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9F级燃气一蒸汽联合循环机组余热锅炉 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|30码期期必中 / 13-07-02

0、前言
    上海某公司( SBWL)的“配100MW等级燃气一蒸汽联合循环项目”已列入国家经贸委1999年下达的国家重大技术装备国产化创新研制项目(国经贸技术[1999]484),并获得国家经贸委数千万元的投资额度。并于2001年引进了英国三井巴布科克能源公司( MBEL)配燃气一蒸汽联合循环机组控制循环型式的余热锅炉(HRSG)技术。首批技术人员于2001年在英国接受了全面的技术培训。
    上海某公司从2000年起对HRSG制造的技术装备进行了专项改造,成立了专门生产制造HRSG的车间。先后投资数千万元,增添了专用制作平台、专用热处理设备、起吊设备、泵水设备等。初期设计的年制造能力为8~10台配9F级燃机的余热锅炉,目前的年制造能力为4~5台配9F级燃机的余热锅炉。
    上海某限公司曾经与英国MBEL公司、美国Deltak公司、美国F&W公司等世界著名HRSG设计制造厂商合作,先后为香港Black Point电厂、美国Intergen电厂、美国Noblesrille电厂等分包设计、制造了余热锅炉,重量累计约为2000多t,已积累了一定的HRSG设计制造经验。
    上海某公司已通过MBEL公司的质量评审,并被推荐为配西门子一西屋燃机的HRSG制造厂,将接受西门子公司的最终评审,三门峡30码期期必中销售生产生物质锅炉,生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑生物质锅炉。
    上海某公司从MBEL公司成套引进了控制循环余热锅炉的设计制造技术,技术内容包括专用设计标准和手册、专用计算程序等,合同期间SBWL与MBEL公司共享此类产品的最新技术。上海锅炉厂有限公司首批HRSG合同订单的方案设计在英国完成,所有的方案设计、扩大方案设计、关键部件的施工设计均要得到MBEL公司的审查,MBEL公司也将在产品试行和投运初期提供现场技术支持。
    上海某公司将积极消化吸收引进的HRSG技术,跟踪世界上HRSG先进技术的发展,并结合自身在大型电站锅炉上积累的许多宝贵经验,努力开发出适合中国国情的余热锅炉,为我国的电站事业作出新的贡献。
1、设计思想
    余热锅炉设计着重考虑:
    (1)余热锅炉具有尽可能高的余热回收率;
    (2)具有快速启停、运行灵活的能力;
    (3)具有较好的蒸汽参数稳定性,充分保证其热力特性和热经济性;
    (4)具有一定的“干烧能力”;
    (5)具有较高的工地组装率,安装周期短;
    (6)具有较广的燃料适应范围,可接受燃多种燃料的燃气轮机排气;
    (7)维修方便等。
2、锅炉设计条件
2.1燃气轮机排气参数
2.2蒸汽参数
    本方案配典型的双压系统。
3、锅炉总体
    本方案的余热锅炉为无补燃、非再热的双压系统,控制循环型式,烟气垂直向上流动,翅片管系水平布置,一台燃气轮机配一台余热锅炉。
3.1汽水系统
    汽水系统包括高压系统和低压系统两部分。其中高压系统由二级过热器、一级过热器、高压汽包、蒸发器、炉水循环泵和省煤器等组成,在一级过热器和二级过热器之间设有喷水减温器;低压系统由过热器、低压汽包、蒸发器、炉水循环泵和省煤器等组成。
    来自冷凝水系统的给水首先经过低压系统省煤器,进入除氧器。低压给水泵将经过除氧器除氧后的水送入低压汽包后,低压系统炉水循环泵将炉水从汽包底部吸入,压力提升后进入蒸发器。炉水在蒸发器中受热变成汽水混合物后引回至低压汽包。汽水混合物经过旋风分离器、干燥器等汽包内部装置进行分离,被分离出的水继续进入蒸发器循环系统,被分离出来的蒸汽进入除氧器和低压过热器。进入低压过热器的蒸汽过热后流向低压蒸汽轮机或其它用途。
    高压给水泵将除氧器中除氧后的水送人高压系统省煤器后,进入高压汽包。高压系统炉水循环泵将炉水从汽包底部吸人,压力提升后进入蒸发器。炉水在蒸发器中受热变成汽水混合物后引回至高压汽包中。汽水混合物经过旋风分离器、干燥器等汽包内部装置后,被分离出的水继续进入炉水循环系统,被分离出来的蒸汽进入高压系统一级过热器。一级过热器出口设有喷水减温器,过热蒸汽经过喷水减温后进入二级过热器,达到额定温度的蒸汽流向高压蒸汽轮机或其它用途。
