余热锅炉演示文稿.pptx

一、北京西北热电中心工程概况 北京西北热电中心燃气蒸汽联合循环供热机组，设计为 1套“二拖一”+1套“一拖一”燃气蒸汽联合循环发电供热机组。机岛包括3台上海电气/西门子SGT SGT5-4000F(4+)型燃气轮机、3台燃气轮发电机、1台配“二拖一”大蒸汽轮机及其发电机、1台配“一拖一”小蒸汽轮机及其发电机和有关的辅助系统和设备。冬季供热工况时，供热初期，在汽轮机最大抽汽量可满足供热负荷需要的情况下，汽轮机采用抽凝方式运行；在汽轮机最大抽汽量不能满足供热负荷需要时，采用低压缸解列，高中压缸背压运行，其排汽及低压主汽全部用于加热热网加热器。第1页/共46页二、余热锅炉设备简介 余热锅炉（HRSG）是由无锡华光锅炉股份有限公司生产的立式、自然循环、三压、再热、无补燃、全封闭的燃机余热锅炉，设烟气脱硝（SCR）装置，每台余热锅炉设置一个烟囱。余热锅炉的辅机主要由高压给水泵、中压给水泵、烟气脱硝（SCR）设备、低压省煤器再循环泵、连续排污扩容器、定期排污扩容器等组成。高、中、低三个汽包前都有省煤器模块，汽包下都有蒸发器模块，汽包出口都有过热器模块，高压过热器通过一级减温水减温来保证主蒸汽温度不超限，第2页/共46页余热锅炉设备简介 再热蒸汽有一级减温水控制再热蒸汽温度在规定范围内。锅炉尾部扩大低压省煤器，通过炉外水水换热器加热热网循环水，提高机组供热能力，降低余热锅炉排烟温度。低压省煤器有再循环泵提高低压省煤器入口水温，防止产生烟气低温腐蚀。第3页/共46页三、余热锅炉的基本原理 1 1、余热锅炉包括上升管、汽包、下降管主要、余热锅炉包括上升管、汽包、下降管主要部件。上升管是由密集的管道排成的管簇，由部件。上升管是由密集的管道排成的管簇，由上联箱、下联箱连成一体；上联箱通过汽水引上联箱、下联箱连成一体；上联箱通过汽水引入管连通汽包，汽包再通过下降管连到下联箱；入管连通汽包，汽包再通过下降管连到下联箱；上升管管簇、汽包、下降管构成了一个环路。上升管管簇、汽包、下降管构成了一个环路。上升管管簇在炉膛内，汽包与下降管在炉体外上升管管簇在炉膛内，汽包与下降管在炉体外面。面。2 2、把水注入汽包，水便灌满上升管管簇与下、把水注入汽包，水便灌满上升管管簇与下降管，把水位控制在靠近汽包中部的位置。当降管，把水位控制在靠近汽包中部的位置。当高温燃气通过管簇外部时，管簇内的水被加热高温燃气通过管簇外部时，管簇内的水被加热成汽水混合物。由于下降管中的水未受到加热，成汽水混合物。由于下降管中的水未受到加热，管簇内的汽水混合物密度比下降管中的水小，管簇内的汽水混合物密度比下降管中的水小，在下联箱形成压力差，推动上升管内的汽水混在下联箱形成压力差，推动上升管内的汽水混合物进入汽包，下降管中的水进入上升管，形合物进入汽包，下降管中的水进入上升管，形成自然循环。如下图所示成自然循环。如下图所示第4页/共46页余热锅炉基本原理图第5页/共46页 上图是汽包（也称锅筒）结构示意图上图是汽包（也称锅筒）结构示意图,汽包是水受热、蒸汽包是水受热、蒸发、过热的重要枢纽，保证锅炉正常的水循环。上升管内的汽水发、过热的重要枢纽，保证锅炉正常的水循环。上升管内的汽水混合物进入汽包后，通过汽水分离器分离成饱和蒸汽与水，饱和混合物进入汽包后，通过汽水分离器分离成饱和蒸汽与水，饱和蒸汽通过汽包上方蒸汽出口输出；分离出的水与给水管注入的水蒸汽通过汽包上方蒸汽出口输出；分离出的水与给水管注入的水再进入下降管。（给水再进入下降管。（给水汽包汽包下降管下降管蒸发器蒸发器上升管上升管汽包汽包经分离经分离-蒸汽去过热器蒸汽去过热器-水经下降管继续循环）水经下降管继续循环）第6页/共46页 用来产生饱和蒸汽的上升管管簇称为蒸发器，电厂锅炉还有用来产生饱和蒸汽的上升管管簇称为蒸发器，电厂锅炉还有省煤器与过热器，它们都由管簇组成。进汽包的水先在省煤器加省煤器与过热器，它们都由管簇组成。进汽包的水先在省煤器加热，再通过汽包、下降管进入蒸发器，可以提高蒸发器的效率与热，再通过汽包、下降管进入蒸发器，可以提高蒸发器的效率与锅炉的效率。蒸发器生成的饱和蒸汽经汽包输出，再进入过热器锅炉的效率。