实际上,为了提高蒸汽动力循环的效率,还有第四个阶段,即再过热阶段,即将在汽轮机高压缸膨胀做功后压力和温度都降低了的蒸汽送回锅炉中加热,然后再送到汽轮机低压缸继续做功。为适应这四个变化阶段的需要,锅炉中务必布置相应的受热面,即省煤器、水冷壁、过热器和再热器。过热器和再热器布置在水平烟道和尾部烟道上部,省煤器布置在尾部烟道下部。为了利用烟气余热加热燃烧所需要的空气,常在省煤器后再布置空气预热器。大型锅炉有的在炉膛中增设预热受热面或过热、再热受热面。
锅炉机组的基本工作过程是:燃料经制粉系统磨制成粉,送入炉膛中燃烧,使燃料的化学能转变为烟气的热能。高温烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟道,最后从锅炉中排出。锅炉排烟再经过烟气净化系统变为干净的烟气,由风机送入烟囱排入大气中。烟气在锅炉内流动的过程中,将热量以不同的方式传给各种受热面。例如,在炉膛中以辐射方式将热量传给水冷壁,在炉膛烟气出口处以半辐射、半对流方式将热量传给屏式过热器,在水平烟道和尾部烟道以对流方式传给过热器、再热器、省煤气和空气预热器。于是,锅炉给水便经过省煤器、
水冷壁、过热器转成过热蒸汽,并把汽轮机高压缸做功后抽回的蒸汽转成再热蒸汽。
2.3.3锅炉设备结构
锅炉的主要性能要求如下:锅炉带基本负荷并参与调峰;锅炉变压运行,采用定-滑-定的方式,压力-负荷曲线与汽轮机相匹配;过热汽温在35%~100%BMCR、再热汽温在50%~100%BMCR负荷范围内,持续在额定值,温度偏差不超过5℃;锅炉在燃用设计煤种时,能满足负荷在不大于锅炉的30%BMCR时不投油长期安全稳定运行,并在最低稳燃负荷及以上范围内满足自动化投入率100%的要求;锅炉燃烧室的设计承压潜力不低于±5800Pa,当燃烧室突然灭火内爆,瞬时不变形承载潜力不低于±8700Pa。
2.3.3.1.锅炉的启动系统
本锅炉配有启动系统,以与锅炉水冷壁最低质量流量相匹配。启动系统为内置式启动分离系统,包括四只启动分离器、水位控制阀、截止阀、管道及附件等组成。启动分离器为圆形筒体结构,直立式布置。分离器的设计除思考汽水的有效分离,防止发生分离器蒸汽带水现象以外,还思考启动时汽水膨胀现象。分离器带储水箱,锅炉配置启动循环泵。启动系统的功能主要如下:
(1)锅炉给水系统和水冷壁及省煤器的冷态和温态水冲洗,并将冲洗水透过扩容器和冷凝水箱排入冷却水总管。
(2)满足锅炉冷态、温态、热态、和极热态启动的需要,直到锅炉到达30%BMCR最低直流负荷,由在循环模式转入直流方式运行为止。
(3)只要水质合格,启动系统可完全回收工质及其所含的热量。
(4)在最低直流负荷以下运行时,贮水箱出现水位,将根据水位的高低自动打开相应的水位调节阀,进行炉水再循环。
2.3.3.2省煤器
在双烟道的下部均布置有省煤器,省煤器以顺列布置,以逆流方式与烟气进行换热。给水经省煤器的入口汇集集箱分别供至前后的省煤器入口集箱。省煤器的管子规格为φ51×6mm,材料为SA-201C,管组横向节距为115mm,共190排。省煤器向上构成共4排吊挂管,用于吊挂尾部烟道中的水平过热器和水平再热器吊挂管的规格为φ51×9mm、材料为SA-213T12。吊挂管的4只出口集箱两端与两根下降管相连,下降管将水供至水冷壁下集箱。在省煤器烟气入口的四周墙壁上设置了烟气阻流板,避免构成烟气走廊而造成局部磨损。
2.3.3.3.炉膛与水冷壁。炉膛水冷壁采用焊接膜式壁,炉膛断面尺寸为22187mm×15632mm。给水经省煤器加热后进入外径为φ219mm、材料为SA-106C的水冷壁下集箱,经水冷壁下集箱进入冷灰斗水冷壁。冷灰斗的角度为55°,下部出渣口的宽度为1400mm。灰斗部分的水冷壁由水冷壁下集箱引出的436根直径φ38mm、壁厚为6.5mm材料为SA-213T12、节距为53mm的管子组成的管带围绕成。经过灰斗拐点后,管带以17.893°的倾角继续盘旋上升。螺旋管圈水冷壁在标高43.61m处透过直径为φ219mm、材料为SA-335P12的中间集箱转换成垂直管屏,垂直管屏由1312根φ31.8mm、材料为SA-213T12、节距为57.5mm的管子组成,垂直管屏(包括后水吊挂管)出口集箱的30根引出管与2根下降管相连,下降管分别连接折焰角入口集箱和水平烟道侧墙的下部入口集箱。折焰角由384根φ44.5×6、节距为57.5mm的管子组成,其穿过后水冷壁构成水平烟道底包墙,然后构成4排水平烟道管束与出口集箱相连。水平烟道侧墙由78根φ44.5×6mm的管子组成,其出口集箱与烟道管束共引出24根φ168mm的连接管与4只启动分离器相连,汽水混合物在其中分离。水冷壁管型都为光管。水冷壁总受热面积为4260m2。水冷壁的水容积为67m3。