1000MW超超临界塔式锅炉

1000MW超超临界塔式锅炉与Π型锅炉的技术特点比较分析程江1王洪波2（广东神华国华粤电台山发电，广东台山）摘要：本文对1000MW超超临界塔式锅炉与Π型锅炉的水冷壁、过热器和再热器的主要结构特点进行对比与分析，总结出各自的优缺点。

关键词：超超临界塔式锅炉；超超临界Π锅炉；再热裂纹；节流圈Compare and analysis of technical features of 1000MW Ultra-supercritical tower-type boiler and Π-type boilerChengJiang1Wanghongbo2Guangdong TaiShan Power Plant Co,ltd.,TaiShan,Guangdong 529228Abstract:The paper compares the main structure features of waterwall、superheater and reheater of 1000MW Ultra-supercritical tower-type boiler with Ultra-supercritical Π-type boiler, and summarizes the advantages and defects of Ultra-supercritical tower boiler and Ultra-supercritical Π boiler.Keywords:Ultra-supercritical tower-type boiler Ultra-supercritical Π-type boiler reheat crack Throttling ring1、前言自国内首台1000MW超超临界机组投产运行以来，目前我国已有多台超超临界1000MW 机组投入运行或者再建中。

国内目前投产的超超临界机组选用的是国外三大锅炉厂的技术，日本三菱公司、日本日立公司、ALSTOM技术。

1000MW超超临界塔式炉锅炉运行优化调整降低NOx生成摘要：由于锅炉燃烧过程中生成的氮氧化物(主要为NO及NO2)严重地污染了环境，抑制NOx的生成已成为大容量锅炉的燃烧器设计及运行时必须考虑的主要问题之一。

铜山华润电厂2×1000MW自2009年投产以来，一直都高度重视机组SCR脱硝装置的运行投入。

针对铜山华润电厂的锅炉特性，通过一段时间对机组运行情况的观察及锅炉运行优化调整，有效的降低SCR脱硝装置入口烟气NOx含量，控制烟囱入口NOx折算值不超过100mg/Nm3，并降低SCR脱硝装置的喷氨量，达到节能减排的标准，有效保证环保电价。

关键词：SCR、燃烧、脱硝、富氧燃烧1 概述铜山华润电厂2×1000MW 超超临界机组锅炉由上海锅炉厂有限公司制造，型号SG-3044/27.46-M535，为3044t/h 超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛塔式布置、一次中间再热、四角切向燃烧、摆动喷嘴调温、平衡通风的锅炉。

本锅炉燃烧系统是低NOx同轴燃烧系统LNCFS，其目的是为了控制燃烧装置的NOx排放，控制NOx原理是空气分级技术。

通过对铜山华润电厂1000MW三期机组SCR脱硝装置喷氨量和SCR入口烟气NOx含量的分析和统计，喷氨量和入口烟气NOx含量一直偏高。

机组在高负荷工况下，SCR入口烟气NOx含量一般维持在300mg/Nm3左右，喷氨量维持在520Nm3/h左右居高不下。

通过一段时间对机组运行情况的观察及锅炉运行优化调整，在保证机组的安全经济运行的情况下，有效地降低SCR入口烟气NOx含量和SCR装置的喷氨量。

控制SCR入口烟气NOx含量在220 mg/Nm3以下，控制喷氨量在400Nm3/h以下，有效的控制烟囱入口NOx折算值不超标，达到节能减排的标准。

2 SCR入口烟气NOx偏高的影响因素锅炉燃烧过程中生成的NOx一般可分为两大类：燃料中的氮生成燃料型NOx和空气中的氮在高温下与氧反应生成的NOx（热力型NOx和快速型NOx）。

文章编号:C N23-1249(2009)01-0005-051000MW 超超临界塔式锅炉特点及调试技术马新立(江苏方天电力技术有限公司,江苏南京211102)摘　要:在介绍塔式炉在我国迅速崛起的背景的基础上,详细分析了塔式炉的特点和调试技术,并提出了发展和优化塔式炉设计和运行的建议,以供基建调试单位和电厂运行借鉴。

