1、最新燃气角管锅炉设计方案说明书燃气角管锅炉设计方案说明书29MW燃气热水锅炉设计方案说明书 该锅炉为角管水管式热水锅炉。循环方式为强制循环。角管式水管锅炉是利用一个管路系统作为整台锅炉的骨架，由其自身构成骨架并承受锅炉的全部负荷，所以也成为无构架锅炉，同时这个骨架又皆做锅炉的下降管和上下集箱之用。角管式锅炉具有结构紧凑、钢耗低、升温快等优点，因而在强制循环的热水锅炉中也得到较普遍的应用。1.设计参数：（1）锅炉基本参数：表1锅炉基本参数名称单位数值额定热功率MW29额定出水压力MPa1.6额定出水温度130额定进水温度70设计循环水流量t/h412.45（2）设计燃料：天然气表2燃料特性（应用
2、基成份）燃料容积百分数H2%设计燃料数据0.08燃料容积百分数N2%设计燃料数据0.76燃料容积百分数CO2%设计燃料数据0.52燃料容积百分数H2S%设计燃料数据0.03燃料容积百分数CH4%设计燃料数据97.42燃料容积百分数C2H6%设计燃料数据0.94燃料容积百分数C3H8%设计燃料数据0.16燃料容积百分数C4H10%设计燃料数据0.03燃料容积百分数C2H4%设计燃料数据0.06低位发热量QxrkJ/Nm3设计燃料数据35600.0092.锅炉结构简介（参见附图）（1）炉膛及烟道该锅炉四周均采用膜式水冷壁全密封结构，锅炉可以实现微正压燃烧。膜式水冷壁由604的管子和204的扁钢通过
3、专用设备焊接而成，膜式水冷壁节距为80mm。炉膛宽度2820mm，深度6900mm，锅炉上水平角管中心到下水平角管中心的距离为7364mm。燃烧后产生的高温烟气从炉顶360折向烟道，烟道宽度为2820mm，深度为2590mm，在烟道内布置有两组旗式对流受热面，均为水平布置，旗式受热面由424的管子组成，旗式受热面布置在烟道后墙，后墙竖管采用604规格的管间距为61mm的密排管结构。（2）燃烧器该项目选用芬兰奥林燃烧器，为电子比例调节控制，分体式成套供应。1）燃烧器选型1.1燃烧器型号GT35S 最大出力32.0MW；1.2燃气阀组：DN125 SIEMENS电磁阀门组(含内置式稳压阀) ；1.
4、3天然气压力进入燃烧器阀前动态供气压力为：50-70Kpa可调；1.3风气/燃气自动调节：电子比例调节；1.4控制方式：电子比例调节控制系统。1.5燃气、风门伺服马达配置位置反馈电阻、电阻变送器，输出4-20mA标准型号；1.6鼓风机：采用外置的鼓风机，风量:75000Nm3/h，风压:80mbar；辅以变频控制(不含变频器)。 1.7燃烧器自身风箱阻力3.5KPa，风机最高能够适应锅炉背压3.5KPa；1.8该燃烧器为火焰可调式,可与不同的锅炉炉膛匹配；火焰不会冲涮炉壁；每个燃烧器带有观察孔,并方便维护保养,燃烧器容易移出炉外；燃烧器都配备单独的点火枪，用于自动点燃天然气，主燃烧器和点火器都
5、配备火焰监测器，必要的密封件和冷却用空气接管。燃烧器配备自动顺序点火装置和点火安全保护装置。1.9燃烧负荷调节比1：6，能适应锅炉负荷的变化；2） 燃烧器控制及安全运行燃烧器控制及安全运行程序已包括：燃料系统自动检漏、炉膛前、后吹扫、自动点火和程序启停、熄火保护、高/低气压保护、安全联锁保护及燃烧、负荷调节等。燃烧器采用电子比例调节系统调节空气/燃气比，由两个执行器分别控制调节风门和燃气阀门，实现燃气充分燃烧。（3）锅炉水流程及烟风流程1）水流程：方案一：1 回水集箱 2 后墙水冷壁 3右侧墙水冷壁 4左侧墙水冷壁5右侧墙水冷壁 6左侧墙水冷壁 7右侧墙水冷壁 8左侧墙水冷壁9 炉膛前墙水冷壁
6、 10 炉膛后墙水冷壁 11 出水集箱方案二：1 烟气冷却器 2 回水集箱 3 后墙水冷壁 4右侧墙水冷壁 5左侧墙水冷壁6右侧墙水冷壁 7左侧墙水冷壁 8右侧墙水冷壁 9左侧墙水冷壁10 炉膛前墙水冷壁 11 炉膛后墙水冷壁 12 出水集箱 2）烟风流程：方案一：冷空气+燃气 燃烧室烟气上升 凝渣管 转向室 旗式受热面 烟囱方案二：冷空气+燃气 燃烧室烟气上升 凝渣管 转向室 旗式受热面 烟气冷却器 烟囱（4）水质要求锅炉给水应澄清，清彻无色，补给水和循环水品质应符合GB1576工业锅炉水质的规定。补给水：悬浮物 5mg/L总硬度 0.6mmol/LPH（25）7含油量 2mg/L溶解氧 0
