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9F级燃气一蒸汽联合循环机组余热锅炉
发布时间：2013-07-02 07:55 来源：未知
0、前言
上海某公司( SBWL)的“配100MW等级燃气一蒸汽联合循环项目”已列入国家经贸委1999年下达的国家重大技术装备国产化创新研制项目(国经贸技术[1999]484)，并获得国家经贸委数千万元的投资额度。并于2001年引进了英国三井巴布科克能源公司( MBEL)配燃气一蒸汽联合循环机组控制循环型式的余热锅炉(HRSG)技术。首批技术人员于2001年在英国接受了全面的技术培训。
上海某公司从2000年起对HRSG制造的技术装备进行了专项改造，成立了专门生产制造HRSG的车间。先后投资数千万元，增添了专用制作平台、专用热处理设备、起吊设备、泵水设备等。初期设计的年制造能力为8～10台配9F级燃机的余热锅炉，目前的年制造能力为4～5台配9F级燃机的余热锅炉。
上海某限公司曾经与英国MBEL公司、美国Deltak公司、美国F&W公司等世界著名HRSG设计制造厂商合作，先后为香港Black Point电厂、美国Intergen电厂、美国Noblesrille电厂等分包设计、制造了余热锅炉，重量累计约为2000多t，已积累了一定的HRSG设计制造经验。
上海某公司已通过MBEL公司的质量评审，并被推荐为配西门子一西屋燃机的HRSG制造厂，将接受西门子公司的最终评审，三门峡富通新能源销售生产生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑生物质锅炉。
上海某公司从MBEL公司成套引进了控制循环余热锅炉的设计制造技术，技术内容包括专用设计标准和手册、专用计算程序等，合同期间SBWL与MBEL公司共享此类产品的最新技术。上海锅炉厂有限公司首批HRSG合同订单的方案设计在英国完成，所有的方案设计、扩大方案设计、关键部件的施工设计均要得到MBEL公司的审查，MBEL公司也将在产品试行和投运初期提供现场技术支持。
上海某公司将积极消化吸收引进的HRSG技术，跟踪世界上HRSG先进技术的发展，并结合自身在大型电站锅炉上积累的许多宝贵经验，努力开发出适合中国国情的余热锅炉，为我国的电站事业作出新的贡献。
1、设计思想
余热锅炉设计着重考虑：
(1)余热锅炉具有尽可能高的余热回收率；
(2)具有快速启停、运行灵活的能力；
(3)具有较好的蒸汽参数稳定性，充分保证其热力特性和热经济性；
(4)具有一定的“干烧能力”；
(5)具有较高的工地组装率，安装周期短；
(6)具有较广的燃料适应范围，可接受燃多种燃料的燃气轮机排气；
(7)维修方便等。
2、锅炉设计条件
2.1燃气轮机排气参数
2.2蒸汽参数
本方案配典型的双压系统。
3、锅炉总体
本方案的余热锅炉为无补燃、非再热的双压系统，控制循环型式，烟气垂直向上流动，翅片管系水平布置，一台燃气轮机配一台余热锅炉。
3.1汽水系统
汽水系统包括高压系统和低压系统两部分。其中高压系统由二级过热器、一级过热器、高压汽包、蒸发器、炉水循环泵和省煤器等组成，在一级过热器和二级过热器之间设有喷水减温器；低压系统由过热器、低压汽包、蒸发器、炉水循环泵和省煤器等组成。
来自冷凝水系统的给水首先经过低压系统省煤器，进入除氧器。低压给水泵将经过除氧器除氧后的水送入低压汽包后，低压系统炉水循环泵将炉水从汽包底部吸入，压力提升后进入蒸发器。炉水在蒸发器中受热变成汽水混合物后引回至低压汽包。汽水混合物经过旋风分离器、干燥器等汽包内部装置进行分离，被分离出的水继续进入蒸发器循环系统，被分离出来的蒸汽进入除氧器和低压过热器。进入低压过热器的蒸汽过热后流向低压蒸汽轮机或其它用途。
