小氣流經(jīng)過過熱器及再熱器側(cè)煙道受熱面后的阻力差，使煙氣擋板在有效的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5.3.5.6 不同負(fù)荷下個(gè)煙道擋板的開度 為了減少調(diào)節(jié)因素，經(jīng)過大量數(shù)值計(jì)算模

49、擬，確定相對(duì)固定二次再熱器擋板開度，在負(fù)荷變化時(shí)，僅需對(duì)低溫過熱器和一次再熱器進(jìn)行調(diào)節(jié)，使汽溫調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，有較快的相應(yīng)速度。 由下圖可見，在30%100%負(fù)荷范圍內(nèi)，個(gè)煙道擋板開度處于2037區(qū)間，對(duì)照擋板調(diào)節(jié)特性曲線，在此區(qū)間，各擋板均有較好的調(diào)節(jié)性能，,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5 國(guó)內(nèi)二次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)（東鍋）,5.3.5.7 煙氣引射再循環(huán)系統(tǒng)備用調(diào)溫手段 考慮在實(shí)際燃用煤質(zhì)變化大，超出鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)適用范圍時(shí)，為進(jìn)一步提高低擋板調(diào)節(jié)特性，布置煙氣引射煙氣再循環(huán)調(diào)溫系統(tǒng)，作為備用調(diào)溫手段。鍋爐爐膛的靜壓約-100Pa左右，省煤器后煙氣靜壓為-1600Pa左右。從省煤器后抽取再循環(huán)煙氣送入爐膛是不可能的，為此，設(shè)