新型二次再热超超临界锅炉技术介绍
上海锅炉厂有限公司
卜卜
上海电气百万等级锅炉技术特点概述
2
上海电气提供的是：
一、高效的超超临界锅炉 二、环保的超超临界锅炉
卜卜
三、多煤种燃烧的超超临界锅炉
四、安全的超超临界锅炉
3
我们的特点
¾锅炉：塔式和∏型满足不同用户需求 锅炉 塔式和∏型满足不同用户需求
塔式、660MW超超，2台 ∏型、 660MW超超，38台 塔式、1000MW超超，42台 ∏型、 1000MW超超，18台
卜卜
4
我们的特点
¾切向燃烧：燃烧效率更高、NOx排放更低、煤种适应性更广
卜卜
5
我们的特点
¾切向燃烧：燃烧效率高 切向燃烧 燃烧效率高
平均效率： 好的烟煤：94.36% 高灰分烟煤：93.91% 锅炉效率提高0.3% 节约煤耗约1g/kwh
95 94.8 94.6 94.4 效 率94.2 % 94 93.8 93.6 93.4 93.2 94.28 94.07 94.04 94.13 94.32 94.22 93.93 93.91 93.94 93.92 94.9
1000MW机组锅炉效率统计（实测效率） 机组锅炉效率统计（实测效率）
94.9
卜卜
93.85
6
我们的特点
¾切向燃烧：NOx排放低 切向燃烧 NO 排放低
平均NOx排放： 好的烟煤：258mg/Nm3 高灰分烟煤：314mg/Nm3
NOx(mg/m3)
1000MW机组NOx排放值统计（实测值）
400 350 300 250 200 163.25 150 100 50 0 天津北疆‐π π 上海漕泾 泾 安徽铜陵 陵 谏壁#13 4 谏壁#14 宁海#5 宁海#6 彭城#5 彭城#6 徐州#1 徐州#2 外高桥 桥 平海‐π π 228.5 293 297.5 236 292.7 302.9 282.6 272 295 295 340 339
卜卜
低灰分烟煤
高灰分烟煤
7
我们的特点
¾切向燃烧：煤种适应性广
河南 新密 电厂
铜陵电 厂、彭 城电厂
贫煤
卜卜 外高桥电 厂、宁海电 厂 谏壁电 厂、谏壁电 厂……
高灰分 煤种 低灰熔点煤 种
8
典型锅炉运行情况介绍
江苏国电谏壁电厂 关键名词 关键名词：1000MW、超 超 超临界、塔式锅炉、烟 煤锅炉、掺烧、高水分 印尼煤 褐煤 60% 印尼煤、褐煤、60%。
卜卜
9
我们的特点
¾高效的锅炉系统设计：低的汽水阻力 高效的锅炉系统设计 低的汽水阻力
4.5 4 主蒸汽压降（MPa) 3.5 3 2.5 2 1.5 1 压降（MPa) ) 05 0.5 0 0.25 0.2 0.15 0.1 0 05 0.05 0 3.49 2.93
1000MW机组一次汽系统压降统计 （实测值） 3.953
3.68 3.62 3.39 3.34 3.34 3.51 3.22
平均一次汽阻力：3.44MPa 平均二次汽阻力:：0.196MPa 卜卜 1000MW机组再热蒸汽压降统计 （实测值）
0.2 0.2 0.19 0.2 0.2 0.19 0.19 0.198 0.2 0.19
10
我们的特点
¾高效的锅炉系统设计：低的空气预热器漏风率
平均空气预热器漏风率：4.9% 4 9% 1000MW机组漏风率统计（实测数据）
7 6 漏 5 风 4 率 3 % 2 1 0 5.12 4 4.37 4.55 4.7 4.2 3.19 5.69 5.27 5.71 5.26 5.83 5.75 4.55 5.7
卜卜
空气预热器漏风 率降低1%， 节约厂用电约节 约40万/年
11
我们的特点
¾螺旋管圈：均匀的水冷壁温度
卜卜
12
我们的特点
¾螺旋管圈：均匀的水冷壁温度
宁海电厂运行数据
卜卜
13
二次再热锅炉技术
卜卜
14
提
纲
一、背景 二、二次再热特点及重点解决问题 卜卜 三 主要技术指标 三、主要技术指标 四、总体方案与实施
提
纲
一、背景 二、二次再热特点及重点解决问题 卜卜 三 主要技术指标 三、主要技术指标 四、总体方案与实施
背
中国的能源储备和利用 的结构预示： 在未来很长的一段 时间内以燃煤为主的能 源结构形式不会改变； 我们需要不断提高 燃煤发电的利用效率来 改善能源紧张的情况及 缓解“碳减排”的压 力； 超超临界燃煤发电技术 是目前较容易规模化的 燃煤发电技术 燃煤发电技术。
煤 Coal 水利發電 Hydroelectricity 核能
Nuclear gas 油 Oil
景
35.6% 28.6%
工程背景
5.9% 3.3% 19.8% 70.4% 卜卜
天然氣 Natural
6 4% 6.4% 23.8% 5.6%
煤的高排放因子
世界
中國
CO2排放
世界 2007年中国CO2排放量为59.6 中国 亿吨，美国为58.2亿吨，已位 居世界第一； 世界第 过去八年里，中国碳排放占世 界碳排放增长总量的2/3； 在目前的材料结构下： 如何有效提高机组的循环效率是目前我们研发的重点，适当的温度和压力提高、二次再 热的引入都是为了尽可能提高机组循环效率的方式。
背
景
工程背景
上锅超超临界燃煤发电技术发展路线：
