锅炉机组说明书F0310GL001F013.docx
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锅炉机组说明书F0310GL001F013.docx
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锅炉机组说明书F0310GL001F013
HG-480/13.7-L.MG37锅炉
锅炉说明书
编号:
F0310GL001F013
用户:
国投昔阳能源有限责任公司
编制:
张缦2006.12.12
校对:
付兴金2006.12.12
审核:
姜孝国2006.12.12
审定:
批准:
哈尔滨锅炉厂有限责任公司
2006年12月
目 录
1.前言……………………………………………………………………………………………………………………………………5
2.锅炉主要设计参数及整体布置……………………………………………………………………………………6
2.1锅炉主要设计参数……………………………………………………………………………………………6
2.1.1电厂自然条件………………………………………………………………………………………………7
2.1.2燃料及石灰石特性………………………………………………………………………………………7
2.1.2.1煤………………………………………………………………………………………………………7
2.1.2.2灰分分析…………………………………………………………………………………………8
2.1.2.3石灰石………………………………………………………………………………………………8
2.1.3点火及助燃用油……………………………………………………………………………9
2.1.4启动用砂……………………………………………………………………………………………9
2.1.5给水品质……………………………………………………………………………………………10
2.1.6锅炉技术规范……………………………………………………………………………………………10
2.2锅炉主要计算数据…………………………………………………………………………………………………….10
2.3 锅炉基本尺寸…………………………………………………………………………………………………………14
2.4 锅炉水容积………………………………………………………………………………………………………15
2.5 锅炉整体布置………………………………………………………………………………………………………15
2.6锅炉设计的主要特点……………………………………………………………………………………16
2.7 锅炉受压元件的规格材料汇总表……………………………………………………………………18
3.锅炉主要部件结构………………………………………………………………………………………………………21
3.1锅筒……………………………………………………………………………………………………………………21
3.1.1结构……………………………………………………………………………………………………………21
3.1.2水位……………………………………………………………………………………………………………22
3.1.3锅筒的固定………………………………………………………………………………………………22
3.2锅筒内部设备…………………………………………………………………………………………………22
3.2.1旋风分离器………………………………………………………………………………………………22
3.2.2波形板分离器…………………………………………………………………………………………22
3.2.3清洗孔板.…………………………………………………………………………………………………22
3.2.4顶部波形板分离器……………………………………………………………………………….22
3.2.5多孔板…………………………………………………………………………………………………………22
3.2.6排污管…………………………………………………………………………………………………………22
3.2.7加药管…………………………………………………………………………………………………………22
3.2.8紧急放水管…………………………………………………………………………………………………22
3.2.9定期排污管………………………………………………………………………………………………23
3.3燃烧室及水冷壁……………………………………………………………………………………………23
3.3.1结构………………………………………………………………………………………………………………23
3.3.2循环回路……………………………………………………………………………………………………24
3.3.3水冷壁固定………………………………………………………………………………………………24
3.4下水管………………………………………………………………………………………………………………24
3.4.1结构………………………………………………………………………………………………………………24
3.4.2截面比…………………………………………………………………………………………………………24
3.4.3下水管固定………………………………………………………………………………………………24
3.5汽水引出管………………………………………………………………………………………………………24
