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300MW锅炉说明书
甘井子热电项目2×300MW亚临界供热机组
HG-1035/17.5-HM35锅炉
锅炉说明书
哈尔滨锅炉厂有限责任公司
2009.10
甘井子热电项目2×300MW亚临界供热机组
HG-1035/17.5-HM35型
锅炉说明书
第Ⅰ卷锅炉本体和构架
编号:
F0310BT001E321
编制:
校对
审核:
审定:
批准:
哈尔滨锅炉厂有限责任公司
二OO九年十月
一、锅炉设计主要参数及运行条件…………………………………………………………………………………………………1
1、锅炉容量及主要参数………………………………………………………………………………………………………………1
2、设计依据………………………………………………………………………………………………………………………………………2
3、电厂自然条件………………………………………………………………………………………………………………………………4
4、主要设计特点………………………………………………………………………………………………………………………………4
5、锅炉性能计算数据表…………………………………………………………………………………………………………………7
二、主要配套设备规范……………………………………………………………………………………………………………………8
三、受压部件………………………………………………………………………………………………………………………………………8
1、给水和水循环系统………………………………………………………………………………………………………………8
2、锅筒………………………………………………………………………………………………………………………………………………9
3、锅筒内部装置及水位值………………………………………………………………………………………………9
4、省煤器………………………………………………………………………………………………………………………………………9
5、过热器和再热器………………………………………………………………………………………………………………10
6、减温器……………………………………………………………………………………………………………………………………14
7、水冷炉膛……………………………………………………………………………………………………………………………15
四、门孔、吹灰孔、仪表测点孔………………………………………………………………………………………………………18
五、锅炉膨胀系统………………………………………………………………………………………………………………………………19
六、锅炉对控制要求…………………………………………………………………………………………………………………………20
七、锅炉性能设计曲线………………………………………………………………………………………………………………………21
八、锅炉构架说明……………………………………………………………………………………………………………………………22
九、附图目录………………………………………………………………………………………………………………………………………23
一.锅炉设计主要参数及运行条件
大连甘井子2×300MW工程的锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，采用平衡通风、四角切圆燃烧方式，设计燃料为褐煤。
锅炉以最大连续负荷（即BMCR工况）为设计参数，在机组电负荷为335.343MW时锅炉的最大连续蒸发量为1035.0t/h；机组电负荷为300MW（TRL工况）时锅炉的额定蒸发量为960.0t/h。
1.锅炉容量及主要参数
2.
1.1BMCR工况
过热蒸汽流量t/h1035
过热蒸汽出口压力MPa.g17.50
过热蒸汽出口温度℃540
再热蒸汽流量t/h846.8
再热蒸汽进口压力MPa.g3.996
再热蒸汽出口压力MPa.g3.526
再热蒸汽进口温度℃333.5
再热蒸汽出口温度℃540
给水温度℃282.8
锅炉设计压力MPa.g19.95
再热器设计压力MPa.g4.476
1.2额定工况（TRL工况）
过热蒸汽流量t/h960
过热蒸汽出口压力MPa.g17.37
过热蒸汽出口温度℃540
再热蒸汽流量t/h784.7
再热蒸汽进口压力MPa.g3.693
再热蒸汽出口压力MPa.g3.526
再热蒸汽进口温度℃325.3
再热蒸汽出口温度℃540
给水温度℃277.7
2.设计依据
2.1燃料
设计煤种和校核煤种都为褐煤
项目
符号
单位
设计煤质
校核煤质
元
素
分
析
收到基碳
Car
%
40.25
35.23
收到基氢
Har
%
3.28
2.69
收到基氧
Oar
%
9.74
8.65
收到基氮
Nar
%
0.71
0.63
收到基硫
Sar
%
0.43
0.68
工
业
分
析
收到基灰分
Aar
%
15.99
19.12
收到基水分
Mt
%
29.6
33
空气干燥基水分
Mad
%
14.2
15
干燥无灰基挥发分
Vdaf
%
47.97
46.91
收到基低位发热量
Qnet，ar
kJ/kg
14510
12570
哈氏可磨系数
HGI
—
50
50
灰
熔
点
变形温度
DT
℃
1290
1230
软化温度
ST
℃
1340
1260
流动温度
FT
℃
1380
1320
灰
分
析
二氧化硅
SIO2
%
56.87
58.61
三氧化二铝
AL2O3
%
27.93
22.87
三氧化二铁
Fe2O3
%
2.07
3.01
氧化钙
CaO
%
3.73
6.53
氧化镁
MgO
%
1.09
0.92
氧化钾
K2O
%
1.27
1.29
氧化纳
Na2O
%
0.64
0.49
三氧化硫
SO3
%
3.72
3.89
二氧化钛
TiO2
%
0.68
0.96
二氧化锰
MnO2
%
0.09
0.061
2.2点火及助燃用油
2.3
点火及助燃用燃料为0号轻柴油，点火及助燃用油质分析如下：
油种
#0轻柴油
恩氏粘度〔20℃时〕
1.2～1.670E
灰份Ay
≤0.025%
水份Wy
痕迹
硫份Sy
<0.2%
机械杂质
无
凝固点
不高于0℃
开口闪点
不低于62～68℃
比重
0.84t/m3
低位发热值QyDW
41031～41870kJ/kg
2.3锅炉给水及蒸汽品质（根据锅炉技术协议）
2.3.1锅炉给水质量标准
总硬度～0μmol/l
溶解氧≤7μg/l
铁≤20μg/l
铜≤5μg/l
油≤0.3mg/l
PH值9.0～9.5
电导率25℃≤0.3μS/cm
2.3.2蒸汽品质
钠≤10μg/kg
二氧化硅≤20μg/kg
电导率25℃≤0.3μS/cm
铁≤20μg/kg
铜≤5μg/kg
3.电厂自然条件
4.