第一阶段：材料基础不变，优化参数，优化系统，挖掘潜力，提高综合利用效率 第二阶段：材料基础提升 优化参数 优化系统 提高综合利用效率 先进的700 ℃二次再热超超临界机组 第二阶段：材料基础提升，优化参数，优化系统，提高综合利用效率。
36.65Mpa/705℃/723℃ / 723℃ 先进的700 ℃超超临界机组 36.65Mpa/705℃/723℃ 先进的600 ℃二次再热超超临界机组 33.03Mpa/605℃/613℃/613 ℃ 先进的600 ℃1200MW超超临界机组 29Mpa/605℃/623℃ 1000MW超超临界燃煤发电技术 28Mpa/605℃/603℃
卜卜
第二阶段 2.2 S Second d stage t 22 2.2 第二阶段 2.1 Second stage g 2.1
第一阶段 1.2 First stage 1.2 第 阶段 1.1 第一阶段 First stage 1.1
现有技术 1.0 Current Technology
提
纲
一、背景 二、二次再热特点及重点解决问题 卜卜 三 主要技术指标 三、主要技术指标 四、总体方案与实施
二次再热特点及重点解决问题
序 号 1 2 3 4 5 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 二次再热 项目名称 1000MW BMCR 一次汽流量 一次汽出口压力 一次汽出口温度 给水温度 给水压力 一次汽吸热量的 次汽吸热量的 变化 二次汽流量 二次汽进口压力 二次汽进口温度 次汽进 温度 二次汽出口压力 二次汽出口温度 三次汽流量 三次汽进口压力 三次汽进口温度 三次汽出口压力 三次汽出口温度 再热蒸汽吸热量 的变化 总热量的变化 2691 33.03 605 314 38.2 82.6 2548 11.72 427 11.53 623 2184 3.71 433 3.46 623 153 95 100 100 ↑53 ↓5 一次再热 1000MW BMCR 3040 27.46 605 297 31.46 100 2540 5.97 373 5.77 603 ↑5.75 ↑54 ↑5.76 ↑10 ↑17 ↑6.74 ↓17.4 参数的相对 变化 ↓349 ↑5.57 单位
t/h MPa.g g ℃ ℃ MPa.g % t/h MPa.g ℃ MPa.g ℃ t/h MPa.g ℃ MPa.g ℃ % %
卜卜
二次再热特点及重点解决问题
卜卜
二次再热特点及重点解决问题
省煤器吸热 水冷壁吸热 过热器吸热 一次再热吸热 二次再热吸热 次再热吸热 合计 二次再热 一次再热 5.60 % 6.60 % 47.00 % 49.20 % 18.89% 26.49 % 16.69 % 17.71% 11.82 % 100% 100%
受热面布置
卜卜
从吸热比例来看 从吸热比例来看，一次汽的比例减少，再热蒸汽吸热的比 次汽的比例减少 再热蒸汽吸热的比 例增加;省煤器、水冷壁的吸热变化不大，过热器的吸热比例大 幅减少。 减少过热器的受热面 合理规划过热器和再热器的受热面 减少过热器的受热面、合理规划过热器和再热器的受热面 的布置，以满足二次再热引入后温度提高、压力提高和高温受 热面增加后的锅炉运行的安全性、可靠性和经济性。
二次再热特点及重点解决问题
二次再热 一次再热 过热蒸汽压力， 过热蒸汽压力 MPa.g 过热蒸汽出口温度， ℃ 一次再热出口温度 次再热出 温度 二次再热出口温度 给水温度 34.21 605 623 623 314 27.46 605 603 297
钢的 种类
材料选择
牌号 Q235B L210 标准编号 GB/T 3091 GB/T 9711.1 / 8163 GB/T 10,20 碳素钢 20G 20MnG 25MnG 20MnG,25MnG 15Ni1MnMoNbCu 15MoG,20MoG 12CrMoG,15CrMoG 12Cr1MoVG 12Cr2MoG 12Cr2MoWVTiB 12Cr3MoVSiTiB 07Cr2MoW2VNbB 10Cr9Mo1VNbN 10Cr9MoW2VNbBN GB 3087 GB 5310 GB 5310 GB 5310 GB 5310 GB 5310 GB 5310 GB GB GB GB GB GB GB GB GB GB GB GB GB GB GB 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 用途 热水管道 热水管道 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 集箱、管道 集箱、管道 受热面管子 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 受热面管子 受热面管子 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 受热面管子 受热面管子 受热面管子 受热面管子 受热面管子 适用范围 工作压力 (MPa) ≤1.6 ≤2.5 ≤ ≤1.6 ≤5.3 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 壁温(℃)
