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  英国技术(代表欧洲技术) SUPERHEATERTO STEAM TURBINETO STACK VIA FLUE GAS CLEANUPFROM STEAM TURBINEECONOMISER SUPERHEATER TO STEAM TURBINE TO STACK VIA FLUE GAS CLEANUPFROM STEAM TURBINE ECONOMISER FROM BOILER FEED PUMP 1=1 90年代初以来,最新的超临界锅炉已将电站效率从42%左右提高到47%。除经济效 益外,循环效率的提高也带来了相当大的环境效益,减少了单位发电的CO2、SO2和NOx 的排放量。未来欧洲技术发展目标是,进一步提升蒸汽参数(到约375bar,700°C/720r), 使效率达到55%o在西方,超临界锅炉技术已被普遍接受。从1995年一1999年,容量为 19.4GWe的超临界燃煤电厂在经济合作与发展组织国家投入生产,而相比Z下,次临界电厂 容量只有3.0GWe。英国在超临界技术的开发上成绩非常显著,英国主要电站锅炉制造商三井一 巴布科克公司已设计了 40多种直流超临界锅炉机组。 锅炉给料系统 在一个典型的给料系统屮,电站煤仓来的煤进入磨煤机制粉,制 成的煤粉用压缩空气输送到燃烧室。磨煤机主要有二种:球磨机和立式锤惭机,这些磨煤机 都得到普遍的应用,并根据特殊需要来选择。所有磨煤机都设计成在最佳运行条件下,保持 一定的空气/燃料比,与磨煤机的空气动力学、煤干燥程度的要求和燃料在管道屮的速度和 燃烧器的设计相呢。磨煤设备由三井一巴布科克企业来提供。 从磨煤机来的煤粉在整个炉膛宽度应保持均匀分布。在大型锅炉中,采用多组磨煤机 和燃烧器,这…点就显得更为关键,特别是当电厂在负荷变化的条件下运行时。一些英国公 司提供适丿V任何特殊川途的给料分布系统。这一些企业包括Clyde Bergemann电力集团(Clyde Bergemann Power Group)公司的 Clyde Bergemann 材料处理部(Material Handling Division) 和三井一巴布科克公司。 煤粉燃烧系统 在英国,为了更好的提高燃烧效率和减少有害物排放,已经对煤粉燃烧系 统进行相当多研究和开发,以优化燃烧条件。 此工作的一个主要发展是引入了低NOx 燃烧技术,在这个技术领域屮,英国居世界前列。该技术包括低NOx燃烧器、炉膛分段给 料、分段送风系统、煤气再燃系统和先进的燃烧控制管理系统。英国在低NOx燃烧方而的能力 在技术水平小册了 CB008“英国技术水平:低NOx燃烧系统”屮作了全面叙述。 先进的低NOx燃烧器 锅炉蒸汽系统 现代锅炉的设计要使燃烧系统传递到蒸汽系统的热最最多,而锅 炉烟气热损失最少。锅炉屮主要的热交换是水冷管、过热器和再热器。对于新锅炉和锅炉改 造,蒸汽系统都由三井一巴布科克公司加工。能加工各种尺寸和材料的锅炉用管,满足锅炉 各部件的不一样的要求。英国供应商包括Sterling Tubes公司和Universal Steel Tubes (UST)公司。 Sterling Tubes公司在复合管的开发和加工上走在前列,解决了燃煤锅炉的汽化器、过热器和 再热器屮烟气侧的腐蚀问题。 辅助设备和系统 锅炉除主要部件外,还有许多帮助锅炉运行和确保达到高效率 所必需的辅助设备和系统。它们包括省煤器、空气预热器、风机和锅炉净化系统。 锅炉省煤器位于过热器和再热器后血,空气预热器前面。它的作用是吸收锅炉烟气的 热量来加热给水,主要的两种省煤器是光管省煤器和鳍片管省煤器,对于相同的热力性能, 鳍片管省煤器所山空间比钢管省煤器小很多,随着焊接技术的发展,将越来越受欢迎。英国 省煤器供应商有三井一巴布科克和热工稈国际一绿色(Thermal Engineering International — Greens)公司。 对于一个煤粉锅炉来说,为了煤的干燥和有效燃烧,需要高的一次风和二次风温度, 为此,用空气预热器来冋收通过省煤器后的锅炉烟气的热量。现代锅炉采川换热式空气预热 器,其屮烟气流过一个紧密装填的冋转铸铁管。当空气冋转通过冷的进气管时,被铸铁管吸 收的热量传给锅炉供气。英国Howden电力公司是著名的空气预热器供应商。 风机是煤粉锅炉系统的另一个重要部件。它们的用途包括一次风和二次风的供给、烟 气再循环和作为负压磨煤机的抽风机。离心式风机既可用来引风也可用来鼓风。对于鼓风,英 国供应商还能提供可变螺跖?轴流风机来替代离心式风机。在英国,锅炉风机系统市Howdon电 力公司和三井一巴布科克公司供应。 辅助喷燃器对于煤的点火和锅炉启动时火焰稳定性也很重要。有适应?备种用途的辅助 喷燃器,对于壁燃炉,启动燃烧器通常安装在屮心支承管上;角燃炉一般安装在每对煤粉 燃烧器之间。辅助喷燃器由Hamworthy燃烧工程(Hamworthy Combustion Engineerimg (HCEL))公司供应。 为了除去换热面上的燃烧产物,保护锅炉部件,并达到最大锅炉效率,吹灰装置也是 必不可少的。在英国,清洗锅炉技术的重要性早已被认识,英国公司能提供各种用途的吹灰 装置,包括炉墙吹灰器;过热器、再热器、省煤器通道用的长移动式吹灰器;省煤器用的半 伸缩式吹风管;耙式吹灰器和声波吹灰器。