0、前言
吴泾电厂两台600MW亚临界控制循环锅炉是上海锅炉厂有限公司自主开发的新产品，也是上海锅炉厂有限公司从300MW锅炉跃向600MW锅炉的一个新起点。为了达到精品创优工程要求，上海市重点办及电站项目办在技术攻关方面组织协调安排了一批攻关课题，拉开了600MW亚临界锅炉开发与研制的序幕，富通新能源生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
秸秆颗�；�、
木屑颗�；�、
秸秆压块机压制的生物质颗粒燃料。
1、600MW亚临界控制循环锅炉的前期开发
首先，对国内其它锅炉制造厂生产的600MW锅炉及几年来各大电厂从国外引进的600MW锅炉进行了全面的调研。调研这些产品在投入运行后所暴露出来的性能设计、结构设计、安装调试方面的问题，弄清问题产生的原因，提出在新设计中所应采取的对策和科技攻关的课题侧重，特别是新工艺、新材料、新焊接技术的开发应用。
1.1国产引进型600MW锅炉存在的问题
1.1.1温度偏差
炉膛出口左右两侧烟温偏差严重，导致主蒸汽温度也有偏差，（最大达50～60℃）。
1.1.2再热器爆管
处于炉内一侧高温区的再热器管常常发生爆管，严重影响锅炉的安全运行。
1.1.3燃烧器
摆动机构不能灵活摆动，不能起到调节汽温的作用。
1.1.4吹灰器
伸缩杆进退受阻，影响了炉膛与尾部的吹灰，易造成炉膛结渣。
1.1.5密封较差，漏烟、漏灰
1.1.6水冷壁
由于锅炉热膨胀的原因，投运后产生变形，造成水冷壁管上出现横向裂纹。
1.1.7空气预热器
锅炉左右两只回转式空气预热器，由于密封设计上的不足，加上安装、调试的原因，造成漏风大，降低了锅炉整体热效率。
1.2从国外引进的600MW锅炉存在的问题
1.2.1炉膛结渣
从美国引进的600MW锅炉，由于炉膛和燃烧器的设计等问题，造成燃烧器区域壁面热负荷过高，产生结渣。
1.2.2汽温偏低
个别电厂主蒸汽温度达不到，严重影响了锅炉出力。
1.2.3钢架
有的电厂横梁发现弯曲，裕度太小，对锅炉的整体安全性带来影响。
1.2.4出渣设备
捞渣机卡涩，影响了灰渣的顺畅排放。
1.2.5省煤器
因为磨损而引起省煤器管的泄漏。
1.2.6水冷壁
炉膛一角燃烧器下部由于热负荷过高，造成水冷壁爆管。
1.2.7再热器
存在再热器管超温爆管。
2、前期开发中的重点攻关和采取的措施
在总结国产和进口的600MW控制循环锅炉的设计、制造和运行经验的基础上，按创优暨创名牌的要求，并针对已投运的300MW、600MW锅炉普遍存在的烟温、汽温偏差，再热器超温，炉内严重结渣，炉顶密封差，空气预热器漏风率大等问题，在锅炉性能、结构上进行优化，开展了一系列的重点攻关。
2.1 600MW亚I临界锅炉的方案设计
合理的炉膛容积热负荷和断面热负荷是保证锅炉性能的重要设计指标；合适的炉膛结构尺寸和热负荷指标，它关系到锅炉制造成本和锅炉运行、燃烧工况，直接影响锅炉的安全性和经济性。
在1：20的锅炉模型上进行了�；匝�，对稳定燃烧，避免炉膛结渣和减弱上部炉膛气流残余旋转等方面做了大量的对比试验，从而确定炉膛宽深比为1. 155：1，即炉膛宽度为19 558mm，深度为16 940mm。该方案在1995年10月得到了机械工业部和电力工业部、市经委电站办组织的专家评审会的认可。
2.2减小锅炉的左右侧烟温偏差
开展了大容量锅炉烟温与汽温分布试验。
减少锅炉左右侧烟温偏差是大型锅炉设计中遇到的一大难题。为此，对燃烧器下部启转二次风和顶部消旋二次风的偏转角及其相互之间的合适配置，不同的炉膛高度和分隔屏过热器的布置对炉内气流的影响进行了冷态�；匝�。根据试验结果，在600MW锅炉设计时布置分隔屏过热器，减弱炉膛出口气流残余旋转强度，从而减少水平烟道左右侧烟温偏差。在燃烧器设计上采用对冲、正反切燃烧技术，配用OFA(燃尽风)和部分消旋二次风，使炉内气流的旋转强度具有一定的可调性，以控制炉膛出口气流的残余旋转以及由此形成的左右侧烟温偏差。鉴定试验表明：过热器、再热器的热偏差很小，沿宽度及同屏管间的温度分布规律稳定；锅炉能满发、稳发；NOx排放量为252mg/Nm3，低于国家标准规定值。
2.3减小过热器和再热器汽温偏差