关键词:1000MW;超超临界机组;塔式锅炉;特点;调试中图分类号:TK 229 文献标识码:AThe C haracter isti c and Comm ission i n g Techn i queof 1000M W Ultra -Supercr iti ca l Tower Type BoilerM a L ixin(Jiang Su Fang tian Powe r Technology Co .L td .,N anJing 211102,China)Abstra ct:On the ba se of intr oducing the backgr ound of rapid gr ow th in our countr y,C O 2the charac 2teristic and c omm issi oning technique of tower type boiler is ana lyzed in deta il,C O 2then the sugge s 2ti ons of devel oping and opti m izing the design and operation of t ower type boiler are brought f or ward,C O 2s o that po wer p lant and comm issi oning institute could use it f or r eference .Key wor ds:1000MW;ultra -supercritical unit;t ower type boiler;characte ristic;comm issi oning　收稿日期　作者简介马新立(6),男,江苏常州人,高级工程师,从事大型锅炉基建调试工作。

1000MW超超临界塔式炉等离子点火的应用措施分析摘要：本文简述了等离子技术发展情况及应用意义，详细介绍了宁海B厂1000MW超超临界塔式炉锅炉等离子技术燃烧系统，并对部分其它电厂锅炉等离子应用中出现的一些问题进行了简单分析，结合宁海B厂1000MW超超临界塔式炉锅炉应用经验总结，从运行角度对等离子技术在1000MW超超临界塔式锅炉上应用措施及问题进行了分析。

关健词：1000MW超超临界塔式锅炉；等离子点火；运行分析；0.引言近年来，原油价格飙升，控制成本节约燃油用量越来越受到重视。

等离子点火技术利用相对廉价的电能产生的等离子体直接点燃煤粉，实现锅炉无油或少油冷态启动及低负荷助燃，特别是在新机组试运期间可节约大量燃油，具有较为优越节能特性，宁海二期两台1000 MW超超临界塔式锅炉采用了等离子点火技术，自调试及以后运行中证明等离子点火技术在1000MW超超临界塔式锅炉能得到成功应用。

1．等离子工作原理及在宁海B厂锅炉上的配置等离子点火装置利用直流电流（280-350A）在一定介质气压的条件下接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的定向流动空气等离子体，该等离子体内含有大量花谢活性的粒子，如（C、H、O）、原子团（OH、H2、O2）、离子（O2-\H2-）和电子等，在点火燃烧器中形成T>5000K的梯度极大的局部高温火核，煤粉颗粒通过该等离子体火核时，在千分之一秒内迅速释放出挥发物，再造挥发份，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。

国华宁海B厂2台1000MW超超临界塔式锅炉燃烧系统是中速磨正压直吹系统设计，配备6台磨煤机，由下至上分别是A、B、、C、D、E、F。

正常运行中上5台磨煤机运行，四角切圆方式燃烧，B层燃烧器采用轴向插入式等离子燃烧器，采用的等离子点火系统由等离子发生器及燃烧器、冷却水系统、载体空气系统、冷炉制粉冷风加热系统、一次风在线监测系统、图像火检系统、直流供电系统、控制系统等构成。

1000MW 超临界锅炉水冷壁壁温计算研究摘要本文选取的研究对象是某台1000MW 的超临界塔式锅炉，采用的计算方法是分区计算，并简化高参数锅炉内的对流与辐射，将不同锅炉负荷条件下冷壁壁温的分布规律进行总结，对实测数据进行比较。

我们发现，超超临1000MW 机组锅炉启动冷态时，水冷壁易出现超温现象，从而对水冷壁管材的寿命会产生一定的影响。

因此，计算100MW 超临界锅炉水冷壁壁温很有必要。

计算结果表明，水冷壁爆管属于短时过热爆管。

当水循环不良时或者水冷壁管出现堵塞时，会比较容易造成水冷壁爆管。

因此，为了避免事故的发生，保证壁温适中，在锅炉运行时必须加强监控，控制煤含硫量以及入炉氧量。

关键词1000MW ；超临界锅炉；水冷壁壁温计算文献标识码A中图分类号TK2文章编号2095-6363（2015）10-0052-01目前我国的发电技术已经走向了高效清洁的超临界燃煤技术，利用这种方式发电必须要提高发电效率，而发电的效率取决与蒸汽动力的循环参数，如果参数高，那么机组的操作效率就高，如果参数低，那么机组的操作效率就偏低。

