1025th亚临界压力自然循环锅炉.docx
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1025th亚临界压力自然循环锅炉
共49页
产品说明书
产品型号SG-1025/18.55-M727
MODELOFPRODUCT
产品名称1025t/h亚临界压力自然循环锅炉
NAMEOFPRODUCT
编号727-1-8601
SERLESNO.
编制日期
PREPAREDBYDATE
审核日期
CHECKEDBYDATE
审定日期
REVIEWEDBYDATE
批准日期
APPROVEDBYDATE
上海锅炉厂有限公司
SHANGHAIBOILERWORKS,LTD.
2007年3月
前言
国电承德热电厂2×330MW供热机组的锅炉是上海锅炉厂有限公司在总结以往成熟的300MW等级亚临界压力自然循环锅炉的设计、制造和运行的基础上，按照锅炉创优、创名牌的要求进行改进设计和制造。
锅炉设计着重考虑：
（1）锅炉具有较高的可用率；
（2）锅炉具有较高的热效率和较小的空气预热器漏风；
（3）具有较好的控制调节性能，调节灵活可靠，汽温偏差尽可能小；
（4）具有较好的煤种适应性，在燃料正常变化范围内燃烧全可靠；
（5）具有较好的低负荷稳燃性能和较好的启、停及调峰性能；
（6）尽量采用现有的成熟结构，增加部组件通用化程度。
1锅炉设计条件及性能数据
本锅炉是采用亚临界压力参数、自然循环汽包炉，单炉膛、一次中间再热、燃烧器摆动调温、平衡通风、四角切向燃烧、紧身封闭、固态排渣、全钢架悬吊结构。
锅炉燃用烟煤。
锅炉的制粉系统采用冷一次风机、正压直吹式制粉系统，配置5台中速磨煤机，其中4台运行，1台备用。
1.1额定工况及BMCR工况主要参数
名称
单位
BMCR
过热蒸汽流量
t/h
1025
过热器出口蒸汽压力
MPa（g）
18.55
过热器出口蒸汽温度
oC
543
再热蒸汽流量
t/h
929
再热器进口蒸汽压力
MPa（g）
4.41
再热器出口蒸汽压力
MPa（g）
4.21
再热器进口蒸汽温度
oC
341
再热器出口蒸汽温度
oC
543
省煤器进口给水温度
oC
258
1.2环境条件
厂址气象特征值
全年平均气温8.9℃
极端最高气温41.5℃
极端最低气温-24.2℃
多年各月平均气压972.4mb
多年年最大降水量835.9mm
多年年最小降水量356.7mm
历史最大冻土深度1260mm
多年各月平均风速1.2m/s
10分钟最大风速21.3m/s风向西北西
主导风向夏季为南风冬季为西北风
厂区工程地质
滦河发电厂位于河北省承德市西郊双滦区滦河镇以东约1.5km，距离承德市约18km。
本期工程在电厂四期工程主厂房东侧场地上扩建，与四期工程主厂房脱开
本次勘测20m深度内主要为粘性土、砂类土、碎石类土，场地覆盖层厚度大于5m，按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），根据场区地基土的工程性质，估算土层的等效剪切波速值Vse在350～450m/s之间，场地土为中硬土，建筑场地类别为Ⅱ类。
地震:
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306～2001），地震动峰值加速度为0.05g，对应地震基本烈度为6度，设计地震分组为第二组。
1.3燃料
煤质特性
项目
符号
单位
设计煤种
校核煤种
煤质分析：
收到基碳
Car
%
58.56
54.2
收到基氢
Har
%
3.36
3.29
收到基氧
Oar
%
7.28
8.1
收到基氮
Nar
%
0.79
0.57
收到基全硫
St,ar
%
0.63
1.26
收到基灰份
Aar
%
19.77
17.98
全水份
Mt,ar
%
9.61
14.6
空干基水份
Mad
%
2.85
4.07
干燥无灰基挥发份
Vdaf
%
32.31
35.98
收到基低位发热量
Qnet,ar
KJ/Kg
22441
20430
哈氏可磨系数
HGI
57.64
46
煤灰熔融性：
灰变形温度
DT
℃
1110
1130
灰软化温度
ST
℃
1190
1200
灰熔化温度
FT
℃
1270
1350
灰成份分析：
二氧化硅
