哈锅的亚临界600MW机组锅炉说明书.docx

1、哈锅的亚临界600MW机组锅炉说明书600MW火电机组HG-2070/型锅 炉 设 计 说 明 书哈尔滨锅炉厂有限责任公司一. 锅炉设计要紧参数及运行条件1.锅炉容量及要紧参数1.1BMCR 工况1.2额定 工况2. 设计依据 燃料 锅炉汽水品质3. 电厂自然条件4. 要紧设计特点5. 锅炉预期性能计算数据表二. 受压部件1. 锅炉给水和水循环系统2. 锅筒3. 锅筒内部装置4. 省煤器 结构说明 保护5. 过热器和再热器 结构说明 1) 过热器 2) 再热器 蒸汽流程 爱惜和操纵 运行 保护 检查6. 减温器 说明 过热器减温器 再热器减温器 减温水操纵台 保护7. 水冷炉膛 膜式水冷壁结构

2、 冷灰斗 运行 保护三. 燃烧器四. 空气预热器（删除）五. 门孔、吹灰孔、烟风系统仪表测点孔六. 汽水系统测点布置七. 锅炉膨胀系统八. 锅炉构架说明九炉水循环泵十锅炉对操纵的要求一. 锅炉设计要紧参数及运行条件陕西铜川发电厂2600MW机组锅炉是采纳美国燃烧工程公司(CE)的引进技术设计制造的。锅炉为亚临界参数、操纵循环、四角切向燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平稳通风、固态排渣、露天布置、全钢构架的型汽包炉。1. 锅炉容量及要紧参数 BMCR工况过热蒸汽流量 2070 t/h过热蒸汽出口压力 过热蒸汽出口温度 541 再热蒸汽流量 1768 t/h再热蒸汽入口压力 再热蒸汽出口压力 再热蒸

3、汽入口温度 再热蒸汽出口温度 541 给水温度 过热器设计压力 再热器设计压力 额定(THA)工况过热蒸汽流量 t/h过热蒸汽出口压力 过热蒸汽出口温度 541 再热蒸汽流量 t/h再热蒸汽入口压力 再热蒸汽出口压力 再热蒸汽入口温度 再热蒸汽出口温度 541 给水温度 2. 设计依据 燃料：项 目符号单位设计煤种校核煤种全水分Mt%空气干燥基水分Mad%收到基灰分Aar%干燥无灰基挥发份Vdaf%收到基碳Car%收到基氢Har%收到基氧Oar%收到基氮Nar%收到基全硫%收到基低位发热量MJ/kg变形温度DT12401270软化温度ST12801330半球温度HT12901360流动温度FT

4、13601390哈氏可磨指数HGI6259二氧化硅SiO2%三氧化二铝Al2O3%二氧化钛TiO2%三氧化二铁Fe2O3%氧化钙CaO%氧化镁MgO%氧化钾K2O%氧化钠Na2O%三氧化硫SO3%二氧化锰MnO2%煤的冲刷磨损指数Ke锅炉汽水品质： 炉给水质量标准 p H值 （无铜系统） 硬度 mol/L 0 溶氧（O2） g/L 7 铁（Fe） g/L 20 铜（Cu） g/L 5 油 mg/L 联氨（N2H4） g/L 1030 导电率（25） S/cm 炉水： pH值 910 硬度 mol/L 0 总含盐量 mg/L 20 二氧化硅（SiO2) mg/kg 氯离子Cl- mg/L 1 磷

5、酸根 mg/L 3 导电率（25） S/cm 503. 电厂自然条件气象条件水文气象条件表：项 目单位数值发生日期平均气压hPa平均气温最热月平均气温最冷月平均气温极端最高气温极端最低气温1991平均水汽压hPa最大水汽压hPa最小水汽压hPa0平均相对湿度%62年平均降水量mm一日最大降水量mm 年平均蒸发量mm平均风速m/s最大风速m/s 最大积雪深度cm18 最大冻土深度cm38平均雷暴日数d最多雷暴日数d35平均沙暴日数d平均大风日数d降水日数d 岩土工程条件 依照区域地质资料，本区出露地层要紧有：上部为第四系风积黄土，厚度100m左右；下部为石炭、二叠系海陆交相互的煤层、泥岩、砂岩、

6、页岩、石灰岩沉积层。对本工程建设有直接意义的主若是上部为第四系风积黄土，下部为石炭、二叠系地层由于埋深较大，对本工程无实际意义，那个地址再也不表达。 厂区地表有40cm左右的棕褐色的黑垆土，但不持续，埋深最大，故未将其单独分层，一并归入基层黄土中。厂区地层上部为Q3 黄土（厚79m），下部为Q2 黄土。依照本次钻孔揭露黄土厚度92m，详细描述及岩土物理力学性质指标见我院2004年4月出版的本工程可行性研究时期岩土工程勘探报告。依照中国地震动参数区划图（GB183062001），该地域地震动峰值加速度为 g（相应的地震大体烈度为7度），特点周期值为 s。 主厂房零米地坪标高：主厂房零米海拔高度（

7、1985年国家高程基准）暂定为 +。4. 要紧设计特点(1) 锅炉为单炉膛四角布置的直流式摆动燃烧器，切向燃烧，配6台中速磨煤机，正压直吹式系统，每角燃烧器为六层一次风喷口，燃烧器可上下摆动，最大摆角为30；在BMCR工况，燃用设计煤种时，5台运行，1台备用。燃用校核煤种时，6台磨运行。(2) 炉膛上部布置墙式辐射再热器和大节距的分隔屏过热器和后屏过热器以增加再热器和过热器的辐射特性。墙式辐射再热器布置于上炉膛前墙和二侧墙，分隔屏沿炉宽方向布置六大片，起到切割旋转烟气流的作用，以减少进入水平烟道沿炉宽方向的烟温误差。(3) 采纳CE公司典型的内螺纹管膜式水冷壁的强制循环系统(简称CC+)，能够

8、降低锅炉循环倍率至2左右，以便采纳低压头的循环泵，减少电耗并提高运行靠得住性；对每一个水冷壁回路的各类工况均用运算机作精准的水循环计算，以确保水循环的靠得住性。膜式水冷壁为光管加扁钢焊接而成。(4) 各级过热器和再热器最大限度地采纳蒸汽冷却的定位管和悬挂管，以保证运行的靠得住性。分隔屏和后屏沿炉膛宽度方向有六组汽冷定位夹紧管，并与墙式再热器之间装设导向定位装置以作管屏的定位和夹紧，避免运行中管屏的晃动；过热器后屏和再热器前屏用横穿炉膛的汽冷定位管定位，以保证屏与屏之间的横向间距，避免运行中晃动；布置于后烟道的水平式低温过热器采纳自省煤器出口集箱引出的水冷悬挂管悬吊和定位；省煤器采纳金属撑架固定

9、；关于高温区的管屏(分隔屏过热器、后屏过热器、后屏再热器)通过延长最里面的管圈做管屏底部管的夹紧用。(5) 依照国内运行体会和设计煤种的特性，在哈锅以往600MW锅炉设计运体会的基础上，增强锅炉对煤种的适应能力，幸免在炉膛及各受热面上发生结焦。锅炉的要紧设计数据如下：炉膛断面(宽深)： m上一次风到屏底距离: m下一次风到冷灰斗上沿距离： m炉膛容积： m3炉膛容积热负荷(BMCR工况)： KW/m3炉膛截面热负荷(BMCR工况)： 4903 KW/m2炉膛有效投影辐射受热面热负荷(BMCR工况)： KW/m2燃烧器区域受热面热负荷(BMCR工况)： KW/m2炉膛出口烟气温度(BMCR工况)

10、： 997 C后屏过热器屏底烟气温度(BMCR)： 1336 C（以上数据摘自投标书）(6) 各级过热器和再热器采纳较大的横向节距，避免受热面结渣结灰，同时还便于在蛇形管穿过顶棚处装设密封装置，以提高炉顶的密封性。(7) 各级过热器和再热器均采纳较大直径的管子，如57、60、63等。增加管子在制造和安装进程中的刚性，并有利于降低过热器和再热器的阻力；这种较粗管子的顺列布置有利于降低管子的烟气侧磨损，提高抗磨能力。(8) 各级过热器、再热器之间采纳单根或数量很少的大直径连接管相连接，对蒸汽起到良好的混合作用，以排除误差。各集箱与大直径连接管相连处均采纳大口径三通。(9) 在用运算机精准计算壁温、