高压给水泵将除氧器中除氧后的水送人高压系统省煤器后，进入高压汽包。高压系统炉水循环泵将炉水从汽包底部吸人，压力提升后进入蒸发器。炉水在蒸发器中受热变成汽水混合物后引回至高压汽包中。汽水混合物经过旋风分离器、干燥器等汽包内部装置后，被分离出的水继续进入炉水循环系统，被分离出来的蒸汽进入高压系统一级过热器。一级过热器出口设有喷水减温器，过热蒸汽经过喷水减温后进入二级过热器，达到额定温度的蒸汽流向高压蒸汽轮机或其它用途。
所有的受热面模块均采用悬吊结构，从下向上依次将重量传递到顶部钢梁上。进口烟道、高压汽包均采用悬吊结构，低压汽包、出口烟囱采用支承结构。
3.2烟气系统
烟气从燃气轮机水平排出后，进入HRSG水平人口烟道，然后经过一个90。转弯，接着从下向上流动。依次经过高压系统二级过热器、高压系统一级过热器、高压系统蒸发器、低压系统过热器、高压系统省煤器、低压系统蒸发器和低压省煤器（冷凝水加热器），然后经过消音器和烟气出口关闭挡板，最后进入烟囱后排向大气。
烟气水平通道的两端设有非金属膨胀节，根据所处区域的烟温水平，烟道和护板的材料选择不锈钢或碳钢。
进口烟道的保温层中设有隔音板，受热面出口备有消音器，以达到降低噪音的要求。
沿炉膛四周设有水平刚性梁和垂直刚性梁，承受燃气轮机的不同载荷冲击，以便事故工况下保护烟道的安全。
4、锅炉的主要设计特点
上海锅炉厂有限公司余热锅炉的主要技术特点如下：
(1)按照引进技术标准进行设计、制造
本余热锅炉按引进技术相应的标准如ASME、NFPA及相应的MBEL公司标准规范进行设计、制造、检验，钢结构设计标准为ASCI标准；
(2)配多种蒸汽循环方式
根据实际工作的需要，蒸汽循环可选择单压、双压、或三压带再热系统。公司最新引进的技术中都包含上述蒸汽循环方式；
(3)快速启停
高、低压系统的蒸发器回路中均配有质量可靠的炉水循环泵，管系直径小，相比之下热容量较小，适应于机组快速启动，更利于满足两班制运行和机组调峰的需要；
(4)负荷调节范围宽
由于炉水循环泵的使用，水循环的安全性得到充分保证，机组可在60%—100%范围内安全运行；
(5)组装率高
所有的受热面采用模块式设计，有利于工地的安装，加快电厂的建造周期；
(6)占地面积小
由于烟气垂直向上流，所有受热面塔式布置；烟囱支承在余热锅炉已有的结构上；当热力系统由单压向双压、三压发展时，只增加高度，不增加占地面积；
(7)受热面疏水程度高
所有的受热面水平布置，有利于管系中积水的排出，疏水程度高，有利于机组的快速启停；
(8)全悬吊结构
除低压汽包和出口烟囱外，所有的受热面和其它部件均采用悬吊结构。受热面从上到下，通过吊杆、吊板及连接板组合成一起后悬吊到顶部钢梁上；
(9)设有膨胀中心
本余热锅炉设有膨胀中心，沿锅炉四周设有多层水平刚性梁，同时不同区域设有垂直刚性梁，刚性梁承受燃气轮机排气的压力波动，同时通过刚性梁的限位装置，将风载荷、地震载荷等产生的水平力传递至钢架；
(10)受热面传热特性好
受热面采用开口或不开口的螺旋翅片管，同类型的传热元件在MBEL公司的技术中心进行过大量的传热特性测试，并根据测验结果对性能计算程序进行修正，确保实际传热特性与计算结果相吻合；
(11)汽包容积大
余热锅炉启停频繁、启停期间水位波动范围大，汽包容量对适应机组启停能力影响较大。因此汽包容积设计得足够大，水位波动不影响汽水分离品质；
(12)环保水平好
燃机排气进口烟道的保温材料中设有消音隔板，最后一级受热面出口配有消音器；每只安全阀均配有消音器，使噪音水平达到环保要求；
(13)吹灰和清洗效果好
由于锅炉立式布置，受烟气流的冲刷，锅炉积灰可以自动掉落；清洗水落入炉底，通过疏水口排出，不影响保温材料。
(14)汽温调节灵活
本方案在高压系统的二级过热器之间设有喷水减温器，可根据运行工况进行调节，确保汽温在规定的额定值范围内。根据蒸汽轮机特性要求的不同，喷水减温器也可布置在二级过热器的出口；
(15)多种除氧器型式
本设计方案中的低压汽包与除氧器水箱是分开来的，即分体式除氧器方案，这样有利于保证水质要求。同时可根据用户要求，将低压汽包与除氧器水箱合二为一，即整体式除氧器方案。