(注 2-2)
/ ≤350 ≤350 ≤460 ≤430 ≤460 ≤430 ≤460 ≤430 ≤450 ≤480 ≤560 ≤550 ≤580 ≤565 ≤600* ≤575 ≤600* ≤600* ≤600* ≤650* ≤620 ≤650* ≤630 ≤670* ≤705* ≤730* ≤670* ≤670* ≤700*
卜卜
二次再热相对一次再热：过热蒸汽出 口压力提高、再热蒸汽出口温的提高、给 水温度提高 水温度提高。 材料结构不变的情况下，需要进行更
合金钢
合理的选材来满足压力 温度提升后受热 合理的选材来满足压力、温度提升后受热 面的安全性需求。
10Cr9Mo1VNbN‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐SA‐335P91 10Cr9MoW2VNbBN‐‐‐‐‐‐SA‐335P92 10Cr18Ni9NbCu3BN‐‐‐‐‐‐‐SA‐213 S304H 07Cr25Ni21NbN‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐HR3C
07Cr19Ni10 10Cr18Ni9NbCu3BN 07Cr25Ni21NbN 07Cr19Ni11Ti 07Cr18Ni11Nb 08Cr18Ni11NbFG
二次再热特点及重点解决问题
二次再热 一次再热 过热蒸汽出口温度， ℃ 一次再热出口温度 二次再热出口温度 605 623 623 605 603 -
调温方案
卜卜
二次再热引入后需要调温的蒸汽增加了 且再热温度的提 二次再热引入后需要调温的蒸汽增加了，且再热温度的提 升也需要有更灵活的调温方案。 灵活的调温方案能确保三种不同品质的蒸汽在较宽的负荷 范围内蒸汽温度都达到设计值 以提高机组的综合经济性 范围内蒸汽温度都达到设计值，以提高机组的综合经济性。
提
纲
一、工程背景 二、二次再热特点及重点解决问题 卜卜 三 主要技术指标 三、主要技术指标 四、总体方案与实施
主要技术指标
¾ ¾ ¾ ¾ 锅炉能达到最大连续出力（B-MCR）~2700t/h ； 锅炉保证热效率>94.50%（按低位发热量）； 锅炉NOx的排放浓度不超过180mg/Nm3（O2=6%）（脱硝入口）； ）（脱硝入口） 过热器、再热器、省煤器的实际汽、水侧压降数值不超过设计值， 卜卜
即一次汽阻力小于4.0MPa，二次汽阻力小于0.2MPa，三次汽阻力小于 0.25MPa ¾ 滑压运行（定一滑运行方式）在30%~100%BMCR范围内过热蒸汽
能维持其额定汽温；在50％ ％～100% B-MCR B MCR时 时一次再热蒸汽能维持额定 次再热蒸汽能维持额定 汽温；在60％～100% B-MCR时二次再热蒸汽能维持额定汽温。汽温允 许偏差不超过±5℃。 ℃
提
纲
一、工程背景 二、二次再热特点及重点解决问题 卜卜 三 主要技术指标 三、主要技术指标 四、总体方案与实施
方 案 实 施——泰州进度（塔式）
2014年3月，1号机大板梁3.5日吊装，垂直段水冷壁；低温一次再热 器、低温二次再热器、低温过热器运抵工地。 2号机第7层钢架已验收，垂直段水冷壁（上段）运抵现场，低温段受 热面车间制作中。 卜卜 2013年4月30日，桩基施工。
2012年12月3日、4日，第一次设计联络会。
2012年9月4日、5日 《江苏国电泰州电厂二期百万千瓦超超临界二次再热燃煤发电示范项 目主机及总体技术方案》评审 中国国际工程咨询公司组织
方 案 实 施——塔式锅炉
¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ 塔式布置 卧式受热面布置 挡板调温 切向燃烧 低NOx燃烧系统 宽负荷脱硝投运 低过量空气系数 低排烟温度
卜卜
方 案 实 施——塔式锅炉
二次再热受热面设计中， 采用部分再热器提前，吸收 部分辐射热量，并将两次高 再受热面并列布置的方式。 达到换热、经济性、安全性 的最佳平衡。
卜卜
方 案 实 施——塔式锅炉
来自分离器 到汽轮机
过热器系统
卜卜
一级喷水减温 级喷水减温 低温过热器 二级喷水减温 级喷水减温 高温过热器
过热器系统分为两级：低温（一级）过热器（悬吊管部分和屏式部分）、高 温（二级）过热器。其中低温过热器屏式部分布置在炉膛的出口，主要吸收 炉膛内的辐射热量 高温过热器布置在高温再热器进口段上部 吸收部分辐 炉膛内的辐射热量。高温过热器布置在高温再热器进口段上部，吸收部分辐 射热量和部分对流热量。低温过热器为逆流布置，高温过热器则采用顺流布 置。 采用燃料/给水比和两级喷水减温，总的喷水量为4%。两级受热面之间的连 水 水减 水 间 接管道进行左右交叉，来减少烟气导致的热偏差。过热器喷水取自省煤器进 口给水管道。
方 案 实 施——塔式锅炉
一次再热器系统 次 热 系统
卜卜
低 再热 低温再热器 微量喷水减 微量喷水减温 高 再热 高温再热器
