哈锅超临界循环流化床介绍
哈尔滨300MW循环流化床锅炉机组说明书
HG-1025/ 17.5-L.HM37锅炉机组说明书编号:06.1500.089-01用户：编制:校对:审核:审定：批准:哈尔滨锅炉厂有限责任公司2008年9月目录1. 前言 (2)2.锅炉主要设计参数及整体布置 (4)2.1 锅炉主要设计参数 (4)1) 煤种 (6)2.2锅炉主要计算数据 (11)2.3锅炉基本尺寸 (11)2.4锅炉水容积 (11)2.5锅炉整体布置 (12)2.6 锅炉设计的主要特点 (16)2.7锅炉受压元件的规格材料汇总表 (19)3.锅炉主要部件结构 (22)3.1锅炉给水和水循环系统 (22)3.2 锅筒 (23)3.3 锅筒内部设备 (24)3.4 燃烧室及水冷壁 (25)3.5 水冷壁延伸墙 (26)3.6 下水管 (27)3.7 汽水引出管 (27)3.8 水冷布风板 (27)3.9 过热器系统及汽温调节 (28)3.10 再热器系统及汽温调节 (30)3.11 省煤器 (31)3.12空气预热器 (32)3.13旋风分离器和连接烟道 (32)3.14 返料装置 (33)3.15外置换热器 (33)3.16冷渣器 (34)3.17刚性梁 (35)3.18锅炉范围内管道 (35)3.19 吹灰系统 (37)3.20膨胀中心 (37)3.21 床料填加系统 (37)3.22 风系统 (38)3.23锅炉构架 (38)3.24启动燃烧器 (45)3.25炉前油、蒸汽、空气管路系统 (48)3.26炉墙 (50)1.前言300MW CFB锅炉是采用ALSTOM公司的引进技术设计和制造的。
锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环、单锅筒、平衡通风的循环流化床锅炉，燃用褐煤。
锅炉以最大连续负荷(即BMCR工况)为设计参数，锅炉的最大连续蒸发量为1025t/h；机组电负荷为300MW(即额定工况)时，锅炉的额定蒸发量为943.8t/h。
循环流化床（CFB）锅炉是八十年代发展起来的高效率、低污染和良好综合利用的燃煤技术，由于它在煤种适应性和变负荷能力以及污染物排放上具有的独特优势，使其得到迅速发展。
哈锅超临界循环流化床介绍(200811)
2）锥段及水冷风室采用低质量流速的光管，其质量 流速约为790kg/m2.s，且工质为单项水，因此 沿程阻力极低，阻力特性以静压为主，因此各个 管道阻力值非常接近，不会由此产生流量偏差；
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600MWe超临界循环流化床锅炉运行技术与性能研究 测试
06－10
中科院热物理所
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二、哈锅600MW超临界CFB锅炉方案
哈锅超临界CFB锅炉设计开发思路 1. 本方案是基于哈锅与清华大学在十五863计划中“600MW 超
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循环流化床锅炉水动力特点
1）热负荷低 2）炉膛热量分配相对均匀 3）热负荷最高点位于炉膛底部 4）必须采用垂直管圈水冷壁
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超临界CFB水动力安全性分析
哈锅超临界CFB锅炉方案
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锅炉汽水流程
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锅炉烟风系统流程
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3）锥段截止区以上采用中质量流速（1050kg/m2 .s)加部分内螺纹管结构，由于上部介质比容较大， 且质量流速较高，摩擦阻力特性有所增加，对整 个水冷壁流量分配起主导作用；
哈锅650℃高效超超临界锅炉技术介绍
技术预可行性研究》，深 度 参 与 6 5 0 1 材料解决方
案 、锅炉关键技术研究、机组热力性能分析、机组
系统集成优化等工作。 2017 ~ 2 0 1 8 年 ，哈锅承担中国电力工程顾问
集 团 有 限 公 司 等 级 660MW高效超超临界
燃 煤 发 电 技 术 研 究 》，哈 锅 参 与 完 成 660MW
1)
掀 开 锯 夹 具 压 板 ，将 两 端 已 车 好 螺 纹 的 直连 接 板 ，焊 接 直 管 和 斜 管 为 “Y ”型 接 头 。
管放在“V”型槽 中 ，此时应将直管的下端紧贴钜 4 结束语
炉 膛 条 件 下 ，主 汽 流 量 降 低 ，水 冷 壁 吸 热 比 例 相 对
增 加 ，受 制 于 现 场 工 艺 条 件 ，水冷壁可选材料有 限 ，T23/T24/T9 1 新材料的使用带来的焊接、热处
理等工艺难题。
3 ) 高温受热面壁温上升，高温部件出口管接
头不平衡蒸汽温度已达到670T
炉内受
掌握了 650t ：~700T；重点材料 HR6W、617B 等大口径管焊接工艺，可 用 于 6 5 0 1 〜700丈锅炉 集箱和管道。
5 下一步工作安排
研究现有成熟铁素体耐热应用6 5 0 1 集箱和 管 道 可 行 性 ，以 及 镍 基 材 料 应 用 于 集 箱 、管道的可 加 工 性 、焊 接 性 等 。
道材料的选取研究。
4)
水冷壁候选材料工艺性能和母材性能优
化 ，研究现有成熟铁素体耐热应用650丈集箱和管
道可行性，以及镍基材料应用于集箱、管道的可加
图 2 650T 高效超超临界二次再热锅炉技术方案
工性、焊接性等,选择出适用于650T 机组的材料。
循环流化床(CFB)
结构不会被破坏。
2 电除尘3和4电场的灰可以直接掺到水泥中。
3 做陶粒后再做空心砌块。（80％灰）
4 高掺量的粉煤灰烧结转。（80％灰）
5 做化肥。
（二）链条炉
1 细灰少、炉渣多
2 由于炉渣中含炭量高、粒经大所以用于建材
范围小。
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六 自动化程度
（一）CFBB(循环流化床锅炉) 1 自动化程度高，可实现程序控制 DCS MFT FSSS 2 控制环节及控制过程安全可靠
（二）链条炉 1 机械化 2 人工操作
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七 初投资及后期相对社会效益 和经济效益
（一）CFBB(循环流化床锅炉) 1 初投资较大。锅炉本体相差不大，64MW2台 （1000万）与116MW1台（650万）差不多。主要 在电除尘器和DCS的投资上（电除尘器300万、 DCS水炉100万）。 2 后期相对社会效益和经济效益高。因为CFBB 能实现高效、节能、环保、综合利用，既能造 福于民，又能利于循环经济发展，所以社会效 益和经济效益较是不可估量的 。
汽联合循环)
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高效 节能 低污染 综合利用
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洁净燃烧技术之一
循环流化床(CFB)锅炉
哈尔滨电力职业技术学院
哈锅660MW高效超超临界循环流化床锅炉方案研究
2 锅炉布置方案及关键技术研究
660 MW高效超超临界循环流化床锅炉为超 临 界 参 数 变 压 运 行 直 流 锅 炉 ，采 用 单 炉 膛 单 布 风 板 、二次上升水冷壁系统、一 次中间再热循环流化 床锅炉。
表 1 660 MW高 效超超临界CFB锅炉蒸汽参数
负 荷 （BMCR) 主汽温度 主汽压力
再热器入口温度 再热器入口压力 再热器出口温度 再热器出口压力
给水温度
单位 X.
MPa. g X.
MPa. g X
MPa. g X.
数值 605 29.4 302.9 6. 16 623 5.96 302.9
图 3 高温再热器外置床方案壁温计算
可 以 看 出 不 考 虑 壁 温 屏 间 偏 差 时 ，高再管子 壁温与汽温差高达到58T 。由于本方案高温再 热器 汽 温 高 达 623T ，若考虑到外置床中的传热 偏 差 ，高温再热 器 的 材 料 选 择 非 常 困 难 。 因 此 ， 本方案外置床内全部布置汽温相对较低的中温 过 热 器 ，可 确 保 外 置 床 中 受 热 面 的 安 全 性 。高 温 再 热 器 采 用 屏 式 结 构 布 置 在 炉 膛 内 ，通过炉 内 成 熟 的 屏 偏 差 控 制 技 术 ，保 证 高 温 再 热 器 受 热面的安全。 2 . 4 水动力方案设计
第2 期 2021 年 03 月
锅炉制造
BOILER MANUFACTURING
百万千瓦等级高效超临界技术研究介绍[1]
![百万千瓦等级高效超临界技术研究介绍[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8565065e77232f60ddcca119.png)
哈锅百万千瓦等级高效超临界锅炉技术介绍哈尔滨锅炉厂有限责任公司二○○二年九月一、概述改革开放以来，我国的电力工业取得了突飞猛进的发展，到上世纪末，火力发电设备的装机容量已达到3亿千瓦。
我国煤炭储量十分丰富，年产量达10亿吨，居世界第一位。
但我国人口众多，人均拥有的储煤量和产量在世界上仅属中等水平。
我国煤炭多分布在中西部地区，而用电负荷多集中在东部沿海地区，发电用煤的长距离运输已成为铁路部门的沉重负担。
此外我国的火力发电平均煤耗与世界先进水平相差约80克/度，一次能源浪费十分惊人。
节约能源是我国的一项紧迫任务，提高发电机组的热效率已是刻不容缓。
众所周知，提高蒸汽初参数是提高机组热效率的主要途径。
据分析，将蒸汽参数从16.7MPa，538℃/538℃提高到24.2MPa，538℃/538℃，汽轮机热耗可降低约1.8%，如将初压提高到31.1MPa，热耗可再下降1%。
提高主汽温度对提高机组热效率的效果更明显，当主汽压力为24.2MPa时，主汽温度由538℃提高到566℃，热耗可下降0.9%，再热汽温由538℃提高到566℃，热耗可下降0.8%。
从而降低电厂运行成本，这将有利于缩短投资回收年限，并减少对环境污染，超临界机组的市场前景看好。
此外，“六五”期间我国引进了300MW、600MW亚临界参数，控制循环机组的设计制造技术，使我国的超临界锅炉开发有了一个较高的起点。
由亚临界参数向超临界参数过渡是火力发电技术发展的必然趋势。
上海石洞口二厂(2×600MW)，华能南京和营口(2×300MW)，盘山和伊敏(2×500MW)，绥中（2×800MW)，后石（2×500MW)等超临界电站的相继建成，并取得良好的运行业绩，为超临界电站的建设、运行和管理积累了经验。
我国大力推广和应用超临界技术的条件已经成熟。
我国超临界机组的研究开发起步较晚，70年代哈锅设计制造了一台12t/h、24.6MPa/570℃的超临界试验直流锅炉，并投入运行，并完成了一系列试验。
1000MW超超临界锅炉介绍-哈锅
Furnace Intermediate Header Design Basis Schematic Diagram of Intermediate Header
MHI Business Confidential
Preface
The basic concept of Furnace Intermediate Header Design Procedure is described. This is applied to furnace intermediate header for ultra-supercritical sliding pressure operation coal firing one-through (USC) boiler.
MHI供货业绩 （日本≥600MW锅炉） 垂直型水冷壁（SV） 11台（首台为1989年） 螺旋管水冷壁 10台（首台为1981年）
特 点
1、结构简单 2、对负荷变化、启动与停炉的 高耐久性（热应力较小） 3、易于制造与安装 4、易于维修
垂直管圈水冷壁与螺旋管圈水冷壁比较
垂直水冷壁
螺旋管水冷壁
（内螺纹管）
高
流量增加
流 体 水 动 力 流动特性 正向流动
摩擦
增加
摩擦
增加
静压
减少
静压
减少
负向流动
温度偏差
小（优点）
大（缺点）
先进的装在管内的水冷壁入口节流孔圈
型 式 定位销式 （需维修） 先进的管内式 （不需维修）
螺栓
节流孔板
螺母
螺栓与螺母 节流孔圈
业绩 松浦#1炉（1989年投运） 新地#2炉 3天 川越#1~2(1989年投运) 碧南#1、原町#1 三隅#1、神户钢厂#1 3天
300MW循环流化床锅炉运行说明书(哈锅)
300MW循环流化床锅炉运行说明书发布时间：2011-1-20 阅读次数：126 字体大小: 【小】【中】【大】本广告位全面优惠招商！欢迎大家投放广告！广告投放联系方式运行说明书编号：1500.CFB-001（A版）哈尔滨锅炉厂有限责任公司前言循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，燃烧温度一般在850-920℃。
循环流化床锅炉主要有高脱硫效率、低NOX排放、高碳燃烬率、长燃料停留时间、强烈的颗粒返混、均匀的床温、燃料适应性广等优点。
随着循环流化床锅炉技术的发展，我公司引进了ALSTOM公司200～350MW 等级大型CFB锅炉技术，锅炉造价远低于同种容量煤粉锅炉加脱硫或脱硝设备，是新一代的环保型绿色锅炉。
发电有限责任公司2X300MW开远工程的循环流化床锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造的HG-1025/17.5-L.HM37型锅炉。
采用引进的Alstom公司的循环流化床锅炉技术进行技术设计，并完全按照引进技术所确定的原则进行施工设计和制造。
本说明书根据该炉的设计特点，介绍锅炉本体的使用要求，运行原则及注意事项。
说明书中的各项内容是对锅炉使用过程中提出的基本要求，目的在于防止损坏锅炉，保证锅炉的使用性能和寿命。
有关锅炉配合整套发电机组运行的详细规程，应由用户自行制定。
本说明书仅作为用户编制锅炉启动和运行规程时的指导性资料，有关启动及运行的具体规定，需由用户参照相关规定编制锅炉操作规程。
目录1. CFB锅炉基本运行原理 ------------------------------- 32. 锅炉概况 ------------------------------------------- 43. 锅炉整体启动前的几项重要调试过程 ------------------- 74. 锅炉整体启动前的准备 ------------------------------- 105. 锅炉冷态启动 --------------------------------------- 136. 锅炉温态启动 --------------------------------------- 177. 锅炉热态启动 --------------------------------------- 178. 锅炉运行调整 --------------------------------------- 199. 锅炉停炉 ------------------------------------------- 2210.锅炉停炉保护 --------------------------------------- 2511.常见事故处理 --------------------------------------- 26锅炉启动曲线 --------------------------------------- 36主要设计参数表： ----------------------------------- 391. CFB锅炉基本运行原理循环流化床锅炉的炉膛接纳经过破碎的煤粒和脱硫所需要的石灰石，与大量强烈扰动的细灰粒混合，在其内以相对较低的温度（约850℃）完成燃烧和脱硫过程。
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主要内容
CONTENT
1.哈锅600MWCFB锅炉课题情 况
2.哈锅600MW超临界CFB锅炉方 案
3.哈锅600MWCFB锅炉关键 技术
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哈锅哈锅600MW超临界CFB锅炉方案
采用单炉膛裤衩腿结构 六个旋风分离器对称布置于炉
膛两侧 六个外置床 采用垂直管圈水冷壁 滚筒冷渣器 床上床下联合启动 自平衡回料阀 锥形阀控制排渣 两个四分仓空气预热器
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哈锅超临界CFB锅炉方案
B-MCR 工况一次上升回路出口工质温度
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一次上升回路水冷壁质量流量 kg/m2.s
超临界CFB锅炉水动力计算结果分析
1140 1120 1100 1080 1060 1040 1020 1000
980 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 水冷壁回路
锅炉最高点标高(顶板上标高)
76000mm
锅炉宽度(两侧外支柱中心线距离)
46000mm
锅炉深度(KA柱至KH柱中心线距离)
59500mm
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三、超临界CFB开发的关键技术
3.1超临界CFB锅炉水动力 3.2超大尺寸炉膛的可靠性 3.3分离器的的布置及可靠性分析 3.4外置床工作可靠性设计 3.5锅炉的给煤均匀性问题 3.6冷渣器的布置 3.7保证低负荷床温的措施 3.8启动系统的设计 3.9降低机械不完全燃烧损失的措施 3.10抑制翻床的措施 3.11采用四分仓回转式空气预热器 3.12锅炉的防磨 3.13保证锅炉启动经济可靠的方案
69 (22) 70 (24)
(46) (46) (46) (46) (46) (46) (46) (46) (46) (46)
(22) 14 (24) 15
71 (24)
(24) 16
72 (28)
(28) 17
73 (20) 74 (20)
55
54
53
52 51
50 49 48
47 46
(20) 18 (20) 19
1）如右图所示荷 <0，因此不存在超温风险；
2）锥段及水冷风室采用低质量流速的光管，其质量 流速约为790kg/m2.s，且工质为单项水，因 此沿程阻力极低，阻力特性以静压为主，因此 各个管道阻力值非常接近，不会由此产生流量 偏差；
30% 工况一次上升回路水冷壁出口工质温度
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一次上升水冷壁回路出 口工质质量流量 kg/m2.k
超临界CFB锅炉水动力计算结果分析
400 380 360 340 320 300
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 水冷壁回路
(22) 27 (20) 28
84 (28)
(28) 29
85 (24) 86 (24)
(46) (46) (46) (46) (46) (46) (46) (46) (46) (46)
(24) 30 (24) 31
87 (22)
