350MW超临界机组锅炉运行培训教材.doc
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1、3 35 50 0M MW W 超超临临界界机机组组 锅锅炉炉 运运行行培培训训教教材材 榆神煤电北郊热电有限公司 生产准备部 2 0 1 6 年 3 月 7 日 榆神煤电北郊热电有限公司 350MW 超临界锅炉培训教材 目目 录录 第一章第一章 350MW 超临界燃煤锅炉概况超临界燃煤锅炉概况.1 1.1 超临界技术在国内外发展的现状 .1 1.2 榆神煤电北郊热电有限公司 350MW 机组锅炉技术规范2 1.3 锅炉的总体布置 .8 1.4 锅炉性能特点 .12 1.5 锅炉结构特点 .12 第二章第二章 燃料、制粉设备及其系统燃料、制粉设备及其系统14 2.1 煤的成分及主要特性 .14
2、 2.3 榆神北郊热电 MPS200-HP-磨煤机.23 2.4 榆神北郊热电给煤机 .40 2.5 等离子点火系统 .43 第三章第三章 煤粉燃烧及燃烧设备煤粉燃烧及燃烧设备48 3.1 煤粉气流的着火燃烧 .48 3.2 榆神煤电北郊热电 2350MW 机组锅炉燃烧设备57 3.3 低 NOX燃烧技术66 第四章第四章 水循环及水冷壁水循环及水冷壁76 4.1 锅炉水动力学基础 .76 4.2 直流锅炉蒸发受热面 .84 4.3 榆神煤电北郊热电 2350MW 超临界机组锅炉水冷壁97 4.4 榆神煤电北郊热电 2350MW 超临界机组锅炉启动系统98 第五章第五章 过热器与再热器过热器与
3、再热器102 5.1 概述 .102 5.2 350MW 机组锅炉过热器、再热器结构特点.108 5.3 超临界锅炉过热器、再热器的汽温特性及调节 .113 5.4 过热器、再热器的热偏差及防治 .121 5.5 高温积灰、腐蚀及预防 .128 第六章第六章 省煤器与空气预热器省煤器与空气预热器133 6.1 概述 .133 6.2 省煤器 .134 6.3 空气预热器 .137 6.4 尾部受热面的积灰 .141 第七章第七章 锅炉辅机及附属设备锅炉辅机及附属设备151 7.1 锅炉送、引风机及一次风机 .151 7.2 风机油系统及其保护装置 .163 7.3 风机的运行与维护 .166
4、7.4 静电除尘器 .170 7.5 水浸式捞渣机.175 榆神煤电北郊热电有限公司 350MW 超临界锅炉培训教材 第八章第八章 锅炉的启动与停运及试验锅炉的启动与停运及试验180 8.1 直流锅炉启停特点 .180 8.2 榆神煤电北郊热电 2350MW 超临界锅炉机组的启动185 8.3 350MW 超临界锅炉机组的停运与保养.193 8.4 超临界锅炉的试验与验收 .197 第九章第九章 锅炉的运行及调整锅炉的运行及调整198 9.1 锅炉运行调整的任务 .198 9.2 锅炉工况变动的影响 .200 9.3 负荷分配、蒸汽参数的变化与调整 .205 9.4 锅炉燃烧的调整 .213
5、9.5 单元机组的变压运行 .223 9.6 锅炉的热平衡及各项热损失 .225 9.7 锅炉的燃烧调整试验 .228 第十章第十章 锅炉的运行的故障及预防锅炉的运行的故障及预防231 10.1 锅炉灭火与烟道再燃烧 .232 10.2 锅炉的结渣 .235 10.3 过热器管和再热器管的爆漏及预防 .244 10.4 水冷壁管的爆漏及预防 .247 第十一章第十一章 吹灰系统设备及运行吹灰系统设备及运行250 11.1 概述 .250 11.2 电站锅炉对吹灰器的基本要求 .252 11.3 各种吹灰器在电站锅炉上的应用 .251 11.4 吹灰器的安装、运行和维护 .253 第十二章第十二
6、章 脱硫脱硝系统脱硫脱硝系统 12.1 系统概述系统概述256 榆神煤电北郊热电有限公司 350MW 超临界锅炉培训教材 3 / 264 前前 言言 榆神煤电北郊热电联产新建工程由榆林市榆神煤电公司投资组建。本项目是陕西省和榆林 市“十二五”期间的重点建设项目,是榆林市中心城区集中供热的主要热源点。 本项目建设规模为 2350MW 超临界燃煤空冷供热机组,项目静态投资约 30.32 亿元。厂址 位于青云镇平顶梁,占地约 25.05 公顷。贮灰场位于厂址南侧 6.2km 处的崔家畔村,占地 3.15 公顷;设计年耗用原煤约 175 万吨,采用榆神矿区煤,运距约 20km;年平均用水量约 222.
7、5 万 m3,主水源为榆林市污水处理厂的再生水,管线长度 8.5km。备用水源为榆阳区红石峡水库地 表水,新建管线长度 7km;送出线路电压等级为 330kV,四回出线,其中两回接入 330kV 榆林变, 线路长度 12km;两回接入 750kV 榆横变,线路长度 42km;机组设计单台最大供热抽汽量为 550t/h,年供热量约 907 万 GJ,供热面积为 1375 万 m2,年发电量约 38.5 亿 kWh。 榆神煤电北郊热电有限公司 350MW 超临界锅炉培训教材 4 第一章第一章 超临界燃煤锅炉概况超临界燃煤锅炉概况 1.1 超临界技术在国内外发展的现状超临界技术在国内外发展的现状 增
8、大锅炉容量和提高蒸汽参数是电厂锅炉的主要发展方向。随着机组容量的增大和节约燃 料的需要,提高电厂热效率就变得更加迫切。提高锅炉所生产蒸汽压力、温度和采用蒸汽再热 是提高热电转换效率的有效方法。例如,对一个 400MW 的单元机组来说,采用超临界压力 (24.12MPa)蒸汽参数的供电效率比采用亚临界压力蒸汽参数高 1.4%,因此,采用超临界技术 是电站锅炉发展的必然。 超临界机组在国外已有 40 余年的发展历史,各工业化国家的火电厂已广为采用。目前形成 三大派系:B&W 派系采用欧洲本生式直流炉;CE 派系采用苏尔寿式和复合循环直流炉;FW 派系 采用 FW本生式直流炉。此外德国因为自身的煤炭
9、资源比较丰富,煤种以褐煤为主,所以德国 的锅炉技术发展相对较独立,对于 100MW 以上机组均采用本生式直流炉,而且都考虑变压运行。 前苏联大型锅炉不发展亚临界参数,300MW 以上均为超临界压力直流锅炉,以拉姆辛锅炉为主。 1.1.1 国外超临界机组概况 (1) 美国 美国在上世纪五十年代开始研制超临界机组,第一台(容量 125MW)于 1957 年在菲罗电厂 投运,采用二次再热,参数为 31MPa、621/565/538;第二台(容量 325MW)于 1960 年在艾迪 斯电厂投入运行,采用二次再热,参数为 34.5MPa,649/566/566,当时在世界上创造了容量、 压力、汽温、热效
10、率四个最高记录。由于这两台机组的运行成功和后来在技术方面的不断改进, 美国超临界机组的发展很快,1970 年超临界机组的订货容量占总订货容量的 64.27%,这期间机 组的参数接受了以往的经验和教训已降为 24.2MPa,538/538。到 1980 年已有 172 套超临界 机组。 但美国超临界机组的发展走过一段下坡路,主要原因是:追求大容量高参数,而且大多采 用正压炉膛,热负荷又偏高,致使锅炉事故多,可用率低,对超临界机组的发展产生了不利的 影响。 在总结了第一代机组的教训后产生了第二代机组,1980 年代由美国电力研究院组织,分别 由通用电气(GE)和西屋(WH)牵头,对投运的第二代超临
11、界机组进行了调研,调查结果认为 第二代超临界机组是成功的。据 1995 年统计,600900MW 级机组中,198 台亚临界机组,78 台超临界机组。据近期统计资料表明,超临界机组的可靠性有了很大的提高,各制造商 (BW、CE、FW、GE、WH)已经生产出新一代超临界机组,美国超临界机组又进入新的发展时期。 (2)前苏联 前苏联是世界上采用超临界机组最多的国家,在前苏联国家标准中 300MW 以上根本没有亚 临界压力参数。第一台 300MW 超临界机组 1963 年投运,参数为 25MPa,545/545。在此之后 榆神煤电北郊热电有限公司 350MW 超临界锅炉培训教材 5 / 264 又相
12、继投运了 300MW、500MW、800MW、1200MW 超临界机组。从 1965 年到 1980 年的十五年间, 超临界机组容量占火电厂总装机容量的比重由 7.5%增加到 47.53%。到 1985 年共投运超临界机 组 187 台,总容量达 68600MW,占火电总装机容量的 52.4%,到 1996 年已达到 232 台。由于采 用超临界机组,并且供热机组较多,使前苏联成为发电煤耗较低的国家之一。 (3)日本 日本的超临界机组发展较快。第一台 600MW 超临界机组(23.5MPa 538/566)是从美国 GE 和 BW 引进的样机,1967 年投运。由日本公司仿制的第二台和第三台
13、600MW 超临界机组于 1969 年和 1971 年在该厂相继投产。在仿制的基础上,利用日本自己的制造技术,先后又投运 了 500MW、700MW 和 1000MW 超临界机组。从 1974 年起投运的机组绝大部分是超临界压力的,近 年已达到 100%。到 1984 年底总共投运超临界机组 73 台,总容量为 42900 MW,占 1967 年以来新 增火电装机总容量的 58.88%。据近期不完全统计,超临界机组的发电量达到总发电量的 62%。 在发展超临界技术上日本有其独到之处,各发电设备制造公司与欧美各厂商进行技术合作, 三菱(MHI) 、日立、石川岛(IHI)和东芝,分别从美国燃烧工程
14、公司(CE) 、巴布科克威尔 科克斯(BW) 、福斯特惠勒(FW)和 GE、西屋公司引进了设计制造技术,并及时吸收了 苏尔寿、斯坦茵等欧洲的先进技术,在总结别国经验教训的基础上,加强技术研究,发展自己 的超临界技术,使之成为目前超临界技术较先进的国家之一。 1.1.2 国内超临界机组的应用与发展 石洞口二厂是我国首座超临界参数的发电厂,安装 2 台 600MW 超临界机组,汽轮机参数为 24.2MPa、538/566。该工程于 1988 年开始兴建,两台机组分别于 1992 年 6 月、12 月先后投 运。石洞口二厂投产后的运行实绩表明,超临界机组在技术上是成熟的,工程的建设也是成功 的,它为
15、我国应用和发展超临界机组积累了宝贵的经验。随后又有盘山电厂 2500MW、南京和 营口电厂各 2300MW、漳州后石电厂 6600MW、外高桥二期 2900MW 等进口超临界机组相继 投运。与此同时,华能沁北电厂 2600MW 和华润常熟电厂 2600MW 等国产超临界机组也已于 2009 年投产。 1.2 榆神煤电北郊热电有限公司榆神煤电北郊热电有限公司 350MW 机组锅炉技术规范机组锅炉技术规范 1.2.1 主要技术规范主要技术规范 本期工程装设 2 台 350MW 燃煤汽轮发电机组,锅炉为超临界参数直流炉,单炉膛、一次 再热、平衡通风、紧身封闭布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、切圆
16、燃烧方式。 1.2.2 锅炉容量和主要参数 主蒸汽和再热蒸汽的压力、温度、流量等与汽轮机的参数相匹配,主蒸汽温度 574,最 大连续蒸发量暂按 1120t/h,最终与汽轮机的 VWO 工况相匹配。 锅炉主要参数:(暂定)按不带低温省煤器热平衡图进行设计 过热蒸汽:最大连续蒸发量(B-MCR)1120t/h 额定蒸发量(BRL) 1059t/h 额定蒸汽压力25.8MPa.g 额定蒸汽温度574 再热蒸汽:蒸汽流量(B-MCR/BRL)937.79/887.24t/h 进口/出口蒸汽压力(B-MCR)4.106/3.916MPa.g 榆神煤电北郊热电有限公司 350MW 超临界锅炉培训教材 6
17、进口/出口蒸汽压力(BRL)3.885/3.710MPa.g 进口/出口蒸汽温度(B-MCR)307.8/572 进口/出口蒸汽温度(BRL)302.2/572 给水温度(B-MCR/BRL)285.2/281.4 注:压力单位中“g”表示表压。 “a”表示绝对压力(以后均同)。 1.2.3 锅炉热力特性(B-MCR 工况,由卖方填写): 计算热效率(按低位发热量, BMCR 工况) 94.82% 计算热效率(按低位发热量,BRL 工况)94.85% 制造厂裕量 Lmm0.34% 保证热效率(按低位发热量,BRL 工况)不低于 94.51% 炉膛容积热负荷79.12kW/m3 炉膛断面热负荷4
18、.092MW/m2 燃烧器区域壁面热负荷1.335MW/m2 最低不投等离子稳燃负荷 30 锅炉排烟温度(修正后 ) 119 锅炉 NOx 的排放浓度 200mg/Nm3(BMCR 工况、标准状态、干烟气、含氧量 6%、 以 NO2计,CO 排放浓度不超过 200ppm) 灰渣比 9:1 1.2.4 燃料 煤质及灰分析资料 项 目符号单位设计煤种校核煤种 1校核煤种 2 1. 工业分析 收到基全水份Mt12.211.99.3 空气干燥基水份Mad5.928.025.64 收到基灰份Aar10.2718.575.63 干燥无灰基挥发份Vdaf37.6437.6838.66 收到基低位发热量Qne