机组在运行的过程中，1000MW 超临界塔式锅炉的工质流动状态会发生很大的变化，这也会引起锅炉内的温度发生变化，因此，我们需要对锅炉温度进行计算，将温度控制在一定范围之内，以免发生意外现象。

本文主要从超临1000MW 机组锅炉水冷壁超温情况、炉灶的分区、数学模型的建立以及温度的计算与分析四个方面进行阐述，其具体情况如下。

1 超临1000MW 机组锅炉水冷壁超温情况电厂1000MW 超超临锅炉机组水冷壁的结构为垂直管屏膜式水冷壁，其中运用了经过改进的内螺纹管。

其材质为AS213-T12,在上下炉膛间有设计水冷壁中间集箱，其工质在经过两级混合，再进入上炉膛。

通过查询生产信息系统（SIS）的数据记录，这组数据将电厂2009年1月12日到2010年1月22 日所有机组5 次水冷壁超温的情况，具体情况如下。

关于沙洲二期超超临界机组参数选型的报告一、百万超超临界机组材料选型范围1、锅炉方面目前百万超超临界机组锅炉受热面管材选型主要考虑奥氏体钢TP347HFG、Super304、HR3C、NF709，材料方面国内外均没有新的突破。

表1-1奥氏体钢Super304、HR3C主要规格及使用条件＊数据来源于北京科技大学《新型奥氏体耐热钢HR3C的研究进展》2010.10 再热器出口管道目前百万超超临界机组全部采用P92，P92的温度使用上限为650℃。

2、汽机方面汽轮机叶片、转子、汽缸、阀体选用材料为铁素体9-12%Cr耐热钢，目前主要形成两个等级，600℃/625℃。

上表数据来源：上海发电设备成套设计研究院《超超临界机组材料》我公司二期工程主机参数选型目前涉及到两大方案，即600℃/600℃型和600℃/620℃型。

1）600℃的9-10%Cr耐热钢汽轮机至今已运行10年以上，无论含W或不含W都能在600℃下安全运行，属于有成熟运行业绩产品。

2）625℃的9%Cr钢已完成用于产品前的全部试验，试验数据表明“625℃的超超临界参数”汽轮机已不存在材料技术问题。

但目前此参数机组国内仅有产品订单但无投运业绩（安徽田集660MW机组）。

国外德国达特尔恩有产品业绩，无投运业绩。

仅日本有投运业绩，时间不长。

二、再热器出口603℃提升到623℃技术1、技术上的实现手段主要是增加低温再热器和高温再热器的受热面面积2、材料使用情况：从选材上可以看出，为了确保再热蒸汽温度提高至623℃后锅炉再热器的安全性，将高温再热器的出口散管由T92材料提升至SA-213 S 304H，高温段的材料仍然采用Super304、HR3C。

三、选用623℃参数后，管壁温度的运行情况分析：1、根据AMSE的标准一般炉内管壁温度取蒸汽温度+（25 ~ 39）℃，国内计算取50℃，选用623℃参数后，高温再热器出口段平均壁温在（648 ~ 662）℃，HR3C的允许管壁温度672℃，上限壁温还有10℃的安全余量，但是由于并列管排的热偏差的存在，炉内可能有局部管壁超过672℃。

1000MW超超临界机组塔式锅炉安装工艺的创新与应用摘要：上海外高桥电厂三期工程为国产首座采用塔式锅炉的百万等级燃煤机组，其安装技术难度和安装工作量都是空前的，对于锅炉安装带来了新的安装理念和安装方法。

关键词：锅炉钢结构主钢架辅钢架受热面吊装锅炉安装液压提升装置1 概况上海外高桥电厂三期工程建设规模为2×1000MW超超临界凝汽式燃煤机组，为国产首座采用塔式锅炉的百万等级燃煤机组，对其安装在国内也是第一次，而且施工工期短，因此其安装技术难度和安装工作量都是空前的。

我们根据工程的特点，在锅炉安装中通过自主创新，采用新工艺、新技术，确保了工程的建设进度和安装质量。

2 锅炉安装的技术难点2.1 主钢架的件数少，重量重，高度高，同时在安装过程中，存在安装主钢架、辅钢架不同步的状况；另一方面左右辅钢架上部和炉前副钢架为悬吊结构，此种结构在以前从没有碰到过，这使得吊装的难度系数和安全风险大大增加。