SiO2
%
50.41
54.26
三氧化二铝
Al2O3
%
15.73
21.74
三氧化二铁
Fe2O3
%
23.46
13.1
二氧化钛
TiO2
%
1.59
0.89
氧化钙
CaO
%
3.93
3.28
氧化镁
MgO
%
1.27
1.75
氧化钾
K2O
%
2.33
1.83
氧化钠
Na2O
%
0.5
三氧化硫
SO3
%
1.28
2.34
五氧化二磷
P2O5
%
0.13
其它
%
0
0.18
（2），燃油品质
油种
0号轻柴油
恩氏粘度（20℃时）
1.2～1.670E
运动粘度（20℃时）
3.0～8.0厘沱
水份
痕迹
硫份
<0.2%
机械杂质
无
凝固点
不高于0℃
闭口闪点
不低于65℃
低位发热值
41800KJ/kg
1.4锅炉运行条件
锅炉运行方式：
带基本负荷，并具有负荷调峰能力。
制粉系统：
采用5台中速型磨煤机，要求燃烧设计煤种时，4台运行，1台备用。
设计煤种煤粉细度R90=20%。
给水调节：
机组配置3台50％BMCR容量的电动给水泵，2台运行1台备。
旁路系统：
设置70%高压旁路、40%低压旁路（极热态）。
炉膛出口烟温低于540℃，锅炉再热器允许干烧。
除渣方式：
固态连续排渣。
采用刮板捞渣机排渣。
锅炉在投产后的第一年内年利用小时数大于6500小时，年运行小时数大于7500小时。
1.5锅炉性能
1）锅炉带基本负荷，并具有一定调峰能力。
2）锅炉采用复合滑压运行方式及定压运行方式。
卖方应提供极热态、热态、温态、冷态启动特性曲线（注明启动时间）、冷态停炉曲线和压力－负荷曲线
3）锅炉能适应设计煤种和校核煤种。
燃用设计煤种，锅炉负荷为BRL工况时，锅炉保证热效率大于93.6％（按低位发热量计算）
4）锅炉实际燃用煤质在偏离4.1.6.1条所列数据，在下列变化范围内，锅炉能长期连续安全、正常地运行，蒸汽应能达到额定蒸发量和额定参数，其保证效率能在90%及以上BMCR工况下按修正曲线修正。
干燥无灰基挥发份△＝±5%（绝对偏差）
收到基全水份△＝±4%（绝对偏差）
收到基灰份△＝±5%（绝对偏差）
低位发热量△＝±10%（相对偏差）
灰的变形温度△＝－50℃
5）在高压加热器全部停止运行时，锅炉的蒸汽参数应能保持在额定值，各受热面不超温，蒸发量能满足汽轮机在此条件下达到铭牌出力要求。
6）锅炉在不投油助燃时，最低稳燃负荷应不大于锅炉30%BMCR。
锅炉在此负荷下应能长时间连续安全运行。
7）锅炉的设计应考虑到能在单台空气预热器工作情况下连续安全运行。
当单台空气预热器运行时，锅炉能带60％BMCR负荷。
8）锅炉负荷连续变化率应达到下述要求：
负荷在50～100%TMCR时，每分钟不少于7%BMCR；
负荷在50%TMCR以下时，每分钟不少于4%BMCR；
允许的阶跃负荷变化，在50%BMCR以上时，每分钟不少于10%BMCR。
锅炉应能承受上述负荷变化而不受次数限制。
9）锅炉从点火至机组带满负荷的时间应与汽机匹配，在正常启动情况下应达到以下要求:
冷态6～8小时
温态3～4小时
热态1.5～2小时
极热态＜1.5小时
10）锅炉点火方式为：
高能电火花－轻油－煤粉。
燃烧器的设计考虑安装等离子点火装置,还考虑无油点火火检探头的开孔，及点火设备和普通/无油点火的火检装置安装后的检修位置。
11）燃烧室及煤粉燃烧器的设计要考虑降低NOX的有效措施，其NOX排放值不高于400mg/Nm3（O2＝6%）。
12）锅炉设计时考虑日后安装SCR脱硝装置，卖方在设计锅炉时应考虑建设脱硝装置时必要的改造空间、烟道引出和引入的接口位置等。
锅炉的钢结构设计应考虑脱硝装置传递过来的荷载，包括水平力，以及空预器改造为脱硝空预器后增加的荷载等。
13）锅炉在BMCR工况下，烟、风压降实际值与设计值的偏差不大于10％。
14）当机组采用定压方式时，过热蒸汽、再热蒸汽在50～100％BMCR范围内应能维持其额定温度543℃，当机组采用滑压方式运行时，过热蒸汽、再热蒸汽在40～100％BMCR范围内应能维持其额定汽温543℃，其蒸汽温度允许偏差值＋5℃～-10℃。
当再热器入口蒸汽温度偏离设计值20℃时，出口汽温应达到额定值，受热面金属不超温。
15）锅炉结构应考虑安装后能方便地进行风压试验。