3.5.1结构……………………………………………………………………………………………………………24
3.5.2截面比…………………………………………………………………………………………………………24
3.6水冷布风板…………………………………………………………………………………………………………25
3.7过热器系统及汽温调节.…………………………………………………………………………………25
3.7.1过热蒸汽流程………………………………………………………………………………………………25
3.7.2顶棚及包墙过热器……………………………………………………………………………………25
3.7.3I级过热器……………………………………………………………………………………………26
3.7.4II级过热器…………………………………………………………………………………………26
3.7.5III级过热器……………………………………………………………………………………………26
3.7.6汽温调节…………………………………………………………………………………………………26
3.7.7固定装置……………………………………………………………………………………………………26
3.8再热器系统及汽温调节.…………………………………………………………………………………27
3.8.1再热蒸汽流程………………………………………………………………………………………………27
3.8.2冷段再热器……………………………………………………………………………………………27
3.8.3热段再热器…………………………………………………………………………………………27
3.8.4汽温调节…………………………………………………………………………………………………27
3.8.5固定装置……………………………………………………………………………………………………28
3.9 省煤器…………………………………………………………………………………………………………………28
3.10 空气予热器…………………………………………………………………………………………………………28
3.11旋风分离器和连接烟道……………………………………………………………………………………….28
3.11.1高温绝热旋风分离器………………………………………………………………………………………..28
3.11.2连接烟道……………………………………………………………………………………………………………29
3.12返料装置………………………………………………………………………………………………………………..29
3.13冷渣器…………………………………………………………………………………………………………………..29
3.14刚性梁………………………………………………………………………………………………………………30
3.15膨胀中心……………………………………………………………………………………………………………30
3.16锅炉范围内管…………………………………………………………………………………………………………30
3.16.1给水操纵台……………………………………………………………………………………………………..30
3.16.2再循环管…………………………………………………………………………………………………31
3.16.3喷水减温水管路……………………………………………………………………………………31
3.16.4水位监测设备…………………………………………………………………………………………31
3.16.5汽水品质监视装置…………………………………………………………………………………31
3.16.6锅炉的安全控制……………………………………………………………………………………31
3.16.7生火管路…………………………………………………………………………………………………31
3.17吹灰系统…………………………………………………………………………………………………………31
3.18锅炉构架…………………………………………………………………………………………………………32
3.18.1柱和梁………………………………………………………………………………………………………32
3.18.2水平支撑和垂直支撑……………………………………………………………………………32
3.18.3平台楼梯…………………………………………………………………………………………………32
3.18.4锅炉构架安装、临时性拆修注意事项………………………………………………32
3.19启动燃烧器…………………………………………………………………………………………………………33
3.19.1床下启动燃烧器……………………………………………………………………………………33
3.19.2床上启动燃烧器……………………………………………………………………………………34
3.20炉前油、蒸汽、空气管路系统………………………………………………………………………35
3.20.1管路系统………………………………………………………………………………………………………35
3.20.2床下启动燃烧器总操纵台………………………………………………………35
3.20.3床上启动燃烧器总操纵台………………………………………………………35
3.20.4蒸汽管路…………………………………………………………………………………………………………….36