    所有的受热面模块均采用悬吊结构,从下向上依次将重量传递到顶部钢梁上。进口烟道、高压汽包均采用悬吊结构,低压汽包、出口烟囱采用支承结构。
3.2烟气系统
    烟气从燃气轮机水平排出后,进入HRSG水平人口烟道,然后经过一个90。转弯,接着从下向上流动。依次经过高压系统二级过热器、高压系统一级过热器、高压系统蒸发器、低压系统过热器、高压系统省煤器、低压系统蒸发器和低压省煤器(冷凝水加热器),然后经过消音器和烟气出口关闭挡板,最后进入烟囱后排向大气。
    烟气水平通道的两端设有非金属膨胀节,根据所处区域的烟温水平,烟道和护板的材料选择不锈钢或碳钢。
    进口烟道的保温层中设有隔音板,受热面出口备有消音器,以达到降低噪音的要求。
    沿炉膛四周设有水平刚性梁和垂直刚性梁,承受燃气轮机的不同载荷冲击,以便事故工况下保护烟道的安全。
4、锅炉的主要设计特点
    上海锅炉厂有限公司余热锅炉的主要技术特点如下:
    (1)按照引进技术标准进行设计、制造
    本余热锅炉按引进技术相应的标准如ASME、NFPA及相应的MBEL公司标准规范进行设计、制造、检验,钢结构设计标准为ASCI标准;
    (2)配多种蒸汽循环方式
    根据实际工作的需要,蒸汽循环可选择单压、双压、或三压带再热系统。公司最新引进的技术中都包含上述蒸汽循环方式;
    (3)快速启停
    高、低压系统的蒸发器回路中均配有质量可靠的炉水循环泵,管系直径小,相比之下热容量较小,适应于机组快速启动,更利于满足两班制运行和机组调峰的需要;
    (4)负荷调节范围宽
    由于炉水循环泵的使用,水循环的安全性得到充分保证,机组可在60%—100%范围内安全运行;
    (5)组装率高
    所有的受热面采用模块式设计,有利于工地的安装,加快电厂的建造周期;
    (6)占地面积小
    由于烟气垂直向上流,所有受热面塔式布置;烟囱支承在余热锅炉已有的结构上;当热力系统由单压向双压、三压发展时,只增加高度,不增加占地面积;
    (7)受热面疏水程度高
    所有的受热面水平布置,有利于管系中积水的排出,疏水程度高,有利于机组的快速启停;
    (8)全悬吊结构
    除低压汽包和出口烟囱外,所有的受热面和其它部件均采用悬吊结构。受热面从上到下,通过吊杆、吊板及连接板组合成一起后悬吊到顶部钢梁上;
    (9)设有膨胀中心
    本余热锅炉设有膨胀中心,沿锅炉四周设有多层水平刚性梁,同时不同区域设有垂直刚性梁,刚性梁承受燃气轮机排气的压力波动,同时通过刚性梁的限位装置,将风载荷、地震载荷等产生的水平力传递至钢架;
    (10)受热面传热特性好
    受热面采用开口或不开口的螺旋翅片管,同类型的传热元件在MBEL公司的技术中心进行过大量的传热特性测试,并根据测验结果对性能计算程序进行修正,确保实际传热特性与计算结果相吻合;
    (11)汽包容积大
    余热锅炉启停频繁、启停期间水位波动范围大,汽包容量对适应机组启停能力影响较大。因此汽包容积设计得足够大,水位波动不影响汽水分离品质;
    (12)环保水平好
    燃机排气进口烟道的保温材料中设有消音隔板,最后一级受热面出口配有消音器;每只安全阀均配有消音器,使噪音水平达到环保要求;
    (13)吹灰和清洗效果好
    由于锅炉立式布置,受烟气流的冲刷,锅炉积灰可以自动掉落;清洗水落入炉底,通过疏水口排出,不影响保温材料。
    (14)汽温调节灵活
    本方案在高压系统的二级过热器之间设有喷水减温器,可根据运行工况进行调节,确保汽温在规定的额定值范围内。根据蒸汽轮机特性要求的不同,喷水减温器也可布置在二级过热器的出口;
    (15)多种除氧器型式
    本设计方案中的低压汽包与除氧器水箱是分开来的,即分体式除氧器方案,这样有利于保证水质要求。同时可根据用户要求,将低压汽包与除氧器水箱合二为一,即整体式除氧器方案。

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