600MW容量級(jí)燃煤機(jī)組是我國火電建設(shè)中將要大力發(fā)展的系列之一，鍋爐基本上是從國外進(jìn)口或引進(jìn)技術(shù)國內(nèi)制造的，按蒸發(fā)系統(tǒng)工質(zhì)流動(dòng)方式大體可分為自然循環(huán)汽包爐、控制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐；按燃燒方式可分為直流燃燒器四角切圓布置、旋流燃燒器墻式布置等。其中控制循環(huán)鍋爐是美國燃燒工程公司(CE)的專利，我國哈爾濱鍋爐廠、上海鍋爐廠引進(jìn)此技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，已陸續(xù)在平圩、北侖、吳涇等電廠投運(yùn)。國華定洲發(fā)電廠（以下簡稱定電）一期工程2×600 MW機(jī)組的2臺(tái)四角切圓燃燒，富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1、鍋爐系統(tǒng)布置
定電一期工程安裝了2臺(tái)上海鍋爐廠制造的亞臨界參數(shù)汽包爐，采用控制循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛、四角切圓燃燒方式、燃燒器擺動(dòng)調(diào)溫、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)、露天布置燃煤鍋爐。鍋爐的制粉系統(tǒng)采用中速磨冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式系統(tǒng)。
沿汽包長度方向布置6根大直徑下降管，爐水由匯合集箱匯合后，分別接至布置于爐前的3臺(tái)低壓頭循環(huán)泵。每臺(tái)循環(huán)泵有2只出口閥，再由出口閥通過6根連接管引入水冷壁下部環(huán)形集箱。在環(huán)形集箱內(nèi)水冷壁管人口處均裝有節(jié)流圈。
水冷壁由爐膛四周、折焰角及延伸水平煙道底部和兩側(cè)墻組成。過熱器由爐頂管、后煙井包覆、水平煙道側(cè)墻后部、低溫過熱器、分隔屏、后屏和末級(jí)過熱器組成。再熱器由墻式再熱器、屏式再熱器和末級(jí)再熱器組成。省煤器位于后煙井低溫過熱器下方。24只直流式燃燒器分為6層布置于爐膛下部四角，煤粉和空氣從四角送入，在爐膛中呈切圓方式燃燒。
過熱器的汽溫調(diào)節(jié)由2級(jí)噴水來控制。再熱器的汽溫采用擺動(dòng)燃燒器方式調(diào)節(jié)（投自動(dòng)），再熱器進(jìn)口設(shè)有事故噴水。
鍋爐燃燒系統(tǒng)按中速磨冷一次風(fēng)直吹式制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
尾部煙道下方設(shè)置2臺(tái)3分倉受熱面旋轉(zhuǎn)容克式空氣預(yù)熱器。
爐底排渣系統(tǒng)采用機(jī)械刮板撈渣機(jī)裝置。
2、給水和水循環(huán)系統(tǒng)
控制循環(huán)鍋爐的主要特點(diǎn)是在鍋爐循環(huán)回路的下降管和上升管之間加裝循環(huán)泵以提高循環(huán)回路的壓頭，因此汽包及上升管、下降管可采用較小直徑。但是加裝爐水循環(huán)泵后會(huì)消耗一定功率，一般相當(dāng)于鍋爐功率的0.3%～0.%。
爐水循環(huán)泵的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將泵的葉輪和電機(jī)轉(zhuǎn)子裝在同一主軸上置于互相連通的壓力殼體內(nèi)。泵體與電機(jī)是被分隔的2個(gè)腔室，配有1套較為復(fù)雜的高、低壓冷卻水系統(tǒng)。整個(gè)泵體和電機(jī)均由下降管支吊，這樣泵可在鍋爐熱態(tài)時(shí)隨下降管一起向下自由移動(dòng)而不受膨脹限制。