第一次再热系统串联布置两级受热面。高温再热器布置在高烟温区域，顺流 布置 受热面特性表现为半辐射式 为了提高换热效率和确保受热面的安全 布置，受热面特性表现为半辐射式，为了提高换热效率和确保受热面的安全 性，高温再热器分成冷段和热段，冷段布置在高温过热器前部，热段布置在 高温过热器后部；低温再热器布置在烟气温度相对较低的区域，逆流布置， 受热面特性为纯对流 由于采 分隔烟井的设计 第 次再热系统的低温再 受热面特性为纯对流，由于采用分隔烟井的设计，第一次再热系统的低温再 热器布置在前烟井区域。 再热器汽温采用燃烧器摆动调节为主，采用挡板调节进行辅助调节，低温再 热器出口连接管道上设置事故喷水，再热器喷水取自给水泵中间抽头。
方 案 实 施——塔式锅炉
二次再热器系统 次 热 系统
卜卜
第二次再热系统串联布置两级受热面。高温再热器布置在高烟温区域，顺流 布置，受热面特性表现为半辐射式，为了提高换热效率和确保受热面的安全 性 高温再热器分成冷段和热段 冷段布置在高温过热器前部 热段布置在 性，高温再热器分成冷段和热段，冷段布置在高温过热器前部，热段布置在 高温过热器后部；低温再热器布置在烟气温度相对较低的区域，逆流布置， 受热面特性为纯对流，由于采用分隔烟井的设计，第二次再热系统的低温再 热 布置在 烟井 域 热器布置在后烟井区域。 再热器汽温采用燃烧器摆动调节为主，采用挡板调节进行辅助调节，低温器 出口连接管道上设置事故喷水，再热器喷水取自给水泵中间抽头。
低温再热器
微量喷水减温
高温再热器
方 案 实 施——塔式锅炉
调温方式
过热蒸汽调温方式：煤水比+喷水减温。过热器减温水设置两 级 总的设计喷水量为4% 级。总的设计喷水量为4% 再热蒸汽调温方式：摆动燃烧器+烟气挡板+喷水减温。 卜卜 再热器调温设计的理念为： 首先采用优化的受热面布置结构，使负荷变化时再热汽温具 有自补偿的特性；——采用辐射特性的受热面。 其次简化两次再热器调温的流程——通过受热面的并列布 置，将两次再热器简化为同步控制。 最后对两次再热器之间的偏差调整——采用挡板作为调节手 段。
方 案 实 施——塔式锅炉
613 613 613 613 613 613 612
613
613
613
613 20
613 20 1.3
605 20 1.35
599 1.35
一次再热器进口 ℃ 一次再热器出口 次再热器出 ℃ 二次再热器进口 ℃ 二次再热器出口 ℃
‐8 1.15 60
0 1.15 60
10 1.22
1.15 58.2 82
炉膛出口过量空气系数 \ 54.6 45.4 50 50 50 50 50 50 后烟道烟气份额% 前烟道烟气份额% 燃烧器摆角 度
卜卜
40
40
41.8
BMCR
BRL
THA
75%THA
50%THA
40%THA
30%THA
方 案 实 施——塔式锅炉
燃烧系统设计
1）煤粉燃烧器为四角切向布置、直流 式燃烧器 2）对冲同心正反切圆燃烧系统的设计。 3）强化着火煤粉喷嘴设计 4）底部风喷嘴设计 5）采用两级燃尽风（低位燃尽风和高 位燃尽风）
卜卜
最 环 保 机 组
锅炉近 零 排放 锅炉近“零”排放
¾ 确保排放指标接近燃机的排放指标 向近“零”排放靠拢 确保排放指标接近燃机的排放指标，向近“零”排放靠拢。 NOx排放通过超低NOx燃烧技术和全负荷脱硝技术相结合的组合式 卜卜 脱硝技术，实现锅炉出口20mg/Nm 脱硝技术 实现锅炉出 / 3的排放； 的排放 粉尘排放采用低低温除尘技术实现锅炉出口低于15~20mg/Nm3 ； 低温余热利用技术，实现更低的排烟损失； 先进的空气预热器漏风技术，实现
最 环 保 机 组
超低NOx燃烧器技术
燃用神华煤超低 NOx可以达到 100mg/Nm3以 卜卜 下。
最 环 保 机 组
全负荷脱硝技术
卜卜
最 环 保 机 组
最先进的空气预热器漏风控制技术
多道密封技术 卜卜
冷端旁路密封 柔性密封技术
最环
保机
组
低低温除尘技术
来自“IHI ”技术粉尘排放采用低
低温除尘技术实
现锅炉出口低于
15~20mg/Nm1520mg/Nm3
创造动力之源
推动社会进步创造动力之源，推动社会进步
共创蒸蒸日上的生活
感谢各位专家的宝贵意见！感谢各位专家的宝贵意见！
新型二次再热超超临界锅炉技术介绍
上海锅炉厂有限公司
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上海电气百万等级锅炉技术特点概述
2
上海电气提供的是：
一、高效的超超临界锅炉 二、环保的超超临界锅炉
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三、多煤种燃烧的超超临界锅炉
四、安全的超超临界锅炉
3
我们的特点
¾锅炉：塔式和∏型满足不同用户需求 锅炉 塔式和∏型满足不同用户需求
塔式、660MW超超，2台 ∏型、 660MW超超，38台 塔式、1000MW超超，42台 ∏型、 1000MW超超，18台
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我们的特点