开展大容量电站锅炉过热器、再热器、集箱
三通结构流量分布试验。
再热器和过热器蒸汽温度偏差也是锅炉容量增大而出现的问题，这需要从烟气侧和蒸汽侧两方面着手解决。除采用对冲、正反切燃烧技术，加大燃烧器上排喷口至屏底的距离，合理布置煤粉管道等措施以减少烟温偏差外，我们还对600MW锅炉的再热器、过热器结构布置作了较大改进。主要采取措施：
过热器各级受热面之间采用集中大口径管道及大三通连接，左右两侧的连接管道不进行大交叉，以避免汽温偏差叠加。过热蒸汽采用二级喷水减温，每级喷水减温设有2只减温器，分别布置在左右两根连接管上，以便两侧汽温的调整。
再热器各级受热面之间同样采用大口径管道及大三通连接，减少再热蒸汽侧的热偏差。增大集箱和连接管管径，合理布置三通位置，使屏间热偏差减小。缩短屏再和末再外部几圈管子的长度，改善同屏热偏差。
性能鉴定测试表明：两侧汽温偏差很小。两侧主汽温度偏差均小于5℃，一般0～3℃。
2.4提高燃烧器喷嘴摆动的灵活性
开展大容量锅炉摆动式燃烧器结构改进。
为此，在燃烧器结构上作了多项改进，合理调整了各传动配件之间的间隙、同时适当增加传动件的刚性和强度、还将传动机构数量由3组增加到6组、减少单组负荷。此外，在传动机构的外部连杆上，还自下而上增设了平衡重锤，用来平衡喷嘴的自重，使摆动执行器的作用主要用于克服摆动摩擦力。而6组内外传动机构仍由外部连杆连成1组，由直行程电动执行器集中控制，以保证四角同步摆动，避免炉内气流出现紊乱，适应自动控制频繁启动的需要。实际证明，投运后燃烧器摆动灵活，能有效调节汽温。
2.5空气预热器采用双道密封
为有效地解决空气预热器的漏风问题，在吴泾600MW锅炉空气预热器中首次采用了自主开发的双道密封技术。经试验鉴定，在额定工况运行条件下，锅炉A、B两侧空气预热器漏风率分别为7. 53%和7.41%，均小于空气预热器漏风率保证值8.0%。
3、600MW锅炉新材料、新工艺技术的开发和应用
在600MW锅炉开发前期，特别是在市科技攻关中，由原来对钢的板材、管材应用性能研究延伸到对多元复合强化改进型Cr - Mo铁素体高强度钢、异种钢焊接技术和异种金属焊接接头的早期失效的研究，满足了600MW锅炉的用材和工艺制造要求。
3.1 600MW锅炉用钢和工艺制造上存在的问题
(1)在新材料应用上，需克服传统Cr -Mo钢强度较低，受压件壁厚较厚的问题；
(2)合金钢的热强性高，但含Cr量低造成抗高温氧化性能差，制约了在高温区域的应用；
(3) ASME系列钢种的应用涉及到新的焊接工艺的开发；
(4)异种钢焊接中，出现焊接接头早期失效问题；
(5) 600MW锅炉锅筒、集箱、管道等焊接技术的开发；
(6) 600MW锅炉等径、异径大口径三通的国产化。
3.2在新材料应用和制造工艺开发上采取的措施
3.2.1 锅炉用钢的热强性能
根据600MW锅炉设计的要求，开展了沪产IOCr9MoINb钢管应用性能的研究(编号073360)。针对存在的问题在Cr - Mo钢中添加了V、T、Nb、W等合金元素，利用固溶和脉散强化合金。经长期性能试验证实，改进后的钢种热强性能同原来的差不多，但许用应力超过了原传统型钢的3倍，使在高温高压区域应用的大口径部组件的壁厚可降低1/3左右。
3.2.2锅炉用钢的高温抗氧化性能和热强性能
在9Cr - 1Mo钢基础上开发了9Cr - 1MoVNb钢，这种多元复合强化铁素体钢不仅保持了高温抗氧化性能，还成倍提高了钢的热强性能，允许金属壁温可达625℃。而经试验验证，年氧化深度趋于O，可代替奥氏体不锈钢应用于锅炉高温受热面部件。
3.2.3开展600MW亚、超临界锅炉高温高压部件用钢研究
针对异种钢焊接和异种钢接头早期失效，我们利用短期试验，重现焊接接头在高温、低应力长期运行下早期失效的宏观特征。用蠕变断裂的试验，评定了15CrMoG、12CrMoVG、12Cr2MoViB等铁素体合金钢管与TP304、TP347奥氏体不锈钢管制成的异种金属接头早期失效的敏感性。优选铁素体母材的焊接材料与焊剂，调整了焊接工艺参数，基本解决了异种钢焊接技术。严格控制焊前预热温度、焊后去氧处理，防止了异种金属接头早期失效。
3.2.4开展了600MW锅炉锅筒、集箱、管道等焊接技术的开发
