專利名稱：300mw摻燒高爐煤氣鍋爐及安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種300MW摻燒高爐煤氣鍋爐及安裝方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)現(xiàn)有的300MW等級(jí)亞臨界鍋爐，全部是以煤、油或者天然氣等單一燃料作為主燃料的鍋爐，同時(shí)燃用煤粉及高爐煤氣的鍋爐尚無設(shè)計(jì)先例。寶鋼鋼廠從日本三菱公司進(jìn)口 2臺(tái)該類型鍋爐，該鍋爐以煤粉作為主燃料的同時(shí)，具有摻燒20%輸入熱量的高爐煤氣的能力。但鍋爐的實(shí)際運(yùn)行效果并不理想，在實(shí)際運(yùn)行過程中，容易出現(xiàn)鍋爐出力不夠或摻燒的高爐煤氣量不足等情況。由于高爐煤氣發(fā)熱量低，燃燒后火焰暗淡，產(chǎn)生煙氣量巨大，在兼顧完全燒煤粉和摻燒高爐煤氣工況，燃燒器采用分組布置，高爐煤氣分兩組布置在下層燃燒器底部，降低爐膛出口溫度。同時(shí)巨大的煙氣量導(dǎo)致鍋爐對(duì)流受熱面的吸熱量增加，導(dǎo)致鍋爐工質(zhì)溫度及受熱面管壁溫度嚴(yán)重超溫。為鍋爐汽水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)增加很大的難度。目前，有少部分電廠希望鍋爐在以煤粉為主燃料的同時(shí)，能夠摻燒高爐煤氣或焦?fàn)t煤氣，尤其是煉鋼廠的自備電廠。煉鋼廠在煉鋼過程中產(chǎn)生的一定量的焦?fàn)t煤氣及大量的高爐煤氣，其中高爐煤氣發(fā)熱值低、可利用率低，如果找不到比較有效的利用方式，可能就要對(duì)空燃放掉。如果能在發(fā)電過程中合理地將其利用，將會(huì)為該發(fā)電機(jī)組帶來非常可觀的利潤(rùn)。開發(fā)煤氣混合燃用鍋爐，未來可以擁有一定的市場(chǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煤氣混合燃用鍋爐，從根本上解決了高爐煤氣的利用問題； 同時(shí)，也擺脫了該類型鍋爐完全依賴進(jìn)口的局面，實(shí)現(xiàn)了該類型鍋爐的國(guó)產(chǎn)化。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種300MW摻燒高爐煤氣鍋爐，其組成包括過熱器系統(tǒng)具有第一級(jí)噴水減溫器、第二級(jí)噴水減溫器和第三級(jí)噴水減溫器的爐體，所述的爐體外圈裝有水冷壁及包墻，所述的包墻內(nèi)裝有省煤器，所述的水冷壁連接鍋筒，所述的鍋筒上部裝有頂棚管，所述的頂棚管連接低溫過熱器、所述的低溫過熱器和后屏過熱器中間裝有分隔屏，所述的后屏過熱器連接末級(jí)過熱器，所述的水冷壁內(nèi)層裝有輻射再熱器，所述的輻射再熱器連接后屏再熱器，所述的后屏再熱器連接末級(jí)再熱器，所述的鍋筒連接下降管，分左右兩點(diǎn)布置的所述的第三級(jí)噴水減溫器裝在所述的后屏過熱器與所述的末級(jí)過熱器之間的大直徑連接管上，共四點(diǎn)布置的所述的二級(jí)噴水減溫器分別位于所述的再熱器進(jìn)口導(dǎo)管與所述的后屏再熱器與所述的末級(jí)再熱器之間的大直徑連接管上。所述的300MW摻燒高爐煤氣鍋爐，所述的水冷壁中部裝有上下擺動(dòng)、切向燃燒、四角布置的擺動(dòng)式SOFA燃燒器，所述的SOFA燃燒器下方裝有粉煤及煤氣燃燒器。所述的300MW摻燒高爐煤氣鍋爐，所述的包墻下方裝有空氣預(yù)熱器。一種300MW摻燒高爐煤氣鍋爐安裝方法，過熱器系統(tǒng)具有第一級(jí)噴水減溫器、第二級(jí)噴水減溫器和第三級(jí)噴水減溫器，所述的第一級(jí)噴水減溫器裝在水平低溫過熱器到分隔屏的大直徑連接管上，所述的第二級(jí)噴水減溫器裝在所述的分隔屏與所述的后屏過熱器