11、阻力和流量分派的基础上，选用过热器、再热器蛇形管的材质；所有大口径集箱和连接管在保证性能和强度的基础上采纳与国内经常使用钢材相近的美国牌号的无缝钢管。(10) 锅炉采纳露天布置，锅炉构架全数采纳钢结构。(11) 每台锅炉装有二台三分仓容克式空气预热器。(12) 锅炉的锅筒、过热器出口及再热器进出口均装有直接作用的弹簧式平安阀。在过热器出口处装有两只动力操纵阀(PCV)以减少平安阀的动作次数。(13) 汽温调剂方式：过热器采纳二级喷水。第一级喷水减温器设在低温过热器与分隔屏过热器间的大直径连接管上，分左、右各一点。第二级喷水减温器设在后屏过热器与末级过热器间的大直径连接管上，分左、右各一点。减温

12、器采纳笛管式。再热器的调温要紧靠燃烧器摆动，在再热器的冷端入口管道上装有两只雾化喷嘴式的喷水减温器，要紧作事故喷水用。过量空气系数的改变对过热器和再热器的调温也有必然的作用。(14) 依照燃煤的沾污特点，在炉膛、各级对流受热面和回转式空气预热器处均装设不同型式的吹灰器。其中炉膛布置100只蒸汽吹灰器，受热面布置40只长伸缩式吹灰器。吹灰器的运行采纳程序操纵，在24小时可全数运行一遍。(15) 锅炉除按ASME法规计算受压部件的元件强度外，还充分考虑了二次应力对强度的阻碍，对要紧管系和很多特殊区域普遍进行了系统应力分析，以确保运行的靠得住性。(16) 锅炉设有膨胀中心，可进行精准的热位移计算，作

13、为膨胀补偿，间隙预留和管系应力分析的依据，并便于与设计院所负责的各管道的受力情形相配合。在锅炉本体的刚性梁，密封结构和吊杆的设计中也有相应的考虑。膨胀中心的设置对保证锅炉的靠得住运行和密封性改善有着重大的作用。(17) 锅炉刚性梁按炉膛内最大刹时压力为设计。此设计压力系考虑紧急事故状态下主燃料切断、送风机停运，引风机及脱硫风机显现刹时最大抽力时，炉墙及支撑件不产生永久变形。此数据符合美国国家防火协会规程(NFPA)的规定。锅炉水平刚性梁的布置系先按各部位烟侧设计压力、跨度和管子应力等条件，通过应力分析以确信遍地的最大许可间距，而依照门孔布置等具体条件所确信的刚性梁实际间距均小于此处的最大许可间

14、距。由于锅炉水平烟道部位的双侧墙跨度最大，为减少挠度，每侧设有两根垂直刚性梁与水平刚性梁相连。(18) 在锅炉的尾部竖井下集箱装有容量为5%的起动疏水旁路。锅炉起动时利用此旁路进行疏水以达到加速过热器升温的目的。依照体会，此5%容量的小旁路能够知足机组的冷热态起动。(19) 锅炉装有炉膛监察爱惜系统(FSSS)。用于锅炉的起停，事故解列和各类辅机的切投。其要紧功能是炉膛火焰检测和灭火爱惜，对避免炉膛爆炸和“内爆”有重要意义。(20) 机组装有和谐操纵系统，进行汽机和锅炉之间的和谐操纵。它将锅炉和汽机作为一个完整的系统来进行锅炉的自动调剂。(21) 机组既可按定压运行，也可按滑压运行。当锅炉低负

15、荷运行及起动时，推荐采纳滑压运行，以取得较高的经济性。5. 锅炉性能计算数据表 详见热力计算汇总二. 受压部件1. 锅炉给水及水循环系统在本锅炉下降管系统中装有低压头炉水循环泵，可保证水冷壁系统具有靠得住的水循环。在水冷壁下集箱内，每根水冷壁管的入口处都装有节流孔圈，而节流孔圈的阻力要占到整个回路阻力的一半以上，保证在任何工况下，每一个回路流量的合理分派。炉水循环的流程图见附图1锅炉给水及水循环系统布置示用意。图中部件序号是按流动方向排列的，平行流动的部件，其序号相连。锅炉给水经由止回阀、电动闸阀进入省煤器入口集箱 (W1)，进入省煤器蛇形管 (W2)，水在省煤器蛇形管中与烟气成逆流向上流动，

16、被加热后聚集到省煤器出口集箱 (W3)，从省煤器出口集箱引出水冷悬挂管(W4)来悬吊尾部烟道内低温过热器，水冷悬挂管聚集到悬挂管集箱(W5)，在锅炉顶部大包内，经由大口径连接管 (W6) (W7) (W8) 引到炉前，并从锅筒 (W9) 的底部进入锅筒。给水进入锅筒 (W9)后，与锅筒中的锅水相混合，然后经由下降管 (W10) 进入循环泵吸入集箱 (W11)，在锅炉运行时，循环泵将炉水从吸入集箱抽吸过来，通过排放阀(W14)和排放管道 (W15)，将炉水排入水冷壁下集箱(W16) 、(W17)、 (W18)中。炉水进入水冷壁下集箱以后，第一通过过滤器*，然后通过节流孔圈*进入到水冷壁管内。在锅

17、炉启动期间，炉水也能够从水冷壁下集箱进入到省煤器再循环管 (W32) 中。炉水沿着水冷壁管向上流动并非断受到加热。炉水平行流过以下三部份管子；a)前水冷壁管 (W19) (W20) (W21)；b) 侧水冷壁 (W19) (W20) (W22)； 后水冷壁管 (W19) (W20)，后水冷壁悬吊管 (W23)，后水冷壁折附图1锅炉给水及水循环系统布置示用意焰角 (W24)，后水冷壁排管(W25)和水冷壁延伸侧墙管 (W26)。水冷壁管中产生的汽水混合物在水冷壁各出口集箱 (W27) (W28) (W29) (W30)中汇合后，经由汽水引出管 (W31) 进入到锅筒 (W9 )中。在锅筒中，汽水

18、混合物进行分离 (见节) 。分离出的蒸汽进入过热器系统 (见节)，分离出的水又回到锅筒水空间继续进行循环。注：*过滤器由几片开有10小孔的钢板组成，用紧固件安装在入口集箱内。*节流孔圈装在孔圈座上，孔圈座点焊到水冷壁下集箱内壁上，用孔圈夹把节流孔圈连接到孔圈座上。2. 锅筒锅筒用DIWA353碳钢材料制成，内径1778mm(70)，直段全长为25756mm，两头采纳球形封头。筒身上下部采纳不同壁厚，上半部壁厚为145mm，下半部的壁厚为115mm。锅筒内部采纳环形夹层结构作为汽水混合物的通道，使锅筒上下壁温均匀，可加速锅炉的启、停速度。锅筒内部布置有112只直径为254mm的旋风式分离器，每只

19、分离器的最大蒸汽流量为h(每只分离器的许诺最大蒸汽流量为 t/h)。锅筒筒身顶部装焊有饱和蒸汽引出管座及汽水混合物引入管座，放气阀管座和辅助蒸汽管座；筒身底部装焊有大直径下降管座及给水管座；封头上装有人孔，平安阀管座，持续排污管座，高低水位表管座，液面取样器管座及实验接头管座等。在安装现场不能在锅筒筒身上进行焊接。3. 锅筒内部设备锅筒内部设备的作用在于将水从水冷壁内产生的蒸汽中分离出来，同时也将蒸汽中溶解盐分的含量降到规定的标准以下。通常汽水分离进程包括三个时期，前两次分离在旋风分离器中完成，第三次分离是在锅筒顶部，蒸汽进入到饱和蒸汽引出管以前完成。水冷壁内产生的汽水混合物通过汽水引出管 (