蒸发器生成的饱和蒸汽经汽包输出，再进入过热器加热成过热蒸汽，用过热蒸汽推动蒸汽轮机运转能保证系统的高加热成过热蒸汽，用过热蒸汽推动蒸汽轮机运转能保证系统的高效与安全。（见下图）效与安全。（见下图）第7页/共46页四、余热锅炉的含义、进气流程、外观结构1 1、含义：从燃气轮机排出的气体温度高达、含义：从燃气轮机排出的气体温度高达摄氏摄氏600600度，仍然具备很高的能量，把这度，仍然具备很高的能量，把这些高温气体送到锅炉，把水加热成蒸汽去些高温气体送到锅炉，把水加热成蒸汽去推动蒸汽轮机，带动发电机发电，可使发推动蒸汽轮机，带动发电机发电，可使发电容量与联合循环机组的热效率相对增高电容量与联合循环机组的热效率相对增高50%50%左右。这个靠燃气轮机排出气体的余左右。这个靠燃气轮机排出气体的余热来产生蒸汽的锅炉称为余热锅炉。热来产生蒸汽的锅炉称为余热锅炉。第8页/共46页2 2、余热锅炉的烟气流程：烟气从燃气轮机排出，进入进口烟道。在入口烟气从燃气轮机排出，进入进口烟道。在入口烟道中烟气由水平流动转向垂直向上烟道中烟气由水平流动转向垂直向上 流动，然后进入流动，然后进入锅炉本体，依次冲刷第五层模块、第四层模块、锅炉本体，依次冲刷第五层模块、第四层模块、SCR SCR 模模块、第三层模块、第二层模块和第一层模块，最后经出块、第三层模块、第二层模块和第一层模块，最后经出口烟道及烟囱向上排入大气。口烟道及烟囱向上排入大气。第五层模块包括：第五层模块包括：高压过热器高压过热器3 3 级（级（SHP3 SHP3）、再热器）、再热器2 2 级（级（RHT2 RHT2）、高压过热器）、高压过热器2 2 级（级（SHP2 SHP2）、再热器）、再热器l l 级（级（RHT1RHT1）、高压过热器）、高压过热器l l 级（级（SHP1 SHP1）。）。第四层模块包括：第四层模块包括：高压蒸发器（高压蒸发器（VHP VHP）。）。第三层模块包括：第三层模块包括：高压省煤器高压省煤器3 3 级（级（EHP3)EHP3)、中压过、中压过热器（热器（SMP SMP）、高压省煤器）、高压省煤器2 2级（级（EHP2 EHP2）、中压蒸发）、中压蒸发器（器（VMP VMP）。）。第二层模块包括：第二层模块包括：低压过热器（低压过热器（S LP S LP）、高压省煤器）、高压省煤器1 1 级（级（EHP1EHP1）、中压省煤器）、中压省煤器(EMP(EMP）、低压蒸发器）、低压蒸发器（VLP VLP）、低压省煤器（）、低压省煤器（ELP ELP）。）。第一层模块包括：第一层模块包括：低压省煤器（低压省煤器（ELP ELP）。）。第9页/共46页余热锅炉的余热进气流程图第10页/共46页余热锅炉的余热进气流程图第11页/共46页3 3、外观结构：余热锅炉主要有进口烟道、炉体、汽包、烟囱组成。在炉余热锅炉主要有进口烟道、炉体、汽包、烟囱组成。在炉体内有密集的管道，给水泵将要加热的水压进这些管道，燃气体内有密集的管道，给水泵将要加热的水压进这些管道，燃气轮机排出的高温气体将管道内的水加热成高压蒸汽。大型余热轮机排出的高温气体将管道内的水加热成高压蒸汽。大型余热锅炉有低压、中压、高压三部分，可同时产生低压过热蒸汽、锅炉有低压、中压、高压三部分，可同时产生低压过热蒸汽、中压过热蒸汽、高压过热蒸汽，分别驱动低压汽轮机、中压汽中压过热蒸汽、高压过热蒸汽，分别驱动低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机，一起带动发电机发电，可大大增加燃气轮轮机、高压汽轮机，一起带动发电机发电，可大大增加燃气轮机发电厂的发电量。机发电厂的发电量。第12页/共46页余热锅炉的外观结构图第13页/共46页 余热锅炉本体采用模块化结构，以方便运输、安装。模块由余热锅炉本体采用模块化结构，以方便运输、安装。模块由管簇组成管簇组成,是几十根管子组成的蛇形管组件是几十根管子组成的蛇形管组件,模块两端有上联箱模块两端有上联箱与下联箱，是锅炉的受热部件，水在模块内被外部的高温气体与下联箱，是锅炉的受热部件，水在模块内被外部的高温气体加热。