摘要：塔式锅炉具有考虑周全的减温器调温系统，很强的自疏水能力。炉顶的碟簧布置均布载荷，补偿了风载、地震载荷引起的锅炉钢架变形。本文主要介绍了百万机组塔式炉减温系统、疏水放气系统及支吊系统的特点，增加国内用户对塔式锅炉的认识，为今后同类项目设计提供参考。
关键词：超超临界；塔式锅炉；受压件
塔式锅炉受压件是锅炉重要组成部分，其结构布置、支架形式设计优化直接影响整个机组的经济性和安全性。本文主要介绍百万等级超超临界塔式锅炉减温系统、疏水放气系统及支吊系统的设计特点。
一、塔式锅炉受压部件总体介绍
超超临界参数塔式锅炉的受压件按系统主要分为水冷系统、省煤器系统、过热器系统、再热器系统和启动系统。对于已经投运的百万等级塔式炉启动系统主要采用带循环泵形式。
分离器和贮水箱分离的布置形式，可使汽水分离功能和水位控制功能两者相互分开。贮水箱较高的位置同样也提供了锅炉初始启动阶段汽水膨胀时疏水所需要的静压头。汽水分离器布置在锅炉炉前沿着炉宽的方向上，每个分离器进出口分别与水冷壁、过热器管道连接，下部与贮水箱相连接。
塔式锅炉水冷壁由螺旋管屏和垂直管屏组成。螺旋管圈的四周管屏的受力由从上到下的张力板承担，通过中间过渡段连接水冷壁吊板，将螺旋管圈水冷壁重量传递到水冷壁垂直管圈之上。水冷壁垂直管圈上部通过三通盲管也称T型锻件将载荷传递到无任何工作介质的膜式壁上，这些管子的两端都是封闭的，不流通的。有工作介质的一端流向水冷壁出口集箱，再通过连接管道送到汽水分离器。采用这种独特布置可使塔式锅炉整个受热面的支吊结构简洁、规整、紧凑。
二、塔式锅炉减温器设计
塔式炉减温器包括过热器和再热器减温器，与常规Π型超临界锅炉相比，系统更复杂。塔式炉过热蒸汽系统的汽温调节采用燃料/给水比和两级八点喷水减温，一级过热器喷水减温器布置在第一级过热器和第二级过热器之间连接管道上；二级过热器喷水减温器布置在第二级过热器和第三级过热器之间连接管道上。每台过热蒸汽减温器上均有喷水管件及防水滴喷溅装置。每个过热蒸汽减温器有2个不同喷水管件十字交叉布置，运行中根据不同的喷水量要求分别投入相应喷水管件。临近喷水管路上布置了阀门进行控制。每级过热器减温器均有4台喷水减温器可分别控制各侧的汽温。喷水源来自省煤器进口的给水管道上，经过喷水总管后分左右支管，分别经过各自的喷水管路后进入一、二级过热减温器。
塔式炉再热器的汽温调节主要靠摆动燃烧器喷嘴角度来调节火焰中心高度，从而改变炉膛出口烟温来调节低负荷过量空气系数；另一个手段是在第一级再热器与第二级再热器之间设置再热器微量喷水减温器作为辅助调温手段，内外侧管道采用交叉连接。再热器进口还设有2台事故喷水减温器，在紧急事故状态下用来控制再热蒸汽进口汽温。再热器喷水减温装置采用的是阀门喷头一体式液压喷水减温装置，从生产厂家直接购买后运到工地，锅炉水压试验后安装。一体化喷水减温器也有防水滴喷溅装置，喷水雾化效果好，性能可靠。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
三、疏水、放气系统设计
