0、引言
    遼寧東方發(fā)電廠位于遼寧省撫順市，在此電廠安裝2臺(tái)350 MW機(jī)組，屬于技改項(xiàng)目，于2002年8月與哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司簽定了鍋爐供貨合同。這2臺(tái)鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司通過20年的消化吸收引進(jìn)技術(shù)并結(jié)合哈鍋已投運(yùn)的近50臺(tái)300~ 350 MW鍋爐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，是哈鍋設(shè)計(jì)生產(chǎn)的第二代產(chǎn)品。鍋爐采用美國燃燒工程( CE)公司的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并針對(duì)國內(nèi)己投運(yùn)的300~ 600 MW鍋爐所存在的問題進(jìn)行必要的改進(jìn)。鍋爐為亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐。采用單爐膛、門型布置、全鋼構(gòu)件懸吊結(jié)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)層以上緊身布置，四角切圓燃燒直流式擺動(dòng)燃燒器，HP型中速磨煤機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，固態(tài)排渣，采用刮板撈渣機(jī)。鍋爐燃用煙煤，爐型參考合肥工程，爐高在合肥的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低。
1、鍋爐設(shè)計(jì)條件和主要熱力數(shù)據(jù)
1.1  鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)，見表1
2鍋爐結(jié)構(gòu)簡介
2.1整體布置
鍋爐采用單爐膛門型布置，上爐膛采用CE公司傳統(tǒng)的布置方式，即上爐膛布置過熱器分隔屏和后屏，墻式再熱器布置在前墻和兩側(cè)墻的前部。在折煙角上部和水平煙道內(nèi)依次布置了再熱器前屏、末級(jí)再熱器和末級(jí)過熱器。尾部后煙道內(nèi)布置了低溫過熱器和省煤器。在鍋爐的尾部布置二臺(tái)三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。
富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    這種布置方式使過熱器和再熱器出口段位于較低的煙溫區(qū)，增加了安全性，同時(shí)過熱器分隔屏、后屏和墻式再熱器布置在上爐膛內(nèi)使過熱器和再熱器具有一定的輻射和對(duì)流特性。
2.2爐膛
    爐膛采用全焊接膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，爐膛寬度為14048 mm，深度為14019 mm.水冷壁采用∮63.5 mm光管和內(nèi)螺紋管，節(jié)距為76.2 mm。在爐膛內(nèi)熱負(fù)荷高的區(qū)域水冷壁采用內(nèi)螺紋管，以保證水循環(huán)安全可靠，防止DNB的發(fā)生。
2.3燃燒器
    鍋爐采用四角切園擺動(dòng)式直流燃燒器，燃燒器布置在爐膛四角并與燃燒器連接風(fēng)道相接。燃燒器連接風(fēng)道為一靜壓風(fēng)箱，可保證二次風(fēng)在四角布置的燃燒器間分配均勻。每角燃燒器共5層一次風(fēng)噴嘴，7層二次風(fēng)噴嘴（其中2層是燃燼風(fēng)噴嘴），3層油風(fēng)室噴嘴。燃燼風(fēng)高位布置與主燃燒器形成分級(jí)送風(fēng)，以利于降低NOx的排放量，
