晉能電力集團(tuán)有限公司嘉節(jié)燃?xì)鉄犭姺止?韓小安

該文介紹了余熱鍋爐汽水系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)，并對(duì)項(xiàng)目主要特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析。

山西太原嘉節(jié)燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目由2臺(tái)F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)（2×298MW）、2臺(tái)余熱鍋爐、1臺(tái)蒸汽輪機(jī)（1×264MW）及三臺(tái)發(fā)電機(jī)組成，總裝機(jī)容量860MW。

該項(xiàng)目余熱鍋爐為東方菱日鍋爐有限公司生產(chǎn)的三壓、一次再熱、臥式、無(wú)補(bǔ)燃、自然循環(huán)BHDB-M701F4-Q1型余熱鍋爐，主要由進(jìn)口煙道、換熱室及各級(jí)受熱面模塊、高中低壓汽包、除氧器、出口煙道、煙囪以及高中壓給水泵、低壓省煤器再循環(huán)泵、排污擴(kuò)容器等輔機(jī)以及管道、平臺(tái)扶梯等部件組成。鍋爐本體受熱面采用模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由垂直布置的順列和錯(cuò)列螺旋鰭片管和進(jìn)出口集箱組成。以下就該機(jī)組汽水系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)及項(xiàng)目主要特點(diǎn)等進(jìn)行介紹：

1 汽水系統(tǒng)

鍋爐汽水系統(tǒng)分為：高壓、中壓（再熱）、低壓系統(tǒng)含除氧器系統(tǒng)，各系統(tǒng)的參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 余熱鍋爐技術(shù)規(guī)范

1.1 低壓系統(tǒng)

凝結(jié)水（給水）進(jìn)入凝結(jié)水加熱器，凝結(jié)水加熱器出口的水經(jīng)低壓給水調(diào)節(jié)閥后進(jìn)入除氧器。除氧器與低壓鍋筒采用一體化設(shè)計(jì)，即低壓鍋筒同時(shí)作為除氧器的水箱，除氧后的水直接進(jìn)入低壓鍋筒。低壓鍋筒內(nèi)的飽和水由下降管引入低壓蒸發(fā)器，蒸發(fā)器出口的汽水混合物回到低壓鍋筒形成自然循環(huán)；低壓鍋筒的飽和蒸汽，進(jìn)入低壓過(guò)熱器，然后進(jìn)入汽輪機(jī)低壓缸。

為防止凝結(jié)水加熱器的低溫?zé)煔飧g，鍋爐還設(shè)置凝結(jié)水加熱器再循環(huán)管路，以提高凝結(jié)水加熱器的進(jìn)口水溫，把入口水溫控制在酸露點(diǎn)溫度以上，避免該受熱面低溫腐蝕。

余熱鍋爐配置除氧器，低壓鍋筒作為除氧器的水箱，啟動(dòng)時(shí)使用輔助蒸汽供汽，正常運(yùn)行時(shí)除氧用汽取自余熱鍋爐低壓蒸發(fā)器供汽。

1.2 中壓系統(tǒng)

來(lái)自中壓給水泵的水流經(jīng)中壓省煤器、中壓給水調(diào)節(jié)閥進(jìn)入中壓鍋筒。中壓省煤器出口留去燃料性能加熱器接口，中壓鍋筒內(nèi)的飽和水由下降管引入中壓蒸發(fā)器，蒸發(fā)器出口的汽水混合物回到中壓鍋筒形成自然循環(huán)；中壓鍋筒內(nèi)的飽和蒸汽進(jìn)入中壓過(guò)熱器，然后進(jìn)入冷再管路，與高壓缸排汽混合后進(jìn)入再熱器，最后進(jìn)入汽輪機(jī)中壓缸。在一、二級(jí)再熱器之間設(shè)置噴水減溫器，以控制再熱蒸汽溫度。

1.3 高壓系統(tǒng).

再熱器系統(tǒng)設(shè)有一級(jí)噴水減溫器，用來(lái)調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度。減溫器布置在一級(jí)再熱器出口集箱至二級(jí)再熱器進(jìn)口集箱之間的連接管道上。高壓系統(tǒng)來(lái)自高壓給水泵的水經(jīng)高壓給水調(diào)節(jié)閥、高壓一、二、三省煤器進(jìn)入高壓鍋筒，為了防止高壓省煤器汽化，高壓省煤器還設(shè)置旁路系統(tǒng)以控制高壓省煤器出口溫度；同時(shí)高壓系統(tǒng)預(yù)留啟動(dòng)上水管路接口。高壓鍋筒內(nèi)的飽和水由下降管引入高壓蒸發(fā)器，蒸發(fā)器出口的汽水混合物回到高壓鍋筒形成自然循環(huán)；高壓鍋筒內(nèi)的飽和蒸汽先后進(jìn)入高壓一、二級(jí)過(guò)熱器，高壓過(guò)熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸。在一、二級(jí)過(guò)熱器之間設(shè)置噴水減溫器，以控制高壓過(guò)熱蒸汽溫度。

過(guò)熱器系統(tǒng)設(shè)有一級(jí)噴水減溫器，用來(lái)調(diào)節(jié)過(guò)熱蒸汽溫度。減溫器布置在高壓一級(jí)過(guò)熱器高溫段出口集箱至高壓二級(jí)過(guò)熱器進(jìn)口集箱之間的連接管道上。

2 煙氣系統(tǒng)

燃?xì)廨啓C(jī)排氣→余熱鍋爐入口煙道→二級(jí)再熱器→高壓二級(jí)過(guò)熱器→一級(jí)再熱器→高壓一級(jí)過(guò)熱器→高壓蒸發(fā)器→高壓三級(jí)省煤器→中壓過(guò)熱器→中壓蒸發(fā)器→低壓過(guò)熱器→高壓二級(jí)省煤器→中壓省煤器→高壓一級(jí)省煤器→低壓蒸發(fā)器→凝結(jié)水加熱器→出口煙道→煙囪→排向大氣。

余熱鍋爐受熱面沿?zé)煔夥较蚍?個(gè)模塊，沿鍋爐寬度方向分3個(gè)模塊，具體劃分如表2所示。

表2 余熱鍋爐模塊

每個(gè)模塊由若干個(gè)管屏組成，每個(gè)管屏由上、下集箱與螺旋齒型翅片管組成。管屏附件如管夾、垂直防振隔板、水平煙氣阻隔板、垂直煙氣阻隔板等在廠內(nèi)組裝成中型模塊出廠。

管夾：每組管屏的上、下集箱之間，沿垂直方向設(shè)有10～12道蜂窩狀管夾，可有效地防止管子與管子之間水平錯(cuò)動(dòng)。

垂直防振隔板：每組管束的上、下集箱之間，沿爐深方向各設(shè)有1道垂直防振隔板，可有效地防止氣室振動(dòng)。

水平煙氣阻隔板：每組管束的上部光管段設(shè)有1道水平煙氣阻隔板；

垂直煙氣阻隔板：每組管束的兩側(cè)各設(shè)有1道垂直煙氣阻隔板，防止煙氣走廊；

下部煙氣阻隔板：每模塊的下集箱的前部設(shè)有1道煙氣阻隔板；

通過(guò)設(shè)置以上煙氣阻隔板，可有效地防止煙氣走廊的形成避免影響傳熱效果。

頂部吊掛裝置：吊掛裝置由吊桿、耳套、吊籃組成，吊掛裝置與爐頂梁的連接，每個(gè)上集箱設(shè)有兩個(gè)吊點(diǎn)；

集箱固定裝置：上、下集箱上分別設(shè)置了防震耳板，在工地通過(guò)拉桿與鋼結(jié)構(gòu)連為一體以傳遞由于地震產(chǎn)生的水平力；

3 項(xiàng)目主要特點(diǎn)

3.1 熱網(wǎng)回水加熱器與凝結(jié)水加熱器合二為一

將原來(lái)的凝結(jié)水加熱器和煙氣熱網(wǎng)水加熱器合并為一個(gè)受熱面，稱之為煙氣熱網(wǎng)水加熱器，該受熱面同時(shí)兼顧了原有凝結(jié)水加熱器的作用。純冷凝工況時(shí)，所有冷凝水經(jīng)過(guò)煙氣熱網(wǎng)水加熱器后全部進(jìn)入低壓汽包，通過(guò)煙氣熱網(wǎng)水加熱器旁路控制出口工質(zhì)的溫度，以防止煙氣熱網(wǎng)水加熱器內(nèi)汽化；通過(guò)煙氣熱網(wǎng)水加熱器再循環(huán)系統(tǒng)控制煙氣熱網(wǎng)水加熱器進(jìn)口給水溫度，使其高于露點(diǎn)溫度，從而防止低溫腐蝕。在冬季供熱工況時(shí)，鍋爐給水溫度提高到80℃左右，不存在低溫腐蝕問(wèn)題，冷凝水經(jīng)過(guò)煙氣熱網(wǎng)水加熱器后一部分進(jìn)入低壓汽包，作為鍋爐給水，另一部分熱水通過(guò)切換進(jìn)入外置熱網(wǎng)水加熱器，通過(guò)外置熱網(wǎng)水加熱器內(nèi)水水熱交換后回到煙氣熱網(wǎng)水加熱器再循環(huán)系統(tǒng)，最后回到余熱鍋爐入口。冬季供熱工況同樣利用了原先為防止凝結(jié)水加熱器低溫腐蝕所設(shè)置的再循環(huán)系統(tǒng)。

采用優(yōu)化后的煙氣熱網(wǎng)水加熱器系統(tǒng)，從純冷凝工況改變到供熱工況，不會(huì)因?yàn)橛酂徨仩t進(jìn)口給水溫度的較大改變而影響其它余熱鍋爐受熱面進(jìn)出口邊界條件的劇烈變化，從而使余熱鍋爐的蒸汽參數(shù)在這兩種工況下沒(méi)有產(chǎn)品較大變化，保證運(yùn)行工況的穩(wěn)定性。

另外，流經(jīng)煙氣熱網(wǎng)水加熱器的水同為滿足鍋爐給水品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的除鹽水，使工質(zhì)對(duì)煙氣熱網(wǎng)水加熱器受熱面的腐蝕降低到最低，大大降低了維護(hù)成本，避免了在壽命期內(nèi)大面積地更換受熱面。

3.2 預(yù)留脫硝模塊場(chǎng)地

本項(xiàng)目采用燃機(jī)采用DLN燃燒系統(tǒng)技術(shù)，NOX排放濃度可控制在24ppm（49.2mg/Nm3）以下，完全滿足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足日益嚴(yán)格的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目預(yù)留脫硝工藝采用SCR法脫硝場(chǎng)地，脫硝催化劑空間預(yù)留在高壓蒸發(fā)器和高壓三級(jí)省煤器之間；在余熱鍋爐右側(cè)，預(yù)留脫硝設(shè)備間。

3.3 高中壓合泵

高壓給水泵和中壓給水泵采用合泵，中壓給水從中間抽頭抽出。有效降低占地空間和維護(hù)成本。高中壓給水泵電動(dòng)機(jī)采用一拖二變頻裝置，凝結(jié)水再循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)采用一拖一變頻裝置。

3.4 熱膨脹系統(tǒng)

3.4.1 膨脹零點(diǎn)

煙囪以底部中心為膨脹零點(diǎn)自由向上膨脹。鍋爐本體膨脹零點(diǎn)設(shè)在第5柱中心線與爐殼底部中心線交點(diǎn)。運(yùn)行時(shí)以該點(diǎn)為零點(diǎn)向上、前后、左右自由膨脹。

3.4.2 上下方向

集箱和受熱面管束等受壓件以本體上面頂板為零點(diǎn)向下膨脹，本體內(nèi)部設(shè)備也均自由膨脹，而不受本體護(hù)板、隔煙板的約束。

3.4.3 前后方向

在進(jìn)出口煙道接口一端設(shè)置膨脹節(jié)。

3.4.4 左右方向

受熱管束和上、下集箱以鍋爐中心為零點(diǎn)，向左右方向自由膨脹。

汽包中心部位由限位件固定，以鍋爐中心為零點(diǎn)向左右方向（汽包長(zhǎng)度方向）自由膨脹。

3.5 保溫

在余熱鍋爐進(jìn)口煙道、爐殼和出口煙道（非金屬膨脹節(jié)前）內(nèi)側(cè)設(shè)置保溫層與內(nèi)護(hù)板。內(nèi)保溫由55mm厚硅酸鋁纖維毯交錯(cuò)搭接，用彈性壓板和不銹鋼網(wǎng)絲或鍍鋅鐵絲固定；保溫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分考慮到適應(yīng)鍋爐啟停迅速及降低鍋爐噪聲。內(nèi)保溫采用優(yōu)質(zhì)硅酸鋁纖維，保溫層厚度設(shè)計(jì)合理保溫性能良好。高、中低溫區(qū)的保溫厚度分別為280mm，200mm和100mm；內(nèi)護(hù)板型式為鱗片式搭接，有效地吸收熱膨脹。內(nèi)護(hù)板在不同煙溫區(qū)采用不同的鋼板，余熱鍋爐進(jìn)口煙道、高溫段（包括側(cè)墻、頂部、底部）內(nèi)護(hù)板采用SUS304不銹鋼板，中、低溫段底部采用SUH409L，中、低溫段側(cè)墻和頂部采用碳鋼；每塊鱗片均由相應(yīng)的緊固件固定，將其與保溫材料以及最外層爐殼組合成一體。這種內(nèi)護(hù)板結(jié)構(gòu)具有保溫性能好、熱膨脹性能好、結(jié)構(gòu)合理、牢固耐用、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，以確保爐殼外表溫度不大于50℃（在環(huán)境溫度27℃下）。出口煙道非金屬膨脹節(jié)出口和煙囪（煙囪擋板以下）均采用外保溫結(jié)構(gòu)。

環(huán)境溫度高于27℃時(shí)，保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度可比環(huán)境溫度高25℃。

3.6 采用整體封閉，與廠外環(huán)境相一致

整臺(tái)鍋爐采用封閉布置。余熱鍋爐本體封閉高度與煙囪齊平，高度為60米，余熱鍋爐本體屋面高度約45米。在余熱鍋爐右側(cè)，布置有燃機(jī)前置模塊、預(yù)留脫硝設(shè)備間，右側(cè)設(shè)備間鋼架高度為21米，采用四周封閉頂部敞開(kāi)結(jié)構(gòu)。余熱鍋爐左側(cè)布置有輔助間，輔助間分0米層、8米層、13米層，輔助間鋼架高度為21米，屋面高度20米。