锅炉说明书.docx

1、锅炉说明书UG480/13.7M锅 炉 说 明 书2V-SM1 编 制 校 对 审 核 审 定 中 华 人 民 共 和 国无锡华光锅炉股份有限公司（无锡锅炉厂）2004年2月1. 前言循环流化床（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降低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，这是一种介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。循环流化床锅炉炉内存在着大量的床料（物料），这

2、些床料在一次风、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

3、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850900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，产生硫酸钙，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

4、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，通过回料阀反送回炉膛，形成物料的外循环。这些燃料和石灰石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

5、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、过度区和稀相区三部分，密相区中固体颗粒浓度较大，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，同时完成气固两相介质与炉内受热面的转换，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，返料装置内处于鼓泡床流动状态，尾部烟道处于气力输送状态。本锅炉是采用中国科学院工程热物

6、理研究所的循环流化床燃烧技术、由无锡华光锅炉股份有限公司设计制造，是双方合作开发的480t/h超高压再热循环流化床锅炉产品。本锅炉采用了循环流化床燃烧方式，在燃用设计煤种时，能够在30100%负荷范围内稳定运行，在70100%负荷范围内，过热蒸汽和再热蒸汽能够保持额定参数。通过向炉内添加石灰石，能显著降低SO2的排放；采用低温、分级供风的燃烧能够显著抑制NOx的生成。其灰渣活性好，具有较高的综合利用价值。循环流化床锅炉的技术核心在燃烧组织和热力匹配，特别表现在炉膛、旋风分离器、返料器组成的固体物料主循环回路上，掌握了主循环回路的设计技术也就掌握了循环流化床锅炉设计的关键。中国科学院工程热物理研

7、究所长期致力于循环流化床燃烧组织和主循环技术的研究，并先后承担了循环流化床锅炉研制的国家“七五”、国家“八五”、国家“十五”攻关任务，在循环流化床锅炉的燃烧系统和主循环回路关键部件的研究开发中取得了多项技术成果和专利，这些技术成果和专利已成功应用于75440t/h循环流化床锅炉的设计上，并在已投运的锅炉上得到了验证，取得了丰富的经验。本方案的480t/h超高压再热循环流化床锅炉采用了这些技术成果和专利，并以所形成的锅炉业绩经验为依托，具备可靠的技术保证。本锅炉针对所提供燃料的具体特点，采用了蜗壳式绝热旋风分离器和防漏渣的内嵌逆流柱型风帽。蜗壳式旋风分离器可有效地捕捉烟气中的细小颗粒，极大地提高

8、了分离效率；内嵌逆流柱型风帽具有柱型风帽的优点，并且具有防漏渣功能，为锅炉的长期可靠运行提供了保障。2. 锅炉主要设计参数2.1 电厂自然条件多年平均气压 911.2 hPa 多年平均气温 9.1OC多年极端最高气温 39.4OC多年极端最低气温 -26.7OC多年平均相对湿度 42%多年年平均降水量 171.1mm多年年平均风速 2.7 m/s多年瞬时最大风速 24.2m/s厂址零米海拔高度（黄海高程） 1110.00m 厂、场区地质： 地基承载力标准值： 200300kN/m2厂区地震烈度：8 度厂址区建筑场地类别：地震基本烈度为8度，锅炉炉架为乙类建筑、抗震措施按国标建筑抗震设计规范GB

9、J11-89第1.0.5条的规定“二”予以加固。 2.2燃料及石灰石特性 2.2.1 煤设计煤质：（原煤40，洗中煤40，煤矸石20按重量比混合计）项目名 称符号单位设计混煤校核煤种1校核煤种2工业分析全水份Mt%3.801.422.9空气干燥基水份Mad%1.22收到基灰份Aar%37.8540.8933.1收到基挥发份Var%20.10干燥无灰基挥发份Vdat%34.4633.3931.02低位发热量Qnet,arKj/kg181001798020510元素分析收到基碳Car%47.4245.4852.77收到基氢Har%3.033.33.45收到基氧Oar%6.357.030.85收到基