加热。第14页/共46页 为了更好的传递热量，在管道外表焊上鳍为了更好的传递热量，在管道外表焊上鳍(qi)(qi)(qi)(qi)片（也称肋（片（也称肋（leileileilei）片）来增大管道）片）来增大管道的传热面积，下图展示的是一小段焊有鳍片的管道。的传热面积，下图展示的是一小段焊有鳍片的管道。第15页/共46页五、余热锅炉汽水流程 1 1、大型燃机电厂采用三压再热循环余热锅炉，、大型燃机电厂采用三压再热循环余热锅炉，余热锅余热锅炉工质侧可分为三个压力等级，各级压力汽水流程如下：炉工质侧可分为三个压力等级，各级压力汽水流程如下：高压系统高压系统：高压给水泵把来自低压汽包的部分给水送入高压省高压给水泵把来自低压汽包的部分给水送入高压省煤器煤器1 1级级(EHP1(EHP1）、高压省煤器）、高压省煤器2 2 级（级（EHP2 EHP2）和高）和高压省煤器压省煤器3 3 级（级（EHP3 EHP3）加热后，进入高压汽包。进入）加热后，进入高压汽包。进入高压汽包的给水，由高压蒸发器下降管引入高压蒸发器高压汽包的给水，由高压蒸发器下降管引入高压蒸发器（VHP)VHP)，蒸发吸热后经上升管进入高压汽包进行汽，蒸发吸热后经上升管进入高压汽包进行汽水分离，分离后饱和水回下降管。高压饱和蒸汽则由高水分离，分离后饱和水回下降管。高压饱和蒸汽则由高压汽包上部的高压饱和蒸汽引出管引出，进入高压过热压汽包上部的高压饱和蒸汽引出管引出，进入高压过热器器1 1 级（级（S HP1 S HP1）和高压过热器）和高压过热器2 2级级(S HP2)(S HP2)，经过，经过减温器后，进入高压过热器减温器后，进入高压过热器3 3 级（级（SHP3)SHP3)，最后高压，最后高压过热蒸汽被送到汽轮机的高压缸去做功。过热蒸汽被送到汽轮机的高压缸去做功。第16页/共46页余热锅炉汽水流程中压系统：中压给水泵把来自低压汽包的部分给水送入中压省煤器（EMP）加热 后，进入中压汽包。进入中压汽包的给水，由中压蒸发器下降管引入中压蒸发器(VMP)，蒸发吸热后经上升管进入中压汽包进行汽水分离，分离后饱和水回下降管，中压饱饱和蒸汽由中压汽包上部的中压饱和蒸汽引出管引出，进入中压过热器（SMP）吸热后成为中压过热蒸汽。中压过热蒸汽与汽轮机高压缸做功排出的冷再热蒸汽相混合，然后进入再热器1 级（RHT1)，经过一级减温器后，进入再热器2 级（RHT2），最后作为再热蒸汽被送到汽轮机的中压缸去做功。第17页/共46页余热锅炉汽水流程低压系统：来自冷凝器的冷凝水经过低压省煤器（ELP）加热后，被送到低压汽包。进入低压汽包的给水，一部分作为高压给水和中压给水分别进入高压给水泵和低压给水泵，另一部分由低压下降管进入低压蒸发器（VLP），蒸发吸热后上升进入低压汽包内进行汽水分离，分离后饱和水回下降管，低压饱和蒸汽出低压汽包上部的低压饱和蒸汽引出管引出，进入低压过热器（SLP），最后产生低压过热蒸汽进入汽机低压缸(即低压缸补汽）。第18页/共46页余热锅炉汽水流程图第19页/共46页六、脱硝（SCRSCR）系统 简介1、脱硝系统采用选择性催化还原法（SCR）脱硝装置，在设计烟气比例、锅炉最大工况（BMCR）、处理100%烟气量条件下，脱硝效率不小于85，脱硝层数按1设置。2、烟气脱硝采用选择性催化还原（SCR）脱硝工艺，锅炉内一个反应器，一套计量控制系统，一套氨水蒸发系统；“二拖一”共用一套氨水卸料、储存系统；“一拖一”单独一套氨水卸料、储存系统。3、烟气脱硝系统包括：氨水储存和供应系统，氨水蒸发系统（脱硝风机），氨气分配系统，反应器（催化剂），氨水储存系统和氨水计量、蒸发、分配系统。见下图脱销炉内催化剂安装部位：第20页/共46页第21页/共46页七、余热锅炉性能参数简介第22页/共46页1、燃用天然气时在余热锅炉的冬季供热工况（性能保证工况）条件下100%负荷时名称单位数值数值二拖一一拖一余热锅炉效率（含扩大低压省煤器）85.0285.27余热锅炉效率（不含扩大低压省煤器）77.8778.11余热锅炉高压部分：蒸汽量t/h257.1259.5过热器出口蒸汽压力MPa.a12.49912.131过热器出口蒸汽温度532533.5第23页/共46页余热锅炉热再热部分余热锅炉热再热部分：蒸汽量t/h314.5308.1再热器出口蒸汽压力MPa.a3.0782.972再热器出口蒸汽温度524529.2余热锅炉中压部分：余热锅炉中压部分：蒸汽量t/h67.566.6过热器出口蒸汽压力MPa.a3.2443.099过热器出口蒸汽温度324.6320.8余热锅炉低压部分：蒸汽量t/h50.649.4过热器出口蒸汽压力MPa.a0.4760.422过热器出口蒸汽温度237.5241.1第24页/共46页最大烟气侧压降（从燃气轮机排气法兰到余热锅炉烟囱出口）kPa3.93.9最大水侧压降（从省煤器入口阀到高压蒸汽供给模块出口侧）。kPa895910SCR压降kPa0.50.5减温水流量：高压减温水t/h0.170中压减温水t/h0.360低压减温水t/h00余热锅炉噪音（m）分贝8585余热锅炉的可靠性9898余热锅炉岛内辅机耗电量kW21962256第25页/共46页高压给水泵耗电量kW17831803中压给水泵耗电量kW145143低压省煤器再循环泵kW5151脱硝稀释风机耗电量kW4242NOx脱除率8585氨的逃逸率ppm33其它设备耗电量kW217217第26页/共46页2 2 2 2、燃用天然气时在余热锅炉的纯凝工况（性能、燃用天然气时在余热锅炉的纯凝工况（性能保证工况）条件下保证工况）条件下100%100%100%100%负荷负荷 名称单位数值数值二拖一一拖一余热锅炉效率（含扩大低压省煤器）83.2484.51余热锅炉效率（不含扩大低压省煤器）83.2484.51余热锅炉高压部分蒸汽量t/h270.3271.8过热器出口蒸汽压力MPa.a13.30712.877过热器出口蒸汽温度550.5552.5第27页/共46页余热锅炉热再热部分蒸汽量t/h324.5316.5再热器出口蒸汽压力MPa.a 3.263.094再热器出口蒸汽温度542.1548.1余热锅炉中压部分蒸汽量t/h64.363.3过热器出口蒸汽压力MPa.a 3.433.224过热器出口蒸汽温度328.7324.3第28页/共46页余热锅炉低压部分蒸汽量t/h45.851.6过热器出口蒸汽压力MPa.a0.70.424过热器出口蒸汽温度242.1242.1最大烟气侧压降（从燃气轮机排气法兰到余热锅炉烟囱出口）kPa3.63.6最大水侧压降（从省煤器入口阀到高压蒸汽供给模块出口侧）。kPa877886SCR压降kPa0.50.5扩大低压省煤器压降（烟气侧）kPa0.80.7扩大低压省煤器压降（水侧）MPa0.20.2第29页/共46页减温水流量：高压减温水t/h0.5380.233中压减温水t/h0.8120.609低压减温水t/h00余热锅炉噪音（1m）分贝8585余热锅炉的可靠性9898余热锅炉岛内辅机耗电量kW21962256高压给水泵耗电量kW17831803中压给水泵耗电量kW145143第30页/共46页除氧器循环泵（如需要）kW/低压省煤器再循环泵kW5151脱硝稀释风机耗电量kW4242NOx脱除率8585氨的逃逸率ppm33其它设备耗电量kW217217第31页/共46页3 3 3 3、燃用天然气时在余热锅炉的夏季工况（性、燃用天然气时在余热锅炉的夏季工况（性能保证能保证 工况）条件下工况）条件下100%100%100%100%负荷负荷名称单位数值数值二拖一一拖一余热锅炉效率（含扩大低压省煤器）82.8583.93余热锅炉效率（不含扩大低压省煤器）82.8583.93余热锅炉高压部分蒸汽量t/h260.731262.472过热器出口蒸汽压力MPa.a12.93812.454第32页/共46页余热锅炉热再热部分蒸汽量t/h311.768304.294再热器出口蒸汽压力MPa.a3.1322.977再热器出口蒸汽温度548.9552.2余热锅炉中压部分蒸汽量t/h58.15459.213过热器出口蒸汽压力MPa.a3.3013.102过热器出口蒸汽温度326.44322.5第33页/共46页余热锅炉低压部分蒸汽量t/h41.60246.641过热器出口蒸汽压力MPa.a0.6660.42过热器出口蒸汽温度239.39239.6最大烟气侧压降（从燃气轮机排气法兰到余热锅炉烟囱出口）kPa3.23.2最大水侧压降（从省煤器入口阀到高压蒸汽供给模块出口侧）。kPa855.3860SCR压降kPa0.50.5扩大低压省煤器压降（烟气侧）kPa0.60.6扩大低压省煤器压降（水侧）MPa0.20.2第34页/共46页减温水流量：高压减温水t/h6.8197.318中压减温水t/h2.9395.221低压减温水t/h00余热锅炉噪音（m）分贝8585余热锅炉的可靠性9898余热锅炉岛内辅机耗电量kW20962156高压给水泵耗电量kW17831803中压给水泵耗电量kW145143第35页/共46页除氧器循环泵（如需要）kW/低压省煤器再循环泵kW5151脱硝稀释风机耗电量kW4242NOx脱除率8585氨的逃逸率ppm33其它设备耗电量kW117117第36页/共46页八、余热锅炉设备规范数据表名称单位过热器蒸发器省煤器本体高压部分高压管道部分有效换热面积m2321365328357014管道外径mm383838最小壁厚mm3.8/3.3/2.9/3.12.73.2/2.6材质T91/T22SA 210 A1SA 210 C横向间距mm919191纵向管排数101417纵向间距mm797979光管排数000鳍片管排数101417第37页/共46页余热锅炉设备规范数据表鳍片管数据鳍片间距mm3.8/3.6/3.43.73.4/4/3.8高度mm121515厚度mm10.80.8材质TP 409CSCS高压汽包内径mm2720最小壁厚mm110长度mm12000材质BHW 35有效储水容积（正常水位到低低水位）m323.5汽包重量t81.6第38页/共46页余热锅炉设备规范数据表本体中压部分中压管道部分有效换热面积m225845299325885管道外径mm44.5/383838最小壁厚mm2.9/2.62.62.6材质T91/T22SA 210 A1SA 210 A1SA 210 A1横向间距mm919191纵向管排数1088纵向间距mm797979光管排数000鳍片管排数1088第39页/共46页余热锅炉设备规范数据表鳍片管数据鳍片间距mm3.8/3.6/5.93.83.8高度mm8.75/151515厚度mm1/0.80.80.8材质TP 409/CSCSCS中压汽包内径mm2280最小壁厚mm40长度mm7000材质SA-516 Gr70有效储水容积（正常水位到低低水位）m312.3汽包重量t20.3第40页/共46页余热锅炉设备规范数据表本体低压部分低压管道部分有效换热面积m2366230962130033管道外径mm44.53838最小壁厚mm2.62.62.6材质SA210 A1SA210 A1SA210 A1横向间距mm919191纵向管排数1832纵向间距mm797979光管排数000鳍片管排数1832第41页/共46页余热锅炉设备规范数据表鳍片管数据鳍片间距mm3.43.63.4高度mm11.751515厚度mm0.80.80.8材质CSCSCS低压汽包内径mm3240最小壁厚mm20长度mm13000材质SA516 Gr70有效储水容积（正常水位到低低水位）m385汽包重量t26.4锅炉本体合计重量t4006合金钢材合计重量t122.85第42页/共46页余热锅炉设备规范数据表烟道及烟囱余热炉出口烟道米/t12米/84t膨胀节件立式余热锅炉出口烟道部分无膨胀节直径米/高度米/重量t烟囱t制造商无锡华光材料Q235 B出口内径m6.9壁厚mm18,15,12,10烟囱重量t83第43页/共46页余热锅炉设备规范数据表烟囱内关断门规格锅炉封闭用钢架重量tSCR模块催化剂模块的重量kg25kg/模块催化剂的规格mmXmmXmm466466322催化剂的总重量t23.1催化剂的数量924块/台炉第44页/共46页谢谢大家！第45页/共46页感谢您的观看！第46页/共46页