老的焊接工艺方法留有一定的缺陷，在600MW锅炉厚壁部件中应用了全新的窄间隙焊接技术。改进了坡口形式，对送丝速度电流、电压、脉冲等作了修正。选择合适的热循环焊后去应力的规范，使厚壁件母材和焊缝力学性能同时达到最佳状态。同时也调整了热处理方式和规范，使用焊接新技术焊制的关键厚壁组件的焊缝曲赢性，高温抗氧化性能和高温持久性能都得到提高。
3.2.5吴泾600MW锅炉用44只大口径厚壁等径、异径三通
以前有些大口径三通需要化高价进口，这使制造成本大为增加。为了实现国产化，开展了大容量锅炉挤压三通的研制，会同大专院校、制造厂对三通管开展了应力分析、三通管的流场分析、压制坯料选择、起始模、成型模的设计等。还针对试压中出现的三通型腔内圆孤度不能满足设计要求的情况，反复对模具、压制工序进行修正与改进。对热处理后冲击韧性低，则采用小炉热处理，保证了冷却速度。经过半年多来上百次的试验，终于摸索出一整套三通制造工艺，解决了600MW锅炉所需的大口径厚壁三通。
3.2.6 600MW锅炉主要工艺质量改进及优化
(1)锅筒筒节卷制。增加筒节初热卷后的纵缝划余量线的工序，以确保内径的制造公差。同时改进余量切割工艺：筒节初卷后余量切割改为由两端分别抽割余量的新工艺，并从简体内部向外切割坡口，经打磨坡口表面，确保坡口表面无氧化层后再压卷并拢装焊Ⅱ型铁，这样改进的工艺使坡口表面平整、无锈蚀和氧化层，从而提高了纵缝的焊接质量。
(2)安全阀接管角焊缝质量改进措施：锅筒球形封头上的安全阀接管采用插入式全焊透结构，新设计了装焊工装、划线样板，改进了坡口尺寸，明确清根要求，并在工艺上增加UT检验要求，确保焊缝的内在质量。
下水包管接头焊接质量的改进：下水包个别管接头焊缝曾有泄漏。经分析下水包采用的是SA299材料，但由于壁厚较厚，焊前的预热、焊后的及时消氢等焊接规范控制不严就会产生质量问题。为此，除了加强规范控制和焊道间的清渣等工艺措施外，还在坡口尺寸方面进行改进，为确保工地一次泵水成功提供可靠的工艺措施，取得了较好的效果。．
(3)集箱主要工艺制造质量。600MW机组锅炉中的集箱规格较多，多为长管接头形式，有的集箱长度甚至接近25m。变形控制及矫正要求装配、吊运、长管接头管端加工等质量都要达标，为此长管接头装配采用定位装配架，强制紧箍装置进行装焊。同时，加强过程控制，观察集箱在制造过程中的变形趋势，及时采取措施减少叠加变形，降低装焊后的变形程度等，保证外形尺寸符合公差要求。完善工艺，提高集箱整体质量。
3.3 600MW锅炉投入运行情况
吴泾600MW机组经过半年的试生产及由上海电力试验研究所、上海成套设备研究所和西安热工研究院联合进行的锅炉性能试验证明，SG-2008/17.5-M901型亚临界、一次中间再热、控制循环锅炉是上海锅炉厂有限公司开展科技结合生产的又一成功范例。
3.4锅炉性能评价
(1)锅炉在燃用设计煤种和掺烧平朔、大同、淄博煤时，反平衡炉效均高于设计保证值；
(2)锅炉的燃烧方式能有效降低炉膛结渣；飞灰和炉渣含碳量低；烟气中CO基本燃�。谎唐蠳Ox的含量一般为300mg/Nm3左右，远低于国家规定650mg/Nm3的排放标准；
(3)二次风正反切布置，能有效降低烟道两侧的烟温偏差；
(4)燃烧器摆动灵活，四角同步性好，对主、再热汽温的调节有明显的效果；
(5)末级再热器采用倒搭式布置后，有效降低了同屏各管的热偏差；
(6)前后墙水冷壁与冷灰斗的夹角增大后，避免了转角处的堆渣；
(7)空气预热器的轴向和径向密封采用双道密封结构后，预热器的漏风明显减小，低于设计保证值8%;
(8)锅炉完全能适应机组的调峰要求，低负荷燃烧稳定性好，主、再热汽温偏差小。
4、用户的评价
经过1年的生产表明，上海锅炉厂有限公司在引进技术的基础上，进行消化吸收，通过二次开发设计制造的SG-2008/17.5- M901型锅炉，性能稳定，效率高于合同保证值。投运1年已运行7 624h，最长连续运行l 217h，累计发电31.7亿kW-h时，等效可用系数85. 71%，锅炉热效率93.7%，锅炉运行调节灵活，完全能与进口同类锅炉媲美。
相关生物质锅炉颗�；罚�
1、
生物质蒸锅
2、
秸秆压块机
3、
木屑颗�；�
