SS4981 锅炉产品说明书.docx
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SS4981锅炉产品说明书
Q1594/534.7-195（39.7）-5.8（0.58）/516（256）
锅炉产品说明书
SS498-1
编制：
校对：
标检：
审核：
审批：
武汉锅炉股份有限公司
二OO七年二月
目录
1、前言
1.1、燃气－蒸汽联合循环发电介绍
1.2、原理及应用
2、概述
3、设计条件
3.1、气象
3.1.1、环境空气温度
3.1.2、相对湿度及水气压
3.1.3、降雨量
3.1.4、蒸发量
3.1.5、雷暴
3.1.6、地面风力
3.1.7、工程地质和地震
3.1.8、燃料
3.1.9、烟气成分
3.1.10、机组/余热锅炉年运行方式
4、余热锅炉的保证值
5、余热锅炉总体结构
5.1、余热锅炉岛系统介绍
5.2、余热锅炉介绍
5.3、余热锅炉的烟气流程
5.4、余热锅炉的汽水流程
6、余热锅炉结构
6.1、高压系统
6.1.1、高压系统说明
6.1.2、高压系统主要部件说明
6.1.3、高压系统各受热面的结构参数
6.2、中压系统
6.2.1、中压系统说明
6.2.2、中压系统主要部件说明
6.2.3、中压系统各受热面的结构参数
6.3、再热系统
6.3.1、再热系统说明
6.4、预热器/低压系统
6.4.1、预热器/低压系统说明
6.4.2、预热器/低压系统主要部件说明
6.4.3、预热器/低压系统各受热面的结构参数
6.5、烟气系统
6.5.1、烟气系统说明
6.5.2、烟气系统主要部件说明
6.5.3、锅炉烟道的结构说明
6.6、锅炉构架
6.7、平台扶梯
6.8、余热锅炉的保温
6.9、锅炉管道及附件
6.10、汽水测点布置
6.11、汽水系统容积
1、前言
1.1、燃气－蒸汽联合循环发电介绍
燃气－蒸汽联合循环发电是当今世界上发展极为迅速的一种高效、低污染发电技术，它已经成为发达国家新建热力发电厂的首选系统。
经过近三十年的研究和不断改进，燃气－蒸汽联合循环发电不仅在效率上超过蒸汽发电效率，而且在众多方面均体现出明显的优势。
它已经成为全世界公认的具有发电效率高，调峰能力强，单位功率投资少，建设周期短，占地面积小，污染程度低的新一代发电设备。
1.2、原理及应用
燃气－蒸汽联合循环发电系统是由燃气轮机发电系统和锅炉蒸汽轮机发电系统所组成。
众所周知，锅炉蒸汽轮机发电是利用高、低压过热蒸汽在汽轮机中作功转换成机械能，完成朗肯循环过程。
燃气轮机发电系统是燃气在燃气轮机中经绝热膨胀作功的过程，这种热力循环称为布雷顿循环，它是由压气机将空气加压进入燃烧室，燃料燃烧后在燃气轮机中膨胀作功，燃气轮机将高温、高压燃气的能量转换成机械能。
然后将温度降至500℃左右的燃气排入余热锅炉，利用余热锅炉来回收燃气排放的余热。
人们充分利用这两种热力循环的特点，把它们结合在一起，组成“联合循环”，使其具有较高的吸热平均温度和较低的放热平均温度，为提高电站热效率开辟了一条新途径，这是人类发电事业上继发明蒸汽轮机发电后技术上的又一突破。
现在燃气轮机正朝着大功率、高燃烧温度发展。
联合循环采用三压再热循环（或双压无再热循环）机组，具有更高的机组效率和可靠性。
燃气－蒸汽联合循环已经成为世界上火电建设的重要组成部分。
2、概述
湖北华电武昌热电有限公司建设2套200MW级的高效双轴联合循环发电机组。
我公司为湖北华电武昌热电有限公司一期工程提供1套9E级燃机配套的余热锅炉。
我公司提供余热锅炉为双压、无补燃、卧式自然循环锅炉。
该余热锅炉是在总结本公司及其技术支持方荷兰NEM公司余热锅炉设计制造的丰富经验而作出的。