¾切向燃烧：燃烧效率更高、NOx排放更低、煤种适应性更广
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我们的特点
¾切向燃烧：燃烧效率高 切向燃烧 燃烧效率高
平均效率： 好的烟煤：94.36% 高灰分烟煤：93.91% 锅炉效率提高0.3% 节约煤耗约1g/kwh
95 94.8 94.6 94.4 效 率94.2 % 94 93.8 93.6 93.4 93.2 94.28 94.07 94.04 94.13 94.32 94.22 93.93 93.91 93.94 93.92 94.9
1000MW机组锅炉效率统计（实测效率） 机组锅炉效率统计（实测效率）
94.9
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93.85
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我们的特点
¾切向燃烧：NOx排放低 切向燃烧 NO 排放低
平均NOx排放： 好的烟煤：258mg/Nm3 高灰分烟煤：314mg/Nm3
NOx(mg/m3)
1000MW机组NOx排放值统计（实测值）
400 350 300 250 200 163.25 150 100 50 0 天津北疆‐π π 上海漕泾 泾 安徽铜陵 陵 谏壁#13 4 谏壁#14 宁海#5 宁海#6 彭城#5 彭城#6 徐州#1 徐州#2 外高桥 桥 平海‐π π 228.5 293 297.5 236 292.7 302.9 282.6 272 295 295 340 339
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低灰分烟煤
高灰分烟煤
7
我们的特点
¾切向燃烧：煤种适应性广
河南 新密 电厂
铜陵电 厂、彭 城电厂
贫煤
卜卜 外高桥电 厂、宁海电 厂 谏壁电 厂、谏壁电 厂……
高灰分 煤种 低灰熔点煤 种
8
典型锅炉运行情况介绍
江苏国电谏壁电厂 关键名词 关键名词：1000MW、超 超 超临界、塔式锅炉、烟 煤锅炉、掺烧、高水分 印尼煤 褐煤 60% 印尼煤、褐煤、60%。
卜卜
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我们的特点
¾高效的锅炉系统设计：低的汽水阻力 高效的锅炉系统设计 低的汽水阻力
4.5 4 主蒸汽压降（MPa) 3.5 3 2.5 2 1.5 1 压降（MPa) ) 05 0.5 0 0.25 0.2 0.15 0.1 0 05 0.05 0 3.49 2.93
1000MW机组一次汽系统压降统计 （实测值） 3.953
3.68 3.62 3.39 3.34 3.34 3.51 3.22
平均一次汽阻力：3.44MPa 平均二次汽阻力:：0.196MPa 卜卜 1000MW机组再热蒸汽压降统计 （实测值）
0.2 0.2 0.19 0.2 0.2 0.19 0.19 0.198 0.2 0.19
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我们的特点
¾高效的锅炉系统设计：低的空气预热器漏风率
平均空气预热器漏风率：4.9% 4 9% 1000MW机组漏风率统计（实测数据）
7 6 漏 5 风 4 率 3 % 2 1 0 5.12 4 4.37 4.55 4.7 4.2 3.19 5.69 5.27 5.71 5.26 5.83 5.75 4.55 5.7
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空气预热器漏风 率降低1%， 节约厂用电约节 约40万/年
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我们的特点
¾螺旋管圈：均匀的水冷壁温度
卜卜
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我们的特点
¾螺旋管圈：均匀的水冷壁温度
宁海电厂运行数据
卜卜
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二次再热锅炉技术
卜卜
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提
纲
一、背景 二、二次再热特点及重点解决问题 卜卜 三 主要技术指标 三、主要技术指标 四、总体方案与实施
提
纲
一、背景 二、二次再热特点及重点解决问题 卜卜 三 主要技术指标 三、主要技术指标 四、总体方案与实施
背
中国的能源储备和利用 的结构预示： 在未来很长的一段 时间内以燃煤为主的能 源结构形式不会改变； 我们需要不断提高 燃煤发电的利用效率来 改善能源紧张的情况及 缓解“碳减排”的压 力； 超超临界燃煤发电技术 是目前较容易规模化的 燃煤发电技术 燃煤发电技术。
煤 Coal 水利發電 Hydroelectricity 核能
