華能沁北電廠位于河南省濟源市，一期工程為600MW國產超臨界依托項目，1號機組已于2004年12月13日通過168h試運，成為首臺投產的國產600MW超臨界火電機組。沁北電廠鍋爐供貨方為東方鍋爐廠，其技術支持方為日本BHK公司。

1  鍋爐型式與主要參數
      鍋爐為超臨界參數變壓直流本生型鍋爐，一次再熱，單爐膛，尾部雙煙道結構，采用擋板調節再熱汽溫，固態排渣，全鋼構架，全懸吊結構，平衡通風，露天布置。燃用晉南、晉東南地區貧煤、煙煤的混合煤種，鍋爐型號DG1900/25.4-Ⅱ1型。

鍋爐主要參數表
 



2  鍋爐主要性能
2.1 負荷特性
    鍋爐帶基本負荷，并具有一定的調峰能力，其不投油最低穩燃負荷不大于45%B-MCR。
2.2 高加解列工況
    在回熱系統中，當任何一級或三級全部高壓加熱器停運時，鍋爐的蒸發量仍能使汽輪發電機組達到額定出力，且各受熱面不超溫。
2.3 過熱器和再熱器蒸汽溫度控制范圍
   
      在穩定工況下，過熱汽溫在35%～100%B-MCR、再熱汽溫在50%～100%B-MCR負荷范圍時，保持穩定在額定值，其允許偏差均在±5℃之內。
2.4 爐膛燃燒室承壓能力
   
      鍋爐爐膛燃燒室的設計壓力為±5800Pa，瞬時承受壓力為±8700Pa，當燃燒室突然滅火或送風機全部跳閘，引風機出現最大抽力時，爐墻及支撐件不會產生永久變形。
2.5 鍋爐汽、水、煙、風阻力
    設計煤種，BMCR工況的阻力情況：
    過熱器蒸汽側阻力         1.41MPa
    頂棚和包墻系統阻力     　0.45MPa
    再熱器蒸汽側阻力         0.19MPa
    省煤器水側阻力          0.10MPa
    水冷壁壓降阻力          1.51MPa
    空氣預熱器一次風阻力　　　300Pa
    空氣預熱器二次風阻力　　　914Pa
    空氣預熱器煙氣側阻力         1090Pa
    鍋爐本體煙氣阻力（含空預器）      2530Pa
    燃燒器一次風阻           　980Pa
    燃燒器二次風阻力       　　1550Pa
2.6 鍋爐啟動時間
    鍋爐從點火到帶滿負荷所需時間為：
    冷態啟動   5～6小時
    溫態啟動    　2～3小時
    熱態啟動   1～1.5小時
    極熱態啟動 ＜1小時

3  鍋爐主要尺寸界限

 
4  鍋爐汽水流程

      給水由爐前右側進入省煤器，流經省煤器后，進入螺旋水冷壁、過度段、垂直水冷壁然后進入入汽水分離器進行汽水分離，從分離器分離出來的水進入貯水罐排往冷凝器，蒸汽則依次經頂棚管、后豎井/水平煙道包墻、低溫過熱器、屏式過熱器和高溫過熱器。再熱器由位于后豎井前煙道的低溫再熱器和水平煙道內的高溫再熱器組成。汽水流程如圖1所示：

5  鍋爐本體結構
5.1省煤器
   
      省煤器位于后豎井后煙道內低溫過熱器的下方，沿煙道深度方向順列布置，省煤器蛇形管168排。省煤器蛇形管由管子Φ50.8×7.1（SA-210C）光管組成，4管圈繞，橫向節距114.3mm，省煤器分上下兩組逆流布置，上組布置在后豎井下部環形集箱以上包墻區域，下組布置在后豎井環形集箱以下護板區域。
5.2爐膛
   
      爐膛寬為19419.2mm，深度為15456.8mm，高度為67000mm，整個爐膛四周為全焊式膜式水冷壁，爐膛由下部螺旋盤繞上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁兩個不同的結構組成，兩者間由過渡水冷壁轉換連接。爐膛冷灰斗的傾斜角度為55°，除渣口的喉口寬度為1.2432米。

    爐膛下部水冷壁采用螺旋盤繞膜式管圈，螺旋水冷壁管全部采用六頭、上升角60°的內螺紋管，共456根，管子規格Φ38.1×7.5，材料為SA-213T2。爐膛冷灰斗處管子節距為50.8及49.827mm，冷灰斗以外的中部螺旋盤繞管圈，傾角為19.471°，管子節距50.8mm。冷灰斗管屏、螺旋管屏膜式扁鋼厚δ6.4，材料為15CrMo。
   