炉膛结构部件（包括刚性梁，炉顶密封装置，水冷壁与冷灰斗的连接部分）进行强度计算时，炉膛设计承压能力大于5.8kPa，炉膛设计最大瞬时承受压力绝对值不低于8.7kPa。
当燃烧室突然灭火或送风机全部跳闸，吸风机出现瞬间最大抽力时，炉墙及支承件不应产生永久变形。
卖方应提供锅炉炉膛压力保护动作值和报警值。
16）卖方过热器出口为一根母管。
再热器出口联箱的两端蒸汽温度的偏差小于10℃，卖方采取措施消除蒸汽侧热力偏差。
17）锅炉在30年的寿命期内，允许的启停次数不小于以下值：
冷态120次
温态1200次
热态3000次
极热态600次
阶跃突变负荷（10％汽轮机额定功率）12000次
17）寿命要求
锅炉主要受压部件使用寿命为不小于30年。
采取措施使空气预热器冷端腐蚀减到最小，其受热元件的使用寿命应不小于50000小时。
喷水减温器的喷嘴使用寿命大于80000小时，燃烧器、省煤器防磨板等的使用寿命大于50000小时。
18）卖方提供锅炉两次大修间隔时间，此时间不少于5年。
19）卖方应采取以下各项措施以提高部件可靠性和总的运行可用率。
20）运行一年后，由于锅炉质量原因而引起的强迫停用率应小于1%，但锅炉能连续运行大于半年时间。
锅炉强迫停用率=
.
1.6性能数据汇总
设计煤种
校核煤种
序号
项目
单位
BMCR
BRL
ECR
75%THA
75%THA
50%THA
50%THA
30%BMCR
高加全切
B-MCR
定压
滑压
定压
滑压
1
过热蒸汽流量
t/h
1025
983.0
939.0
678.0
690.0
454.0
457.0
307.5
863.0
1025
2
过热蒸汽出口压力
MPa
18.55
18.48
18.41
18.06
13.82
17.83
9.27
6.23
18.30
18.55
3
过热蒸汽出口温度
℃
543
543
543
543
544
543
543
543
543
543
4
末过蒸汽进口温度
℃
510
511
510
510
513
519
520
528
507
510
5
后屏蒸汽出口温度
℃
510
512
514
526
526
528
536
546
510
510
6
后屏蒸汽进口温度
℃
453
453
453
454
453
451
449
449
445
453
7
分隔屏蒸汽进口温度
℃
414
413
411
403
401
398
385
370
405
415
8
低过蒸汽出口温度
℃
415
416
417
430
427
413
421
412
437
416
9
低过蒸汽进口温度
℃
368
368
368
366
350
363
325
304
368
368
10
过热器减温水温度
℃
184
182
181
168
169
153
153
139
184
184
11
过热器I级减温水量
t/h
3.6
9.2
17.0
36.7
28.7
14.5
19.6
13.4
58.5
4.8
12
过热器II级减温水量
t/h
0.0
2.5
5.5
12.5
9.0
4.5
6.5
4.5
3.0
0.0
13
再热蒸汽流量
t/h
929.0
889.5
853.2
621.9
634.4
420.7
424.9
288.0
858.7
929.0
14
再热蒸汽进口压力
MPa
4.41
4.22
4.05
2.94
3.00
1.97
1.99
1.32
4.17
4.41
15
再热蒸汽出口压力
MPa
4.21
4.03
3.87
2.80
2.86
1.87
1.89
1.25
3.99
4.21
16
再热蒸汽出口温度
℃
543
543
543
543
543
533
543
533
543
543
17
末再蒸汽进口温度
℃
483
483
483
480
488
477
497
507
483
482
18
屏再蒸汽进口温度
℃
394
392
390
376
396
372
406
419
393
393
19
墙再蒸汽进口温度
℃
341
336
331
305
335
293
340
343
338
341
20
再热器减温水温度
℃
184
182
181
168
169
153
153
139
184
184
21
再热器减温水量
t/h