3.20.5空气管路……………………………………………………………………………………36
3.20.6床下启动燃烧器分操纵台…………………………………………………………………………36
3.20.7床上启动燃烧器分操纵台…………………………………………………………………………36
3.21炉墙…………………………………………………………………………………………………………………………….36
4.附件……………………………………………………………………………………………………………………………………38
表一水循环回路结构特性表……………………………………………………………………………………………38
图1下降管系统图……………………………………………………………………………………………………………39
图2汽水引出管系统图……………………………………………………………………………………………………40
图3过热蒸汽流程图…………………………………………………………………………………………………………41
图4再热蒸汽流程图…………………………………………………………………………………………………………42
图5给水操纵台…………………………………………………………………………………………………………………43
图6锅炉总图(纵剖图)………………………………………………………………………………………………………44
图7锅炉总图(水平剖视图)………………………………………………………………………………………………45
图8锅炉总图(水平剖视图)……………………………………………………………………………………………46
图9锅炉总图(横剖视图)……………………………………………………………………………………………47
图10床下启动燃烧器布置图……………………………………………………………………………………………48
图11床上启动燃烧器布置图……………………………………………………………………………………………49
图12床下启动燃烧器和床上启动燃烧器总操纵台…………………………………………………50
图13床下启动燃烧器分操纵台………………………………………………………………………………………51
图14床上启动燃烧器分操纵台……………………………………………………………………………………52
1.前言
国投昔阳能源有限责任公司为2台480t/h超高压参数循环流化床锅炉、单汽包、一次再热,高温绝热旋风分离器、平衡通风、回料阀给煤、半露天布置,配国产150MW空冷汽轮发电机组。
循环流化床(CFB)锅炉是八十年代发展起来的高效率、低污染和良好综合利用的燃煤技术,由于它在煤种适应性和变负荷能力以及污染物排放上具有的独特优势,使其得到迅速发展。
循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式,这是一种界于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式,即通常所讲的半悬浮燃烧方式。
所谓的流态化是指固体颗粒在空气的作用下处于流动状态,从而具有许多流体性质的状态。
在循环流化床锅炉炉内存在着大量的床料(物料),这些床料在锅炉一次风、二次风的作用下处于流化状态,并实现炉膛内的内循环和炉膛外的外循环,从而实现锅炉不断的往复循环燃烧。
与其他锅炉相比,循环流化床锅炉增加了高温物料循环回路部分即分离器、回料阀;另外还增加了底渣冷却装置—冷渣器。
分离器的作用在于实现气固两相分离,将烟气中夹带的绝大多数固体颗粒分离下来;回料阀的作用一是将分离器分离下来的固体颗粒返送回炉膛,实现锅炉燃料及石灰石的往复循环燃烧和反应;一是通过循环物料在回料阀进料管内形成一定的料位,实现料封,防止炉内的正压烟气反窜进入负压的分离器内造成烟气短路,破坏分离器内的正常气固两相流动及炉内正常的燃烧和传热。
冷渣器的作用是将炉内排出的高温底渣冷却到150℃以下,从而有利于底渣的输送和处理。
一般循环流化床锅炉处在850-900℃的工作温度下,在此温度下石灰石可充分发生焙烧反应,使碳酸钙分解为氧化钙,氧化钙与煤燃烧产生的二氧化硫进行盐化反应,生成硫酸钙,以固体形式排出达到脱硫的目的。
石灰石焙烧反应方程式:
CaCO3=CaO+CO2-热量Q
脱硫反应方程式:
CaO+SO2+1/2O2=CaSO4+热量Q
因此循环流化床锅炉可实现炉内高效廉价脱硫,一般脱硫率均在90%以上。
同时,由于较低的炉内燃烧温度,循环流化床锅炉中生成的NOX主要由燃料NOX构成即燃料中的N转化成的NOX;而热力NOX即空气中的N转化成的NOX生成量很小;同时循环流化床锅炉采用分级送风的方式即一次风从布风板下送入,二次风分三层从炉膛下部密相区送入,可以有效地抑制NOX的生成。
因此循环流化床锅炉中的污染物排放很低。
在锅炉运行时,炉内的床料主要由给煤中的灰、未反应的石灰石、石灰石脱硫反应产物等构成,这些床料在从布风板下送入的一次风、和从布风板上送入二次风的作用下处于流化状态,部分颗粒被烟气夹带在炉膛内向上运动,在炉膛的不同高度一部分固体颗粒将沿着炉膛边壁下落,形成物料的内循环;其余固体颗粒被烟气夹带进入分离器,进行气固两相分离,绝大多数颗粒被分离下来,通过回料阀返送回炉膛,形成物料的外循环。
这样燃料及石灰石可在炉内进行多次的往复循环燃烧和反应,所以循环流化床锅炉具有很高的燃烧效率,同时石灰石耗量很低。
