燃气——蒸汽联合循环发电装置中余热锅炉的选型.pdf

燃气——蒸汽联合循环发电装置中 余热锅炉的选型 南京汽轮电机(集团)有限责任公司研究所孟广太 摘要：本文详细介绍了近二十年来我国引进的余热锅炉之种类、工作概况及特点，并 将强制循环和自然循环两种余热锅炉进行了比较。 关键词：联合循环发电装置氽热锅炉选型 一、概述 改革开放以来，由于经济的高速发展，使我国电力紧张的矛盾越来越突出。为了适 应经济发展的需要，近二十年来我国陆续从国外引进和自行设计、生产了近四十套联合 循环发电装置。这些发电装置正在为我国的经济建设发挥着重要作用。 联合循环发电技术是五十年代初发展起来的，现已成为一种非常成熟的发电技术。 联合循环是指燃气轮机循环和蒸汽轮机循环的组合。由于燃气轮机排出的废气中还含 有相当可观的热能。通过余热锅炉可以回收燃气轮机排气中的部分热能。即把燃气轮机 的排气引入余热锅炉。余热锅炉产生的蒸汽供汽轮机傲功发电，也可以作为生活取暖用 汽和工业过程蒸汽。 这样可以大大提高能源的利用率。以纯发电型IOOMW级的联合循环发电装置为 上。 联合循环发电装置主要是由燃气轮发电机组、余热锅炉和汽轮发电机组三大设备构 成的(见下图)。由此可见，余热锅炉是联合循环发电装置中一件非常重要的设备。 二、余热锅炉的种类爰特点 l、余热锅炉的基本型式及特点 余热锅炉通常有两种型式，即补燃型和无补燃型。补燃型余热锅炉内装有燃烧器， 由于燃气轮机的排气中还含有足够的氧气。因此，在燃烧器中加入一定量的燃料(天然 气或蒸馏油)后还可以进行燃烧放热，使烟气(燃气轮机的排气)温度升高以增加产汽量 及提高蒸汽参数。无补燃型余热锅炉仅用来回收燃气轮机排气中的部分热能，并将回收 的热能传给工质以产生一定压力和一定温度的蒸汽。这种余热锅炉实际上是一种热交 换器。它不在燃烧任何燃料。在联合循环发电装置中，无补燃型余热锅炉应用较多。一 般来说。在联合循环发电装置中，采用无补燃型余热锅炉其热效率较高。 余热锅炉的布置方式通常有两种，一种是立式布置、强制循环；另一种是卧式布置、 自然循环。立式布置、强制循环的余热锅炉。其烟气(燃气轮机的排气)总是垂直地流过 水平管束(见图1)，汽包中水的循环是通过循环水泵来实现的，这就是“强制”循环。卧式 ·195· 鞠承曩 联台循环发电装置示意田 布置、自然循环的余热锅炉，其烟气总是水平地流过垂直的管柬(见图2)。自然循环余热 锅炉全部受热面组件的管子是垂直布置的，给水在省堞器中吸热后进人汽包，汽包下降 管与蒸发器的上联箱和下联箱相连。下降管位于烟道外面，不吸收烟气中的热量(见图 3)。来自汽包的水在蒸发器管束中吸热后，一部分水变为蒸汽。由于蒸汽的密度比水的 密度小得多，所以垂直管束中汽水混合物的密度小于下降管中水的密度。汽包中的水经 下降管进入蒸发器．蒸发器管束中的汽水混合物经上联箱自下而上进人汽包，两者的密 度差形成了水的循环，这就是。自然”循环。 2、余热锅炉的基本构造与工作概况 (1)基本构造 余热锅炉本体主要由省煤器、蒸发器、过热器、汽包、构架、平台楼梯、烟道及烟囱等 部件构成(见图4)。省煤器、蒸发器和过热器是余热锅炉的受热部件。这些受热部件均被 设计成一种标准的模块单元。这种标准的模块单元是由翅片管、U形裸管、上联箱和下 联箱组成的(见图5)。标准的模块单元可以配置成省煤器、蒸发器、过热器等受热部件． 这些受热部件的宽度、高度、每英寸管子的翅片数以及标准模块单元的数目取决于燃气 轮机排气的最大质量流量。每一个模块单元都可以改变其宽度、高度及焊接在管子上的 螺旋翅片的节距，以便进行不同的组合。 余热锅炉外壳通常采用全焊接结构，以便形成一个全封闭的外壳，这样可以保证余 ·196· ■摩 l “聂 —】^L_ 寄生。十一一 一 9卜 f^ 托包I 【 ： IliXUI^^