适合于燃用高碱性煤的660MW级超超临界锅炉制造技术

本实用新型专利技术涉及超超临界参数锅炉，并公开了一种适合于燃用高碱性煤的660MW级超超临界锅炉，所述锅炉为采用前后墙对冲燃烧形式的Π型布置锅炉，其炉膛容积热负荷

660MW grade ultra supercritical boiler suitable for burning high alkaline coal

The utility model relates to a boiler with ultra-supercritical parameters, and discloses a 660 MW class ultra-supercritical boiler suitable for burning high alkaline coal. The boiler is a_type arrangement boiler with front and rear wall opposite combustion, and its furnace volume heat load.

【技术实现步骤摘要】
适合于燃用高碱性煤的660MW级超超临界锅炉
本技术涉及一种超超临界锅炉，尤其是一种燃用高碱性煤的超超临界锅炉。
技术介绍
“准东煤田”是新疆地区最大的整装煤田，是我国重要的煤电一体化能源基地，可开采储量约3000亿吨，是我国重要的煤电一体化能源基地，对新疆资源化转型与工业化进程起着举足轻重的作用。准东煤具有碱金属元素钠、钾含量高的特点，灰中钠的含量总体都在2％以上，有的矿区甚至高达10％。准东煤与国内其它动力煤种相比具有严重的结渣、沾污特性，也是国际上也少有的高碱煤种，煤灰中的碱金属元素会对煤的燃烧利用产生极为不利的影响。现役锅炉试烧情况表明：准东高碱煤的强沾污结渣特性给燃用准东煤的大型燃煤发电机组带来了严重的安全威胁。电厂在掺烧或者全部试烧准东煤的过程中发生了锅炉受热面严重积灰问题，锅炉屏式过热器、高温过热器、高温再热器、低温再热器等受热面管壁都有大量的粘污或积灰，并伴随有不同程度的高温腐蚀，造成锅炉受热面换热效率降低，甚至爆管。这一问题采用现有燃煤发电技术难以解决，严重制约了准东煤的开发与利用。目前电厂对高碱煤的利用只能采用掺烧沾污性弱煤种或除焦剂的方法，但这种方法仅能减缓沾污，不能从根本上解决沾污的问题。且掺烧低碱性煤会造成锅炉燃料成本大幅上升。于2017年3月8日授权公告的公告号为CN206001428U的中国技术专利“燃用新疆准东煤300MW级超临界锅炉”，提出了一种燃用新疆准东煤300MW级超临界锅炉，其组成包括：水冷壁系统、燃烧系统、过热器系统、再热器系统、省煤器系统、烟风系统和启动系统，所述的燃烧系统布置在所述的水冷壁系统所围成的炉膛的角部，火焰在炉膛内形成四角切圆燃烧，所述的过热器系统包括顶棚包墙过热器、一级过热器、二级过热器、三级过热器，所述的再热器系统包括一级再热器、二级再热器，所述的顶棚包墙过热器围成尾部烟道和水平对流烟道，所述的一级过热器和所述的省煤器系统布置在尾部烟道后竖井中，所述的一级再热器布置在尾部烟道前竖井中，两个竖井中的烟气比例由竖井出口的烟气量调节挡板控制，所述的二级再热器和所述的三级过热器布置在炉膛出口的水平对流烟道中，所述的二级过热器布置在炉膛顶部，所述的启动系统联接水冷壁系统和过热器系统。其将炉膛主燃区上下分为两个燃烧区域，采用四角切圆燃烧方式，降低燃烧器区域热负荷，增加燃尽高度，保证了较低的炉膛热负荷，可使烟气温度在炉膛中得到充分降低，使炉膛结焦倾向降低。在整个炉膛区域、辐射受热面及对流受热面设置数量较多的吹灰器，保证受热面的结焦量在可控范围内，保证锅炉安全稳定运行。以上方案提出了燃用新疆准东煤300MW级超临界锅炉，其主要思想是降低炉膛热负荷，降低炉膛结焦倾向，同时利用吹灰器控制受热面结焦。对于燃用准东煤等高碱性煤种有着一定的借鉴意义。当前燃煤发电机组逐步向高效清洁化方向发展，新建机组基本在660MW等级及以上，以超(超)临界参数为主，超(超)临界，意为超临界或者超超临界。因此，开发出安全稳定运行全烧高碱性煤的660MW等级及以上超超临界锅炉炉型对新疆高碱煤的大范围开采使用，新疆战略能源基地的建立，加快新疆实施优势资源转换战略，保障国家能源安全具有十分重要的现实意义和战略意义。
技术实现思路
为克服目前对全部燃用高碱性煤种的超超锅炉尚无有效解决方案的不足，本技术针对准东高碱性煤种强粘污结渣的特点及安全稳定运行的要求，提出了一种能够全烧准东高碱性煤的660MW等级超超临界锅炉。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：适合于燃用高碱性煤的660MW级超超临界锅炉，所述锅炉为采用前后墙对冲燃烧形式的Π型布置锅炉，包括炉膛及四周水冷壁和布置在炉体上的燃烧器，燃尽风，炉膛上部的屏式过热器和高温过热器，布置在水平烟道的高温再热器，布置在后竖井烟道的低温再热器和低温过热器，燃烧器采用旋流式煤粉燃烧器；煤粉燃烧器与侧墙之间布置有直流风喷口；炉膛容积热负荷<60kW/m3，炉膛截面热负荷<3.9MW/m2；炉内高温再热器受热面采用大节距，低温再热器和低温过热器的第一组及第二组水平段受热面均采用大节距；中部炉膛区域水冷壁上设置水力吹灰装置。采用更小的炉膛热负荷参数，该参数为反映炉膛整体尺寸的参数，能适当降低炉膛的温度水平，减小炉膛内发生结渣的可能性。采用前后墙对冲燃烧方式，防止火焰冲刷水冷壁，炉内温度场相对均匀，减少炉内结渣风险。“采用大节距”即相对于常规超超临界锅炉设计的节距参考取值，拉大易沾污区间的受热面节距，以降低烟气速度，使烟气携带灰粒子通过管组间的空隙，尽量避免灰粒子与受热面接触形成粘结，同时较大的节距可防止搭桥。所称的“第一组及第二组水平段受热面”，指相应水平段受热面中对应烟气温度最高的那一级管组及与之相邻的另一级管组。水力吹灰装置和吹灰器的全面、充分应用，打造受热面清洁的炉膛，有利于有效清除炉内结渣，降低炉膛出口烟气温度。以上措施联合采用而得的锅炉整体结构方案，能够适应燃用高碱性煤种的要求，有效消弥其高结渣倾向带来的不利影响。更好地，所述各层燃烧器布置满足平均高度方向间距大于5m。假设为两层燃烧器，则两层燃烧器之间的高度方向间距须大于5m；假设为三层燃烧器，则上、中两层燃烧器之间的高度方向间距与中、下两层燃烧器之间的高度方向间距的平均值应大于5m。更好地，在最上层燃烧器上部布置内旋外直的燃尽风和墙式燃尽风。更好地，高温再热器横向节距设置为460mm±15mm，低温再热器和低温过热器水平段的第一级及第二级管组，横向节距均设置为230mm±15mm。更好地，为屏式过热器、高温过热器、高温再热器的各至少一个屏的每根管子配置有壁温传感器，且每屏至少设置一个壁温传感器，监控炉内粘污情况。可以选择上述各换热器的受热面中，位于相对较高壁温区域的一个屏，或两个以上的屏进行监控。常规锅炉设计中，对于壁温检测，通常只选择其中一个屏的1～3根管子进行壁温监控，这样的设计难于满足监控燃用碱性煤种锅炉的需要。更好地，在燃烧器外侧与侧墙之间布置直流风。更好地，在炉膛水冷壁区域、屏式过热器和高温过热器区域，高温再热器区域，以及低温再热器和低温过热器的垂直区域，均布置有蒸汽吹灰器，且为蒸汽吹灰器配置有蒸汽压力可达到3MPa并可调节压力的蒸汽源，保证吹灰效果能达到燃用碱性煤种锅炉的需要。本技术的有益效果是：可达到100％纯烧准东高碱性煤种，无需添加弱粘污性煤种或除焦剂。锅炉各项性能指标先进，能实现高效稳定的燃烧和低NOx排放，防止炉膛的结渣及受热面粘污，能长期安全、稳定、高效运行。附图说明图1是本技术锅炉的总体结构示意图。图中标记为：1、炉膛，2、燃烧器，3、燃尽风，4、吹灰器，5、储水罐，6、屏式过热器，7、高温过热器，8、汽水分离器，9、高温再热器，10、低温再热器，11、低温过热器，12、省煤器，13、SCR，14、空气预热器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。如图1所示，本技术的锅炉为660MW等级，超超临界参数，变压直流炉、单炉膛、前后墙对冲燃烧，一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊，Π型锅炉。锅炉以高碱性煤为主要燃料，采用前后墙对冲燃烧方式，Π型布置，主要由过热器系统、再热器系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适合于燃用高碱性煤的660MW级超超临界锅炉，所述锅炉为采用前后墙对冲燃烧形式的Π型布置锅炉，包括炉膛及四周水冷壁和布置在炉体上的燃烧器，燃尽风，炉膛上部的屏式过热器和高温过热器，布置在水平烟道的高温再热器，布置在后竖井烟道的低温再热器和低温过热器，其特征是：燃烧器采用旋流式煤粉燃烧器；煤粉燃烧器与侧墙之间布置有直流风喷口；炉膛容积热负荷

【技术特征摘要】
1.适合于燃用高碱性煤的660MW级超超临界锅炉，所述锅炉为采用前后墙对冲燃烧形式的Π型布置锅炉，包括炉膛及四周水冷壁和布置在炉体上的燃烧器，燃尽风，炉膛上部的屏式过热器和高温过热器，布置在水平烟道的高温再热器，布置在后竖井烟道的低温再热器和低温过热器，其特征是：燃烧器采用旋流式煤粉燃烧器；煤粉燃烧器与侧墙之间布置有直流风喷口；炉膛容积热负荷<60kW/m3，炉膛截面热负荷<3.9MW/m2；炉内高温再热器受热面采用大节距，低温再热器和低温过热器的第一组、第二组水平段受热面均采用大节距；中部炉膛区域水冷壁上设置水力吹灰装置。2.如权利要求1所述的适合于燃用高碱性煤的660MW级超超临界锅炉，其特征是：各层燃烧器布置满足平均高度方向间距大于5m。3.如权利要求1所述的适合于燃用高碱性煤的660MW级超超临界锅炉，其特征是：在最上层燃烧器上部...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉燊铭，刘文建，易广宙，何维，莫春鸿，潘绍成，尹朝强，朱驾，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51