最新燃气角管锅炉设计方案说明书Word文件下载.docx
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天然气
表2燃料特性（应用基成份）
燃料容积百分数
H2
%
设计燃料数据
0.08
N2
0.76
CO2
0.52
H2S
0.03
CH4
97.42
C2H6
0.94
C3H8
0.16
C4H10
C2H4
0.06
低位发热量
Qxr
kJ/Nm3
35600.009
2.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Ф60×
4的管子和20×
4的扁钢通过专用设备焊接而成，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Ф42×
4的管子组成，旗式受热面布置在烟道后墙，后墙竖管采用Ф60×
4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：
DN125SIEMENS电磁阀门组（含内置式稳压阀）；
1.3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Ⅰ4左侧墙水冷壁Ⅰ
5右侧墙水冷壁Ⅱ6左侧墙水冷壁Ⅱ7右侧墙水冷壁Ⅲ8左侧墙水冷壁Ⅲ
9炉膛前墙水冷壁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Ⅰ5左侧墙水冷壁Ⅰ
6右侧墙水冷壁Ⅱ7左侧墙水冷壁Ⅱ8右侧墙水冷壁Ⅲ9左侧墙水冷壁Ⅲ
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：
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
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/L
PH（25℃）≥7
含油量≤2mg/L
溶解氧≤0.1mg/L
循环水：
PH（25℃）10∽12
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
表热力计算结果
参数
锅炉供热量
水流量
412
锅炉工作压力
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/h
3165.64
锅炉辐射/对流受热面积
m2
145/521
炉膛容积热负荷
kW/m3
282.18
烟道阻力
Pa
791.06
锅炉水侧阻力
0.121
锅炉深度
mm
6900
锅炉宽度
2820
89
95.78
3061.89
145/1082（本体521）
27.2.93
1449.82
0.127
4.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
方案一
布置方式
四管圈，顺列，逆流
烟道截面高度
m
1.48
烟道截面宽度
1.85
烟道纵向长度
2.6（管箱2.21m）
有效受热面积
561.66
管子直径
42
管子厚度
4
翅片宽
翅片高
95
翅片厚度
2.5
小缝宽度
13
翅片间距
12.7
横向节距
101.6
横向相对节距
2.42
纵向节距
92
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
结果
锅炉总烟气量
m3/s
9.9
烟气进口温度
烟气进口焓
KJ/m3
2556.84
烟气出口温度
烟气出口焓
1423.15
工质流量
206.23
工质进口压力
Mpa
1.8
工质进口温度
工质进口焓
KJ/kg
294.46
工质出口压力
1.79
工质出口温度
74
工质出口焓
324.58
烟气平均流速
m/s
11.21
工质平均流速
1.08
烟气冷却器换热面积
烟气冷却器换热量
Kw
1134
烟气侧阻力
pa
701.5
工质侧阻力
0.0074
（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
原系统
节约天然气（与光管相比）
103.75
年运行时间
h
4320（半年）
年节约天然气量
m3/a
448200
单位天然气价（新疆政府指导价）
元/m3
1.37
节约天然气效益
万元
61.4034
2）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
烟道横向长度
烟道横向高度
烟气冷却器纵向长度
翅片管总重量
t
9.31
联箱规格（直径×
厚度）
273×
10
联箱高度
2
联箱总重（×
4）
支撑板总重
1.099
外墙重量
0.921
烟气冷却器总重量
11.85
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
4）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
2.04
1.78
61.4
13.63
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
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