19、t.v.arMJ/kg24.2321.1626.97 2. 哈氏可磨系数HGI515647 3. 冲刷磨损指数Ke2.51.92.4 4. 煤中游离二氧化硅SiO2(F)%2.033.681.07 5. 元素分析 收到基碳Car63.9456.9270.08 收到基氢Har3.833.434.26 收到基氧Oar8.417.929.25 收到基氮Nar0.830.820.87 收到基硫Star0.520.440.61 6. 灰熔化温度 灰变形温度DT 112011801300 灰软化温度ST 113012001320 灰半球温度HT114012101330 灰熔化温度FT 1150122013
20、40 7. 灰分析资料 榆神煤电北郊热电有限公司 350MW 超临界锅炉培训教材 7 / 264 项 目符号单位设计煤种校核煤种 1校核煤种 2 二氧化硅SiO250.5158.4525.15 三氧化二铝Al2O314.4316.4312.08 三氧化二铁Fe2O316.079.8520.37 氧化钙CaO9.855.6829.20 氧化钛TiO20.740.790.63 氧化镁MgO3.542.939.40 氧化钾K2O1.272.230.25 氧化钠Na2O0.630.541.29 三氧化硫SO31.852.030.60 五氧化二磷P2O5 二氧化锰MnO2%0.2650.0820.415
21、 其它 微量元素分析: 名称符号单位设计煤种校核煤种 1校核煤种 2 煤中氟F arg/g688287 煤中氯Cl arg/g0.0070.0090.014 煤中砷As arg/g 11518 煤中铅Pb arg/g665 煤中汞Hg arg/g0.130.100.18 煤中镉Cd arg/g111 煤中铜Cu arg/g232 煤中锌Zn arg/g182712 1.2.5 锅炉给水及蒸汽品质要求 1.2.5.1 锅炉补给水制备方式及水量 锅炉补给水制备方式:超滤、二级反渗透+EDI 锅炉补给水量:正常时 (按 B-MCR 的 1.5%计) 16.8t/h 锅炉起动或事故时最大值(按 B-M
22、CR 的 30%计) 336 t/h 1.2.5.2 锅炉给水质量标准 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量 (GB/T 12145-2008) 二氧化硅:10g/L;期望值 5g/L 铁: 5g/L;期望值 3g/L 铜: 2g/L;期望值 1g/L 钠: 3g/L;期望值 2g/L TOC:200g/L 电导率(加氧处理):0.15S/cm(经氢离子交换后,25)期望值0.10S/cm 电导率(挥发处理):0.15S/cm (经氢离子交换后,25)期望值0.10S/cm pH(加氧处理):8.09.0 pH(挥发处理):9.09.6 溶解氧(加氧处理):30150g/L 溶解氧(挥发处理):
23、7g/L 榆神煤电北郊热电有限公司 350MW 超临界锅炉培训教材 8 1.2.5.3 蒸汽质量标准 二氧化硅:10g/kg;期望值5g/kg 铁:5g/kg;期望值3g/kg 铜:2g/kg;期望值1g/kg 钠:3g/kg;期望值2g/kg 电导率:0.15S/cm(经氢离子交换后,25) 期望值0.10S/cm 1.2.6 厂用电系统电压: 中压:中压系统应为 6/kV 三相、50Hz;额定值 200kW 及以上电动机的额定电压为 6kV。 低压:低压交流电压系统(包括保安电源)为 380/220V、三相、50Hz;额定值 200kW 及 以下电动机的额定电压为 380V;交流控制电压为
24、单相 220V。 直流控制电压为 220V,来自直流蓄电池系统,电压变化范围从 198V 到 248V。 设备照明和维修电压: 设备照明应由单独的 380/220V 照明变压器引出。 维修插座电源额定电压为 380V、100A、三相、50Hz;单相 220V、20A。 1.2.7 锅炉运行条件 1.2.7.1 锅炉运行方式:带基本负荷并参与调峰。 制粉系统:采用中速磨直吹式制粉系统,每炉配 5 台磨煤机,4 用 1 备,煤粉细度按 R90 为 22/20%(设计/校核煤种,暂定) ,煤粉均匀性指数为 1.2(暂定),磨煤机出口煤粉温度: 6570(暂定) 。 给水调节:每台机组配置 1100B
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