锅炉设计项目说明指导书完整版.doc
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1、480t/h高温超高压锅炉设计阐明书 年 4 月目 录1前言2重要设计参数及煤质资料3锅炉总体简介及各部组件简介3.1锅筒及内部装置3.2水冷系统3.3过热器系统3.4再热器3.5省煤器3.6空气预热器3.7燃烧器3.8钢架3.9平台和扶梯3.10炉墙及炉顶密封3.11锅炉汽温调节3.12再热器保护4安装和运营技术要点1前言本锅炉是为燃用烟煤设计，与150MW抽汽汽轮机组匹配。2重要设计参数和煤质资料2.1重要设计参数过热蒸汽流量D1480t/h过热蒸汽压力P113.7MPa（表压）过热蒸汽温度t1540再热蒸汽流量D2423 t/h再热蒸汽压力P2（进/出）4.20/3.98Mpa（表压）再
2、热蒸汽温度t2（进/出）375/540给水温度tgs248排烟温度Qpy144预热器进口风温trk20预热器出口风温tr323锅炉计算效率91.7%2.2煤质资料名 称单 位设计煤种Car%60.5Har%3.72Oar%7.71Nar%1.1St.ar%0.65Aar%16.47Mt%9.84Vdaf%35.6Qnet.arKJ/kg23600HGIDT1300ST1320FT1360灰渣特性SiO2%48.64Al2O3%26.54Fe2O3%7.89MgO%1.86CaO%7.34SO3%2.29Na2O+K2O1.42TiO2%1.173锅炉总体简介锅炉为超高压中间再热自然循环锅筒炉，
3、平衡通风，冂型露天布置，四角切园燃烧。固态排渣方式，全钢双排柱构架，锅筒布置在锅炉上前方，距前水冷壁中心距2770mm，锅筒标高为45450mm。炉膛正方形（宽9.98m，深9.98m），其宽深度比为1:1，炉膛四周由606mm节距为80mm光管与扁钢焊接而成膜式水冷壁。炉膛上部布置有6片前屏过热器，紧挨着前屏过热器后布置有16片后屏过热器，在后屏背面，折焰角上方布置有108排对流过热器。尾部对流烟井总深为8m，宽度与炉室相似，由隔墙省煤器分隔成先后两个烟道，即主烟道（后）深5500mm，布置有低温再热器。旁路烟道（前），深2500mm，布置有旁路省煤器，在其下方布置有烟气旁路调节挡板。高温再
4、热器布置在水平烟道内，上述部件均为悬吊式，自由向下膨胀。在旁路省煤器和低温再热器下面依次布置了第二级管式预热器，主省煤器和第一级管式预热器，其受热面搁置在后钢架上，在第二级管式预热器上方设立波形胀缩节，以补偿上方悬吊和下方搁置之间相对膨胀。采用管式空气预热器立式布置，布置于炉后。本锅炉固态排渣设计，能适应水封刮板式捞渣机持续排渣规定，水封式密封构造，炉墙采用轻型敷管式炉墙。炉膛部份布置有28只吹灰器，后烟井布置有10只固定式吹灰器。3.1锅筒及内部装置锅筒内径1600mm，壁厚为95mm，材料为BHW35，锅筒筒身长度为14240mm，总长度为16070mm。锅筒正常水位为锅筒中心线下150m
5、m，最高和最低水位距正常水位50mm。锅筒内部装置由旋风分离器、给水清洗孔板、顶部均流孔板构成，旋风分离器直径为315mm共布置56只，与各分段连通箱连通，旋风分离器进口装有导流板，以提高蒸汽分离效果，单个分离器平均蒸汽负荷为9t/h左右，旋风分离器上方布置有清洗孔板。汽水混合物由52根15916管子从水冷壁引入锅筒。锅炉给水由12根13312管子从省煤器引入锅筒。50%给水作为清洗水，另50%给水直接进入大直径下降管，可有效减少锅筒上下壁温差。饱和蒸汽从锅筒顶部引出经14根13312管子引入炉顶过热器。锅筒下部设有四只42636大直径下降管管座。在锅筒两端布置二只口径为DN3弹簧安全阀，在锅