目前国内大型火电站锅炉主钢架的吊装都是选择在锅炉左右两侧装设两台塔式起重机，因此主横梁、大板梁等一些超大、超重构件就必须依靠两台塔式起重机进行双机抬吊完成，对两台吊机的操作协调要求很高；而且两台塔式起重机的顶升工作必须依靠两侧辅钢架进行支撑，副钢架如果不同步及时跟进，将影响主钢架的安装工作。

如果主、辅钢架均完成后再进行受热面的安装，因辅钢架构件数量多，将严重影响锅炉安装的总体进度。

2.2 传统的刚性梁安装方法就是在锅炉主辅钢架安装完成后，将单根梁用起重机与卷扬机配合临抛到对应标高的主钢架上用钢丝绳临时悬吊，等炉顶管排和四周水冷壁安装完成后，再把原先临时悬吊在主钢架上的刚性梁至上而下地用手拉葫芦一根一根安装在水冷壁管排上，然后施工人员利用高空搭式的脚手架用螺栓或电焊进行最终的固定，这样的安装方法不仅费时、费材料，而且高空作业比较危险。

本锅炉垂直段刚性梁总重541534kg、螺旋段刚性梁总重567868kg、底部灰斗刚性梁总重235685kg,其中最重刚性梁单根宽度达2m以上，重为25t，总计大小刚性梁800余根，用传统的临抛方法无法满足施工要求和进度。

1000MW超超临界机组塔式锅炉安装工艺的创新与应用摘要：上海外高桥电厂三期工程为国产首座采用塔式锅炉的百万等级燃煤机组，其安装技术难度和安装工作量都是空前的，对于锅炉安装带来了新的安装理念和安装方法。

关键词：锅炉钢结构主钢架辅钢架受热面吊装锅炉安装液压提升装置1 概况上海外高桥电厂三期工程建设规模为2×1000MW超超临界凝汽式燃煤机组，为国产首座采用塔式锅炉的百万等级燃煤机组，对其安装在国内也是第一次，而且施工工期短，因此其安装技术难度和安装工作量都是空前的。

我们根据工程的特点，在锅炉安装中通过自主创新，采用新工艺、新技术，确保了工程的建设进度和安装质量。

2 锅炉安装的技术难点2.1 主钢架的件数少，重量重，高度高，同时在安装过程中，存在安装主钢架、辅钢架不同步的状况；另一方面左右辅钢架上部和炉前副钢架为悬吊结构，此种结构在以前从没有碰到过，这使得吊装的难度系数和安全风险大大增加。

目前国内大型火电站锅炉主钢架的吊装都是选择在锅炉左右两侧装设两台塔式起重机，因此主横梁、大板梁等一些超大、超重构件就必须依靠两台塔式起重机进行双机抬吊完成，对两台吊机的操作协调要求很高；而且两台塔式起重机的顶升工作必须依靠两侧辅钢架进行支撑，副钢架如果不同步及时跟进，将影响主钢架的安装工作。

如果主、辅钢架均完成后再进行受热面的安装，因辅钢架构件数量多，将严重影响锅炉安装的总体进度。

2.2 传统的刚性梁安装方法就是在锅炉主辅钢架安装完成后，将单根梁用起重机与卷扬机配合临抛到对应标高的主钢架上用钢丝绳临时悬吊，等炉顶管排和四周水冷壁安装完成后，再把原先临时悬吊在主钢架上的刚性梁至上而下地用手拉葫芦一根一根安装在水冷壁管排上，然后施工人员利用高空搭式的脚手架用螺栓或电焊进行最终的固定，这样的安装方法不仅费时、费材料，而且高空作业比较危险。

本锅炉垂直段刚性梁总重541534kg、螺旋段刚性梁总重567868kg、底部灰斗刚性梁总重235685kg,其中最重刚性梁单根宽度达2m以上，重为25t，总计大小刚性梁800余根，用传统的临抛方法无法满足施工要求和进度。

高温再热蒸汽管道水压堵阀阀体裂纹的补焊内容来源自网络1概述1000MW超超临界塔式锅炉的主蒸汽出口压力为27.46MPa，出口蒸汽温度为605℃；高温再热蒸汽出口压力为5.75MPa，出口再热蒸汽温度为603℃。

机组运行约5000h后进行检修，在高温再热蒸汽出口管道上的四只水压堵阀（1.概述1000MW超超临界塔式锅炉的主蒸汽出口压力为27.46MPa，出口蒸汽温度为605℃；高温再热蒸汽出口压力为5.75MPa，出口再热蒸汽温度为603℃。

机组运行约5000h后进行检修，在高温再热蒸汽出口管道上的四只水压堵阀（材质为C12A）均发现了长短不一的裂纹。

其中一只堵阀有39处裂纹，最长达60mm。

本文对堵阀阀体表面裂纹原因进行分析，制定裂纹消除和焊接工艺措施，并实施了异质冷补和同质热补的补焊工艺，取得了良好的修复效果，保证了锅炉的安全稳定运行。

2.裂纹原因表1 堵阀相关参数堵阀（表1）为铸钢件，表面存在铸造缺陷，在缺陷尖端形成裂纹源，是造成阀体开裂的主要原因。

而堵阀制造后没有经过长时间时效处理，由于内应力的存在，成为造成阀门高温下运行一段时间后阀体开裂的另一原因。

阀体在补焊处开裂是由于补焊应力没有完全消除，造成运行中开裂。

3.缺陷处理用角磨机打磨裂纹部位，彻底消除裂纹后，将待焊部位修磨成U形坡口，并修磨表面及清除周围50mm范围内的油和锈等杂质，且露出金属光泽。

消除裂纹处进行磁粉探伤检查，确认无缺陷后进行补焊。

不需补焊的部位进行圆滑过渡，不允许存在尖角。

4.补焊工艺深度小于8mm的裂纹不必补焊，打磨圆顺即可。

深度为8～25mm，采用异质冷补焊工艺方案。

为了防止熔敷金属量大，在运行过程中存在组织应力过大，造成开裂，深度大于25mm的裂纹采用同质热补焊工艺（表2）。

表2 手工电弧焊焊接工艺规范焊前将碱性焊条在300～350℃下烘焙1h。

现场焊接时，焊条存放在保温筒中逐根取用，保温筒应始终接通电源，温度保持在100～150℃。

专题1锅炉设计说明书一、概述本次为浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程机组超超临界锅炉提出的方案是上海锅炉厂有限公司采用Alstom Power 公司Boiler GmbH（以下简称APBG公司）的技术，总体方案是在该公司为外高桥二期、三期设计的2×900MW 超临界和2×1000MW超超临界锅炉的基础上，根据本工程燃煤特性、蒸汽参数特点以及相关要求进行设计的。

锅炉的系统、性能设计由上海锅炉厂有限公司与技术支持方APBG公司联合进行，性能保证将由技术支持方APBG公司负责。

本方案提供1000MW等级螺旋管圈水冷壁方案。

对于本工程，卖方认为锅炉设计时主要考虑采用成熟先进的超临界锅炉技术，以确保机组的可用率和获得高的经济性；炉膛尺寸及燃烧设备的选用保证炉膛及炉膛出口处受热面不结渣、高的燃烧效率、低负荷稳燃、降低NOx排放、防止低温受热面飞灰沾污和磨损、防止炉内受热面的腐蚀和锅内高温蒸汽氧化等。

卖方有信心为浙江国华宁海电厂提供二台技术既成熟又可靠、性能优良、环保水平高、质量优等、交货及时、服务到位的1000MW超超临界锅炉，产品性能、质量符合国际一流火力发电厂的要求。

二、锅炉的主要技术规范本方案锅炉为1000MW等级超（超）临界参数变压运行螺旋管圈直流炉、一次再热、采用单炉膛单切圆燃烧方式、平衡通风、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构塔式锅炉。

设计煤种/校核煤种为神华煤。

1、锅炉设计容量和参数蒸汽参数按与上海汽轮机有限公司提供的1000MW超超临界汽机热平衡参数相匹配，也可以同国内相同容量级汽机制造商的汽机相匹配。

投标文件以锅炉出口蒸汽参数27.56MPa(a)/605/603℃为准，除7、技术数据表外，其它文字部分均适合于蒸汽参数26.25MPa(a)/605/603℃方案。

对应于蒸汽参数26.25 MPa(a)/605/603℃方案的7、技术数据表单列于附件1方案二中。