该余热锅炉在设计中采用NEM公司的典型炉型，同时采用运行可靠的结构，能满足用户的各种技术要求。
该余热锅炉技术先进，结构合理，具有良好的负荷响应速度，能快速起动，能适应燃气轮机负荷变化，能满足燃气轮机快速启停的要求，适应调峰要求。
锅炉运行、维修、操作方便，性能稳定，安全可靠，具有较高的可用率和热效率，可确保联合循环发电机组长期安全、可靠、高效、经济运行。
3、设计条件
3.1、气象要素统计
汉口站气象要素统计表
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
最高气温（℃）
24.2
26.9
30.4
33.5
36.1
37.8
39.3
39.6
37.6
34.4
30.4
23.3
39.6
最低气温（℃）
-18.1
-14.8
-5
-0.3
7.2
13
17.3
17.5
10.1
1.3
-7.1
-10.1
-18.1
平均气温（℃）
3.5
5.7
10.4
16.8
22.2
26.3
29.4
28.9
24.0
18.0
11.6
5.8
16.9
最高气压（hpa）
1046.3
1039.3
1036.9
1039.3
1022.5
1013.7
1008.7
1012.9
1026.1
1032.8
1042.2
1044.6
1046.3
最低气压（hpa）
1005.1
995.2
993.4
991.7
992.4
989.6
990.4
985.4
993.3
1000.5
1005.3
1006.4
985.4
平均气压（hpa）
1024.2
1021.6
1017.3
1011.7
1007.3
1002.6
1000.2
1002.7
1010.0
1017.0
1021.6
1024.5
1013.5
最小相对湿度（%）
6
12
11
15
16
20
32
16
12
9
7
8
6
平均相对湿度（%）
76.1
77.1
79.1
79.7
78.0
78.8
78.5
78.5
76.9
77.2
76.4
75.0
77.4
平均降水量（mm）
35.8
60.8
99.4
142.1
160.6
219.1
185.6
118.5
76.9
76.1
54.4
31.1
1265.9
最大风速（m/s）
26.9
26.4
27.9
24.1
27.9
25.7
27.8
24.2
19.6
22.8
21.3
23.2
27.9
平均风速（m/s）
2.1
2.2
2.4
2.3
2.2
2.1
2.4
2.2
2.1
1.9
2.1
2.0
2.2
注：
除极大风速为1951-1980年资料外，其它均为1951-2003年资料。
3.2、风速
根据汉口气象站1955年-2003年风速资料，用P-Ⅲ型频率曲线计算得50年一遇和30年一遇10m高10分钟平均最大风速分别为20.7m/s、19.5m/s。
另从“全国基本风压分布图”查得武汉30年一遇风压为0.3kN/m2，相应风速为21.91m/s。
建议30年一遇10m高10分钟平均最大风速采用21.91m/s。
3.3、湿球温度
根据汉口气象站最新资料，无2001年—2003年湿球温度。
1996年—2000年炎热季节（6-8月）10%的日平均湿球温度为27.4℃。
其相对应的日平均干球温度、相对湿度、平均气压和平均风速见表2.4-2。
表2.4-210%的湿球温度对应的气象条件
项目
时间
日平均干球
温度（℃）
相对湿度
（%）
平均气压
（hPa）
平均风速
（m/s）
1996.8.6
31.6
72
997.2
1.0
1997.8.5
30.6
78
998.5
0.8
1997.7.18
30.2
80
1002.9
0.8
1998.8.4
31.7
72
1001.6
1.3
2000.7.16
34.7
57
999.2
1.5
2000.8.13
30.1
81
1000.2
1.3
3.4、其他气象要素及特征值
武汉气象特征值如下：
年最大降雨量：
2057.9mm（1954年）
年最小降雨量：
730.4mm（1966年）
最大日降雨量：
332.6mm（1956年8月9日）
年平均蒸发量：
1444.7mm
最大积雪深度：
22cm（1984年1月18日）
年平均雷暴日数：
37.4d
年平均冰雹日数：
0.2d
年平均雾日数：
19.6d
最大冻土深度：
10cm
3.5、厂区地震
根据《建筑抗震设计规范》，武汉市抗震设防烈度为6度，根据《中国地震动峰值加速度区划图》，本区地震动峰值加速度值为0.05g，根据《中国地震动反应谱特征周期区划图》，本区地震动反应谱特征周期为0.35s。
建筑的场地类别为Ⅲ类。
3.6、燃料
天然气成分及参数
CH4
96.00886%
C2H6
0.4905%
C3H8
0.09653%
异C4H10
0.00273%
正C4H10
0.00367%
C5H12
0
C6H14
0
N2
1.17593%
CO2
2.22156%
H2S
0.00052%
H2O
0.002941%
H2S（摩尔百分比）极限值
10mg/Nm3
3.7、烟气成分
燃气轮机出口烟气参数及成份见下表：
项目
单位
ISO工况
现场工况
性能保证工况
夏季工况
负荷
%
100
100
100
100
大气条件
环境温度
℃
15.0
17
3.5
29.4
相对湿度
%
60.0
77
76
79
大气压力
hPa
1013
1001.35
1024.2
1000.0
HRSG进口
排气流量
103kg/h
1502.8
1488.7
1593.9
1386.6
排气温度
℃
545
546.7
534.7
556.1
排气压力
kPa
104.7
104.7
105.9
102.9
排气焓
kJ/kg
烟气成分
氩
%
0.9
0.88
0.9
0.88
氮
%
74.85
74.5
75.15
73.21
氧
%
13.74
13.65
13.76
13.37
二氧化碳
%
3.24
3.24
3.27
3.2
水
%
7.28
7.73
6.92
9.35
3.8、除盐水
除盐水水质满足下列水质标准：
序号
项目
单位
数据
1
总硬度
mol/L
0
2
二氧化硅
g/L
≤20
3
电导率
（25℃）S/cm
≤0.30
3.9预期的机组年运行方式
3.9.1机组启动次数
启动方式
每年启动次数
寿命期启动
总次数（按30年寿命计算）
冷态启动（停机时间>72小时）
5
150
温态启动（停机时间>10小时，但≦72小时）
180
5400
热态启动（停机时间≦10小时）
80
2400
极热态启动（停机时间≦1小时）
4
120
总计
269
8070
3.9.2机组运行时间
机组年运行小时数为4015小时，年设备利用小时数3800小时。
4、余热锅炉的保证值
在机岛设备供货商联合循环机组出力和热耗保证工况（100%燃机保证工况）条件下，余热锅炉额定工况时的蒸汽参数保证值为：
a.高压主蒸汽出力：
高压过热器减温器出口蒸汽流量：
195t/h
高压过热器减温器出口蒸汽压力为：
5.72MPa.a
高压过热器减温器出口蒸汽温度：
516℃
b.低压主蒸汽参数：
过热蒸汽流量：
39.7t/h（低压过热器出口）
过热蒸汽压力：
0.579MPa.a（低压过热器出口）
过热蒸汽温度：