在循环流化床锅炉中,一般根据物料浓度的不同将炉膛分为密相区、过渡区和稀相区三部分,密相区中固体颗粒浓度较大,具有很大的热容量,因此在给煤进入密相区后,可以顺利实现着火,因此循环流化床锅炉可以燃用无烟煤、矸石等劣质燃料,还具有很大的锅炉负荷调节范围;与密相区相比,稀相区的物料浓度很小,稀相区是燃料的燃烧、燃尽段,同时完成炉内气固两相介质与炉内受热面的换热,以保证锅炉的出力及炉内温度的控制。
循环流化床锅炉的不同部位处于不同的气固两相流动形式,炉内处于快速床的工作状态,具有颗粒间存在强烈扰动和返混等性质;回料阀进料管内处于负压差移动填充床状态,返料管内处于鼓泡床流动状态;尾部烟道处于气力输送状态。
哈锅通过与外商的合作与技术引进,大力发展循环流化床锅炉技术,迄今为止积累了丰富的循环流化床锅炉设计制造经验,掌握了成熟的循环流化床锅炉的设计制造技术,本期扩建工程装设480t/h循环流化床锅炉,是燃用烟煤的150MW,一次中间再热的循环流化床锅炉,哈锅采用引进Alstom公司的循环流化床锅炉技术进行基础设计,并完全按照引进技术所确定的原则和结构进行施工设计和制造,该炉的主要特点如下:
采用高温分离器;分离器采用入口烟道下倾、中心筒偏置、旋风筒呈圆形的结构,使旋风筒的分离效率提高。
由于本工程煤中灰含量较高,所以采用带有受热面的风水联合冷渣器。
采用钟罩式风帽,每个风帽由较小直径的内管和较大直径的外罩组成,外罩与内管之间用螺纹连接。
这种风帽具有流化均匀、不堵塞、不磨损、安装、维修方便的优点。
为加快启动速度,节省燃油,采用了床上和床下结合的方式。
2.锅炉主要设计参数及整体布置
2.1锅炉主要设计参数
2.1.1气象特征与环境条件
地震基本烈度:
7度
建筑场地土类别:
Ⅱ类
2.1.2燃煤及石灰石
1)煤质分析
项目
符号
单位
设计煤种
校核煤种
全水分
Mt
%
4.5
8.0
水分(空气干燥基)
Mad
%
1.78
1.14
灰份(收到基)
Aar
%
51.22
26.74
碳(收到基)
Car
%
37.77
58.31
氢(收到基)
Har
%
1.88
2.21
氧(收到基)
Oar
%
3.31
2.29
氮(收到基)
Nar
%
0.68
0.94
全硫(收到基)
St,ar
%
0.64
1.51
挥发份(干燥无灰基)
Vdaf
%
21.39
9.48
高位发热量
Qgr,v,ar
kJ/kg
14550
24650
低位发热量
Qnet,v,ar
kJ/kg
13400
22040
给煤粒度曲线:
2)灰分分析(未掺烧石灰石)
项目
符号
单位
设计煤种
校核煤种
二氧化硅
SiO2
%
48.21
47.95
三氧化二铝
Al2O3
%
27.79
27.67
三氧化二铁
Fe2O3
%
7.56
10.47
氧化钙
CaO
%
7.49
5.72
二氧化钛
TiO2
%
0.95
1.15
氧化钾
K2O
%
0.64
0.43
氧化钠
Na2O
%
0.9
0.61
氧化镁
MgO
%
2.94
3.13
三氧化硫
SO3
%
2.8
1.22
其它
%
0.72
1.65
灰熔点
项目
符号
单位
设计煤种
校核煤种
变形温度
DT
℃
1456
1500
软化温度
ST
℃
〉1500
〉1500
熔融温度
FT
℃
〉1500
〉1500
3)石灰石(煅烧后)
名称
符号
单位
数值
二氧化硅
SiO2
%
0.85
三氧化二铝
Al2O3
%
1.08
三氧化二铁
Fe2O3
%
0.48
氧化钙
CaO
%
54.00
氧化镁
MgO
%
0.43
其它
/
%
/
烧失率
%
38.20
石灰石粒度要求:
最大粒径≤1mm;平均粒度:
0.15mm。
2.1.3点火及助燃用油
项目
单位
0#轻柴油
-10#轻柴油
恩氏粘度(20℃)
ºE
1.2~1.67
1.2~1.67
运动粘度(20℃)
10-6m2/s
3.0~8.0
3.0~8.0
闪点(闭口)
℃
≥65
≥65
凝固点
℃
≤0
≤-10
10%剩余残碳
%
≤0.4
≤0.3
实际胶质
mg/100ml
≤70
≤70
酸度
mg/100ml
≤10
≤10
水溶性酸或碱
mg/100ml
0
0
硫
%
≤0.2
≤0.2
灰份
%
≤0.05
≤0.025
水份
mg/ml
痕迹
机械杂质
mg/ml
无
低位发热量
kJ/kg
~41870
2.1.4启动用砂
启动床料可以用砂也可以用原有床料。
要求控制砂子中的钠、钾含量,以免引起床料结焦。
其中:
Na2O1.0--2.0%
K2O2.0--3.0%
砂子粒度:
最大粒径≤0.6mm
0--0.13mm25%
0.13--0.18mm25%
0.18--0.25mm25%
0.25--0.6mm25%
启动用原有床料最大粒径不超过3mm。
2.1.5给水品质
锅炉正常连续排污率(B-MCR)不大于1%
补给水量:
正常时(按B-MCR的3%计)14.4t/h
启动或事故时(按B-MCR的6%计)28.8t/h
补给水制备方式:
EDI。
锅炉给水质量标准:
总硬度≤1.0μmol/l
氧≯0.007mg/l
铁≯0.02mg/1
铜≯0.005mg/l
锅炉补给水质量标准:
硬度0μmol/l
二氧化硅≤20μg/l
导电率(25℃时)≤0.2μs/cm
联胺10~50μg/l
PH值8.8~9.3
油0.3mg/l
2.1.6锅炉技术规范
过热器流量480t/h
过热蒸汽出口压力(表压)13.7MPa
过热蒸汽温度540℃
给水温度243.3℃
再热器流量404.7t/h
再热蒸汽进口压力(表压)2.28MPa
再热蒸
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