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
22
省煤器给水流量
t/h
1021
971.3
916.5
628.8
652.3
435.0
430.9
289.6
801.5
1020
23
省煤器给水温度
℃
258
256
253
236
237
215
215
196
185
258
24
省煤器出口温度
℃
283
282
280
271
266
254
247
231
231
283
25
预热器一次风进风温度
℃
28
28
28
28
28
28
28
28
28
28
26
预热器二次风进风温度
℃
23
23
23
23
23
24
27
35
23
23
27
预热器一次风出口温度
℃
330
328
327
311
304
291
279
251
303
332
28
预热器二次风出口温度
℃
320
319
318
303
297
288
276
250
294
322
29
炉膛过量空气系数
/
1.20
1.20
1.20
1.30
1.20
1.30
1.20
1.20
1.20
1.20
30
预热器出口烟气量
t/h
1398
1352
1305
1078
1012
768
725
528
1338
1424
31
磨煤机投运台数
台
3
3
3
2
2
2
2
2
3
4
32
炉膛（下炉膛）出口烟温
℃
1350
1349
1360
1315
1255
1230
1151
1090
1317
1329
33
后屏过热器进口烟温
℃
1167
1159
1158
1099
1067
1006
967
892
1142
1153
34
屏式再热器进口烟温（炉膛出口）
℃
1063
1054
1051
994
963
898
864
789
1039
1052
35
高温再热器进口烟温
℃
935
927
921
866
839
772
748
679
914
927
36
高温过热器进口烟温
℃
822
814
808
759
738
677
661
603
805
817
37
低过水平段进口烟温
℃
681
675
669
634
617
572
558
514
669
679
38
省煤器进口烟温
℃
426
423
422
411
397
389
364
337
423
426
39
预热器进口烟温
℃
359
357
354
338
329
310
296
267
329
361
40
锅炉排烟温度（未修正）
℃
133
132
131
118
116
112
109
103
121
136
41
锅炉排烟温度（修正后）
℃
127
126
124
111
108
103
101
93
116
129
42
计算锅炉效率（低位热值）
%
93.90
93.93
93.98
93.71
94.13
93.46
93.63
93.26
94.44
93.60
43
锅炉燃煤量
t/h
131.6
127.1
122.4
92.9
93.4
64.4
65.0
45.5
125.7
145.0
2锅炉总体及系统
2.1锅炉总体简介
本锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环、单炉膛、平衡通风，摆动燃烧器四角切圆燃烧，固态排渣，全钢构架。
紧身封闭。
制粉系统采用正压直吹式制粉系统，配置五台中速磨，固态排渣。
锅炉总体布置见图炉膛宽14022mm，深13640mm，炉顶标高61000mm，锅筒中心线标高65500mm，炉顶大板梁底标高71250mm。
锅炉炉顶采用大罩壳热密封结构。
炉膛由Φ60×7膜式水冷壁组成，炉底冷灰斗角度55o，炉底密封采用水封结构，炉膛上部布置了分隔屏、后屏及屏式再热器，前墙及两侧墙前部均设有墙式辐射再热器，炉底下集箱标高为6500mm。
水平烟道深度为6528mm，由旁路过热器部分和后烟井延伸部分组成，内部布置有末级再热器和末级过热器。
后烟井深度10260mm，后烟井内设有低温过热器和省煤器。
二台回转式空气预热器直接布置在后烟井下方。
本锅炉采用正压直吹式制粉系统，配置五台中速磨，燃烧器四角布置，切圆燃烧方式。