10、氮Nar%0.710.640.28收到基全硫St.ar%0.841.161.65收到基可燃硫Sc.ar%0.77可磨系数及灰熔点可磨系数HGI68灰熔点DT150015001500ST150015001500FT150015001500煤的入炉粒度要求：粒度范围010mm，50%切割粒径d50=1.5mm。2.2.2点火及助燃用油锅炉点火用0号轻柴油。其油质分析如下：灰份 0.025%水份 痕迹机械杂质 无闪点 65凝点 0粘度（恩氏20） 1.21.67厘沲硫 0.2%发热量 41868KJkg燃油操作台前工作油压：3.2MPa2.2.3石灰石（煅烧前）CaO51.34%K2O0.24%Mg

11、O2.15%Na2O2.15%Fe2O30.64%SO30.07%Al2O31.09%烧失量42.04%SiO21.87%KCaCO391.6%石灰石的粒度要求：粒度范围01mm，50%切割粒径d50=0.2mm。2.2.4启动用砂启动床料可以用原有床料。要求控制砂子中的纳、钾含量，以免引起床料结焦。其中：Na20 1.02.0%K20 2.03.0%砂子粒度： 最大粒径0.6 mm00.13 mm 25%0.130.18 mm 25%0.180.25 mm 25%0.250.6 mm 25%启动用原有床料最大粒径不超过3mm2.3给水品质 给水品质应符合GB12145-89“火力发电机组及蒸

12、汽动力设备水汽质量标准”中的规定。2.4锅炉技术规范项 目单 位数 值锅炉过热蒸汽流量t/h480过热蒸汽出口压力MPa13.73过热蒸汽出口温度540锅炉再热蒸汽流量t/h403再热蒸汽出口压力MPa2.73再热蒸汽进口压力MPa2.92再热蒸汽出口温度540再热蒸汽进口温度330给水温度252锅炉主要性能指标项 目单 位数 值锅炉计算效率 (按低位发热量)%90.94脱硫效率% 90锅炉燃烧效率 % 97.3电厂锅炉安装位置的海拔高度是1110米，因此锅炉的性能设计考虑了海拔修正。2.5 锅炉基本尺寸 炉膛宽度(两侧水冷壁中心线距离) 15330mm 炉膛深度(前后水冷壁中心线距离) 74

13、10mm 尾部对流烟道宽度(两侧包墙中心线距离) 12200mm 尾部对流烟道宽度(前后包墙中心线距离) 6400mm 尾部对流烟道宽度(空气预热器烟道宽度) 12200mm 尾部对流烟道宽度(空气预热器烟道深度) 6440mm 锅筒中心线标高 50600mm 省煤器进口集箱标高 23040mm 过热器出口集箱标高 46020mm 再热器进口集箱标高 31300mm 再热器出口集箱标高 51300mm 锅炉运转层标高 9000mm 锅炉最高点标高(顶板上标高) 58000mm 锅炉宽度(两侧外支柱中心线距离) 31000mm 锅炉深度(BE柱至BH柱中心线距离) 36800mm2.6排放值排放

14、值以设计燃料、给定的石灰石、过量空气系数保持1.2不变，Ca/S摩尔比为2的前提下： NOX的排放量：NOX150mg/Nm3（含O2量为6%） SO2的排放量：SO2150mg/Nm3（含O2量为6%）3.锅炉主要部件结构480t/h CFB锅炉采用超高压参数中间再热机组设计,与15MW等级汽轮发电机组相匹配,可配合汽轮定压(滑压)启动和运行。锅炉采用循环流化床燃烧技术,循环物料的分离采用高温绝热旋风分离器。锅炉采用平衡通风。锅炉主要由炉膛、高温绝热分离器、自平衡“U”形回料阀和尾部对流烟道组成。燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁，水循环采用单汽包、自然循环、单段循环系统。采用水冷布风板，内嵌逆

15、流柱型风帽，具有布风均匀、防堵塞、防结焦和便于维修等优点。燃烧室内布置水冷屏来增加蒸发受热面。燃烧室内布置屏式级过热器和屏式热段再热器，以提高整个过热器系统和再热器系统的辐射传热特性，使锅炉过热汽温和再热器气温具有良好的调节特性。锅炉采用2个内径为7.1米的高温绝热分离器，进口采用蜗壳形式,布置在燃烧器与尾部对流烟道之间，外壳由钢板制造，内衬绝热材料及耐磨耐火材料，分离器上部为圆筒形，下部为锥形。防磨绝热材料采用拉钩、抓钉、支架固定。高温绝热分离器回料腿下布置一个非机械型回料阀，回料为自平衡式，流化密封风用高压风机单独供给。回料阀外壳由钢板制成，内衬绝热材料 和耐磨耐火材料。耐磨材料和保温材料

16、采用拉钩、抓钉、支架固定。以上三部分构成了循环流化床锅炉的核心部分物料热循环回路，煤与石灰石在燃烧室内完成燃烧及脱硫反应。经过分离器净化过的烟气进入尾部烟道。尾部对流烟道中布置级、级过热器、冷段再热器、省煤器、空气预热器。过热蒸汽温度由在过热器之间布置的两级喷水减温器调节，减温喷水来自给水泵出口，高加前。冷段再热器和热段再热器中间布置有一级喷水减温器，减温水来自给水泵中间抽头。级、级过热器、冷段再热器布置在由包墙过热器组成的膜式壁烟道中，省煤器、空气预热器烟道采用护板结构。燃烧室与尾部烟道均采用水平绕带式刚性梁来防止内外压差作用造成的变形。锅炉设有膨胀中心，各部分烟气、物料的连接烟道之间设置性

17、能优异的非金属膨胀节，解决由热位移引起的密封问题,各受热面穿墙部位均采用国外成熟的密封设计,确保锅炉的密封性。锅炉钢构架采用高强螺栓连接,按8度地震烈度设计。锅炉采用支吊结合的固定方式,除分离器筒体、冷渣器和空气预热器为支撑结构外，其余均为悬吊结构。为防止因炉内爆炸引起水冷壁和炉墙的破坏，本锅炉设有刚性梁。3.1 锅筒3.1.1 结构锅炉用13MnNiMo54材料制成，内径为1600mm，壁厚95mm，筒身长15800mm，两端采用球形封头。锅炉筒身顶部焊有饱和蒸汽引出管接头，安全阀管接头，压力表管接头；与水平45夹角处焊有给水引入套管接头；筒身前、后水平部位及与水平成15夹角处装焊有汽水混合

18、物引入管接头，水位表管接头等。筒身底部装焊有大直径下降管管接头；水冷屏供水管管接头，紧急放水管接头等。封头上装有人孔，锅筒上下表面还焊有三对予焊板，工地安装时，将热电偶焊于其上，用来监视上、下壁温。在安装现场，未经锅炉厂允许，锅筒内、外壁禁止施焊。3.1.2 水位锅炉正常水位在锅炉中心线以下150mm处，最高水位和最低水位离正常水位各50mm。真实水位的测定与控制对运行是非常重要的。为了保证水位测定的准确性，水位表位置尽量远离下降管，可以避开下降管附近存在的旋涡和扰动对水位测定的影响。此外，由于水位计中贮存的水在锅炉外部较冷的大气中，其密度大于锅筒中水的密度，锅筒中的真实水位高于水位计中指示的

19、水位，因此，安装时要准确标定水位表中正常水位的位置（即“0”位）。3.1.3锅炉固定本锅炉采用2组U形曲链片吊架，悬吊于顶板梁上。3.2 锅炉内部设备本锅炉汽水分离器采用单段蒸发系统，锅炉内部装有旋风分离器、梯形波形板分离器、清洗孔板、顶部多孔板和顶部波形板等设备。它们的作用在于保证蒸汽中的含盐量在标准允许的范围内。3.2.1旋风分离器锅炉内部分两排沿筒身全长布置有64只直径为315mm的旋风分离器，在锅炉MCR工况下，每只分离器的平均蒸汽负荷为7.5吨/小时。旋风分离器能消除高速进入锅炉的汽水混合物的动能以保持水位平稳和进行汽水混合物的粗分离，分离出的蒸汽沿分离器中部向上流动而分离出的水沿筒

20、内壁向下流动，平稳地流入锅炉的水空间。3.2.2 波形板分离器每只旋风分离器上部装有一只立式波形板分离器，以均匀旋风筒中蒸汽上升速度和在离心力的作用下将蒸汽携带的水分进一步分离出来。3.2.3 清洗孔板距锅炉正常水位445mm处布置有平孔板式清洗装置，由旋风分离器分离出的饱和蒸汽通过此清洗装置，被从省煤器来的50%给水清洗，以减少蒸汽对盐分的机械携带，提高蒸汽品质。在锅炉MCR工况下，蒸汽穿孔为1.6米/秒，清洗水层厚度为40mm。3.2.4 均汽孔板经过清洗孔板的蒸汽，向上流动进入顶部均汽孔板，均汽孔板位于清洗孔板上部405mm，穿孔速度设计为4m/s。利用多孔板的节流作用使蒸汽沿锅筒长度和