      螺旋水冷壁前墻、兩側墻出口管全部抽出爐外，后墻出口管則是4抽1根管子直接上升成為垂直水冷壁后墻凝渣管，另3根抽出到爐外，抽出爐外的管子進入24根螺旋水冷壁出口集箱（Φ190.7×43，SA106C），由22根連接管（Φ141.3×24/Φ127×22，SA335P12）引入位于鍋爐左右兩側的兩個混合集箱（Φ444.5×95，SA335P12）混合后，再引入到24根垂直水冷壁進口集箱（Φ190.7×43，SA335P12），過渡段水冷壁管子規格Φ38.1×7.5內螺紋管和Φ38.1×7.9光管，材料為SA-213T2。過渡段水冷壁的結構如圖3所示。
   
      垂直水冷壁進口集箱引出光管形成垂直水冷壁管屏，垂直光管與螺旋管的管數比為3：1.，垂直管屏管子規格為Φ31.8×9.1，節距50.8mm。

5.3 鍋爐啟動系統
    啟動循環系統由啟動分離器、貯水罐、水位控制閥（361閥）等組成。
   
      啟動分離器布置在爐前，垂直水冷壁混合集箱出口，采用旋風分離形式，分離器規格為Ф876×98（保證內徑Ф680），材料為SA-336F12，直段高度2.890m，總長為4.08m，數量為兩個。經水冷壁加熱以后的工質分別由6根連接管沿切向向下傾斜15°進入兩分離器，分離出的水通過連接管進入分離器下方的貯水罐，蒸汽則由連接管引入頂棚入口集箱。分離器下部水出口設有阻水裝置和消旋器。啟動分離器貯水罐的規格為Ф972×111（保證內徑Ф750），材料為SA-336F12，直段高度17.5m，總長為18.95m，數量一個。
   
      儲水管上有設定的高報警水位、361閥全開水位、正常水位（上水完成水位）、361閥全關水位及基準水位，根據各水位不同的差壓值來控制貯水罐水位控制閥（361閥）調節水位，貯水罐中水流在鍋爐清洗及點火初始階段被排出系統外及循環到冷凝器。啟動系統如圖4所示：

5.4 過熱器
    頂棚過熱器在爐膛上部屏式過熱器過區域，頂棚管規格Φ76.2×16.7,
數量為170根，材質SA-213T2，節距114.3，扁鋼厚度9mm，材質15CrMo；在爐膛上部高溫過熱器區域，管徑變為Φ63.5×11，數量為170根，材質SA-213T2，節距114.3；在水平煙道高溫再熱器區域，管徑變為Φ57×9.9，數量為170根，材質SA-213T2，節距114.3；后豎井區域材質管徑為Φ57×9.9，數量為170根，材質SA-209T1a，節距114.3。
   
      包墻過熱器系統管子材質均為SA-213T2，扁鋼材質均為15CrMo。水平煙道側包墻由43根規格Φ31.8×9.5管子組成，節距63.5；后豎井前包墻、中隔墻下部由169根Φ38.1×9.4管子組成管屏，節距114.3，上部煙氣進口段均拉稀成前后兩排，光管布置，前排管子承載，規格為Φ45×12.9，后排管子為Φ38.1×9.4，節距228.6；后豎井側包墻由148根Φ34×8.4管子組成管屏，節距101.6；后豎井后包墻由169根Φ38.1×9.4管子組成管屏，節距114.3。
   
      低溫過熱器蛇形管布置在后豎井后煙道內，分為水平段和垂直出口段。低溫過熱器水平段共1段，由4根管子繞成，共168排，管排橫向節距114.3，管段下部分管子規格為Φ45X7.1，管段上部分管子規格為Φ45X7.9，材質SA-213T12；低過垂直段管子由水平段的兩排管合成垂直段的一排管，管子規格為Φ45X7.9，材質SA-213T12，橫向節距228.6mm，共84排。
   
      屏式過熱器布置在爐膛上部區域，為全輻射受熱面，在爐深方向布置了2排，兩排屏之間緊挨著布置，每一排管屏沿爐寬方向布置13片屏，共26片。屏式過熱器管屏的橫向節距S1=1371.6，縱向節距S2=57，爐內受熱面管子均采用SA-213TP347H材料。每片屏由24根管組成，管屏入口段與出口段采用不同的管子壁厚，內外圈管采用不同的管子規格。管屏入口段管子規格為：最外圈管Φ50.8×8.4/其余管Φ45×7.4；管屏出口段管子規格為：最外圈管Φ50.8×12.3/其余管Φ45×10.8。
   
      高溫過熱器蛇形管位于折焰角上部，沿爐寬方向布置有31片，管排橫向節距S1=609.6，管子縱向節距S2=57，每片管屏由20根管子并聯繞制而成，爐內受熱面管子的材質均為SA-213TP347H。管屏內外圈管采用不同的管子規格，管屏最外圈管Φ50.8×8.9/其余管Φ45×7.8。蒸汽從高過入口集箱（Φ609.6×128, SA335P22）經蛇形管加熱后進入高過出口集箱（Φ609.6×108, SA335P91），品質合格蒸汽由連接管（Φ540×80, SA335P91）從出口集箱兩端引出，上行后合并成單根蒸汽導管（Φ575.1×84, SA335P91）送入汽輪機高壓缸。
5.5再熱器
   