最上排燃烧器喷口中心线标高27200mm，距分隔屏屏底距离20200mm，最下排燃烧器喷口中心标高21100mm，至冷灰斗转角距离为5068mm，每角燃烧器风箱中设有三层启动及助燃油枪。
锅炉钢架为全钢架，高强度螺栓连接，整台锅炉共设置19层平台，其中6层刚性平台，为便于操作，个别地方还设置了局部平台。
除渣斗装置及预热器外，锅炉所有重量都悬吊在炉顶钢架上。
过热器的汽温调节主要采用喷水调节，再热器的汽温调节主要采用燃烧器摆动及过量空气系数调节，在再热器进口管道上装有事故喷水装置。
本锅炉设有容量为5%MCR的启动旁路系统。
锅炉设置了膨胀中心，运行时整台锅炉以膨胀中心为原点进行膨胀，锅炉垂直方向上的膨胀零点设在炉顶大罩壳顶部，锅炉深度和宽度方向上的膨胀零点设在炉膛中心，在炉膛高度方向设有三层导向装置，以控制锅炉受热面的膨胀方向和传递锅炉水平载荷。
炉膛及后烟井四周设有绕带式刚性梁，以承受正、负两个方向的压力，炉膛部分布置了18层刚性梁，后烟井布置16层刚性梁，刚性梁最大间距为4200mm。
炉膛底部出渣为固态连续排渣。
采用刮板捞渣机排渣。
，锅炉本体供货至下集箱水封插板，渣斗及刮板捞渣设备由用户自理。
炉膛部分布置有70只墙式吹灰器，炉膛上部及对流烟道区域内布置50只长行程伸缩式吹灰器，每台预热器烟气进口端布置一只伸缩式吹灰器，运行时所有吹灰器均实现过程控制。
锅炉本体部分共配有10只弹簧安全阀，分别布置在锅筒上3只安全阀，过热器出口2只安全阀，为减少安全阀起跳次数，在过热器出口还装有1只动力泄放阀。
再热器进口管道2只安全阀及再热器出口管道布置3只安全阀。
此外，锅炉还配有炉膛火焰电视摄像装置、锅筒水位计及水位电视摄像装置、炉管泄漏自动报警装置（用户自理）及炉膛出口烟温探针等安全保护装置。
2.2汽水系统
2.2.1给水和水循环系统
给水由锅炉左侧单路经过止回阀和电动闸阀后进入省煤器进口集箱，流经省煤器管组、中间连接集箱和悬吊管，然后汇合在省煤器出口集箱，再由3根Φ219×25的锅筒给水管道从省煤器出口集箱引入锅筒。
为了改善锅炉启动过程中省煤器工作条件，在锅筒和省煤器进口集箱之间设置了一路省煤器再循环管，管路上有2只电动截止阀，当锅炉建立了一定的给水量时，即可切断此阀。
再循环管容量按5%BMCR设计。
锅炉的汽水循环系统包括锅筒（Φ内径1743×135），四根大直径下降管（Φ533.4×50），炉膛水冷壁管引入管，水冷壁管和水冷壁管引出管。
来自省煤器的未沸腾水在沿着锅筒长度布置的给水分配管中分4路分别注入4根大直径下降管座，给水直接在下降管中与炉水混合，以避免给水与锅筒壁接触，改善了该管接头的应力条件，减少了锅筒内外壁和上下壁的温差，利于锅炉的启动和停炉。
在4根下降管的下端各设有一分配器，与92根水冷壁引入管相连接，引入管把欠焓水送入水冷壁的四周下集箱。
水冷壁由698根直径Φ60的管子组成，按受热情况和几何形状划分成32个循环回路。
在炉膛四角处的水冷壁管子设计成切角，以满足四角切园燃烧工况，同时为改善四角水冷壁回路的受热工况，提高该部份循环回路的稳定性，并利用切角管子设计成燃烧器的水冷套保证燃烧器喷口免于烧坏。
工质随着膜式水冷壁向上流动而不断被加热，逐渐形成汽水混合物。
汽水混合物经104根汽水引出管引入锅筒，在锅筒内藉轴流式旋风分离器和立式波形板使汽水得到良好的分离，分离后的水份再次进入下降管，干蒸汽则被18根连接管引入炉顶过热器进口集箱。
水冷壁四周下集箱设有邻炉加热装置，锅炉在点火前，邻炉加热蒸汽分4路进入32只水冷壁下集箱，以加快锅炉启动速度。
为确保循环系统的安全可靠，设计中充分考虑了运行时可能出现的不正常工况，在选择各循环系统的参数和结构尺寸时，以安全可靠为原则。
前墙和二侧墙水冷壁的中部,后墙水冷壁的几乎全部采用了内螺纹管,大大提高了防止产生膜态沸腾的安全裕度。
循环倍率合理，循环流速较高，水循环稳定可靠。
由于在亚临界压力下蒸发管在炉室高热负荷区域存在产生膜态沸腾的可能性，因此在设计循环系统时如何避免产生膜态沸腾是必须考虑的问题。
本锅炉水冷壁由于循环系统的合理设计，即使本锅炉全部采用光管水冷壁，在最高热负荷区域的实际重量含汽率离临界含汽率仍有一定的安全裕度，在本设计中采用了足够高度的内螺纹管，把最高热负荷区的临界含
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