为保证锅炉安全、可靠地运行，受压件的必要位置上需设有疏水和放气点。塔式锅炉具有很强的自疏水能力，具备优异的备用和快速启动特点。锅炉上部的炉内受热面全部为水平布置，穿墙结构为金属全密封形式，所有受热面能够完全疏水干净。同时沿集箱轴向布置多个检查管接头，在检查管接头上还相应布置了疏水或放气点，构成复杂而又严密的疏水放气网。因此相比常规Π型超临界锅炉，塔式炉疏水、放气管路引出点多、热位移大，所有疏水、放气多点引出后的管路多支吊在集箱、管道或刚性梁上，再汇合至相应过热器、再热器的疏水站，疏水灵活、干净。过热器、再热器疏水站设有水位测量装置，由其底部的电动控制阀来控制，疏水排入大气式扩容器。放气网也类似，放气管路汇合到放气站后，冷凝水引到扩容器。
四、受压件支吊设计
塔式锅炉受热面相较П型炉受热面结构简单，锅炉上部沿着烟气流动方向依次分别布置有一级过热器、三级过热器、二级再热器、二级过热器、一级再热器、省煤器。所有受热面沿炉膛由下而上悬挂起来。除了水冷壁集箱之外，所有集箱都布置在锅炉上部的前后墙部位上。炉前集箱包括有过热器集箱、省煤器集箱。炉后集箱包括有再热器的集箱等。
受热面载荷通过一级过热器受热面管拉稀成内部悬吊管垂直悬挂。内部悬吊管通过类似三通的两通支管把受热面载荷传到吊架横梁上，再通过吊杆支吊到钢架上。
垂直蒸发受热面载荷通过左右、前后墙炉顶吊杆装置悬吊在钢架大梁上，每根吊杆设置有叠形弹簧装置，每台碟簧的设计载荷相同。吊杆载荷包括：金属及保温、水重、沾污、积灰、风载及地震载荷。垂直蒸发面吊架布置碟簧还可以补偿风载、地震载荷引起的锅炉钢架变形，使载荷在吊杆间分布均匀。碟簧承受可达载荷为500kN以上，变形量可达到70mm以上。塔式炉炉顶没有工质流动，炉顶吊架系统受力更为稳定可靠。
集箱载荷由集箱吊架横梁悬挂或支撑。横梁的一端搁置在水冷壁上，另一端搁置在外部悬吊管上。受热面管束由集箱下半部分引入引出的采用横梁悬挂式。集箱U型吊杆通过支架及销轴连接到横梁上，可以允许集箱横向旋转。受热面管束由集箱上半部分引入引出的采用支撑式。在集箱底部用支撑杆支撑于横梁上，支撑杆在集箱与横梁之间采用球面连接。这种支撑形式可充分吸收因受热面膨胀引起的集箱横向位移。炉前、炉后外部悬吊管以锅炉中心线左右对称布置。为了使载荷均匀分布， 炉前、炉后外部悬吊管交错承受不同集箱载荷。
锅炉管道主要包括下降管系统管道、过热器连接管道、再热器连接管道、水冷壁出口至分离器连接管道、启动系统管道。管道多布置在炉外常温环境。吊点形式主要为恒吊、弹吊、拉杆及导向。吊架生根位置主要在水冷壁四周的刚性梁上或钢架上，为了平均介质温度，管道、集箱交错布置，结构紧凑。
综上所述，塔式锅炉受压部件结构紧凑简洁，优点突出，可供同类工程受压部件结构设计参考。
参考文献：
[1]高子瑜，徐雪元，姚丹花.1000MW超超临界锅炉塔式锅炉设计特点[J].锅炉技术，2006(1).
[2]彭艳.火力发电厂1000MW级燃煤机组塔式炉分析[J].沿海企业与科技，2009(8).
[3]姚丹花，徐雪元.上海锅炉有限公司超(超)临界锅炉锅炉主要技术特点[J].锅炉技术，2009(7).
论文作者:胡敏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/20
标签：疏水论文; 锅炉论文; 载荷论文; 水冷论文; 系统论文; 管道论文; 过热器论文; 《电力设备》2018年第13期论文;