CN102563597B

CN102563597B - 300mw掺烧高炉煤气锅炉及安装方法

Info

Publication number: CN102563597B
Application number: CN201210023310.6A
Authority: CN
Inventors: 张彦军; 于泽忠; 宋宝军; 郭大山; 尹向梅
Original assignee: Harbin Boiler Co Ltd
Current assignee: Harbin Boiler Co Ltd
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: CN102563597A

Abstract

300MW掺烧高炉煤气锅炉及安装方法。本产品包括:炉体（1）外圈装有水冷壁（13）及包墙（2），包墙内装有省煤器（7），水冷壁连接（5）锅筒上部装有顶棚管（3），顶棚管连接低温过热器（11）、低温过热器和后屏过热器（4）中间装有分隔屏（6），后屏过热器连接末级过热器（8），水冷壁内层装有辐射再热器（15），辐射再热器连接后屏再热器（12），后屏再热器连接末级再热器（10），所述的锅筒连接下降管（9），分左右两点布置的第三级喷水减温器装在后屏过热器与末级过热器之间的大直径连接管上，共四点布置的所述的二级喷水减温器分别位于再热器进口导管与后屏再热器与末级再热器之间的大直径连接管上。本发明用于掺烧高炉煤气锅炉。

Description

300MW掺烧高炉煤气锅炉及安装方法

技术领域：

本发明涉及一种300MW掺烧高炉煤气锅炉及安装方法。

背景技术：

我国现有的300MW等级亚临界锅炉，全部是以煤、油或者天然气等单一燃料作为主燃料的锅炉，同时燃用煤粉及高炉煤气的锅炉尚无设计先例。宝钢钢厂从日本三菱公司进口2台该类型锅炉，该锅炉以煤粉作为主燃料的同时，具有掺烧20%输入热量的高炉煤气的能力。但锅炉的实际运行效果并不理想，在实际运行过程中，容易出现锅炉出力不够或掺烧的高炉煤气量不足等情况。

由于高炉煤气发热量低，燃烧后火焰暗淡，产生烟气量巨大，在兼顾完全烧煤粉和掺烧高炉煤气工况，燃烧器采用分组布置，高炉煤气分两组布置在下层燃烧器底部，降低炉膛出口温度。同时巨大的烟气量导致锅炉对流受热面的吸热量增加，导致锅炉工质温度及受热面管壁温度严重超温。为锅炉汽水系统的设计增加很大的难度。

目前，有少部分电厂希望锅炉在以煤粉为主燃料的同时，能够掺烧高炉煤气或焦炉煤气，尤其是炼钢厂的自备电厂。炼钢厂在炼钢过程中产生的一定量的焦炉煤气及大量的高炉煤气，其中高炉煤气发热值低、可利用率低，如果找不到比较有效的利用方式，可能就要对空燃放掉。如果能在发电过程中合理地将其利用，将会为该发电机组带来非常可观的利润。开发煤气混合燃用锅炉，未来可以拥有一定的市场。

发明内容：

本发明的目的是提供一种煤气混合燃用锅炉，从根本上解决了高炉煤气的利用问题；同时，也摆脱了该类型锅炉完全依赖进口的局面，实现了该类型锅炉的国产化。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种300MW掺烧高炉煤气锅炉,其组成包括：过热器系统具有第一级喷水减温器、第二级喷水减温器和第三级喷水减温器的炉体，所述的炉体外圈装有水冷壁及包墙，所述的包墙内装有省煤器，所述的水冷壁连接锅筒，所述的锅筒上部装有顶棚管，所述的顶棚管连接低温过热器、所述的低温过热器和后屏过热器中间装有分隔屏，所述的后屏过热器连接末级过热器，所述的水冷壁内层装有辐射再热器，所述的辐射再热器连接后屏再热器，所述的后屏再热器连接末级再热器，所述的锅筒连接下降管，分左右两点布置的所述的第三级喷水减温器装在所述的后屏过热器与所述的末级过热器之间的大直径连接管上，共四点布置的所述的二级喷水减温器分别位于所述的再热器进口导管与所述的后屏再热器与所述的末级再热器之间的大直径连接管上。

所述的300MW掺烧高炉煤气锅炉,所述的水冷壁中部装有上下摆动、切向燃烧、四角布置的摆动式SOFA燃烧器，所述的SOFA燃烧器下方装有粉煤及煤气燃烧器。

所述的300MW掺烧高炉煤气锅炉,所述的包墙下方装有空气预热器。

一种300MW掺烧高炉煤气锅炉安装方法,过热器系统具有第一级喷水减温器、第二级喷水减温器和第三级喷水减温器，所述的第一级喷水减温器装在水平低温过热器到分隔屏的大直径连接管上，所述的第二级喷水减温器装在所述的分隔屏与所述的后屏过热器之间的大直径连接管上，所述的第三级喷水减温器装在所述的后屏过热器与所述的末级过热器之间的大直径连接管上，分左右两点布置；再热器设有二级喷水减温器，所述的二级喷水减温器分别位于所述的再热器进口导管与所述的后屏再热器与所述的末级再热器之间的大直径连接管上，共四点布置；锅炉燃烧器为四角布置的摆动式燃烧器，切向燃烧；燃烧器可以上下摆动，所述的摆动式燃烧器包括7层燃烧器装在所述的水冷壁上，所述的水冷壁上装有5层煤粉燃烧器，所述的煤粉燃烧器下部装有2层燃气燃烧器。

