超超临界锅炉设备与运行

华电国际邹县发电厂1000MW超超临界机组超超临界锅炉设备与运行刘代利等编著四期生产准备办公室锅炉专业二〇〇六年八月前言随着中国电力市场的蓬勃发展，电站项目朝着高参数、大容量的方向发展已成为大势所趋，近年来大容量、超临界锅炉技术在国内得到迅速发展和应用。600MW超临界机组已成我国主力机型，1000MW超超临界机组也在华电国际邹县电厂、华能浙江玉环电厂紧张施工，预计2006年底或2007年初相继投产发电。为适应电力事业快速发展的需要，提高电力生产运行、检修人员和技术管理人员驾驭超临界、超超临界锅炉的技术素质和管理水平，适应现场岗位培训的需要，我们邹县发电厂四期工程生产准备办公室锅炉专业收集了大量有关超临界、超超临界锅炉的理论和现场实际应用资料，并紧紧结合邹县电厂2×1000MW超超临界锅炉设备、系统实际，编写了这套《超超临界锅炉设备及运行》培训教材。本书在编写过程中，参考了一些单位和个人编写的教材、培训讲义以及有关的技术论文和技术资料，还参考了设计院、设备制造厂家的设计资料、设备说明书，在此表示衷心的感谢。本书在编写过程中，得到邹县电厂四期生产准备办公室、四期运行培训队很多同志的支持和帮助，在此表示衷心的感谢。本书在编写过程中，邹县发电厂有关领导生产厂长李怀新、副总工程师赵勇等给予了大力支持并为编写工作提出了许多宝贵意见，在此表示衷心的感谢。本书在编写过程中，由于时间仓促和编者的水平与经历有限，书中难免有缺点和不足之处，恳请读者批评指正。编者2006年8月1目录第一章锅炉概述………………………………………………………………………………4第一节锅炉的概念和分类………………………………………………………………………4第二节超临界锅炉的发展现状与趋势…………………………………………………………8第三节超临界锅炉机组的技术特点…………………………………………………………11第四节DG3000/26.15-Ⅱ1型锅炉概述………………………………………………………14第二章燃料成分及特性………………………………………………………………………28第一节燃煤的成分及特性……………………………………………………………………28第二节点火及助燃用油………………………………………………………………………35第三节燃煤的着火及燃烧特性分析…………………………………………………………37第四节燃煤的结渣和沾污特性………………………………………………………………42第三章煤粉与燃烧……………………………………………………………………………48第一节煤粉的性质……………………………………………………………………………48第二节煤的可磨性系数………………………………………………………………………50第三节煤粉气流的着火与燃烧………………………………………………………………51第四节炉内结渣及防治………………………………………………………………………56第四章超临界锅炉的工作原理和基本型式…………………………………………………61第一节超临界锅炉的工作原理………………………………………………………………61第二节直流锅炉的基本型式…………………………………………………………………63第三节DG3000/26.15-Ⅱ1型锅炉的型式……………………………………………………69第五章超临界锅炉的构造……………………………………………………………………71第一节蒸发受热面……………………………………………………………………………71第二节过热器和再热器………………………………………………………………………83第三节省煤器和空气预热器…………………………………………………………………109第四节空气预热器的烟气侧低温腐蚀………………………………………………………131第五节尾部受热面的积灰和堵塞……………………………………………………………136第六节省煤器的飞灰磨损……………………………………………………………………137第六章超临界锅炉的启动循环系统………………………………………………………143第一节启动循环系统的功能和种类…………………………………………………………143第二节DG3000/26.15-Ⅱ1型锅炉启动循环系统…………………………………………1462第三节炉水循环泵的结构……………………………………………………………………153第七章超临界锅炉的水动力特性…………………………………………………………158第一节锅炉受热面的管壁温度………………………………………………………………158第二节直流锅炉的水动力不稳定性…………………………………………………………162第三节直流锅炉蒸发受热面中流体的脉动…………………………………………………167第四节直流锅炉蒸发受热面中的热偏差……………………………………………………169第五节超临界锅炉蒸发受热面的传热恶化现象……………………………………………171第六节超临界直流锅炉水冷壁横向裂纹失效………………………………………………176第八章超临界锅炉的积盐和腐蚀…………………………………………………………179第一节概述……………………………………………………………………………………179第二节直流锅炉内盐分的溶解与杂质的沉淀………………………………………………179第三节直流锅炉的锅内腐蚀…………………………………………………………………182第四节直流锅炉的给水标准…………………………………………………………………184第五节直流锅炉的水处理和清洗……………………………………………………………186第九章锅炉燃烧设备………………………………………………………………………189第一节炉膛……………………………………………………………………………………189第二节燃烧器的作用和要求…………………………………………………………………191第三节直流煤粉燃烧器………………………………………………………………………192第四节旋流式燃烧器…………………………………