吹灰器及其有关装置由Clyde Bergemaun电力集 团公司 和Diamond Power Speciality公司提供。 在整个煤粉锅炉系统屮,泵送装置也有许多用途,包括锅炉给水,主要冷却循环水和 冷凝水排放系统。英国锅炉用泵的主要供应商是Weir泵(Weir Pumps)公司。 材料 目前,通过提高熬汽参数和降低烟气温度来提高热效率的需要,推动了锅 炉用材料的开发。对锅炉高温端材料的主要要求是抗蠕变、耐腐蚀和抗热疲劳。在锅炉烟气 温度较低处用的材料要耐酸锈蚀就显得更重要。 对于目前的超临界锅炉,过热器、加热器和管道都使用优质铁素体钢。例如P91,超 临界电丿?的设计蒸汽参数为580°C和300bar,效率能达到48%左右。P91已在英国电站中成 功示范。对于今麻更高的熬汽参数,英国Corus公司(原英国钢铁(British Steel Corporation) 公司)的Corus T.程钢铁(Engineering Steels)公司已开发出马氏体锯钢。通常称为E911 的合金钢,具有高蠕变强度,并使锅炉运行极限有可能提高到约300bar和620°C。在英国贸 丁?部(DTI)的支持下,包括三井一巴布科克公司、英国Corus公司和英国Powergen公司的 英国工业联合体对E911钢的各种特性进行了研究,希望在不久的将来有更广泛的工业应用。 对于屮等的蒸汽参数,如再热器,三井一巴布科克公司采用9%铁酸锯/马氏体钢(T91 和T92)o至今,屮国和英国的许多电站己经使用这一些钢。 锅炉用的焊条由英国供应商提供。Metrode产品(Metride Products)公司可提供适用 范1韦]从低合金钢到特殊的钦基合金的合金焊条。Metrode公司的特有的专长是设计和开发彖 P91抗蠕变钢这样的优质材料的焊条。 锅炉耐火材料和保温材料及其产品由Thermal Ceramics公司和York Linings International (YU)公司供应,主要用在燃烧室底部、炉墙和顶部、燃烧器喉口、烟道和灰 斗。图6为YLI公司提供的一个完整的燃烧器喷口系统。燃烧器的支承用碳化硅充填,避免 灰渣堆积。 在锅炉尾部,令人担心的是酸性烟气冷凝引起的“露点”锈蚀。停炉时,也存在锈蚀 的危险。针对这一些状况,有些英国公同生产了一系列耐锈蚀材料。例如:由特种金属Wiggin (Special Metals Wiggin)公司生产在煤粉锅炉制造屮用的耐锈蚀和耐热的银基和钻基合金。 另一些英国公司,如Plasma公司和Thermal Coatings公司供应]耐热的繚一£各镀层,保护管道 不受锈蚀,对于天然的、非金属镀层的进一步的应用也在考虑屮。 锅炉监测和控制 煤粉锅炉控制的最大的目的是保持最佳燃烧效率,降低燃料成木, 减少C02扌非放,减少飞灰中未燃碳的量,以及确保锅炉安全运作。 通常,锅炉的供煤是通过改变磨煤机屮煤和空气的流最来控制的。这是通过调节给煤 机的速度,改变进口扌当板的位叠,调节一次风风机转速,或一起进行这些调节来实现的。煤 粉流量调节和控制管理系统的供应商包括ABB燃烧C ABB Automation)公司和PCME公司。 对锅炉木身,维持燃烧器火焰稳定性和控制温度、压力对最大稈度提高热效率,保护 锅炉部件和确保安全运作都是重要的。火焰监测器可用来监测火焰灼热平血的稳定性,由 ABB燃烧公司和Foxboro Great Britain等英国企业来提供。 锅炉温度的控制和测定通常在过热器、再热器和省煤器的蒸汽侧进行,然后用它推断 锅炉难以测定的烟气侧温度。为确保电厂的安全运行,煤粉锅炉屮也大量利用压力测定和汕 漏检查仪器。英国的供应商冇:SpiraxSarco公司,一个生产齐种锅炉控制器和设备的公司, 包括水位控制器和报警器、锅炉排污设备和排气总管;Procon T稈(Procon Engineering)公 司,提供声波和超声波锅炉管道泄漏检查装置;AEA技术(AEA Technology)公司提供煤粉 锅炉临界压力部件的在线监测软件(BLMS), BLMS能将运行屮产生的应力和消耗的寿命不 断反馈给设备操作人员,然示用获得的信息对运行进行边限调整来减小对循环运行的有害影 响。该领域的另一个英国公司是ERA技术(ERA Technology)公司,提供整个设备寿命期问 锅炉压力部件的评价和测定的专业方面技术。 煤粉锅炉用的阀门和其它蒸汽处理部件rfl Foxboro Great Britain公司和Hopkinsons公司 (Weir集团公司的成员)等英国公司供应。英国锅炉测量仪表供M商更详细的说明见技术 水平小册子CB003, “常规燃煤电站的仪表和控制管理系统”。 面的王作。 特别的专长是在线质量流速检测、气力输送、给料、贮仓、料箱、 料仓(包括给料器和排料设备)、设备的防磨损、磨损和腐蚀材料的处理和材料运送过程屮 的处理和贮存效果。 一个经验比较丰富的专职业务咨询队伍提供杳找故障、工程监理和新 项目设计服务以及材料特性测定和一般咨询服务。许多研究人员从事有关固体燃料、灰处理、 工艺和测定等很多问题的研究,所以前沿技术不断产出。 该屮心设置了为工业界的工 稈技术人员设计的这些技术的各个方血的短教稈,并有大量的小册子和岀版物销伟。

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