256℃（低压过热器出口）
5、余热锅炉总体结构
5.1、余热锅炉岛系统介绍
燃气－蒸汽联合循环电厂的主要设备为带发电机的燃气轮机，余热锅炉和带发电机的汽轮机。
余热锅炉为电厂不可分割的一部分。
余热锅炉位于燃气轮机的下游，利用燃气轮机排放烟气的热量来产生蒸汽。
每台余热锅炉都与其上游的燃气轮机一起运行并产生蒸汽，然后再去驱动一台汽轮机和发电机。
联合循环电厂的高压和再热或低压蒸汽管路都设有蒸汽轮机旁路，以满足起动、关闭和紧急情况的需要。
各个旁路用来排放余热锅炉所产生的最大蒸汽量。
每套余热锅炉配备100％容量的高压给水泵2台。
1台运行，1台备用。
当1台运行的给水泵故障时，备用泵自动启动。
从集中控制室中，启停锅炉给水泵。
余热锅炉按每日启、停设计。
余热锅炉设计为全自动起动和停机。
本余热锅炉系统的高压给水泵为液力耦合调速泵。
5.2、余热锅炉介绍
我公司的余热锅炉采用荷兰NEM公司设计的双压（高压作为主蒸汽，低压作为除氧器加热蒸汽和汽轮机低压缸进汽）、无补燃、自然循环、卧式余热锅炉。
余热锅炉为卧式自然循环型，在两个压力等级下运行。
该余热锅炉所有受热面管子竖直布置，烟气为水平流动，受热面内的水和蒸汽的流动都是由自然循环来完成的。
烟气由进口烟道进入依次冲刷各级受热面，最后从出口烟道和烟囱排出。
余热锅炉及其辅助设备为室外布置。
我公司提供轻型屋顶和防雷措施，保护设备和工作人员，免受雨水侵袭。
余热锅炉采用标准单元模块结构，由垂直布置的错列螺旋翅片管和上、下两个集箱组成管屏，各级受热面管屏尺寸基本相似。
该结构适应能力强，便于布置受热面，检修方便，烟气压降小，能彻底疏、排水。
模块由多个管屏组成。
管屏由一个顶部和底部集箱组成，集箱之间带有二排或三排管子。
分配（入口）联管箱或收集（出口）联管箱可以是顶部联管箱，也可以是底部集箱。
管屏彼此相对放置，这样可避免模块外面的烟气流动被短路。
模块中的管子放在一起，模块之间没有接近的通道。
模块由具有不同功能，甚至不同压力等级的管屏组成。
模块每隔一定高度周围采用型钢来加固整个模块，提高其刚性。
锅炉钢结构采用全钢高强螺栓连接结构。
除锅炉烟道和烟囱外，所有锅炉的受压部件全部悬吊在炉顶钢架上。
锅炉采用全密封结构，水平烟道的顶部和底部均采用大罩壳密封结构，以提高锅炉整体密封性和经济性。
5.3、余热锅炉的烟气流程
烟气从燃气轮机排出，经进口烟道进入过渡烟道，然后进入锅炉本体，依次水平横向冲刷模块I、模块II和模块III，最后经出口烟道及烟囱排空。
模块I包括：
高压过热器4级（SUPHHP4）、高压过热器3级（SUPHHP3）、高压过热器2级（SUPHHP2）、高压过热器1级（SUPHHP1）、高压蒸发器2级（EVAPHP2）。
模块II包括：
高压蒸发器1级（EVAPHP1）、高压省煤器4级（ECONHP4）、高压省煤器3级（ECONHP3）、低压过热器（SUPHLP）、高压省煤器2级（ECONHP2）、高压省煤器1级（ECONHP1）。
模块III包括：
低压蒸发器（EVAPLP）、低压省煤器3级（ECONLP3）、低压省煤器2级（ECONLP2）、低压省煤器1级（ECONLP1）。
5.4、余热锅炉的汽水流程
余热锅炉分为两个压力等级，各有自己的压力水平。
其汽水流程按压力等级区分如下：
高压系统：
给水泵把来自整体式除氧器的给水送入高压省煤器1级（ECONHP1）、高压省煤器2级（ECONHP2）、高压省煤器3级（ECONHP3）和高压省煤器4级（ECONHP4）加热后，进入高压锅筒。
进入高压锅筒的给水，由下降管引入高压蒸发器1级（EVAPHP1）和高压蒸发器2级（EVAPHP2），蒸发吸热后上升进入高压锅筒进行汽水分离，分离后饱和水回下降管。