6、筒上还布置有排污，加药，紧急放水和升停时需要用再循环管等管座及水位表，水位平衡容器。锅炉给水和蒸汽品质符合GB/T121451999火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量规定。3.2水冷系统炉膛深为9.98m,宽为9.98m，其宽深比为1:1，炉膛周界长度为39.92m，四周由606，节距为80mm光管与扁钢焊接而成膜式水冷壁所构成，具备较好密封性，减少炉膛漏风，并使炉墙构造简朴。锅筒下部有四根42636mm大直径下降管，汇集炉水通过度派集箱到52根13312mm下降管，进入水冷壁14个循环回路14只下集箱，又经606水冷壁管吸热成汽水混合物，上升到水冷壁上集箱，再经52根15916汽水引出管进入
7、锅筒。后水冷壁上部由分叉管分为二路，一路折向前构成折焰角，使出口处形成缩口；消除炉膛内气流寄生涡流，改进气流在炉膛内布满限度和炉内空气动力特性，使炉膛出口烟气混合均匀。另一路垂直上升，起悬吊作用，为使两路管子均能安全可靠地工作，在垂直悬吊管进入集箱管孔处设立了带有163节流管，管段伸出集箱底部，可防止垃圾堵塞节流管，保证悬吊管工作安全可靠。在水冷壁下集箱设有蒸汽加热装置。汽源来自邻炉中压蒸汽，采用蒸汽加热装置，可缩短水冷壁产汽和建立循环时间，即缩短升炉启动时间，节约启动过程中耗油量。炉膛四周布置14层刚性梁，由工字钢制作，按5000Pa抗爆能力，1/500挠度计算，刚性梁上下方向可随水冷壁一起
8、膨胀，沿水平方向在构造上可保证自由膨胀。3.3过热器系统过热器采用辐射一对流型，蒸汽流程为，锅筒炉顶过热器后包复过热器侧包复过热器前屏一级减温器后屏二级减温器对流过热器集汽集箱，然后从集箱两端引出到汽轮机。炉顶过热器由42520G管子构成，后包复过热器由45520G构成，侧包复过热器由42520G管子构成，水平包复过热器由32420G管子构成。前屏过热器为全辐射屏，共6片，节距S1=1440mm，每片屏由28根管子构成U型管屏，外圈3根由425钢102管子构成，别的由42512Cr1MoVG管子构成，管屏由自身管子绕成管夹固定。后屏过热器为半辐射屏，共16片，节距S1=585mm，每片屏由12
9、根管子构成W型管屏，外圈3根由385钢102管子构成，别的由38512Cr1MoVG管子构成，管屏由自身管子绕成管夹固定。对流过热器共108排，横向节距S1= 90mm ,每排由3根套管子构成，按蒸汽流向管组前半部由38612Cr1MoVG管子构成。后半部份由386钢102和SA213-T91管子构成。在后屏进口和出口分别布置有一、二级喷水减温器，一级喷水减温器重要是保护后屏过热器不使其超温，而二级喷水减温器是为调节过热器出口汽温，使其维持额定值，在一、二级喷水减温器中，蒸汽实现了二次左右交叉和混合，以消除由于热力偏差所导致两侧蒸汽温度偏差。过热器出口布置一只口径为DN3弹簧安全阀，连同锅筒上
10、安全阀在内共三只，总排汽量不不大于480t/h。3.4再热器 再热器为二级布置。高温再热器布置在水平烟道中,低温再热器布置在尾部烟井后烟道内与旁路省煤器并联布置。再热蒸汽流程是：来自汽轮机高压缸排汽，分左右两路到再热器事故喷水装置进入低温再热器，再经低温再热器出口集箱、微量喷水装置进入高温再热器,最后经再热器集汽集箱分左右两端引出，进入汽轮机中压缸。低温再热器，逆流顺列布置共108排，每排由423.57根套管圈构成。节距S1=90mm，沿蒸汽流动方向，分别采用15CrMoG和12Cr1MoVG材料。高温再热器，顺流顺列布置，共108排，每排由4247根套管圈构成，节距S1=90mm，材料为12
11、Cr1MoVG、钢102和SA213T91。再热汽温调节重要用布置在尾部旁路烟道内烟气挡板来调节，再热器进口设有事故喷水装置。再热器进口布置2只口径DN6”弹簧安全阀，出口布置2只口径3”弹簧安全阀，其总排汽量不不大于423t/h。3.5省煤器主省煤器管系由38420G管子构成，逆流顺列布置，节距S1=85mm，S2=50mm，共115排蛇形管。隔墙省煤器由384节距为90mm高频焊鳍片管构成，材料为20G，节距S=90mm，后隔墙省煤器将尾部烟井分隔成先后两个烟道，后烟道布置低温再热器，前烟道布置旁路省煤器。旁路省煤器管系由38420G管子二根套管圈构成，节距S1=90mm，S2=94mm，
12、顺列逆流布置。在进口端管子倾斜40o，以构成烟道挡板框架。3.6空气预热器预热器采用管式空气预热器，分上、下二级立式布置，搁置在后钢架上横梁上，采用401.5有缝钢管，节距S1=60mm，S2=42mm。其中下级预热器末级管箱采用512有缝钢管，节距S1=76mm，S2=51mm。上级预热器为一组，管箱高度为4.5m。下级预热器分二组，上组管箱高度为4.0m，S1=60mm，下组管箱高度为2.8m，S1=76mm，S2=51mm。3.7燃烧器燃烧器为四角布置，切向燃烧。燃烧器设四层一次风喷口。喷口截面和布置方式依照煤种及其特性和制粉系统而定。锅炉采用钢球磨中间储仓式乏气制粉系统，一、二次风嘴均
13、由耐热耐磨铸钢及不锈钢板制成，除下二次风喷嘴不摆动，别的喷嘴均可摆动，供燃烧调节用。四个角上同一层喷嘴摆动角度一致，且喷嘴实际角度与炉外批示角度保持一致，保证炉内有良好空气动力场。二次风门调节由电动执行机构执行，执行机构宜装在燃烧器壳体上，随燃烧器一起膨胀。整只燃烧器随水冷壁向下膨胀，三分之一重量由水冷壁承担，三分之二重量由燃烧器自身支吊装置通过恒力弹簧吊架承担。为了便于检修，燃烧器箱壳上开设喷嘴检修孔，喷嘴可从此孔中更换，不一定要进入炉膛中更换，但是，在更换一次风喷嘴时，仍需将燃烧器本体风管拉出一段距离后才干更换，因此在设计煤粉管道时已考虑这一规定，详细见燃烧设备图纸中规定。为保证炉内空气动
14、力场和燃烧稳定，在构造和系统上都已采用办法保证燃烧器喷嘴不破烧坏，因此当一次风喷嘴停用时，必要有一定冷却风通过，电力设计院在设计系统时应满足这一规定。锅炉点火采用二级点火系统，高能点火器直接点燃轻油，再点燃煤粉。油枪采用简朴机械雾化，油枪装于下二次风喷嘴及上二层一次风之间二次风喷嘴内，共8支油枪，为了防止油枪被烧坏，油枪停用时需关闭油阀并退出。3.8钢架锅炉构架采用全钢构造（双排柱布置），与主厂房脱开独立构造型式。锅炉除主省煤器、预热器以外所有受热部件及其炉墙，刚性梁等组件所有重量（涉及管内水重）通过各自吊杆悬吊在小梁或次梁上，然后再分派到四根大梁上，四根大梁分别搁在相应钢构造柱顶上，所有荷重
15、通过柱子传递到锅炉基本上，主省煤器和空气预热器分层搁置在钢制后钢架上，所有荷重通过柱子传递到锅炉基本上，对位于烟道内部支承梁为保证其工作温度低于200，其外表面必要包绝热材料其内部必要自然通风冷却，保证其工作安全可靠。锅炉宽度方向柱距为5000mm、16000mm、5000mm，K1柱与主厂房间距离由设计院定，K1K2间距离为4500mm，K2K3间距离为1mm，K3K4间距离为13000mm。锅炉钢构造按技术合同中地震、风荷载和关于设计规范设计。3.9平台和扶梯为便于运营人员，巡逻和检修，在锅炉四周设立平台和扶梯，重要通道和平台宽1000mm，采用镀锌栅格构造，局部必要部位另行加宽或设专用平