定電鍋爐采用cc+循環(huán)系統(tǒng)，即“低壓頭循環(huán)泵十內(nèi)螺紋管”，稱為改良型控制循環(huán)。下降管系統(tǒng)中布置了低壓頭循環(huán)泵，以保證水冷壁內(nèi)介質(zhì)循環(huán)安全可靠。水冷壁四周采用了內(nèi)螺紋管，可以使水冷壁中的質(zhì)量流速降低，流量減少。鍋爐循環(huán)倍率由自然循環(huán)方式的4降低到2左右，制造廠允許的最小循環(huán)倍率僅為1. 33。系統(tǒng)內(nèi)布置了3臺(tái)循環(huán)泵，其中2臺(tái)投運(yùn)可以帶MCR負(fù)荷，另1臺(tái)為備用。為了避免2臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)，1臺(tái)突然發(fā)生故障，而備用泵一時(shí)又難以啟動(dòng)，從而影響到鍋爐負(fù)荷的變化，故CE推薦在正常工況下保持3臺(tái)泵運(yùn)行。在下水包內(nèi)的每根水冷壁管人口處裝有不同孔徑的節(jié)流孔板，以控制每根水冷壁管的流量，保證爐膛運(yùn)行工況變化時(shí)循環(huán)仍然均勻可靠。
鍋爐在各種負(fù)荷下均能保證水循環(huán)可靠，爐水循環(huán)泵人口不產(chǎn)生汽化。在循環(huán)泵的選型、布置等方面，可充分保證泵入口的實(shí)際凈正吸入壓頭(NPSHA)大于泵在該處飽和壓力下所需的凈正吸入壓頭(NPSHR)，這是防止循環(huán)泵入口產(chǎn)生汽蝕的首要條件，此外還限制停爐、降負(fù)荷時(shí)的降溫降壓速度，與負(fù)荷變化率相協(xié)調(diào)，具體要求如下：
汽包運(yùn)行壓力在3. 45 MPa以上時(shí)，降溫速度為5.6℃/min，相應(yīng)降壓速度為736 kPa/min。
汽包運(yùn)行壓力在3。45 MPa以下時(shí)，降溫速度為2.8℃/min，相應(yīng)降壓速度為46 kPa/min。
3、汽包
控制循環(huán)鍋爐汽包較一般自然循環(huán)鍋爐汽包的主要差別在于它增加了1個(gè)內(nèi)罩殼，并采用較低的正常水位高度。由于控制循環(huán)鍋爐的汽包上部采用內(nèi)罩殼結(jié)構(gòu)，與汽包內(nèi)壁之間形成一個(gè)環(huán)形夾層。汽水混合物從汽包上部（自然循環(huán)鍋爐通常是由汽包側(cè)下部）引入夾層，自上而下以適當(dāng)?shù)牧魉倬鶆虻貍鳠峤o汽包內(nèi)壁，使汽包上、下部分得到均勻地加熱和冷卻，減少了上、下壁溫差。在啟、停過程中，絕大部分汽包壁只與汽水混合物一種工質(zhì)接觸，汽包各點(diǎn)的金屬溫度非常接近，不會(huì)形成過高的溫差應(yīng)力，所以，不需在汽包上裝設(shè)金屬壁溫測點(diǎn)對(duì)控制循環(huán)鍋爐的汽包上、下及左、右兩端金屬壁溫進(jìn)行控制監(jiān)督，因此控制循環(huán)鍋爐的啟、停時(shí)間比自然循環(huán)鍋爐相對(duì)縮短。
汽包正常水位維持在中心線以下220mm，遠(yuǎn)較自然循環(huán)鍋爐汽包正常水位-50 mm為低。因?yàn)槠星缝式o水都貼近下降管人口噴入，即使水位過低也不會(huì)產(chǎn)生汽化。同時(shí)這種設(shè)計(jì)方式還使汽側(cè)空間高度加大，汽水分離效果更好，有利于汽水分離裝置的布置，保證蒸汽品質(zhì)。
4、燃燒系統(tǒng)
直流燃燒器、四角布置、切圓燃燒是CE公司的傳統(tǒng)燃燒方式，這種燃燒方式因氣流在爐膛內(nèi)形成一個(gè)較強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)的整體燃燒火焰，對(duì)穩(wěn)定著火、強(qiáng)化后期混合、保證燃料完全燃燒十分有利。定電采用了正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配置6臺(tái)ZGM113N中速磨，燃燒器四角布置，切向燃燒。