20、W31) 进入锅筒 (W9) 顶部 (参见附图1锅炉给水及水循环系统布置示用意) ，然后沿锅筒整个长度，通过由挡板形成的狭小通道从双侧流下，由于挡板与锅筒外壳同心，从而使汽水混合物通过时，具有不变的速度和传热率，使整个锅筒表面维持在一个相同的温度下。在挡板的下缘，汽水混合物折向上方进入两排旋风分离器中。(汽包内部设备见下附图2)。蒸汽在旋风分离器中实现二次分离。第一次分离产生在两个同心园筒之间。当汽水混合物向上进入旋风分离器内圆筒时，在转向叶片作用下产生离心旋转运动，使得较重的水沿内筒壁向上流动，在内园筒顶部碰到转向弯板而折向下方，通过两个圆筒之间的通道流回到锅筒水空间。分离出的蒸汽继续向上流

21、动去进行第二次分离。第二次分离是在旋风分离器顶部两组紧密布置的波形薄板中进行的。蒸汽在通过薄板之间的曲折通道时，由于惯性作用，使得蒸汽中包括的水分打到波形板上。同时由于蒸汽的速度不很高。这些水分可不能被再次带起。分离出的水分沿着波纹板向下流动，在蒸汽出口处沿波形板边缘淌下。在第二次分离终止后，蒸汽向上流动去进行第三次也是最后一次分离。在锅筒的顶部沿锅筒长度方向布置有数排百叶窗分离器，排间装有疏水管道，在蒸汽以相当低的速度穿过百叶窗弯板间的曲折通道时，携带的残余水分会沉积在波形板上，水分可不能被蒸汽再次带起，而是沿着波形板流向疏水管道，通过这些管道返回到锅筒水空间。锅筒水位操纵值: 正常水位：

22、锅筒中心线以下 229mm 水位许诺波动值： 正常水位 50mm 报警水位： 正常水位 +127mm -178mm 停炉水位： 正常水位 +254mm -381mm 附图2：汽包内部设备4. 省煤器 结构说明省煤器的作用在于将锅炉给水进行加热，以此从即将离开锅炉的烟气中回收热量。省煤器布置在锅炉尾部竖井烟道下部，管子为51，在锅炉宽度方向由120片顺列布置的水平蛇形管组成。所有蛇形管都从入口集箱 (W1) 引入，终止于出口集箱 (W3) (参见附图1锅炉给水及水循环系统布置示用意) 。 给水通过省煤器止回阀 (V1) 和省煤器电动闸阀 (V2) 进入省煤器入口导管，再通过省煤器入口集箱进入蛇形

23、管。水在蛇形管中与烟气成逆流向上流动，以此达到有效的热互换，同时也减小了蛇形管中显现汽泡造成停滞的可能性。给水在省煤器中被加热后，进入省煤器出口集箱，经水冷悬挂管进入水冷悬挂管出口集箱，经出口导管引入锅筒。在省煤器入口集箱 (W1) 端部和后水冷壁下集箱 (W18) 之间连有省煤器再循环管 (W32) 。在锅炉启动时，该管可将炉水引到省煤器，避免省煤器中的水产生汽化。启动时，再循环管路中的阀门必需打开，直到持续供水时再关上。 保护1)锅炉启动前和每次停运时，都应付省煤器外观进行检查，必要时还要进行打扫。关于新安装的锅炉，一样会堆积必然量的安装残渣(木屑块、保温材料、焊条头等)，因此先要用人工除

24、去零星残渣，然后用水冲洗省煤器管组。2)保温材料外露表面要处于完好状态。3)人孔门要用螺栓拧紧，常常抽查孔门的密封状况。若是装有吹灰器的话，吹灰器的投入次数取决于省煤器的具体情形。关于第一次投入运行的省煤器，每班要吹扫一次。两次吹灰的时刻距离取决于烟气阻力的转变。在大多数情形下，省煤器天天吹扫一次或略少一点已经足够。5. 过热器和再热器 结构说明过热器和再热器的流程见附图3过热器系统流程图和附图4再热器系统流程图。1) 过热器过热器由五个要紧部份组成: a) 末级过热器 (S38)；b) 过热器后屏 (S32)；c) 过热器分隔屏 (S28)；d) 立式低温过热器 (S22)和水平低温过热器