3之間的大直徑連接管上，所述的第三級(jí)噴水減溫器裝在所述的后屏過熱器與所述的末級(jí)過熱器之間的大直徑連接管上，分左右兩點(diǎn)布置；再熱器設(shè)有二級(jí)噴水減溫器，所述的二級(jí)噴水減溫器分別位于所述的再熱器進(jìn)口導(dǎo)管與所述的后屏再熱器與所述的末級(jí)再熱器之間的大直徑連接管上，共四點(diǎn)布置；鍋爐燃燒器為四角布置的擺動(dòng)式燃燒器，切向燃燒；燃燒器可以上下擺動(dòng)，所述的擺動(dòng)式燃燒器包括7層燃燒器裝在所述的水冷壁上，所述的水冷壁上裝有5層煤粉燃燒器，所述的煤粉燃燒器下部裝有2層燃?xì)馊紵?。有益效?br> 1.本發(fā)明的爐膛上部布置墻式輻射再熱器和大節(jié)距的過熱器分隔屏和后屏以增加再熱器和過熱器的輻射特性。2.本發(fā)明在尾部豎井下集箱裝有容量為5%的啟動(dòng)疏水旁路；鍋爐啟動(dòng)時(shí)利用此旁路進(jìn)行疏水以達(dá)到加速過熱器升溫的目的。3.本發(fā)明已經(jīng)投入試驗(yàn)運(yùn)行，鍋爐的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)良好，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。本產(chǎn)品為300MW發(fā)電機(jī)組，按單臺(tái)機(jī)組平均年摻燒高爐煤氣量占1596，年平均發(fā)電小時(shí)數(shù)為5000小時(shí)計(jì)算，高爐煤氣的年均發(fā)電量為22500萬千瓦時(shí)。4.本發(fā)明300MW發(fā)電機(jī)組，按單臺(tái)機(jī)組平均年摻燒高爐煤氣量占1596，年平均發(fā)電小時(shí)數(shù)為5000小時(shí)計(jì)算，高爐煤氣的年均發(fā)電量為22500萬千瓦時(shí)。適用本發(fā)明直接的經(jīng)濟(jì)價(jià)值約為6000萬元人民幣，經(jīng)濟(jì)價(jià)值非?？捎^，煤氣混合燃用鍋爐的開發(fā)，將為此類型煤電廠帶來巨大的資源節(jié)約。5.本發(fā)明水冷壁性能合理，且具有較強(qiáng)的混合燃料和機(jī)組容量適應(yīng)性；各級(jí)受熱面規(guī)格和吸熱比例合理，結(jié)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)；摻燒高爐煤氣的同時(shí)，保證較低的未燃盡損失和 NOx排放，保證鍋爐的技術(shù)先進(jìn)性。


附圖1是本產(chǎn)品的縱剖圖。附圖2是附圖1的水平圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
一種300MW摻燒高爐煤氣鍋爐，采用300MW亞臨界鍋爐的總體布置方案鍋爐為一次中間再熱、亞臨界壓力、變壓運(yùn)行汽包鍋爐，單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、π型布置。30(MW摻燒高爐煤氣鍋爐其組成包括過熱器系統(tǒng)具有第一級(jí)噴水減溫器、第二級(jí)噴水減溫器和第三級(jí)噴水減溫器的爐體，爐體1外圈裝有水冷壁13及包墻2，包墻內(nèi)裝有省煤器7，水冷壁連接5鍋筒上部裝有頂棚管3，頂棚管連接低溫過熱器11、低溫過熱器和后屏過熱器4中間裝有分隔屏6，后屏過熱器連接末級(jí)過熱器8，水冷壁內(nèi)層裝有輻射再熱器15，輻射再熱器連接后屏再熱器12，后屏再熱器連接末級(jí)再熱器10，所述的鍋筒連接下降管9，分左右兩點(diǎn)布置的第三級(jí)噴水減溫器裝在后屏過熱器與末級(jí)過熱器之間的大直徑連接管上，共四點(diǎn)布置的所述的二級(jí)噴水減溫器分別位于再熱器進(jìn)口導(dǎo)管與后屏再熱器與末級(jí)再熱器之間的大直徑連接管上。實(shí)施例2:
實(shí)施例1所述的300MW摻燒高爐煤氣鍋爐，所述的水冷壁中部裝有上下擺動(dòng)、切向燃
4燒、四角布置的擺動(dòng)式SOFA燃燒器，所述的SOFA燃燒器下方裝有粉煤及煤氣燃燒器。所述的包墻下方裝有空氣預(yù)熱器16。實(shí)施例3
一種300MW摻燒高爐煤氣鍋爐，過熱器系統(tǒng)具有第一級(jí)噴水減溫器、第二級(jí)噴水減溫器和第三級(jí)噴水減溫器，所述的第一級(jí)噴水減溫器裝在水平低溫過熱器到分隔屏的大直徑連接管上，所述的第二級(jí)噴水減溫器裝在所述的分隔屏與所述的后屏過熱器之間的大直徑連接管上，所述的第三級(jí)噴水減溫器裝在所述的后屏過熱器與所述的末級(jí)過熱器之間的大直徑連接管上，分左右兩點(diǎn)布置；再熱器設(shè)有二級(jí)噴水減溫器，所述的二級(jí)噴水減溫器分別位于所述的再熱器進(jìn)口導(dǎo)管與所述的再熱器前屏與所述的末級(jí)再熱器之間的大直徑連接管上，共四點(diǎn)布置；鍋爐燃燒器為四角布置的擺動(dòng)式燃燒器，切向燃燒；燃燒器可以上下擺動(dòng)，所述的擺動(dòng)式燃燒器包括7層燃燒器裝在所述的水冷壁上，所述的水冷壁上裝有5層煤粉燃燒器，所述的煤粉燃燒器下部裝有2層燃?xì)馊紵鳌?shí)施例4:
以上實(shí)施例1所述的300MW摻燒高爐煤氣鍋爐，首先確定合理的爐膛結(jié)構(gòu)尺寸，及燃料的燃盡高度等，避免在摻燒高爐煤氣時(shí)導(dǎo)致煤粉在燃燒過程的結(jié)焦問題，保證鍋爐運(yùn)行的安全性和可靠性；選擇合適的水冷壁管子數(shù)量、規(guī)格、節(jié)距、質(zhì)量流速及水冷壁材料等；選擇合適的相匹配的燃燒系統(tǒng)與制粉系統(tǒng)及供氣系統(tǒng)；選擇供氣系統(tǒng)的容量，系統(tǒng)管道的規(guī)格、閥門的規(guī)格；選擇合適的氣燃燒器的容量擇，噴口的材料。選擇合適的減溫水系統(tǒng)，確定各級(jí)減溫水管路的容量、減溫水管路的規(guī)格及合適的閥門。布置過熱器、再熱器的受熱面及材料；依據(jù)以上的選擇，確定爐膛，實(shí)現(xiàn)熱負(fù)荷數(shù)據(jù)。上述的300MW摻燒高爐煤氣鍋爐，鍋爐水冷壁采用內(nèi)螺紋管+光管的垂直管圈的結(jié)構(gòu)形式。3、爐膛上部布置墻式輻射再熱器和大節(jié)距的過熱器分隔屏和后屏以增加再熱器和過熱器的輻射特性。4、墻式輻射再熱器布置于上爐膛前墻和兩側(cè)墻。5、每臺(tái)鍋爐配有兩臺(tái)三分倉容克式空氣預(yù)熱器
6、汽溫調(diào)節(jié)方式。因本工程不僅需要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮完全燃用設(shè)計(jì)煤種的工況，還需要重點(diǎn)兼顧摻燒高爐煤氣的工況，所以過熱器系統(tǒng)采用三級(jí)五點(diǎn)噴水。第一級(jí)噴水減溫器設(shè)于低溫過熱器到分隔屏的大直徑連接管上，布置一點(diǎn)。第二級(jí)噴水減溫器設(shè)于分隔屏與后屏過熱器之間的大直徑連接管上，分左右兩點(diǎn)布置，第三級(jí)噴水減溫器設(shè)于后屏過熱器與末級(jí)過熱器之間的大直徑連接管上，分左右兩點(diǎn)布置。7、再熱器設(shè)有二級(jí)噴水減溫器，分別位于再熱器進(jìn)口導(dǎo)管及再熱器前屏與末級(jí)再熱器之間的大直徑連接管上，共四點(diǎn)布置。8、在鍋爐的尾部豎井下集箱裝有容量為5%的啟動(dòng)疏水旁路。鍋爐啟動(dòng)時(shí)利用此旁路進(jìn)行疏水以達(dá)到加速過熱器升溫的目的。9、燃燒系統(tǒng)
鍋爐燃燒器為四角布置的擺動(dòng)式燃燒器，切向燃燒。燃燒器可以上下擺動(dòng)，最大擺動(dòng)角度為士30°。鍋爐共布置7層燃燒器噴口，其中上5層為煤粉噴口，下2層為燃?xì)鈬娍凇?br> 煤粉燃燒器為分組布置，下3層燃燒器為第1組，上2層燃燒器為第2組。