煤粉管道從磨煤機(jī)出口供至燃燒器進(jìn)口，每臺(tái)磨煤機(jī)出口由4根煤粉管道接至同一層四角布置的煤粉燃燒器。每角燃燒器風(fēng)箱分成14層，其中A、B、C、D、E、F6層為一次風(fēng)噴嘴，其余8層為二次風(fēng)噴嘴。一、二次風(fēng)呈間隔排列，在AB、CD、EF 3層二次風(fēng)室內(nèi)設(shè)有啟動(dòng)及助燃油槍，共12支。為了降低四角切圓燃燒引起的爐膛出口及水平煙道中煙氣的殘余旋轉(zhuǎn)造成的煙氣側(cè)的屏間熱偏差，采用同心反切加燃盡風(fēng)(OFA)和部分消旋二次風(fēng)，使?fàn)t內(nèi)氣流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度具有一定的可調(diào)性。下部的啟轉(zhuǎn)二次風(fēng)與一次風(fēng)噴嘴偏轉(zhuǎn)15°，上部消旋二次風(fēng)與一次風(fēng)噴嘴向另一方向偏轉(zhuǎn)25°。燃燒器一次風(fēng)噴嘴采用等間距布置，間距為1860mm，總距離為9300
mm。噴燃器噴嘴擺動(dòng)采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，一次風(fēng)上下擺動(dòng)各20°，二次風(fēng)可上下擺動(dòng)30°。二次風(fēng)采用典型CE式大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)，保證四角配風(fēng)均勻，在煤粉氣流均勻的條件下，可有效防止切圓偏斜。
燃燒器的主要技術(shù)特點(diǎn)可以歸結(jié)為以下3點(diǎn)：
a.采用寬調(diào)節(jié)比煤粉噴口，即WR噴嘴，它由906彎頭、帶水平隔板的一次風(fēng)管和帶V形鈍體的噴嘴本體組成。煤粉氣流經(jīng)過90。彎頭后，由于離心作用，被分成上濃下淡2股，濃煤粉氣流進(jìn)入噴嘴上部，淡煤粉氣流則進(jìn)入噴嘴的下部區(qū)域，而煤粉氣流中的空氣基本上按各50%進(jìn)入上下兩區(qū)域，從而形成濃淡燃燒。V形鈍體能顯著增加煙氣回流量，提高鍋爐穩(wěn)燃能力。
濃淡燃燒由于上部濃煤粉氣流所需的著火熱少，易著火，然后點(diǎn)燃下部的淡煤粉氣流，因此燃燒穩(wěn)定性和低負(fù)荷性能好。由于濃側(cè)煤粉氣流的空氣量相對(duì)少，故同時(shí)抑制了燃料NO_的生成。
b．采用對(duì)沖同心正反切燃燒方式，即一次風(fēng)對(duì)沖，二次風(fēng)同心正反切。二次風(fēng)偏離一次風(fēng)射流一個(gè)角度射入爐膛，這不僅可適當(dāng)推遲一、二次風(fēng)的混合，而且在爐膛水平方向形成中央富燃料區(qū)，水玲壁區(qū)域富空氣區(qū)，形成沿爐膛水平方向的空氣分級(jí)。
c．燃燒器最顯著的特點(diǎn)是每只燃燒器的頂部設(shè)有燃盡風(fēng)噴口(OFA)，實(shí)質(zhì)上就是相當(dāng)于2段燃燒方式。在運(yùn)行中將空氣由此噴口送人爐膛，此時(shí)下部主燃燒器區(qū)域則處于比傳統(tǒng)燃燒方式即氧濃度低得多的氣氛下，這樣既可避免過高的峰值溫度，減少熱力型Nq的的生成，也可以抑制燃料氮向N2轉(zhuǎn)換的生成反應(yīng)，從而達(dá)到總體上降低NQ排放的目的。燃盡風(fēng)投入并迅速地與燃燒產(chǎn)物混合，保證燃料的完全燃盡。
5、防止結(jié)焦的技術(shù)特點(diǎn)
燃煤鍋爐的爐內(nèi)結(jié)渣既是一個(gè)物理化學(xué)過程，也是一個(gè)非常復(fù)雜的流體力學(xué)過程。影響結(jié)渣的因素較多，不僅與煤質(zhì)特性（灰熔點(diǎn)、灰成分、灰粘度等）有關(guān)，還與爐膛熱力參數(shù)、燃燒器的結(jié)構(gòu)與爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況、鍋爐運(yùn)行參數(shù)等密切相關(guān)。結(jié)渣的本質(zhì)可以概括地表述為：當(dāng)溫度高于灰熔點(diǎn)的煙氣沖刷受熱面時(shí)，煙氣中熔融的灰渣粘附到受熱面上，造成結(jié)渣。