高压饱和蒸汽由高压锅筒上部引出，进入高压过热器1级（SUPHHP1）和高压过热器2级（SUPHHP2）和高压过热器3级（SUPHHP3），经过减温器后，进入高压过热器4级（SUPHHP4），然后作为高压过热蒸汽被送到汽轮机的高压缸去作功。
低压系统：
来自冷凝器的冷凝水经过低压省煤器1级（ECONLP1）、低压省煤器2级（ECONLP2）和低压省煤器3级（ECONLP3）加热后，进入整体式除氧器。
低压锅筒（水箱）的水，一部分由下降管引入低压蒸发器（EVAPLP），蒸发吸热后上升进入低压锅筒进行汽水分离，分离后饱和水回下降管，一部分经高压给水泵进入高压系统。
低压饱和蒸汽由低压锅筒上部引出，进入低压过热器（SUPHLP）吸热，然后被送入汽轮机低压缸去作功。
6、余热锅炉结构
6.1、高压系统
6.1.1、高压系统说明
高压系统的目的：
是依靠来自燃气轮机进入余热锅炉的烟气热量对水进行加热，将水转化成高压蒸汽并使之过热。
给水由给水泵供给，经过高压省煤器，进入高压锅筒。
介质依靠自然循环从高压锅筒进入高压蒸发器中。
在此，一部分水蒸发，形成的汽水混合物返回高压锅筒，并在高压锅筒中分离。
饱和蒸汽从高压锅筒流向高压过热器，过热蒸汽经过高压主蒸汽管道离开余热锅炉，进入蒸汽轮机。
过热蒸汽温度通过喷水减温器进行调节。
减温器的目的是对蒸汽进行冷却，从而控制蒸汽的温度。
减温器由喷嘴、混合衬管和外筒体构成，水在调节阀的控制下由喷嘴喷入，由于水的蒸发而吸收了热量，使得蒸汽温度得到控制。
用于调节温度的水来自高压给水管路。
在高压过热蒸汽系统中，布置有一级减温器，位于高压过热器3级（SUPHHP3）和高压过热器4级（SUPHHP4）之间。
6.1.2、高压系统主要部件说明
a.高压省煤器
低压汽包中的低压饱和水通过高压给水泵增压后变为不饱和水送入高压省煤器中。
在高压省煤器中，给水被加热到接近饱和温度。
高压省煤器共分4级（按烟气流向）：
高压省煤器4级（ECONHP4）、高压省煤器3级（ECONHP3）、高压省煤器2级（ECONHP2）、高压省煤器1级（ECONHP1）。
b.高压锅筒
来自高压省煤器的给水由给水分配管在高压锅筒中均匀地分配。
锅炉给水经过下降管离开高压锅筒到达高压蒸发器。
来自高压蒸发器的汽水混合物进入高压锅筒，首先进入一级挡板分离器，蒸汽和水在这里进行一次分离，然后蒸汽再经过丝网分离器进行二次分离，最后形成饱和蒸汽离开高压锅筒。
高压锅筒有一定的水容积，以便在给水供应中断期间，在一定时间内产生蒸汽。
在启动阶段时，高压锅筒能够容纳高压蒸发器中水的膨胀。
高压锅筒的材料为SA516Gr70，外径Φ2670mm，壁厚85mm，筒体直段长度9810mm，总长约为12500mm。
高压锅筒的制造采用大型卷板机卷制筒身，纵向焊缝采用窄间隙焊，为国内外生产锅筒的最佳工艺，提高了锅筒制造质量。
高压锅筒具有足够的容积，装有一次挡板分离器，钢丝网分离器二次分离元件等。
高压锅筒的运行正常水位为锅筒中心线下50mm，其报警水位如下（相对于正常水位而言）：
高一值（H）：
+75mm，高二值（HH）：
+125mm，高三值（HHH）：
+175mm
低一值（L）：
-75mm，低二值（LL）：
-925mm，低三值（LLL）：
-1000mm
高压锅筒的启动水位为正常水位下950mm。
高压锅筒上装有供充氮、热工保护、加药、连排、炉水取样、安全阀等管座。
c.高压蒸发器
水由高压锅筒通过两个下降管送入高压蒸发器并被部分蒸发，汽水混合物返回到高压锅筒中。
循环的动力是：
下降管内的水与蒸发器上升管内的汽水混合物的密度差。
高压蒸发器共分2级（按烟气流向）：