21、宽度方向上均匀分布，防止局部蒸汽过分集中，因而有效的利用锅筒的汽空间，降低蒸汽上升速度，有利于重力分离。另外，均汽板还能阻挡小水滴，起到一定的细分离作用。3.2.5 排污管连续排污管布置在锅炉水空间的上部，以排出含盐浓度最大的锅水，维持锅水的含盐量在允许的范围内： 锅水总含盐量500PPM 锅水SiO 含量4PPM3.2.6 加药管利用加药管沿全长向锅筒水空间加入磷酸盐，维持锅水碱度在PH=910.5范围内，降低硅酸盐的分配系数，降低蒸汽的溶解携带。3.2.7 紧急放水管 当锅炉给水与蒸发量不相吻合而造成水位增加超过最高允许水位时，应通过紧急放水管放水至正常水位，防止满水造成事故。3.2.8

22、定期排污管定期排污管装在集中下降管下部的分配集箱低部，由于在锅水中加入磷酸盐，将产生一些不溶于水的悬浮物质，跟随流入下水管的水流至分配集箱低部并沉积在低部，悬浮物质可通过定期排污管排出，保持锅水的清洁。定期排污的时间可根据锅水品质决定。3.3 燃烧室及水冷壁3.3.1 结构燃烧室断面呈长方形，深度宽度=153307410mm。燃烧室各面墙全部采用膜式水冷壁，由光管和扁钢焊制而成；低部为水冷布风板和水冷风室。燃烧室四周及顶部的管子节距均为80mm。水冷壁采用606.5管子，管子材料为20G。下部前后水冷壁向炉内倾斜与垂直方向成14角。布风板的截面积小于上部燃烧室的截面积，使布风板上部具有合理的流

23、化速度。燃烧室中上部布置有三片水冷屏，与前墙垂直装置有六片再热器（热段再热器）和八片过热器屏（级过热器）。燃烧室壁面开有以下门孔：A.固体物料入口（包括煤和石灰石入口）B.二次风口及床上启动燃烧器口C.测温、测压孔D.至旋风筒的烟道E.人孔F.水冷屏、过热器屏和再热器屏穿墙孔G.顶棚绳孔H.排渣口除顶棚绳孔、水冷屏、过热器屏和再热器屏穿墙孔，至旋风筒的烟道及部分测压、测量孔外，其它门、孔都集中在下部水冷壁上，由于燃烧室在正压下运行，所有门、孔应具有良好的密封性。在燃烧室中磨损严重区域，敷设耐磨浇注材料。为了防止下部水冷壁耐磨材料终止线（前、后水冷壁拐点以上0.5m）以上区域的磨损，该区域水冷壁

24、有4m的高度采用厚壁管（608mm），从而增加此区域的防磨。同时耐磨材料终止线附近还喷涂了耐磨合金材料。3.3.2 循环回路本锅炉采用循环流化床燃烧方式，在设计燃料、额定负荷下燃烧室内燃烧温度为885。为保证水循环安全可靠，水冷壁采用多个水循环回路，为减少锅炉启用时间，在水冷壁下集箱内装设有邻炉蒸汽加热装置。两侧水冷壁各有一个下集箱和一个上集箱，水经集中下水管和分配管进入下集箱，然后经侧水冷壁至上集箱，再由汽水引出管将汽水混合物引至锅筒。前、后水冷壁各有一个下集箱，共用一个上集箱，水经集中下水管和分配管分别进入前水下集箱和后水下集箱，然后经前、后水冷壁至上集箱，再由汽水引出管引至锅筒。水冷屏有

25、独立的循环回路，有单独的下水管和引出管。3.3.3 水冷壁固定水冷壁及其附着在水冷壁上的零件全部重量都通过吊杆装置悬吊在顶板上，前墙有14根M68的吊杆，后墙有15根M72的吊杆，两侧墙各有8根M56的吊杆，安装时应调整螺母，使每根吊杆均匀承载。为了减轻水冷壁振动以及防止燃烧室因爆炸而损坏水冷壁，在水冷壁外侧四周，沿燃烧室高度方向装有多层刚性梁。3.4 下水管3.4.1 结构本锅炉下水管采用集中与分散相结合的方式，由锅筒下部引出四根下水管，通过4根45740mm集中下水管，向下引至分配箱，再通过42根15916mm分散下水管向前墙、后墙以及两侧墙水冷壁下集箱供水，其余3根21920mm下水管与