………………………………………199第五节新型煤粉燃烧技术……………………………………………………………………203第六节油燃烧器………………………………………………………………………………204第七节HT－NR3型旋流煤粉燃烧器…………………………………………………………206第十章锅炉制粉系统………………………………………………………………………222第一节概述……………………………………………………………………………………222第二节制粉系统的工作流程…………………………………………………………………223第三节原煤斗和给煤机………………………………………………………………………225第四节磨煤机…………………………………………………………………………………235第五节制粉系统的控制与调节………………………………………………………………256第十一章锅炉风烟系统及锅炉风机………………………………………………………259第一节系统概述………………………………………………………………………………259第二节锅炉用风机……………………………………………………………………………260第三节轴流式风机的工作原理和分类………………………………………………………261第四节轴流式风机的结构特点………………………………………………………………264第五节轴流风机的液压调节原理……………………………………………………………2703第六节风机的失速和喘振……………………………………………………………………272第七节送风机、一次风机液压润滑油站……………………………………………………277第八节轴流式风机的运行和维护……………………………………………………………280第九节静叶调节轴流式引风机………………………………………………………………282第十二章锅炉吹灰系统及设备……………………………………………………………288第一节吹灰器的作用和分类…………………………………………………………………288第二节吹灰系统及设备………………………………………………………………………289第十三章超临界锅炉的启停………………………………………………………………293第一节概述……………………………………………………………………………………293第二节超临界锅炉的启动特性………………………………………………………………295第三节1000MW超超临界锅炉的启动………………………………………………………297第四节超临界锅炉的停炉和停用保护………………………………………………………313第五节超临界锅炉启动前的调试……………………………………………………………317第十四章超临界锅炉的正常运行及调整…………………………………………………324第一节锅炉运行调整的任务…………………………………………………………………324第二节直流锅炉状态参数特性………………………………………………………………324第三节直流锅炉蒸汽参数调节的原理………………………………………………………330第四节直流锅炉的运行调节…………………………………………………………………333第五节锅炉的工况变动………………………………………………………………………338第六节单元机组的调峰与变压运行…………………………………………………………342第七节单元机组的负荷调节…………………………………………………………………346第八节1000MW锅炉调节控制系统……………………………………………………………351第十五章超临界锅炉常见故障及处理……………………………………………………372第一节锅炉受热面损坏………………………………………………………………………372第二节锅炉灭火与烟道再燃烧………………………………………………………………377第三节1000MW超超临界锅炉常见故障及处理………………………………………………3794第一章锅炉概述第一节锅炉的概念和分类一、锅炉的基本概念和要求1、基本概念锅炉是指利用燃料的燃烧热能或其他热能加热给水（或其他工质）以生产规定参数和品质的蒸汽、热水（或其他工质、或其他工质蒸汽）的机械设备。用以发电的锅炉称电站锅炉或电厂锅炉，又泛称为蒸汽发生器。在电站锅炉中，通常将化石燃料（煤、石油、天然气等）燃烧释放出来的热能，通过受热面的金属壁面传给其中的工质——水，把水加热成具有一定压力和温度的蒸汽。蒸汽驱动汽轮机，把热能转变为机械能；汽轮机再带动发电机，将机械能转变为电能供给用户。电站锅炉中的“锅”指的是工质流经的各个受热面，一般包括省煤器、水冷壁、过热器及再热器等以及通流分离器件如联箱、汽包（汽水分离器）等；“炉”一般指的是燃料的燃烧场所以及烟气通道，如炉膛、水平烟道及尾部烟道等。锅炉参数是表示锅炉性能的主要指标，包括锅炉容量、蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度等。锅炉容量可用额定蒸发量或昀大连续蒸发量来表示。额定蒸发量是在规定的出口压力、温度和效率下，单位时间内连续生产的蒸汽量。昀大连续蒸发量是在规定的出口压力、温度下，单位时间内能昀大连续生产的蒸汽量。蒸汽参数包括锅炉的蒸汽压力和温度，通常是指过热器、再热器出口处的过热蒸汽压力和温度如没有过热器和再热器，即指锅炉出口处的饱和蒸汽压力和温度。给水温度是指省煤器的进水温度，无省煤器时即指锅筒进水温度。锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个昀主要的部件是炉膛和锅筒（汽包炉）。炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。炉膛的横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气，所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管，它既保护炉墙不致烧坏，又吸收火