25、(S21)；e) 顶棚过热器和后烟道包墙系统 (S3, S4, S6, S7, S8, S9，S13，S14，S17)。末级过热器 (S38) 位于后水冷壁排管后方的水平烟道内，共96片，管径为57，以的横向节距沿整个炉宽方向布置。后屏过热器 (S32) 位于炉膛上方折焰角前，共24片，管径为60，以762mm的横向节距沿整个炉膛宽度方向布置。分隔屏过热器(S28) 位于炉膛上方，前墙水冷壁和后屏过热器之间，沿炉宽方向布置六大片，每大片又沿炉深方向分为八小片。管径为57，以2649mm的横向节距沿整个炉膛宽度方向布置。立式低温过热器 (S22) 位于尾部烟道转向室内，水平低温过热器上方，共13

26、0片，管径为63，以142mm的横向节距沿炉宽方向布置。顶棚过热器和后烟道包墙系统部份由顶棚管 (S3) 、(S4)，侧墙 (S13)、(S14)，前墙 (S6)、(S7)，后墙 (S9)，后烟道延伸包墙 (S17) 组成。形成一个垂直下行的烟道；后烟道延伸包墙 (S17) 形成一部份水平烟道。水平低温过热器 (S21) 位于尾部竖井烟道省煤器上方，共120片，管径为57，以153mm的横向节距沿炉宽方向布置。2) 再热器再热器由三个要紧部份组成: a) 末级再热器 (R12)；b) 再热器前屏 (R11)；c) 墙式辐射再热器 (R5)、(R6)。末级再热器 (R12) 位于炉膛折焰角后的水

27、平烟道内，在水冷壁后墙悬吊管和水冷壁排管之间，共72片，管径为63，以254mm的横向节距沿炉宽方向布置。后屏再热器(R11) 位于过热器后屏和后水冷壁悬吊管之间，折焰角的上部，共48片，管径63，以381mm的横向节距沿炉宽方向布置。墙式辐射再热器 (R5)、(R6) 布置在水冷壁前墙和侧墙靠近前墙的部份，高度约占炉膛高度的三分之一左右。前墙辐射再热器有256根60mm的管子，侧墙辐射再热器有276根60mm的管子，以的节距沿水冷壁表面密排而成。附图3 过热器系统流程图附图4 再热器系统流程图 蒸汽流程过热蒸汽和再热蒸汽的流程可参见附图5 过热器系统流程图和附图6再热器系统流程图，要紧如下：

28、过热器系统流程蒸汽在汽轮机高压缸做功后，经由冷端再热器管道引回锅炉，进入再热器系统。再热器减温器位于冷端再热器管道上。再热器系统流程如下：再热器系统流程注: 为了维持过热器和再热器部件的横向节距和避免晃动，采纳以下蒸汽冷却夹管结构：1)蒸汽冷却夹管用于维持分隔屏的横向节距，避免分隔屏过度偏斜，其流程如下: 分隔屏入口集箱蒸汽冷却夹管入口管蒸汽冷却夹管定位管蒸汽冷却夹管出口管后屏过热器出口集箱。2)蒸汽冷却距离管用于维持后屏过热器和后屏再热器的横向节距，避免过热器后屏和后屏再热器过度偏斜，其流程如下: 后烟道延伸包墙入口连接管蒸汽冷却距离管后屏过热器入口集箱。 爱惜和操纵只要炉膛存在燃烧工况，就

29、要对过热器和再热器组件进行爱惜。专门是在这些组件内没有蒸汽流量的情形下，例如在启动和停炉的时候，由于没有蒸汽流量通过，就要借助于集箱，连接管道和主蒸汽管道上的疏水、排汽来保证过热器组件内有少量的蒸汽流量通过。在锅炉点火时，采纳疏水和排汽的方式能够将再热器组件内的残留水分蒸发排放掉。布置在过热器主蒸汽管道上的平安阀动作压力比锅筒上平安阀的最小动作压力低，如此可在主蒸汽管道中蒸汽压力突然上升时，先打开主蒸汽管道上的平安阀，从而保证有必然蒸汽流量通过过热器，对过热器提供了爱惜。在再热器冷端和热端管道上也装有平安阀，可在再热蒸汽管道中蒸汽压力突然上升时动作，一样对再热器起到爱惜作用。在过热器主蒸汽管道上装有动力排放阀，其动作压力要比该管道上的其它平安阀低，如此就可在蒸汽压力超过许诺压力时第