16、台，扶梯采用栅格踏步扶梯，宽度为760mm，倾斜角度为45，所有平台扶梯周边均设立扶梯栏杆和挡脚板等安全装置。检修工作用平台容许活载荷为4800N/m2设计。在锅筒前面，设有司水小室，供司水和检修用，司水小室平台为花钢板构造，宽度为2500mm。3.10炉墙及炉顶密封本锅炉炉膛部份为全焊膜式水冷壁，因而保证了炉墙严密性，烟气不会直接冲刷炉墙，使炉墙内壁温度接近于水冷壁壁温，因而炉墙采用了轻质保温材料，外面设金属护板，炉顶及两侧包复，后包复为膜式包复管，炉顶为425膜式包复管，两侧及后包复为425，455膜式包复管。采用防水泡沫石棉保温材料。在主省煤器部份由于没有包复管，因而采用了混凝土灌溉而成
17、框架式炉墙，本锅炉尾部受热面采用上吊下搁，为理解决受热膨胀差引起密封问题，在主省煤器与固定灰斗处设立波形膨胀节装置，当环境温度25时本锅炉炉墙外壁温度均不大于45，为了适应露天布置需要炉墙外表装置了波形金属护板。本锅炉炉顶密封采用了二次金属密封构造，炉顶与水冷壁侧墙密封为柔性密封，安装时将梳形板一端与水冷壁管（或包复管）焊接，另一端紧靠炉顶管，作为金属一次密封，梳形弯板作为二次金属密封，炉顶铺设微膨胀耐火可塑料后，铺设耐火胶泥。(详见锅炉炉墙构造和材料阐明书)。要保证炉顶严密性不但在设计上采用办法，同步对施工质量好坏有着密切关系，因而在安装施工时必要注重，炉顶除采用二次密封外尚有炉顶罩壳，炉顶
18、盖板等办法以此保护炉墙，防止露天风雨侵入，炉顶盖板中间部份采用拉网板，以加强罩壳内通风减少吊杆温度。3.11锅炉汽温调节锅炉汽温调节涉及过热汽温和再热汽温调节3.11.1.过热汽温调节采用蒸汽侧喷水减温调节，它具备构造简朴，热惯性小，调节敏捷，易于自动控制长处。喷水减温分二级布置，一、二级减温器分别布置在后屏过热器进出口处，一级喷水减温器重要用于保护后屏过热器，使其不致超温，二级喷水减温器重要用于调节过热器出口主蒸汽温度，使其维持额定参数。此外，由于本锅炉过热器采用了辐射对流型布置，汽温特性较为平稳，故在正常工况下，在额定负荷50%100%范畴变动时，过热汽温仍能较稳定地维持额定值。设计中仅以
19、喷水减温来调节过热汽温，但在实际运营中尚可用变化燃烧器喷口角度、变化炉膛火焰中心位置作为辅助手段来调节过热汽温。在喷水减温器集箱中，装有文丘利喷管，蒸汽经集箱端部进入文丘利喷管喉口，减温水从喉口喷入，运用高速汽流使喷水雾化并与过热蒸汽迅速混合，为避免水滴与集箱筒壁接触而产生热应力并使其破坏，在集箱内部混合段内设立了一定长度保护套管，喷水减温器水源必要采用锅炉给水，保证过热蒸汽品质合格。3.11.2.再热汽温调节再热汽温调节方式较多，各有其长处，应结合详细状况合理选用。在大型电站锅炉中，为获得经济而有效调节性能，采用烟气侧旁路挡板作为基本调节手段。烟气旁路挡板调温原理，是运用变化流经再热器管系烟
20、气量来调节再热汽温，在尾部对流烟井上部用隔墙省煤器将烟道分隔成先后二个并联烟道，前烟道中布置旁路省煤器管系，后烟道布置低温再热器管系，在旁路省煤器后布置了烟气挡板，在锅炉负荷变化时，调节挡板开度变化流经低温再热器管系烟气量，达到调节再热器汽温目。烟气旁路布置在旁路省煤器后 500左右烟温区，挡板门关闭时与水平成45,分上下两排布置,共20块,每块尺寸为1018870mm,选用12Cr1MoV材料，挡板门由放置在水平烟道隔弄中电动执行机构，通过齿条和扇形齿轮进行传动来调节开度大小。旁路烟气挡板装置具备构造比较简朴，较为以便长处。在再热器进口处设有事故喷水装置。在正常工况下应当是不投用，只是当再热
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