锅炉本体介绍与设计原则
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锅炉本体介绍和设计原则
技术基础 锅炉设计原则 锅炉方案简介 锅炉整体布置 锅炉结构介绍 锅炉系统介绍
技术基础
美国B&W公司一百多年的锅炉实践与研究 动态引进美国B&W公司技术 BWBC五十多台200~600MW锅炉设计制造和运行经验 火焰锅炉设计、运行经验 扬二电厂600MW锅炉设计、运行经验 北仑电厂600MW锅炉设计、运行经验
上 部 防 磨 结 构
下 部 防 磨 结 构
锅筒内装
汽包的作用
汽包与下降管、水冷壁连接，组成水循环系统。 同时，汽包还是接受省煤器来的给水，并向过 热器输送饱和蒸汽，所以，汽包是加热、蒸发、 过热这三个过程的连接枢纽。
汽包内装有汽水分离设备、加药装置及连续排 污装置，用以保证蒸汽品质。
汽包中存有一定水量，因而有一定的贮热能力， 在负荷变化时可以减缓汽压变动的速度。
一旦发生DNB，管壁与介质的温差加剧，
造成金属超温破坏
自然循环技术
水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ环设计目的：
确保水冷壁管在高辐射热流密度下不过热，防
止金属超温和热应力破坏 设计准则：
防止发生传热恶化-偏离核态沸腾(DNB) 维持足够的循环倍率 控制质量含汽率
内螺纹管布置
自 然 循 环 技 术
自然循环技术
B&W公司12头内螺纹管的特点：
燃煤、煤灰特性及其判断
结论：
项目 着火特性 燃烬特性 结渣特性 灰沾污特性 灰磨损特性 灰反射特性
设计煤种 较易着火
易燃烬 中等 中等 高
不可能
校核煤种 易着火 易燃烬 较严重 中等 低 极可能
设计考虑 兼顾 燃烬 严重 中等 高 兼顾
燃料特性与锅炉设计
着火稳定特性
燃烧方式、燃烧器类型、燃烧器参数的选
汽包上还装有压力表、水位计、事故放水门及 安全阀等附件设备，用以监视控制汽包压力和 水位，以保证锅炉的安全
汽包结构数据
汽包材料 汽包内径,mm 汽包壁厚，mm 直段长度,mm 汽包总长,mm 分离器数量,只 封头壁厚,mm 汽包重量(包括内装), t
SA-299 1775 185 25248 ~28000 194 170 ~270
控制汽温负荷范围, % BMCR
定压 50~100
滑压 30~100
炉膛容积热负荷(BMCR) kW/m3 88.7 炉膛断面热负荷(BMCR) MW/m2 4.44 燃烧器区域热负荷(BMCR) MW/m2 1.19
RBC锅炉技术特点
自然循环 墙式燃烧 挡板调温
锅炉主要尺寸（一）
炉膛宽度
mm
饱和蒸汽 旋风分离器
汇流箱 防旋栅格
百叶窗分离器
自 然 循 环 技 术
给水管
汽 水 流 程 图
自 然 循 环 技 术
自然循环技术
基本原则：
确保水冷壁在各种运行工况下都能得到充
分的冷却
在瞬态扰动工况下具有足够的设计裕度
基本要求：
水冷壁管内保持稳定的核态沸腾
发生传热恶化的原因 -偏离核态沸腾(DNB)
B&W公司采用内螺纹管的自然循环锅炉即使在接近
临界压力时仍有很高的循环倍率，在不利的扰动工 况下也能保持足够的安全裕度。
刚性梁
过热器的类型
对流式过热器 半辐射式过热器 辐射式过热器
包 墙 系 统
过热器系统总图 35
过热器水平管组
36
悬 吊 结 构
屏式过热器
过热蒸汽连接管
二过进口管组
炉膛深度
mm
水冷壁下集箱标高
mm
汽包中心标高
mm
顶板标高
mm
顶棚标高
mm
水平烟道深度
mm
尾部烟道深度
mm
锅炉柱距宽度
mm
锅炉柱距深度
mm
20100 17400 8000 72330 79630 60060 4350 5925/9300 46000 53750
锅炉结构介绍
燃料烟风系统 水冷系统 过热器系统 再热器系统 锅炉范围内管
取及炉膛配风等 燃烬特性
燃烧方式、燃烧器及炉膛尺寸的选取等
结渣特性
燃烧器的数量、布置方式、炉膛热力指标
选取及受热面的布置等 磨损特性
受热面材料的选取，速度的控制等
锅炉方案要点
采用前后墙燃烧方式锅炉 选用燃用增强着火型EI-XCL燃烧器 选取合理的炉膛断面及炉膛容积 采用B&W公司RBC锅炉的典型的布置方式 提供方便灵活的控制调节手段，以提高锅炉对煤质变化的适应性