(22) 32
88 (2)(1)(26)(26) (26) (8) (8)(10)(8) (8)(14)(14)(13()13)(14)(14)(8) (8)(10)(8) (8) (26) (26) (26)(1)(2) 33
水动力计算结果
工 质温度
内壁 温度
外壁 温度
50
鳍 端温度
40
30
20
10
0
320 340 360 380 400 420 440 460 480
温度（ oC）
通过反复的方案论证及 计算，确定了采用中质 量流速垂直管圈水冷壁 方案。
西交大的校核计算结果 表明，整个水动力系统 工作比较稳定，没有出 现传热恶化现象。
5）经过出口烟窗的管子多了四个弯头，且管道相对 较长，因此阻力相对较大，但由于出口窗区敷 设有耐磨材料，因此该类型的管子吸热量最低， 安全可靠。
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为了配合水动力计算，哈锅完成了如下工作： 水冷壁系统的技术设计工作 对水冷壁系统的各个回路的详细信息进行了汇总 采用FLUENT软件对炉内流场进行了模拟 结合流场计算给出了整个炉膛的热负荷分布 12月份将在分宜330MW 锅炉上进行热流分布测试
炉高（ m）
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一次上升回路水冷壁出口工质温度℃
超临界CFB锅炉水动力计算结果
420 415 410 405 400 395 390 385
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 水冷壁回路
一、600MW超临界CFB锅炉课题
——国家十一五科技支撑计划
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一、600MW超临界CFB锅炉课题
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二、哈锅600MW超临界CFB锅炉方案
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哈锅超临界CFB锅炉方案
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锅炉汽水流程
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锅炉烟风系统流程
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3.1超临界CFB锅炉水动力
哈锅在超临界水动力方面的优势 在十五863计划中，哈锅与清华大学曾进行过超临界循环流化床的研
发，对其水动力性能进行过深入的研究，并完成了水冷壁传热模型
哈锅生产设计的1000MW 超超临界机组采用的就是垂直管圈水冷壁 技术，其技术特点基本满足超临界CFB水动力要求
75
左 侧 76
水 77
冷
壁 78 入
口 79
集 箱
80
81
(20) (28) (32) (34) (32) (34) (30)
(20) 20 (28) 21 (32) 22 (34) 23 (32) 24 (34) 25 (30) 26
82 (22)
83
(20)
101 102 103 104 105 106 107 108 109 110
B-MCR 工况一次上升回路质量流量
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一次上升回路水冷壁出口工质温度℃
超临界CFB锅炉水动力计算结果分析
395 390 385 380 375 370
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 水冷壁回路
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哈锅超临界CFB锅炉方案
炉膛宽度(两侧水冷壁中心线距离)
16952mm
炉膛深度(前后水冷壁中心线距离)
25736mm
尾部对流烟道宽度(两侧包墙中心线距离) 22800mm
尾部对流烟道深度(前后包墙中心线距离) 11200 mm
哈锅超临界CFB锅炉设计开发思路 • 本方案是基于哈锅与清华大学在十五863计划中“600MW 超
临界”的研发成果基础之上进行的 • 尽量采用现有成熟技术，减少开发风险 • 立足自主开发 • 关键技术考虑咨询国外公司 1. 力争开发出达到国际先进水平的产品
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水冷壁循环回路划分图
3000
后水冷壁入口集箱
9250 8050
3000
67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
68 (2()1)(26)(26) (26) (8) (8)(10)(8) (8)(14)(14)(13()13)(14)(14)(8) (8)(10)(8) (8) (26) (26) (26)(1)(2) 13
水冷壁循环回路划分图
控制此处蒸汽温度 大于相变点温度
双面水冷壁
水冷壁
水冷屏
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哈锅为了配合水动力所做的数值模拟计算
偏差工况温度场模拟
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热循环回路流场模拟
75%THA 工况一次上升回路水冷壁质量流量
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一次上升回路水冷壁出口工质温度℃
超临界CFB锅炉水动力计算结果分析