7、.1mg/L循环水：PH（25）1012含油量 2mg/L溶解氧 0.1mg/L （5）停电保护停电保护是每一个供热单位都要考虑的问题。本锅炉在设计时已对此进行了充分的考虑，从设计角度主要体现在以下几个方面：（1）锅炉蓄热量少。在停电后，锅炉会立刻切断燃料供应，由于蓄热量少，水冷壁中的水不会发生过冷沸腾现象，有效防止局部过热。（2）采用全部上升的水循环方式，炉膛水冷壁各管屏均为热水上升，这样，在停电后，锅炉才能具有按照自然循环热水锅炉进行可靠水循环的功能，这是一项重大的结构设计创新，从而可以有效地防止局部过热汽化。（3）本锅炉在每一个循环回路顶部均设有放气阀，停电后可根据情况依靠放汽阀保持压力
8、或打开进行泄压。（6）炉墙保温本锅炉为全封闭的膜式水冷壁结构，烟气与外界完全隔离，故只需在膜式壁外敷设海泡石涂层和160mm厚的轻型保温材料（外覆反射膜）即可达到设计保温要求。轻型保温材料通过焊在膜式壁鳍片上圆钢，以及钢丝网固定在膜式壁外侧，在保温材料外面包覆彩色瓦楞板炉衣，使整台锅炉外表美观、整洁。3.计算结果汇总方案一：表 热力计算结果名称单位参数锅炉供热量MW29水流量t/h412锅炉工作压力MPa1.6锅炉出回水温度70/130锅炉排烟温度159锅炉热效率%92.64燃气耗量m3/h3165.64锅炉辐射/对流受热面积m2145/521炉膛容积热负荷kW/m3282.18烟道阻力Pa7
9、91.06锅炉水侧阻力MPa0.121锅炉深度mm6900锅炉宽度mm2820方案二：表 热力计算结果名称单位参数锅炉供热量MW29水流量t/h412锅炉工作压力MPa1.6锅炉出回水温度70/130锅炉排烟温度89锅炉热效率%95.78燃气耗量m3/h3061.89锅炉辐射/对流受热面积m2145/1082(本体521)炉膛容积热负荷kW/m327.2.93烟道阻力Pa1449.82锅炉水侧阻力MPa0.127锅炉深度mm6900锅炉宽度mm28204.烟气冷却器结构及经济性分析（1）烟气冷却器热力计算及结构设计表6 烟气冷却器主要结构尺寸名称单位方案一布置方式四管圈，顺列，逆流烟道截面高度
10、m1.48烟道截面宽度m1.85烟道纵向长度m2.6（管箱2.21 m）有效受热面积m2561.66管子直径mm42管子厚度mm4翅片宽mm89翅片高mm95翅片厚度mm2.5小缝宽度mm13翅片间距mm12.7横向节距mm101.6横向相对节距2.42纵向节距mm92纵向相对节距2.19横向排数15纵向排数16表7 烟气冷却器热力特性名称单位结果锅炉总烟气量m3/s9.9烟气进口温度159烟气进口焓KJ/m32556.84烟气出口温度89烟气出口焓KJ/m31423.15工质流量t/h206.23工质进口压力Mpa1.8工质进口温度70工质进口焓KJ/kg294.46工质出口压力Mpa1.7
11、9工质出口温度74工质出口焓KJ/kg324.58烟气平均流速m/s11.21工质平均流速m/s1.08烟气冷却器换热面积m2561.66烟气冷却器换热量Kw1134烟气侧阻力pa701.5工质侧阻力Mpa0.0074（2）经济效益分析1）节能效益计算表8 加装烟气冷却器余热回收系统的节气效益项目单位原系统节约天然气(与光管相比)m3/h103.75年运行时间h4320（半年）年节约天然气量m3/a448200单位天然气价(新疆政府指导价)元/ m31.37节约天然气效益万元61.40342）烟气冷却器设备投资表9 烟气冷却器设备投资情况项目名称单位数值烟道横向长度m1.48烟道横向高度m1.
12、85烟气冷却器纵向长度m2.6（管箱2.21 m）有效受热面积m2561.66翅片管总重量t9.31联箱规格（直径厚度）mm27310联箱高度m2联箱总重（4）t0.52支撑板总重t1.099外墙重量t0.921烟气冷却器总重量t11.85钢材成本（单价10000元/吨）11.85万3）引风机等辅机设备能耗增加情况表10 引风机设备能耗增加项目名称单位数值烟气平均流速m/s11.21工质平均流速m/s1.08烟气侧阻力Pa701.5工质侧阻力MPa0.00744）投资回收核算表10 投资回收成本核算投资（万元）回收（万元）年限（年）设备投资安装投资年燃料节约2.0411.851.7861.413.6361.413.6361.4安装费按15%设备费取值综上所述，则投资回收年限=13.63万元/61.4万元=0.222年3个月。附：29MW热水锅炉简图
