600MW锅炉本体结构

力仅增加约10%。
内螺纹螺旋管圈水冷壁: 管间吸热偏差小，适应变压运行
水冷壁出口 介质温度
热负荷
流向
流向
燃烧器
前墙
侧墙
燃烧器
后墙
侧墙
垂直管布置水冷壁
燃烧器
前墙
侧墙
燃烧器
后墙
侧墙
螺旋上升式水冷壁
螺旋管在盘旋上升的过程中，每根管子都经过炉膛下部高热负 荷区域的整个周界，途经宽度方向不同热负荷分布的区域。因 此，螺旋管的每个管子，以整个长度而言，热偏差很小
名称 炉膛容积热负荷 炉膛断面热负荷 燃料耗量 锅炉计算效率(按低位热值) 炉膛出口过剩空气系数 过热器一级减温水喷水量 过热器二级减温水喷水量 过热器侧烟气份额 再热器侧烟气份额 空气预热器一次风进出口温度 空气预热器二次风进出口温度 空气预热器出口 (修正前/修正后)
单位 kw/m3 kw/m2 kg/h
• 水冷壁系统温度的监视是通过设置系统管 道上不同位置的热电偶来实现的，管子金 属壁温的监视是通过装设在水冷壁的壁温 测点来实现的。
壁温测点
壁温测点位置 螺旋水冷壁出口 上部水冷壁出口 顶棚管出口 尾部包墙出口 水平烟道（前）出口 水平烟道（后）出口 水平烟道（底部）出口 尾部包墙汽吊管出口 低温过热器出口 屏过出口 高过出口 汽水分离器筒体 高过出口集箱筒体
％ / t/h t/h ％ ％ ℃ ℃ ℃
姚孟 83.11 4950 265800 93.72 1.14
57 76 66.4 33.6 27/313 20/327 123/118
阳逻 79.99 4370 232680 93.38 1.14
76 76 55.5 44.5 28/323 21/334 131/126
锅炉汽、水、烟、风阻力
BMCR工况的阻力情况： 过热器蒸汽侧阻力 顶棚和包墙系统阻力 再热器蒸汽侧阻力 省煤器水侧阻力 水冷壁压降阻力 空气预热器一次风阻力 空气预热器二次风阻力 空气预热器烟气侧阻力 锅炉本体烟气阻力（含空预器） 燃烧器一次风阻 燃烧器二次风阻力
1.068MPa 0.696MPa 0.19MPa 0.087MPa 1.619MPa
压直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、 固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。 • 中速磨直吹式制粉系统，配6台磨(1台备用)，装设旋流 式HT-NR3型燃烧器，前后墙布置，对冲燃烧。 • 机组配置2×50％B-MCR汽动调速给水泵和1台30 ％BMCR电动调速给水泵。 • 采用35％B-MCR容量高、低压串联汽机旁路。
水平烟道深
mm 5486.4
后竖井低温再热器 mm 6604 烟道深度
后竖井低温过热器 mm 8331.2 烟道深度
水冷壁下集箱标高 mm 5800
锅炉性能保证值 (设计煤种)
1 锅炉B-MCR出力1900t/h 2 锅炉保证热效率（按低位发热量）93.49% 3 不投油最低稳燃负荷不大于35%B-MCR 4 烟、风压降实际值与设计值的偏差不大于10% 5 过热器、再热器、省煤器的实际水、汽侧压降数值不 超过保证值。 6 过热蒸汽在35～100%B-MCR范围内，再热蒸汽在50～ 100%B-MCR范围内能维持其额定汽温；汽温允许偏差为 ±5℃。 7 NOX的排放量不高于400mg/Nm3
350Pa 770Pa 909Pa 2257Pa 1150Pa 1950Pa
负荷特性：带基本负荷，并具有一定调峰能力
运行方式：采用定-滑-定方式运行，也可定压方式运行
汽温控制范围：过热汽温35%～100%B-MCR
再热汽温50%～100%B-MCR
炉膛压力：设计压力
±5800Pa
瞬时承受压力 ±8700Pa
水冷壁结构
• 炉膛宽为19419.2mm • 深度为15456.8mm • 高度为67000mm • 整个炉膛四周为全焊式膜式水
冷壁，炉膛由下部螺旋盘绕上 升水冷壁和上部垂直上升水冷 壁两个不同的结构组成，两者 间由过渡水冷壁转换连接，炉 膛角部为R150 mm圆弧过渡 结构。
• 炉膛冷灰斗的倾斜角度为55°， 除渣口的喉口宽度为1.2432米
世界上烟煤型锅炉典型布置
主要用于褐煤型锅炉
日本超临界燃煤锅炉均采用此种 布置方式
适合600MW-1050MW超临界燃煤 变压锅炉
-高灰份 缺乏1000MW超临界燃煤变压锅炉经验
结构与安装 具备成熟的结构技术及众多业绩， 需研究大容量超临界锅炉可靠性 可靠性高
性能及运行 煤适应性好（采挡板调节再热汽 再热器采用喷水及燃烧器摆动调温，对
B-MCR 1900 25.4 571 1613.8
4.6/4.41 322/569
283 93.72
313/327 123/118
BRL 1797.95
25.2 571 1523.8 4.34/4.16 315/569 279 93.8 93.49 310/322 121/115
锅炉主要性能参数（BMCR)
锅炉启动时间：冷态启动
7～8小时
温态启动
2～3小时
热态启动
1～1.5小时
极热态
＜1小时
水冷壁前上集箱 顶棚进口集箱 二级过热器汇集集箱 过热器二级减温器 二级过热器进口集箱 三级过热器进口集箱 三级过热器出口集箱 水冷壁凝渣管束 水冷壁后墙出口集箱
高再进口集箱 高再出口集箱 后竖井前墙集箱 再热器减温器 低再出口集箱 再热器减温器 后竖井吊挂管集箱 后竖井中隔墙集箱 一级过热器出口集箱 后竖井吊挂管集箱 后竖井后墙集箱 顶棚出口集箱
数量 24（前7/后7/侧5*2） 20（前7/侧5*2/折焰角3）
7 23（前5/侧4*2/后5/中隔墙5）
2 2 7 16 7 14 7 4（内外壁各2） 4（内外壁各2）
3.启动分离器
主要设备：启动分离器
序
名称
号
1
筒身
2
汽侧封头
3
水侧封头
4
管接头
5 手孔管接头
6 热电偶插座
超临界锅炉的典型结构.在锅炉启 停及正常运行过程中，汽水分离 器均投入运行。
前墙 侧墙 后墙 侧墙
燃烧器布置对水冷壁热负荷的影响
过渡段水冷壁
• 螺旋水冷壁前墙、两侧墙出口管全 部抽出炉外
• 后墙出口管则是4抽1根管子直接上 升成为垂直水冷壁后墙凝渣管，另 3根抽出到炉外
• 抽出炉外的所有管子均进入24根螺 旋水冷壁出口集箱，由22根连接管 从螺旋水冷壁出口集箱引入位于锅 炉左右两侧的两个混合集箱 （Φ444.5×95，SA335P12）混合 后，再通过22根连接管从混合集箱 引入到24根垂直水冷壁进口集箱， 然后由垂直水冷壁进口集箱引出光 管形成垂直水冷壁管屏，垂直光管 与螺旋管的管数比为3：1。
技术特点：
➢采用管螺旋管圈
控制合理的设计平均质量流速， 防止亚临界状态下的传热恶化，提 高高负荷下的安全裕度。
➢选取较高的质量流速
较高的流速可以确保更高的传热 性能和流动可靠性，确保水冷壁有 较高的安全性和较大的安全裕度。
结论：通过采用内螺纹管及选取合适的质量流
速，水冷壁安全裕度得到极大的提高，汽水阻
水冷壁的支撑结构
减少热应力 销杆连接 (不需要焊接)
螺 旋 膜 式 水 冷 壁
垂直膜式水冷壁
螺旋水冷壁出口集箱
垂直水冷壁进口集箱 螺旋水冷壁出口集箱 垂直水冷壁进口集箱
螺旋管圈水冷壁
水平刚性梁 垂直刚性梁
垂直搭接板
上部垂直水冷壁
水冷壁系统的保护
• 温度监测保护：水冷壁系统温度测点是锅 炉在启停、运行时对管子金属壁温进行监 视和保护的重要手段。
温）
经济性和煤适应性有影响。
2. 水冷壁
采用螺旋管圈＋垂直管圈 方式
对于超临界变压运行锅炉，螺旋管 圈水冷壁是首先应用于超临界变压运行 锅炉的水冷壁型式。 ➢ 炉膛水冷壁采用螺旋管圈＋垂直管圈 方式【即下部炉膛的水冷壁采用螺旋管 圈（内螺纹管），上部炉膛的水冷壁为 垂直】，保证质量流速符合要求。 ➢ 水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁 ➢ 水冷壁采用一次中间混合联箱来实现 螺旋管至垂直水冷壁管的过渡
锅炉本体三维动画
1.总体布置
采用П型布置形式
П型布置是传统普遍采用的方式， 烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟 道，在尾部烟道通过各受热面后排 出。
其主要优点是锅炉高度较低， 尾部烟道烟气向下流动有自生吹灰 作用，各受热面易于布置成逆流形 式，对传热有利等。
布置简图
锅炉∏型布置和塔型布置的比较
概念 业绩
管子根数大大减少，而且这种 减少水冷壁管子根数的办法不加大 管子之间的节距，使管子和肋片的 金属壁温在任何工况下都安全。
内螺纹螺旋管圈水冷壁: 采用内螺纹管，提高水冷壁安全裕度
压力, MPag 质量流速 (kg/m2s)
35
4,500
30%MCR 50％THA 70%THA
BRL MC R
30 省煤器进口压力
过热器出口压力 25
设计平均
20
质量来自百度文库速
4,000 3,500 3,000 2,500
15
2,000
10 光管
足Su够ff的ic裕ien量t Margin 1,500
1,000
5 临界质量流速
500 内螺纹管
0 0
Tube
-
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
主蒸汽流量, t/h
• 螺旋水冷壁管全部采用六头、上升角60°的内 螺纹管，共456根，管子规格Φ38.1×7.5，材 料为SA-213T2。
• 炉膛冷灰斗处管子节距为50.8及49.827mm， 冷灰斗以外的中部螺旋盘绕管圈，倾角为 19.471°，管子节距50.8 mm。
• 冷灰斗管屏、螺旋管屏膜式扁钢厚δ6.4，材料 为15CrMo，均采用双面坡口型式。
内螺纹螺旋管圈水冷壁: 不需设置水冷壁进口节流圈
垂直水冷壁 + 内螺纹管
螺旋水冷壁 + 内螺纹管
炉膛水冷壁型式
流量调整困难 (进口节流圈)
采用高质量流速，且质量流速可 以自由调整。
负荷变化 和煤种变 化适应性
对比
节流圈为针对锅炉某一负荷、某一煤种而设计。 由于节流圈的固有特性，对所有负荷进行流量 合理分配、调节较为困难；机组运行一段时间， 节流圈将不可避免地结垢，偏离设计值。对煤 种变化、炉膛结渣等所引起的炉膛热负荷变化 适应性较差。
内螺纹管结构
螺旋管圈+内螺纹管 漩涡效果 > 重力作用
管子内表面充满了液体
下部螺旋水冷壁管屏带弯头出厂
现场水冷壁的布置图
冷灰斗
螺旋管圈水冷壁
性能优越、成熟可靠的水冷壁
自由选择管子尺寸和数量：
➢布置与选择管径灵活，易于
获得足够的质量流速
螺旋管圈水冷壁所需管子根数 和管径，可通过改变管子水平倾斜 角度来调整，使之获得合理的设计 值，以确保锅炉安全运行与水冷壁 自身的刚性。
600MW超临界机组
技术专题介绍２
锅炉本体结构(1)
郑州电力高等专科学校
杨建华
锅炉本体结构
• 1.总体布置 • 2.水冷壁 • 3.启动分离器 • 4.过热器 • 5.再热器 • 6.省煤器 • 7.空气预热器
锅炉基本性能
• 锅炉型号：DG1900/25.4-Ⅱ1 • 装设二台600MW燃煤汽轮发电机组，锅炉为超临界参数变
• 这种结构的过渡段水冷壁可以把螺 旋水冷壁的荷载平稳地传递到上部 水冷壁。
中间过渡水冷壁
螺旋水冷壁
垂直水冷壁
垂直水冷壁入口集箱
半炉膛混合，减少吸热偏差小，适应变压运行
混合集箱
垂直膜式壁
螺旋水冷壁出口集箱
垂直水冷壁进口集箱 螺旋水冷壁出口集箱
螺旋膜式壁
垂直水冷壁进口集箱
过渡段水冷壁厂内组装
过渡段水冷壁安装后
采用较高质量流速设计，且进口不需装设节流圈，螺旋管圈 水冷壁的传热、流量分配和介质出口温度等不会受到燃烧器、 磨煤机切换等工况的影响 。对煤种变化、炉膛结渣以及机组
负荷变化所引起的吸热量的变化适应性好，变负荷、变压运 行能力强
螺旋水冷壁管
• 炉膛下部水冷壁（包括冷灰斗水冷壁、中部螺 旋水冷壁）都采用螺旋盘绕膜式管圈，从水冷 壁进口到折焰角水冷壁下标高52608.9 mm处。
锅炉主要规范：
名称 过热蒸汽流量 过热器出口蒸汽压力 过热器出口蒸汽温度 再热蒸汽流量 再热器进/出口蒸汽压力 再热器进/出口蒸汽温度 给水省煤器进口温度 计算热效率(按低位发热量) 保证热效率(按低位发热量) 热一/二次风温度 排烟温度(修正前/后)
单位 t/h MPa(g) oC t/h MPa(g) oC oC / / oC oC
锅炉主要界限尺寸
锅炉深度
mm 44500
顶棚出口集箱
刚性梁
刚性梁
锅炉宽度(外侧柱) mm 44000
刚性梁
刚性梁 刚性梁
锅炉宽度(内侧柱) mm 25000
刚性梁
刚性梁
刚性梁
大板梁标高
mm 85900
刚性梁
刚性梁
低再进口集箱
炉膛宽度
mm 19419.2
炉膛深度
mm 15456.8
顶棚拐点标高
mm 72800