有益效果：

1.本发明的炉膛上部布置墙式辐射再热器和大节距的过热器分隔屏和后屏以增加再热器和过热器的辐射特性。

2.本发明在尾部竖井下集箱装有容量为5%的启动疏水旁路；锅炉启动时利用此旁路进行疏水以达到加速过热器升温的目的。

3.本发明已经投入试验运行，锅炉的实际运行状态良好，各项性能指标达到设计目标。本产品为300MW发电机组，按单台机组平均年掺烧高炉煤气量占15%,年平均发电小时数为5000小时计算，高炉煤气的年均发电量为22500万千瓦时。

4.本发明300MW发电机组，按单台机组平均年掺烧高炉煤气量占15%,年平均发电小时数为5000小时计算，高炉煤气的年均发电量为22500万千瓦时。适用本发明直接的经济价值约为6000万元人民币，经济价值非常可观，煤气混合燃用锅炉的开发，将为此类型煤电厂带来巨大的资源节约。

5.本发明水冷壁性能合理，且具有较强的混合燃料和机组容量适应性；各级受热面规格和吸热比例合理，结构容易实现；掺烧高炉煤气的同时，保证较低的未燃尽损失和NOx排放，保证锅炉的技术先进性。

附图说明：

附图1是本产品的纵剖图。

附图2是附图1的水平图。

具体实施方式：

实施例1：

一种300MW掺烧高炉煤气锅炉,采用300MW亚临界锅炉的总体布置方案：锅炉为一次中间再热、亚临界压力、变压运行汽包锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型布置。

300MW掺烧高炉煤气锅炉其组成包括：过热器系统具有第一级喷水减温器、第二级喷水减温器和第三级喷水减温器的炉体，炉体1外圈装有水冷壁13及包墙2，包墙内装有省煤器7，水冷壁连接5锅筒上部装有顶棚管3，顶棚管连接低温过热器11、低温过热器和后屏过热器4中间装有分隔屏6，后屏过热器连接末级过热器8，水冷壁内层装有辐射再热器15，辐射再热器连接后屏再热器12，后屏再热器连接末级再热器10，所述的锅筒连接下降管9，分左右两点布置的第三级喷水减温器装在后屏过热器与末级过热器之间的大直径连接管上，共四点布置的所述的二级喷水减温器分别位于再热器进口导管与后屏再热器与末级再热器之间的大直径连接管上。

实施例2：

实施例1所述的300MW掺烧高炉煤气锅炉,所述的水冷壁中部装有上下摆动、切向燃烧、四角布置的摆动式SOFA燃烧器，所述的SOFA燃烧器下方装有粉煤及煤气燃烧器。所述的包墙下方装有空气预热器16。

实施例3：

一种300MW掺烧高炉煤气锅炉,过热器系统具有第一级喷水减温器、第二级喷水减温器和第三级喷水减温器，所述的第一级喷水减温器装在水平低温过热器到分隔屏的大直径连接管上，所述的第二级喷水减温器装在所述的分隔屏与所述的后屏过热器之间的大直径连接管上，所述的第三级喷水减温器装在所述的后屏过热器与所述的末级过热器之间的大直径连接管上，分左右两点布置；再热器设有二级喷水减温器，所述的二级喷水减温器分别位于所述的再热器进口导管与所述的再热器前屏与所述的末级再热器之间的大直径连接管上，共四点布置；锅炉燃烧器为四角布置的摆动式燃烧器，切向燃烧；燃烧器可以上下摆动，所述的摆动式燃烧器包括7层燃烧器装在所述的水冷壁上，所述的水冷壁上装有5层煤粉燃烧器，所述的煤粉燃烧器下部装有2层燃气燃烧器。

实施例4：

以上实施例1所述的300MW掺烧高炉煤气锅炉，首先确定合理的炉膛结构尺寸，及燃料的燃尽高度等，避免在掺烧高炉煤气时导致煤粉在燃烧过程的结焦问题，保证锅炉运行的安全性和可靠性；选择合适的水冷壁管子数量、规格、节距、质量流速及水冷壁材料等；选择合适的相匹配的燃烧系统与制粉系统及供气系统；选择供气系统的容量，系统管道的规格、阀门的规格；选择合适的气燃烧器的容量择，喷口的材料。选择合适的减温水系统，确定各级减温水管路的容量、减温水管路的规格及合适的阀门。布置过热器、再热器的受热面及材料；依据以上的选择，确定炉膛，实现热负荷数据。