      低再蛇形管由水平段和垂直段兩部分組成。水平段分三組水平布置于后豎井前煙道內，由6根管子繞制而成，低再橫向節距S1＝114.3，沿爐寬方向共布置168排。下面兩組管子規格Φ57×4.5，管排的縱向節距S2=76，材質SA-210C。上組管子分兩部分，下部分管子規格Φ50.8×4.5，材質SA-210C；上部分管子規格Φ50.8×4.5，材質15GrMoG。低再出口垂直段由兩片相鄰的水平蛇形管合并而成，橫向節距228.6mm，橫向排數84排，管子規格Φ50.8×4.8，材質12Cr1MoVG。
   
      高溫再熱器布置于末級過熱器后的水平煙道內，蒸汽從高再進口集箱(Φ736.6×43,SA335P11)經蛇形管屏加熱后進入高再出口集箱(Φ736.6×43,SA335P11)，蛇形管屏共84片，每片管屏由10根管子并繞成U形，管子規格Φ50.8×4.5，橫向節距228.6，縱向節距70，爐內受熱面管子均為SA-213TP347H材料。
5.6 汽溫調節
   
      過熱器的蒸汽溫度是由水/煤比和兩級噴水減溫來控制。水/煤比的控制溫度取自設置在汽水分離器前的水冷壁出口集箱上的三個溫度測點，通過3取中進行控制。鍋爐第一級減溫器位于低溫過熱器出口集箱與屏式過熱器進口集箱的連接管上，第二級減溫器位于屏式過熱器與末級過熱器進口集箱的連接管上。
   
      再熱汽溫的調節是通過布置在低溫再熱器和省煤器后的平行煙氣檔板來調節的，通過控制煙氣擋板的開度大小來控制流經后豎井水平再熱器管束及過熱器管束的煙氣量的多少，從而達到控制再熱器蒸汽出口溫度。再熱汽事故噴水減溫器布置在低溫再熱器至高溫再熱器間連接管道上。
    減溫器噴嘴采用多孔式霧化噴嘴。
6  燃燒設備
6.1煤粉燃燒器
   
      采用前后墻對沖燃燒方式，燃燒器布置圖見圖5。24只HT－NR3燃燒器分三層布置在爐膛前后墻上，沿爐膛寬度方向熱負荷及煙氣溫度分布更均勻。

      燃燒器一次風噴口中心線的層間距離為4957.1mm，同層燃燒器之間的水平距離為3657.6mm，上一次風噴口中心線距屏底距離為27322.3mm，下一次風噴口中心線距冷灰斗拐點距離為2397.7mm。最外側燃燒器與側墻距離為4223.2mm，能夠避免側墻結渣及發生高溫腐蝕。
   
      燃燒器上部布置有燃盡風(OFA)風口，12只燃盡風風口分別布置在前后墻上。中間4只燃盡風風口距最上層一次風中心線距離為7004.6mm。兩側靠前后墻2只燃盡風風口距最上層一次風中心線距離為4272.3mm。
    在HT-NR3燃燒器中，燃燒的空氣被分為三股，它們是：直流一次風、直流二次風和旋流三次風。燃燒器配風示意圖見圖6。

6.2 油燃燒器及其點火器
   
      鍋爐共設24只簡單機械霧化點火油槍，12只蒸汽霧化啟動油槍，點火油槍位于三次風通道中，其出力～250kg/h；啟動油槍位于煤粉燃燒器的中心，其出力～2950
kg/h。每只HT-NR3燃燒器裝有1支點火油槍用于點火。在鍋爐前墻中、下層和鍋爐后墻中層共裝有12只啟動油槍用于暖爐和低負荷穩燃。每只油槍配有自身的高能點火器。

7  鍋爐輔助設備
      鍋爐受熱面布置了足夠數量的爐膛吹灰器、及用來吹掃過熱器、再熱器省煤器的長伸縮式吹灰器和加長槍式吹灰器，分布在爐膛、水平煙道、后豎井、省煤器區域,數量共68只。
   
      爐膛出口窗標高66800mm處的前墻左右側上各布置1只TS-0型伸縮式煙溫探針，行程≈8000mm，由上海克萊得機械有限公司提供。探針槍采用非冷式。煙溫探針可不定期連續或間隙前進，也可停留在任意位置，超溫時自動退回，報警煙溫為540℃，退回溫度為580℃；
    為降低環境噪聲水平，在過熱器系統和再熱器進出口管道上的安全閥的排汽管及PCV閥排汽管上布置了消聲器，數量共15只。