    為了削弱爐膛出口煙氣的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，減小四角燃燒引起的爐膛出口煙溫偏差，兩層燃燼風(fēng)室設(shè)計(jì)成反切，即與主噴嘴中心線有一定夾角，其目的就是要形成一個(gè)反向動(dòng)量矩來平衡主燃燒氣流的旋轉(zhuǎn)動(dòng)量矩，從而達(dá)到減少爐膛出口煙溫偏差的目的。
    鍋爐采用HP中速磨煤機(jī)冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)爐配5臺(tái)HP863型磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)出口用4根煤粉管道接至爐膛同一層四角布置的煤粉噴嘴。按燃用設(shè)計(jì)煤種投運(yùn)4臺(tái)磨煤機(jī)可保證鍋爐最大連續(xù)負(fù)荷設(shè)計(jì)，一臺(tái)磨煤機(jī)備用。
2.4給水和水循環(huán)系統(tǒng)
    鍋爐給水經(jīng)由止回閥和電動(dòng)閘閥進(jìn)入省煤器進(jìn)口集箱，水在蛇行管中與煙氣成逆流向上流動(dòng)，以此達(dá)到有效的熱交換。給水在省煤器中被加熱后進(jìn)入省煤器出口集箱，再經(jīng)吊掛管進(jìn)入省煤器吊掛集箱，由省煤器出口連接管引到爐前，由出口導(dǎo)管分三路從鍋筒底部引入水空間。
    由鍋筒、下降管、水冷壁下集箱、爐膛水冷壁、水冷壁上集箱及引出管等部件組成水循環(huán)系統(tǒng)，鍋筒下部的水經(jīng)由4根下降管由分散引入管引入水冷壁下集箱。進(jìn)入水冷壁下集箱后，自下而上沿爐膛四周不斷加熱，最后以汽水混合物形式進(jìn)入水冷壁上集箱，然后由汽水引出管引至鍋筒，在鍋筒內(nèi)進(jìn)行汽水分離。
    鍋筒采用SA - 299碳鋼材料制成，內(nèi)徑為Ø1778 mm,直段長度為20 000 mm，兩端采用球形封頭。筒身上下部采用等壁厚。鍋筒內(nèi)部采用環(huán)形夾層結(jié)構(gòu)，汽水混合物由鍋筒上部引入并自上而下流動(dòng)，使鍋筒上下壁溫均勻，可加快鍋爐的啟、停速度。鍋筒內(nèi)部布置96只直徑為∮254mm的軸流式分離器。鍋筒筒身頂部焊有飽和蒸汽引出管及汽水混合物引入管座，筒身底部焊有大直徑下降管座及給水管座，封頭上焊有人孔、安全閥管座、排污閥管座、水位表管座等。
2.5過熱器
    過熱器由頂棚和包墻管過熱器、低溫過熱器、分隔屏、后屏及末級(jí)過熱器組成。
    頂棚和包墻管過熱器由爐膛頂棚管、水平煙道和尾部煙道包墻管組成，由光管加扁鋼焊成膜式壁結(jié)構(gòu)。
    低溫過熱器布置在尾部煙道內(nèi)，由水平段和立式段兩部分組成。
    過熱器分隔屏位于爐膛上方，在前墻水冷壁和過熱器后屏之間，沿爐寬方向布置4大片，每大片又沿爐深方向分為6小片。
    過熱器后屏位于爐膛上方折焰角前，共20片。
    末級(jí)過熱器位于水平煙道內(nèi)，末級(jí)再熱器的后部，共90片。
    各級(jí)過熱器之間采用大口徑管道和三通連接，左右兩側(cè)的連接管采用平行布置，防止蒸汽溫度的疊加以減少汽溫偏差。
2.6再熱器
    再熱器由墻式輻射再熱器、再熱器前屏和末級(jí)再熱器三部分組成。
    墻式輻射再熱器布置在上爐膛前墻和兩側(cè)墻前部，以增強(qiáng)再熱器的輻射特性。
    再熱器前屏位于過熱器后屏和后水冷壁懸吊管之間，折焰角的上部，共30片。
    末級(jí)再熱器位于水平煙道的前部，后水冷壁懸吊管和水冷壁排管之間，共60片。
2.7省煤器
    省煤器布置在鍋爐尾部煙道低溫過熱器的下面，管子為∮51 mm×6.5 mm，順列布置。
2.8空氣預(yù)熱器
    采用由哈鍋預(yù)熱器公司設(shè)計(jì)和制造的三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，每臺(tái)爐配二臺(tái)，型號(hào)為28.5- VI( T) - 1750 - SMR。受熱面高度為1 750 mm,轉(zhuǎn)子采用半模式扇形倉結(jié)構(gòu)，以便于檢修和更換。
2.9鍋爐構(gòu)架
    鍋爐構(gòu)架為桁架體系，各桿件之間用高強(qiáng)度螺栓連接。構(gòu)架沿鍋爐高度方向劃分成5層和一個(gè)第6部分，柱分成7段。鍋爐本體受壓部件的重量通過吊桿支吊在支吊梁上，然后支吊梁與支撐梁高位連接。
3、鍋爐設(shè)計(jì)采取的主要優(yōu)化措施
    哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司在總結(jié)己投運(yùn)的近50臺(tái)300 MW和350 MW鍋爐的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)引進(jìn)型300 MW等級(jí)鍋爐進(jìn)行改進(jìn)形成自己的新型產(chǎn)品。在鍋爐設(shè)計(jì)上主要采取以下優(yōu)化措施：
3.1  選用適宜燃用設(shè)計(jì)煤種和校核煤種特性的爐膛
    根據(jù)設(shè)計(jì)煤種和校核煤種的結(jié)渣特性，選用合肥電廠350 MW鍋爐的爐膛斷面，合宜的燃燼高度，有利于組織爐內(nèi)空氣動(dòng)力場，對(duì)避免爐膛結(jié)焦、減弱氣流殘余旋轉(zhuǎn)和消除煙溫偏差極為有利。
3.2控制爐膛出口左右側(cè)煙溫偏差
    隨著機(jī)組容量的增加，爐膛出口煙溫偏差變得更加突出。為了解決煙溫偏差問題，在遼寧東方電廠350 MW鍋爐燃燒器設(shè)計(jì)上采用較小的切園直徑、頂部風(fēng)反切和燃燒器分組等措施。
3.3改進(jìn)過熱器的連接方式，并適當(dāng)放大部分再熱器集箱、連接管和受熱管子直徑
    過熱器和再熱器各級(jí)受熱面之間采用大口徑管道和三通連接，有利于蒸汽的混合及消除汽溫偏差，同時(shí)各級(jí)過熱器連接管平行布置不進(jìn)行交叉以避免汽溫偏差疊加。為降低再熱器系統(tǒng)的阻力，放大部分集箱、連接管和末級(jí)再熱器管子直徑，同時(shí)提高部分再熱器管子的材料等級(jí)，采用T91材料代替鋼102材料。
3.4蒸汽調(diào)溫方式
    過熱器采用二級(jí)噴水減溫器調(diào)節(jié)，每級(jí)減溫分為2只減溫器。第一級(jí)噴水減溫器布置在低溫過熱器和過熱器分隔屏之間，第二級(jí)噴水減溫器布置在過熱器后屏和末級(jí)過熱器之間。
    再熱器采用擺動(dòng)式燃燒器來調(diào)節(jié)，燃燒器的擺動(dòng)引起爐膛出口煙氣溫度的變化，從而改變?cè)贌嵴羝麥囟�。在再熱器冷端入口管道上設(shè)有二只事故噴水減溫器，作事故噴水用。
3.5受熱面管子布置避開三通渦流區(qū)
    在受熱面部件的入口和出口集箱上采用大三通，由于三通區(qū)域存在著軸向和環(huán)向渦流區(qū)，導(dǎo)致兩集箱渦流區(qū)靜壓差減少，在此區(qū)域布置的蛇形管中流量減少，加上此處往往是煙溫和煙速的峰值區(qū)，容易出現(xiàn)超溫爆管。在新設(shè)計(jì)的鍋爐中已采用避開在三通渦流區(qū)某些特定部位引入或引出蛇形管。
3.6選用優(yōu)質(zhì)的輔助設(shè)備
    鍋爐本體配套的輔機(jī)均選用國內(nèi)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品或進(jìn)口產(chǎn)品。
4、結(jié)束語
    簡要介紹了遼寧東方電廠350 MW亞臨界壓力控制循環(huán)鍋爐的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和優(yōu)化措施，預(yù)計(jì)該鍋爐投運(yùn)后，將成為性能優(yōu)良，安全可靠的產(chǎn)品。
    富通新能源主要生產(chǎn)銷售木屑顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)生物質(zhì)鍋爐等機(jī)械設(shè)備。