定電設(shè)計(jì)煤種為神府東勝煤，按發(fā)電廠煤粉鍋爐用煤分類標(biāo)準(zhǔn)GB 7562 - 1998《發(fā)電煤粉鍋爐用煤技術(shù)條件》可知：神府東勝煤屬于高揮發(fā)分、常灰分、常水分、低硫分、易結(jié)渣煙煤。其變形溫度DT為1120℃，軟化溫度ST為1160℃，流動(dòng)溫度FT為1180℃。
定電600 MW控制循環(huán)、切圓燃燒鍋爐防止?fàn)t內(nèi)結(jié)焦的技術(shù)特點(diǎn)有以下4點(diǎn)。
a.爐膛結(jié)構(gòu)尺寸和熱負(fù)荷指標(biāo)正確合理的選取是鍋爐設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵所在，在總結(jié)吳涇電廠等同類型鍋爐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取了合適的爐膛容積熱負(fù)荷、爐膛斷面熱負(fù)荷、燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷及爐膛
出口煙溫。在爐膛結(jié)構(gòu)尺寸和熱力參數(shù)選取上，留有較大裕度，避免了由于熱負(fù)荷偏高而引起爐膛結(jié)渣，有效地減輕了鍋爐滿負(fù)荷時(shí)的爐膛結(jié)渣傾向。
本工程爐膛斷面和高度取為：爐膛寬19. 558 m，深16. 940 5 m，高64. 625 m。爐膛寬深比L 155，上排噴口至屏底距離為20. 13 m，下排噴口至冷灰斗轉(zhuǎn)角距離為5. 969 m。爐膛設(shè)計(jì)參數(shù)(BMCR)如下：
b．防止鍋爐結(jié)渣的關(guān)鍵是組織合理的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場。鍋爐采用了一次風(fēng)對(duì)沖、二次風(fēng)同心正反切的燃燒方式，以確保形成風(fēng)包煤的爐內(nèi)氣流特性，防止一次風(fēng)氣流貼壁。這種燃燒方式有助于在水冷壁附近形成氧化性氣氛，對(duì)減小鍋爐受熱面的結(jié)渣傾向較有利。選取合適的爐膛寬／深比，采用大切角布置燃燒器和大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)，改善氣流兩側(cè)補(bǔ)氣條件，使四角配風(fēng)均勻，再適當(dāng)提高一、二次風(fēng)速(一次風(fēng)速26 m/s，二次風(fēng)速54 m/s)，增強(qiáng)各自的剛性，防止一次風(fēng)氣流直接沖刷水冷壁而產(chǎn)生結(jié)渣。
c．采取一次風(fēng)對(duì)沖、二次風(fēng)同心正反切的燃燒方式，通過�；囼�(yàn)確定燃燒器上部的OFA層、FF層及EF層噴嘴分別反切25°和20°，合理配置正反切風(fēng)的動(dòng)量矩比，以減弱爐內(nèi)氣流的殘余旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，這一燃燒方式可有效地控制轉(zhuǎn)向室兩側(cè)的煙溫偏差，避免結(jié)渣。
d在燃燒器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，也采取了防結(jié)渣的措施，如選取合理的煤粉噴嘴間距及適宜的單只噴嘴熱功率，以降低燃燒器區(qū)域的熱負(fù)荷。適當(dāng)提高一次風(fēng)速及增加周界風(fēng)的份額，以增強(qiáng)一次風(fēng)氣流的剛性。同時(shí)，一次風(fēng)速的提高和周界風(fēng)份額的增加，可推遲煤粉著火，使著火點(diǎn)離燃燒器較遠(yuǎn)，火焰高溫區(qū)也相應(yīng)推移到爐膛中心，以避免燃燒器噴口周圍的結(jié)渣。燃燒器上下端設(shè)置二次風(fēng)+也可有效防止燃燒器上下區(qū)域的結(jié)渣。
相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、
生物質(zhì)熱風(fēng)空調(diào)
2、
木屑顆粒機(jī)
2、
秸稈顆粒機(jī)