二过出口管组
再 热 器 系 统
再热器过渡管组
尾部烟道挡板 调温技术
减 温 器 结 构
再热器喷水减温装置
技术引进方式及内容
全套技术引进 动态转让 齐全的设计标准、计算软件、专利技术 采购、制造、检验、安装等规范文件 部件设计标准
锅炉设计原则
满足用户的要求 可用率高、可靠性好 经济性好，热效率高 锅炉低负荷稳燃性能好，启停及调峰性能好 煤种适应范围广 Nox排放低 锅炉可控程度高
锅炉方案简介
道系统
省煤器系统
省煤器的作用
降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料 降低锅炉造价 提高汽包进水温度，改善汽包工作条件
省煤器磨损的因素
烟气速度，管壁金属的磨损同烟气流速的三次方成正比 飞灰浓度 灰粒特性 管束的结构特性
减轻磨损的措施
➢ 控制烟气流速 ➢ 使烟气均流，防止形成烟气走廊 ➢ 折焰角的合理设计 ➢ 装设防磨装置
主要性能数据
锅炉铭牌出力, t/h
2028/1717.3
汽水压降, MPa
过热器
1.27
再热器
0.16
省煤器（包括位差）
0.39
排烟温度, ℃
125
空预器入口过量空气系数
1.21
锅炉计算效率, %
93.73
最低不投油稳燃负荷, % B-MCR 30
NOx排放量, mg/m3
450
内螺纹管形成的涡流所产 生的离心力将水甩向管壁，可 防止汽膜的形成，从而防止 DNB的发生。
炉膛循环系统比较
30
型式
内螺纹管 整体循环倍率 运行特性 维修成本 启停灵活性 风险
自然循环
应用 >3.1
具有自补偿能力非正常工况适应能力强 无 较好
允许水质恶化时少量结垢(如冷凝器泄漏)
自然循环技术
31
结论：
DNB是一种局部现象,是压力、热流密度、含汽率、
质量流速等运行参数综合作用的结果。所有高压力 锅炉都必须留有足够的设计裕度以防DNB的发生。
循环倍率常被当作循环系统设计的准则。B&W公司
将工况最恶劣的回路作为评判对象，而不是用整个 循环系统的“综合循环倍率”来比较和评判循环系统的 安全性。
技术基础 锅炉设计原则 锅炉方案简介 锅炉整体布置 锅炉结构介绍 锅炉系统介绍
技术基础
美国B&W公司一百多年的锅炉实践与研究 动态引进美国B&W公司技术 BWBC五十多台200~600MW锅炉设计制造和运行经验 火焰锅炉设计、运行经验 扬二电厂600MW锅炉设计、运行经验 北仑电厂600MW锅炉设计、运行经验
上 部 防 磨 结 构
下 部 防 磨 结 构
锅筒内装
汽包的作用
汽包与下降管、水冷壁连接，组成水循环系统。 同时，汽包还是接受省煤器来的给水，并向过 热器输送饱和蒸汽，所以，汽包是加热、蒸发、 过热这三个过程的连接枢纽。
汽包内装有汽水分离设备、加药装置及连续排 污装置，用以保证蒸汽品质。
汽包中存有一定水量，因而有一定的贮热能力， 在负荷变化时可以减缓汽压变动的速度。
一旦发生DNB，管壁与介质的温差加剧，
造成金属超温破坏
自然循环技术
水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ环设计目的：
确保水冷壁管在高辐射热流密度下不过热，防
止金属超温和热应力破坏 设计准则：
防止发生传热恶化-偏离核态沸腾(DNB) 维持足够的循环倍率 控制质量含汽率
内螺纹管布置
自 然 循 环 技 术
自然循环技术
B&W公司12头内螺纹管的特点：
燃煤、煤灰特性及其判断
结论：
项目 着火特性 燃烬特性 结渣特性 灰沾污特性 灰磨损特性 灰反射特性
设计煤种 较易着火
易燃烬 中等 中等 高
不可能
校核煤种 易着火 易燃烬 较严重 中等 低 极可能
设计考虑 兼顾 燃烬 严重 中等 高 兼顾
燃料特性与锅炉设计
着火稳定特性
燃烧方式、燃烧器类型、燃烧器参数的选
汽包上还装有压力表、水位计、事故放水门及 安全阀等附件设备，用以监视控制汽包压力和 水位，以保证锅炉的安全
汽包结构数据
汽包材料 汽包内径,mm 汽包壁厚，mm 直段长度,mm 汽包总长,mm 分离器数量,只 封头壁厚,mm 汽包重量(包括内装), t