Nuclear gas 油 Oil
景
35.6% 28.6%
工程背景
5.9% 3.3% 19.8% 70.4% 卜卜
天然氣 Natural
6 4% 6.4% 23.8% 5.6%
煤的高排放因子
世界
中國
CO2排放
世界 2007年中国CO2排放量为59.6 中国 亿吨，美国为58.2亿吨，已位 居世界第一； 世界第 过去八年里，中国碳排放占世 界碳排放增长总量的2/3； 在目前的材料结构下： 如何有效提高机组的循环效率是目前我们研发的重点，适当的温度和压力提高、二次再 热的引入都是为了尽可能提高机组循环效率的方式。
背
景
工程背景
上锅超超临界燃煤发电技术发展路线：
第一阶段：材料基础不变，优化参数，优化系统，挖掘潜力，提高综合利用效率 第二阶段：材料基础提升 优化参数 优化系统 提高综合利用效率 先进的700 ℃二次再热超超临界机组 第二阶段：材料基础提升，优化参数，优化系统，提高综合利用效率。
36.65Mpa/705℃/723℃ / 723℃ 先进的700 ℃超超临界机组 36.65Mpa/705℃/723℃ 先进的600 ℃二次再热超超临界机组 33.03Mpa/605℃/613℃/613 ℃ 先进的600 ℃1200MW超超临界机组 29Mpa/605℃/623℃ 1000MW超超临界燃煤发电技术 28Mpa/605℃/603℃
卜卜
第二阶段 2.2 S Second d stage t 22 2.2 第二阶段 2.1 Second stage g 2.1
第一阶段 1.2 First stage 1.2 第 阶段 1.1 第一阶段 First stage 1.1
现有技术 1.0 Current Technology
提
纲
一、背景 二、二次再热特点及重点解决问题 卜卜 三 主要技术指标 三、主要技术指标 四、总体方案与实施
二次再热特点及重点解决问题
序 号 1 2 3 4 5 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 二次再热 项目名称 1000MW BMCR 一次汽流量 一次汽出口压力 一次汽出口温度 给水温度 给水压力 一次汽吸热量的 次汽吸热量的 变化 二次汽流量 二次汽进口压力 二次汽进口温度 次汽进 温度 二次汽出口压力 二次汽出口温度 三次汽流量 三次汽进口压力 三次汽进口温度 三次汽出口压力 三次汽出口温度 再热蒸汽吸热量 的变化 总热量的变化 2691 33.03 605 314 38.2 82.6 2548 11.72 427 11.53 623 2184 3.71 433 3.46 623 153 95 100 100 ↑53 ↓5 一次再热 1000MW BMCR 3040 27.46 605 297 31.46 100 2540 5.97 373 5.77 603 ↑5.75 ↑54 ↑5.76 ↑10 ↑17 ↑6.74 ↓17.4 参数的相对 变化 ↓349 ↑5.57 单位
t/h MPa.g g ℃ ℃ MPa.g % t/h MPa.g ℃ MPa.g ℃ t/h MPa.g ℃ MPa.g ℃ % %
卜卜
二次再热特点及重点解决问题
卜卜
二次再热特点及重点解决问题
省煤器吸热 水冷壁吸热 过热器吸热 一次再热吸热 二次再热吸热 次再热吸热 合计 二次再热 一次再热 5.60 % 6.60 % 47.00 % 49.20 % 18.89% 26.49 % 16.69 % 17.71% 11.82 % 100% 100%
受热面布置
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从吸热比例来看 从吸热比例来看，一次汽的比例减少，再热蒸汽吸热的比 次汽的比例减少 再热蒸汽吸热的比 例增加;省煤器、水冷壁的吸热变化不大，过热器的吸热比例大 幅减少。 减少过热器的受热面 合理规划过热器和再热器的受热面 减少过热器的受热面、合理规划过热器和再热器的受热面 的布置，以满足二次再热引入后温度提高、压力提高和高温受 热面增加后的锅炉运行的安全性、可靠性和经济性。
二次再热特点及重点解决问题
二次再热 一次再热 过热蒸汽压力， 过热蒸汽压力 MPa.g 过热蒸汽出口温度， ℃ 一次再热出口温度 次再热出 温度 二次再热出口温度 给水温度 34.21 605 623 623 314 27.46 605 603 297
钢的 种类
材料选择