26、水冷屏下集箱相连接，单独向水冷屏供水。3.4.2 截面比下水管截面与水冷壁的截面比对水循环的可靠性和循环倍率有很大的影响，其值见附表。3.5 汽水引出管3.5.1 结构水冷壁上集箱至锅筒的汽水引出管直径为15916mm，共42根，水冷屏出口集箱引至锅筒的汽水引出管为15916mm，共6根。根据每根连接管蒸汽负荷，合理布置锅筒前、后引出管数目，使锅内旋风筒负荷均匀。3.5.2 截面比每个循环回路的汽水引出管与水冷壁截面比见附表。3.6 水冷布风板炉膛下部的后墙水冷壁弯制成水冷布风板，布风板的横断面为153303700 mm2，水冷管屏的管子直径7610mm，节距160mm，材料：20G，其上布置

27、2130只内嵌逆流柱型风帽，风帽采用耐磨高温合金精密铸造并具有防漏功能，风帽的横向和纵向节距皆为160mm。布风板上的表观烟气速度为5.57m/s。由于床面较宽，制造和安装过程中必须保证床面的水平度，防止料层厚薄不匀影响流化质量。在布风板上部的两侧墙分别设有人孔门，供锅炉内部检修用。3.7 过热器系统及汽温调节过热器系统由包墙过热器、级过热器组成，在级过热器与级过热器之间、级过热器与级过热器之间管道上，分别布置有一、二级喷水减温器。3.7.1 过热蒸汽流程饱和蒸汽自锅筒顶部由12根13313mm的连接管分别引入两侧包墙上集箱（27342mm），每侧6根，然后经128根（每侧64根）侧包墙管下行

28、至侧包墙下集箱（27342mm），再分别引入前后包墙下集箱（27342mm），蒸汽由前后包墙下集箱沿122根包墙管引入前包墙管上集箱（27342mm），再通过14根立管（5根为15920mm，9根425mm），将蒸汽送入尾部烟道的顶棚后包墙上集箱（27342mm），同时蒸汽由后包墙下集箱沿122根包墙管送入后包墙上集箱，蒸汽由此集箱两端引出经两根27326mm连接管向下流入位于后包墙下部的级过热器入口集箱（32540mm）。蒸汽流经级过热器逆流而上，进入级过热器出口集箱（32535mm），再自集箱两端引出，经2根32526mm连接管引向炉前，途经级喷水减温器（32535mm），经减温后的蒸汽由

29、分配集箱（32535mm）进入4根（21925mm）的级过热器管屏入口集箱，流入4片屏式级过热器向上进入此4片屏的中间集箱（15925mm），然后，每根集箱上引出两根连接管（13313mm）分别交叉引入其余4个中间集箱（21930mm），过热蒸汽下行至级过热器出口集箱（32535mm），进入级过热器汇集集箱（32531mm），蒸汽从集箱两侧引出，经32531mm连接管向后流经串联其上的级喷水减温器（32535mm），进入位于尾部烟道后部的级过热器入口集箱（32540mm），沿级过热器受热面逆流而上，流至级过热器出口集箱（32550mm），达到540的过热蒸汽最后经混合集箱（32550mm）从两

30、端引出。3.7.2 顶棚及包墙过热器为了简化炉墙结构和形式尾部对流烟道，本锅炉布置了顶棚及包墙过热器，它是由425mm管子与=6mm扁钢焊制成膜式壁，管子节距为100mm，管子材料20G，顶棚、转向室及上部包墙处的鳍片为15CrMo。其余为20#钢。3.7.3 I级过热器（低温过热器）级过热器位于尾部烟道中，水平布置，共有1个管组，蛇形管的横向排数为121排，横向节距为100mm，每排管子由3根管子绕成，管子直径385mm，根据管子壁温，冷段采用20G材料，热段采用15CrMoG材料。3.7.4 级过热器（屏式过热器）级过热器位于燃烧室中上部，由8片屏式过热器组成，与前水冷壁垂直布置，下部穿前墙处为屏的蒸汽入口和出口端，有密封盒将管屏与水冷壁焊在一起。由于级过热器与前水冷壁壁温不同，导致二者膨胀量不同，为此，在屏的上部穿墙密封盒处，装有膨胀节，以补偿胀差。 每片屏有管