SA-299 1775 185 25248 ~28000 194 170 ~270
控制汽温负荷范围, % BMCR
定压 50~100
滑压 30~100
炉膛容积热负荷(BMCR) kW/m3 88.7 炉膛断面热负荷(BMCR) MW/m2 4.44 燃烧器区域热负荷(BMCR) MW/m2 1.19
RBC锅炉技术特点
自然循环 墙式燃烧 挡板调温
锅炉主要尺寸（一）
炉膛宽度
mm
饱和蒸汽 旋风分离器
汇流箱 防旋栅格
百叶窗分离器
自 然 循 环 技 术
给水管
汽 水 流 程 图
自 然 循 环 技 术
自然循环技术
基本原则：
确保水冷壁在各种运行工况下都能得到充
分的冷却
在瞬态扰动工况下具有足够的设计裕度
基本要求：
水冷壁管内保持稳定的核态沸腾
发生传热恶化的原因 -偏离核态沸腾(DNB)
B&W公司采用内螺纹管的自然循环锅炉即使在接近
临界压力时仍有很高的循环倍率，在不利的扰动工 况下也能保持足够的安全裕度。
刚性梁
过热器的类型
对流式过热器 半辐射式过热器 辐射式过热器
包 墙 系 统
过热器系统总图 35
过热器水平管组
36
悬 吊 结 构
屏式过热器
过热蒸汽连接管
二过进口管组
炉膛深度
mm
水冷壁下集箱标高
mm
汽包中心标高
mm
顶板标高
mm
顶棚标高
mm
水平烟道深度
mm
尾部烟道深度
mm
锅炉柱距宽度
mm
锅炉柱距深度
mm
20100 17400 8000 72330 79630 60060 4350 5925/9300 46000 53750
锅炉结构介绍
燃料烟风系统 水冷系统 过热器系统 再热器系统 锅炉范围内管
取及炉膛配风等 燃烬特性
燃烧方式、燃烧器及炉膛尺寸的选取等
结渣特性
燃烧器的数量、布置方式、炉膛热力指标
选取及受热面的布置等 磨损特性
受热面材料的选取，速度的控制等
锅炉方案要点
采用前后墙燃烧方式锅炉 选用燃用增强着火型EI-XCL燃烧器 选取合理的炉膛断面及炉膛容积 采用B&W公司RBC锅炉的典型的布置方式 提供方便灵活的控制调节手段，以提高锅炉对煤质变化的适应性
二过出口管组
再 热 器 系 统
再热器过渡管组
尾部烟道挡板 调温技术
减 温 器 结 构
再热器喷水减温装置
技术引进方式及内容
全套技术引进 动态转让 齐全的设计标准、计算软件、专利技术 采购、制造、检验、安装等规范文件 部件设计标准
锅炉设计原则
满足用户的要求 可用率高、可靠性好 经济性好，热效率高 锅炉低负荷稳燃性能好，启停及调峰性能好 煤种适应范围广 Nox排放低 锅炉可控程度高
锅炉方案简介
道系统
省煤器系统
省煤器的作用
降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料 降低锅炉造价 提高汽包进水温度，改善汽包工作条件
省煤器磨损的因素
烟气速度，管壁金属的磨损同烟气流速的三次方成正比 飞灰浓度 灰粒特性 管束的结构特性
减轻磨损的措施
➢ 控制烟气流速 ➢ 使烟气均流，防止形成烟气走廊 ➢ 折焰角的合理设计 ➢ 装设防磨装置
主要性能数据
锅炉铭牌出力, t/h
2028/1717.3
汽水压降, MPa
过热器
1.27
再热器
0.16
省煤器（包括位差）
0.39
排烟温度, ℃
125
空预器入口过量空气系数
1.21
锅炉计算效率, %
93.73
最低不投油稳燃负荷, % B-MCR 30
NOx排放量, mg/m3
450
内螺纹管形成的涡流所产 生的离心力将水甩向管壁，可 防止汽膜的形成，从而防止 DNB的发生。
炉膛循环系统比较
30
型式
内螺纹管 整体循环倍率 运行特性 维修成本 启停灵活性 风险
自然循环
应用 >3.1
具有自补偿能力非正常工况适应能力强 无 较好
允许水质恶化时少量结垢(如冷凝器泄漏)
自然循环技术
31
结论：
DNB是一种局部现象,是压力、热流密度、含汽率、
质量流速等运行参数综合作用的结果。所有高压力 锅炉都必须留有足够的设计裕度以防DNB的发生。
循环倍率常被当作循环系统设计的准则。B&W公司
将工况最恶劣的回路作为评判对象，而不是用整个 循环系统的“综合循环倍率”来比较和评判循环系统的 安全性。