牌号 Q235B L210 标准编号 GB/T 3091 GB/T 9711.1 / 8163 GB/T 10,20 碳素钢 20G 20MnG 25MnG 20MnG,25MnG 15Ni1MnMoNbCu 15MoG,20MoG 12CrMoG,15CrMoG 12Cr1MoVG 12Cr2MoG 12Cr2MoWVTiB 12Cr3MoVSiTiB 07Cr2MoW2VNbB 10Cr9Mo1VNbN 10Cr9MoW2VNbBN GB 3087 GB 5310 GB 5310 GB 5310 GB 5310 GB 5310 GB 5310 GB GB GB GB GB GB GB GB GB GB GB GB GB GB GB 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 5310 用途 热水管道 热水管道 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 集箱、管道 集箱、管道 受热面管子 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 受热面管子 受热面管子 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 集箱、管道 受热面管子 受热面管子 受热面管子 受热面管子 受热面管子 受热面管子 适用范围 工作压力 (MPa) ≤1.6 ≤2.5 ≤ ≤1.6 ≤5.3 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 不限 壁温(℃)
(注 2-2)
/ ≤350 ≤350 ≤460 ≤430 ≤460 ≤430 ≤460 ≤430 ≤450 ≤480 ≤560 ≤550 ≤580 ≤565 ≤600* ≤575 ≤600* ≤600* ≤600* ≤650* ≤620 ≤650* ≤630 ≤670* ≤705* ≤730* ≤670* ≤670* ≤700*
卜卜
二次再热相对一次再热：过热蒸汽出 口压力提高、再热蒸汽出口温的提高、给 水温度提高 水温度提高。 材料结构不变的情况下，需要进行更
合金钢
合理的选材来满足压力 温度提升后受热 合理的选材来满足压力、温度提升后受热 面的安全性需求。
10Cr9Mo1VNbN‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐SA‐335P91 10Cr9MoW2VNbBN‐‐‐‐‐‐SA‐335P92 10Cr18Ni9NbCu3BN‐‐‐‐‐‐‐SA‐213 S304H 07Cr25Ni21NbN‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐HR3C
07Cr19Ni10 10Cr18Ni9NbCu3BN 07Cr25Ni21NbN 07Cr19Ni11Ti 07Cr18Ni11Nb 08Cr18Ni11NbFG
二次再热特点及重点解决问题
二次再热 一次再热 过热蒸汽出口温度， ℃ 一次再热出口温度 二次再热出口温度 605 623 623 605 603 -
调温方案
卜卜
二次再热引入后需要调温的蒸汽增加了 且再热温度的提 二次再热引入后需要调温的蒸汽增加了，且再热温度的提 升也需要有更灵活的调温方案。 灵活的调温方案能确保三种不同品质的蒸汽在较宽的负荷 范围内蒸汽温度都达到设计值 以提高机组的综合经济性 范围内蒸汽温度都达到设计值，以提高机组的综合经济性。
提
纲
一、工程背景 二、二次再热特点及重点解决问题 卜卜 三 主要技术指标 三、主要技术指标 四、总体方案与实施
主要技术指标
¾ ¾ ¾ ¾ 锅炉能达到最大连续出力（B-MCR）~2700t/h ； 锅炉保证热效率>94.50%（按低位发热量）； 锅炉NOx的排放浓度不超过180mg/Nm3（O2=6%）（脱硝入口）； ）（脱硝入口） 过热器、再热器、省煤器的实际汽、水侧压降数值不超过设计值， 卜卜
即一次汽阻力小于4.0MPa，二次汽阻力小于0.2MPa，三次汽阻力小于 0.25MPa ¾ 滑压运行（定一滑运行方式）在30%~100%BMCR范围内过热蒸汽
能维持其额定汽温；在50％ ％～100% B-MCR B MCR时 时一次再热蒸汽能维持额定 次再热蒸汽能维持额定 汽温；在60％～100% B-MCR时二次再热蒸汽能维持额定汽温。汽温允 许偏差不超过±5℃。 ℃
提
纲
一、工程背景 二、二次再热特点及重点解决问题 卜卜 三 主要技术指标 三、主要技术指标 四、总体方案与实施
方 案 实 施——泰州进度（塔式）
2014年3月，1号机大板梁3.5日吊装，垂直段水冷壁；低温一次再热 器、低温二次再热器、低温过热器运抵工地。 2号机第7层钢架已验收，垂直段水冷壁（上段）运抵现场，低温段受 热面车间制作中。 卜卜 2013年4月30日，桩基施工。
2012年12月3日、4日，第一次设计联络会。
2012年9月4日、5日 《江苏国电泰州电厂二期百万千瓦超超临界二次再热燃煤发电示范项 目主机及总体技术方案》评审 中国国际工程咨询公司组织
方 案 实 施——塔式锅炉
¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ 塔式布置 卧式受热面布置 挡板调温 切向燃烧 低NOx燃烧系统 宽负荷脱硝投运 低过量空气系数 低排烟温度
卜卜
方 案 实 施——塔式锅炉
二次再热受热面设计中， 采用部分再热器提前，吸收 部分辐射热量，并将两次高 再受热面并列布置的方式。 达到换热、经济性、安全性 的最佳平衡。
卜卜
方 案 实 施——塔式锅炉
来自分离器 到汽轮机