上述的300MW掺烧高炉煤气锅炉，锅炉水冷壁采用内螺纹管+光管的垂直管圈的结构形式。

3、炉膛上部布置墙式辐射再热器和大节距的过热器分隔屏和后屏以增加再热器和过热器的辐射特性。

4、墙式辐射再热器布置于上炉膛前墙和两侧墙。

5、每台锅炉配有两台三分仓容克式空气预热器

6、汽温调节方式。因本工程不仅需要在设计时考虑完全燃用设计煤种的工况，还需要重点兼顾掺烧高炉煤气的工况，所以过热器系统采用三级五点喷水。第一级喷水减温器设于低温过热器到分隔屏的大直径连接管上，布置一点。第二级喷水减温器设于分隔屏与后屏过热器之间的大直径连接管上，分左右两点布置，第三级喷水减温器设于后屏过热器与末级过热器之间的大直径连接管上，分左右两点布置。

7、再热器设有二级喷水减温器，分别位于再热器进口导管及再热器前屏与末级再热器之间的大直径连接管上，共四点布置。

8、在锅炉的尾部竖井下集箱装有容量为5%的启动疏水旁路。锅炉启动时利用此旁路进行疏水以达到加速过热器升温的目的。

9、燃烧系统：

锅炉燃烧器为四角布置的摆动式燃烧器，切向燃烧。燃烧器可以上下摆动，最大摆动角度为±30°。

锅炉共布置7层燃烧器喷口，其中上5层为煤粉喷口，下2层为燃气喷口。

煤粉燃烧器为分组布置，下3层燃烧器为第1组，上2层燃烧器为第2组。

Claims

1.一种300MW掺烧高炉煤气锅炉,其组成包括：过热器系统具有第一级喷水减温器、第二级喷水减温器和第三级喷水减温器的炉体，其特征是：所述的炉体外圈装有水冷壁及包墙，所述的包墙内装有省煤器，所述的水冷壁连接锅筒，所述的锅筒上部装有顶棚管，所述的顶棚管连接低温过热器、所述的低温过热器和后屏过热器中间装有分隔屏，所述的后屏过热器连接末级过热器，所述的水冷壁内层装有辐射再热器，所述的辐射再热器连接后屏再热器，所述的后屏再热器连接末级再热器，所述的锅筒连接下降管，分左右两点布置的所述的第三级喷水减温器装在所述的后屏过热器与所述的末级过热器之间的大直径连接管上，共四点布置的所述的二级喷水减温器分别位于所述的再热器进口导管与所述的后屏再热器与所述的末级再热器之间的大直径连接管上，所述的水冷壁中部装有上下摆动、切向燃烧、四角布置的摆动式SOFA燃烧器，所述的SOFA燃烧器下方装有粉煤及煤气燃烧器，所述的包墙下方装有空气预热器，在尾部竖井下集箱装有容量为5%的启动疏水旁路，锅炉启动时利用此旁路进行疏水以达到加速过热器升温的目的，锅炉为一次中间再热、亚临界压力、变压运行汽包锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型布置，锅炉水冷壁采用内螺纹管+光管的垂直管圈的结构形式。

2.一种如权利要求1所述的300MW掺烧高炉煤气锅炉的安装方法，其特征是：过热器系统具有第一级喷水减温器、第二级喷水减温器和第三级喷水减温器，所述的第一级喷水减温器装在水平低温过热器到分隔屏的大直径连接管上，所述的第二级喷水减温器装在所述的分隔屏与所述的后屏过热器之间的大直径连接管上，所述的第三级喷水减温器装在所述的后屏过热器与所述的末级过热器之间的大直径连接管上，分左右两点布置；再热器设有二级喷水减温器，所述的二级喷水减温器分别位于所述的再热器进口导管与所述的后屏再热器与所述的末级再热器之间的大直径连接管上，共四点布置；锅炉燃烧器为四角布置的摆动式燃烧器，切向燃烧，燃烧器可以上下摆动，最大摆动角度为±30°，所述的摆动式燃烧器包括7层燃烧器装在所述的水冷壁上，所述的水冷壁上装有5层煤粉燃烧器，所述的煤粉燃烧器下部装有2层燃气燃烧器，锅炉共布置7层燃烧器喷口，其中上5层为煤粉喷口，下2层为燃气喷口，煤粉燃烧器为分组布置，下3层燃烧器为第1组，上2层燃烧器为第2组，炉膛上部布置墙式辐射再热器和大节距的过热器分隔屏和后屏以增加再热器和过热器的辐射特性，墙式辐射再热器布置于上炉膛前墙和两侧墙。