權(quán)利要求
1.一種300MW摻燒高爐煤氣鍋爐，其組成包括過熱器系統(tǒng)具有第一級(jí)噴水減溫器、 第二級(jí)噴水減溫器和第三級(jí)噴水減溫器的爐體，其特征是所述的爐體外圈裝有水冷壁及包墻，所述的包墻內(nèi)裝有省煤器，所述的水冷壁連接鍋筒，所述的鍋筒上部裝有頂棚管，所述的頂棚管連接低溫過熱器、所述的低溫過熱器和后屏過熱器中間裝有分隔屏，所述的后屏過熱器連接末級(jí)過熱器，所述的水冷壁內(nèi)層裝有輻射再熱器，所述的輻射再熱器連接后屏再熱器，所述的后屏再熱器連接末級(jí)再熱器，所述的鍋筒連接下降管，分左右兩點(diǎn)布置的所述的第三級(jí)噴水減溫器裝在所述的后屏過熱器與所述的末級(jí)過熱器之間的大直徑連接管上，共四點(diǎn)布置的所述的二級(jí)噴水減溫器分別位于所述的再熱器進(jìn)口導(dǎo)管與所述的后屏再熱器與所述的末級(jí)再熱器之間的大直徑連接管上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的300MW摻燒高爐煤氣鍋爐，其特征是所述的水冷壁中部裝有上下擺動(dòng)、切向燃燒、四角布置的擺動(dòng)式SOFA燃燒器，所述的SOFA燃燒器下方裝有粉煤及煤氣燃燒器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的300MW摻燒高爐煤氣鍋爐，其特征是所述的包墻下方裝有空氣預(yù)熱器。
4.一種300MW摻燒高爐煤氣鍋爐安裝方法，其特征是過熱器系統(tǒng)具有第一級(jí)噴水減溫器、第二級(jí)噴水減溫器和第三級(jí)噴水減溫器，所述的第一級(jí)噴水減溫器裝在水平低溫過熱器到分隔屏的大直徑連接管上，所述的第二級(jí)噴水減溫器裝在所述的分隔屏與所述的后屏過熱器之間的大直徑連接管上，所述的第三級(jí)噴水減溫器裝在所述的后屏過熱器與所述的末級(jí)過熱器之間的大直徑連接管上，分左右兩點(diǎn)布置；再熱器設(shè)有二級(jí)噴水減溫器，所述的二級(jí)噴水減溫器分別位于所述的再熱器進(jìn)口導(dǎo)管與所述的后屏再熱器與所述的末級(jí)再熱器之間的大直徑連接管上，共四點(diǎn)布置；鍋爐燃燒器為四角布置的擺動(dòng)式燃燒器，切向燃燒；燃燒器可以上下擺動(dòng)，所述的擺動(dòng)式燃燒器包括7層燃燒器裝在所述的水冷壁上，所述的水冷壁上裝有5層煤粉燃燒器，所述的煤粉燃燒器下部裝有2層燃?xì)馊紵鳌?br> 全文摘要
300MW摻燒高爐煤氣鍋爐及安裝方法。本產(chǎn)品包括:爐體(1)外圈裝有水冷壁(13)及包墻(2)，包墻內(nèi)裝有省煤器(7)，水冷壁連接(5)鍋筒上部裝有頂棚管(3)，頂棚管連接低溫過熱器(11)、低溫過熱器和后屏過熱器(4)中間裝有分隔屏(6)，后屏過熱器連接末級(jí)過熱器(8)，水冷壁內(nèi)層裝有輻射再熱器(15)，輻射再熱器連接后屏再熱器(12)，后屏再熱器連接末級(jí)再熱器(10)，所述的鍋筒連接下降管(9)，分左右兩點(diǎn)布置的第三級(jí)噴水減溫器裝在后屏過熱器與末級(jí)過熱器之間的大直徑連接管上，共四點(diǎn)布置的所述的二級(jí)噴水減溫器分別位于再熱器進(jìn)口導(dǎo)管與后屏再熱器與末級(jí)再熱器之間的大直徑連接管上。本發(fā)明用于摻燒高爐煤氣鍋爐。
文檔編號(hào)F22B31/08GK102563597SQ201210023310
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月2日
發(fā)明者于澤忠, 宋寶軍, 尹向梅, 張彥軍, 郭大山 申請(qǐng)人:哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司