过热器系统
卜卜
一级喷水减温 级喷水减温 低温过热器 二级喷水减温 级喷水减温 高温过热器
过热器系统分为两级：低温（一级）过热器（悬吊管部分和屏式部分）、高 温（二级）过热器。其中低温过热器屏式部分布置在炉膛的出口，主要吸收 炉膛内的辐射热量 高温过热器布置在高温再热器进口段上部 吸收部分辐 炉膛内的辐射热量。高温过热器布置在高温再热器进口段上部，吸收部分辐 射热量和部分对流热量。低温过热器为逆流布置，高温过热器则采用顺流布 置。 采用燃料/给水比和两级喷水减温，总的喷水量为4%。两级受热面之间的连 水 水减 水 间 接管道进行左右交叉，来减少烟气导致的热偏差。过热器喷水取自省煤器进 口给水管道。
方 案 实 施——塔式锅炉
一次再热器系统 次 热 系统
卜卜
低 再热 低温再热器 微量喷水减 微量喷水减温 高 再热 高温再热器
第一次再热系统串联布置两级受热面。高温再热器布置在高烟温区域，顺流 布置 受热面特性表现为半辐射式 为了提高换热效率和确保受热面的安全 布置，受热面特性表现为半辐射式，为了提高换热效率和确保受热面的安全 性，高温再热器分成冷段和热段，冷段布置在高温过热器前部，热段布置在 高温过热器后部；低温再热器布置在烟气温度相对较低的区域，逆流布置， 受热面特性为纯对流 由于采 分隔烟井的设计 第 次再热系统的低温再 受热面特性为纯对流，由于采用分隔烟井的设计，第一次再热系统的低温再 热器布置在前烟井区域。 再热器汽温采用燃烧器摆动调节为主，采用挡板调节进行辅助调节，低温再 热器出口连接管道上设置事故喷水，再热器喷水取自给水泵中间抽头。
方 案 实 施——塔式锅炉
二次再热器系统 次 热 系统
卜卜
第二次再热系统串联布置两级受热面。高温再热器布置在高烟温区域，顺流 布置，受热面特性表现为半辐射式，为了提高换热效率和确保受热面的安全 性 高温再热器分成冷段和热段 冷段布置在高温过热器前部 热段布置在 性，高温再热器分成冷段和热段，冷段布置在高温过热器前部，热段布置在 高温过热器后部；低温再热器布置在烟气温度相对较低的区域，逆流布置， 受热面特性为纯对流，由于采用分隔烟井的设计，第二次再热系统的低温再 热 布置在 烟井 域 热器布置在后烟井区域。 再热器汽温采用燃烧器摆动调节为主，采用挡板调节进行辅助调节，低温器 出口连接管道上设置事故喷水，再热器喷水取自给水泵中间抽头。
低温再热器
微量喷水减温
高温再热器
方 案 实 施——塔式锅炉
调温方式
过热蒸汽调温方式：煤水比+喷水减温。过热器减温水设置两 级 总的设计喷水量为4% 级。总的设计喷水量为4% 再热蒸汽调温方式：摆动燃烧器+烟气挡板+喷水减温。 卜卜 再热器调温设计的理念为： 首先采用优化的受热面布置结构，使负荷变化时再热汽温具 有自补偿的特性；——采用辐射特性的受热面。 其次简化两次再热器调温的流程——通过受热面的并列布 置，将两次再热器简化为同步控制。 最后对两次再热器之间的偏差调整——采用挡板作为调节手 段。
方 案 实 施——塔式锅炉
613 613 613 613 613 613 612
613
613
613
613 20
613 20 1.3
605 20 1.35
599 1.35
一次再热器进口 ℃ 一次再热器出口 次再热器出 ℃ 二次再热器进口 ℃ 二次再热器出口 ℃
‐8 1.15 60
0 1.15 60
10 1.22
1.15 58.2 82
炉膛出口过量空气系数 \ 54.6 45.4 50 50 50 50 50 50 后烟道烟气份额% 前烟道烟气份额% 燃烧器摆角 度
卜卜
40
40
41.8
BMCR
BRL
THA
75%THA
50%THA
40%THA
30%THA
方 案 实 施——塔式锅炉
燃烧系统设计
1）煤粉燃烧器为四角切向布置、直流 式燃烧器 2）对冲同心正反切圆燃烧系统的设计。 3）强化着火煤粉喷嘴设计 4）底部风喷嘴设计 5）采用两级燃尽风（低位燃尽风和高 位燃尽风）
卜卜
最 环 保 机 组
锅炉近 零 排放 锅炉近“零”排放
¾ 确保排放指标接近燃机的排放指标 向近“零”排放靠拢 确保排放指标接近燃机的排放指标，向近“零”排放靠拢。 NOx排放通过超低NOx燃烧技术和全负荷脱硝技术相结合的组合式 卜卜 脱硝技术，实现锅炉出口20mg/Nm 脱硝技术 实现锅炉出 / 3的排放； 的排放 粉尘排放采用低低温除尘技术实现锅炉出口低于15~20mg/Nm3 ； 低温余热利用技术，实现更低的排烟损失； 先进的空气预热器漏风技术，实现
最 环 保 机 组
超低NOx燃烧器技术
燃用神华煤超低 NOx可以达到 100mg/Nm3以 卜卜 下。
最 环 保 机 组
全负荷脱硝技术
卜卜
最 环 保 机 组
最先进的空气预热器漏风控制技术
多道密封技术 卜卜
冷端旁路密封 柔性密封技术
最环
保机
组
低低温除尘技术
来自“IHI ”技术粉尘排放采用低
低温除尘技术实
现锅炉出口低于
15~20mg/Nm1520mg/Nm3
创造动力之源
推动社会进步创造动力之源，推动社会进步
共创蒸蒸日上的生活
感谢各位专家的宝贵意见！感谢各位专家的宝贵意见！