高压蒸发器2级（EVAPHP2）、高压蒸发器1级（EVAPHP1）。
c.高压过热器
饱和蒸汽由高压锅筒被送入高压过热器，其温度进一步提高，成为高压过热蒸汽，然后被送入汽轮机。
高压过热器分为4级（按烟气流向）：
高压过热器4级（SUPHHP4）、高压过热器3级（SUPHHP3）、高压过热器2级（SUPHHP2）、高压过热器1级（SUPHHP1）。
6.1.3、高压系统各受热面的结构参数
名称
布置形式
管子规格
管子材料
翅片形式
翅片材料
高压过热器4级
（SUPHHP4）
错列
Φ38x2.6
SA-213T22
圆片形
T409
高压过热器3级
（SUPHHP3）
错列
Φ38x2.9
SA-213T22
圆片形
T409
高压过热器2级
（SUPHHP2）
错列
Φ38x2.6
SA-213T22
圆片形
T409
高压过热器1级
（SUPHHP1）
错列
Φ38x2.6
SA-213T11
圆片形
T409
高压蒸发器2级
（EVAPHP2）
错列
Φ31.8x2.6
SA-210A1
锯齿形
碳钢
高压蒸发器1级
（EVAPHP1）
错列
Φ31.8x2.6
SA-210A1
锯齿形
碳钢
高压省煤器4级
（ECONHP4）
错列
Φ31.8x2.6
SA-210A1
锯齿形
碳钢
高压省煤器3级
（ECONHP3）
错列
Φ31.8x2.6
SA-210A1
锯齿形
碳钢
高压省煤器2级
（ECONHP2）
错列
Φ31.8x2.6
SA-210A1
锯齿形
碳钢
高压省煤器1级
（ECONHP1）
错列
Φ31.8x2.6
SA-210A1
锯齿形
碳钢
6.2、低压系统
6.2.1、低压系统说明
低压系统的目的：
是依靠来自燃气轮机进入余热锅炉的烟气热量对水进行加热，将水转化成低压蒸汽并使之过热。
来自冷凝器的冷凝水，经过低压省煤器，进入低压锅筒（整体式除氧器）。
介质依靠自然循环从低压锅筒进入低压蒸发器中。
在此，一部分水蒸发，形成的汽水混合物返回低压锅筒，并在低压锅筒中分离。
饱和蒸汽从低压锅筒流向低压过热器，过热蒸汽经过低压蒸汽管道离开余热锅炉，进入蒸汽轮机。
6.4.2、低压系统主要部件说明
a.低压省煤器
来自冷凝器的冷凝水在低压省煤器内被加热到接近于饱和温度，然后被送入低压锅筒。
低压省煤器共分3级（按烟气流向）：
低压预热器3级（ECONLP3）、低压预热器2级（ECONLP2）、低压预热器1级（ECONLP1）。
在低压省煤器进出口之间设置有锅炉给水再循环系统和旁路调节系统。
再循环系统目的是提高省煤器进口水温避免省煤器产生低温腐蚀，旁路系统目的是调节省煤器出口温度。
b.低压锅筒（整体式除氧器）
来自低压省煤器的给水首先进入除氧器通过低压系统自产饱和蒸汽除氧然后进入低压汽包（水箱）。
锅炉给水经过下降管离开低压锅筒到达低压蒸发器。
来自低压蒸发器的汽水混合物进入低压锅筒，经过分离挡板，蒸汽和水在这里分离，饱和蒸汽一部分离开低压锅筒进入低压过热器，一部分去除氧器除氧，分离下来的饱和水和补给水一起继续在蒸发器中循环。
低压锅筒有一定的水容积，以便在给水供应中断期间，在一定时间内产生蒸汽。
在启动阶段时，低压锅筒能够容纳低压蒸发器中水的膨胀。
低压锅筒的材料为SA516Gr.70，外径Φ3250mm，壁厚25mm，筒体直段长度10300mm，总长约为11950mm。
低压锅筒的制造采用大型卷板机卷制筒身，纵向焊缝采用窄间隙焊，为国内外生产锅筒的最佳工艺，提高了锅筒制造质量。
低压锅筒具有足够的容积，装有挡板分离
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