多年平均气温：
11.1℃
平均最高气温：
14.8℃
平均最低气温：
8.1℃
极端最高气温：
35.3℃（2004.6.11）
极端最低气温：
-18.8℃（出现日期1987.3.13）
平均气压：
1005.3hPa
平均相对湿度：
64%
平均蒸发量：
1605.8mm
年平均降水量：
578.7mm
一日最大降水量：
152.5mm
平均风速：
4.6m/s
最大风速：
30.0m/s，相应风向为NNW
常年主导风向：
N
冬季主导风向：
N、NNW
夏季主导风向：
S、SSE
土的标准冻结深度0.8m，最大冻结深度0.90m。
年平均降雪深度370mm
主厂房海拔标高40m
本工程抗震设防烈度为7度，建筑场地类别为
类。
4.主要设计特点
（1）锅炉总体布置图见附图01-01，附图01-02。
锅炉为单炉膛，四角布置的摆动式燃烧器，切向燃烧。
每炉配5台中速磨，4投1备。
设计煤粉细度R90=35％。
燃烧器可以上下摆动，最大摆动角度为±30°。
（2）锅炉采用了14048mm×14019mm正方形大炉膛，通过抬高炉膛高度，加深尾部烟道及采用较大的燃烧器一次风喷口间距等措施，以适应低气压和强结渣性煤的特点。
（3）炉膛上部布置墙式辐射再热器和大节距的过热器分隔屏和后屏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两侧墙。
分隔屏沿炉宽方向布置四大片，后屏沿炉宽方向布置20片，起到切割旋转的烟气流以减少进入水平烟道沿炉宽方向的烟温偏差。
（4）采用计算机对每个水冷壁回路的各种工况均作了精确的水循环计算，能确保水循环的可靠性。
膜式水冷壁为光管加扁钢焊接型式。
（5）各级过热器和再热器最大限度地采用蒸汽冷却的定位管和吊挂管，以保证运行的可靠性。
分隔屏和后屏沿炉膛宽度方向有四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，防止运行中管屏的晃动；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，并防止运行中的晃动；布置于后烟道中的水平式低温过热器和省煤器采用自包墙管下集箱引出的汽冷吊挂管悬吊和定位；对于高温区的管屏（过热器分隔屏、过热器后屏、再热器前屏）还通过延长最里面的管圈做管屏底部管的夹紧用。
（6）各级过热器和再热器均采用较大直径的管子，如Φ51、Φ54、Φ60、Φ63等，增加管子在制造和安装过程中的刚性，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对降低管子的烟气侧磨损及提高抗磨能力均是有利的。
（7）各级过热器和再热器采用较大的横向节距，防止在受热面上结渣结灰，同时还便于在蛇形管穿过顶棚处装设高冠板式密封装置，以提高炉顶的密封性。
（8）各级过热器、再热器之间采用单根或数量很少的大直径连接管相连接，有利于蒸汽良好地混合，以消除偏差。
各集箱与大直径连接管相连处均采用大口径三通。
（9）在用计算机精确计算壁温、阻力和流量分配的基础上，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用与国内常用钢材相近的美国牌号的无缝钢管。
（10）锅炉采用紧身封闭，锅炉构架全部采用钢结构。
（11）每台锅炉配置有二台三分仓容克式空气预热器,顺转布置,其型号为29.5-VI（T）-2200-SMR。
（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安全阀。
在过热器出口处装有一只压力释放阀（ERV）以减少安全阀的动作次数。
（13）汽温调节方式。
过热器采用常规喷水调温，共设两级四点喷水，第一级喷水设在低过出口到分隔屏入口的连接管道上，布置两点；第一级喷水量约占过热器总喷水量的2/3，作为粗调，初步调节过热器蒸汽温度，同时保护屏式过热器。
第二级喷水设在后屏过热器出口到末级过热器入口间的连接管道上，布置左、右两点，能分别进行调节；第二级喷水量约占总喷水量的1/3左右，为细调，调节过热器出口温度。
同时，由于布置左、右两点，且能分别调节，这也为减小偏差提供了一个调节手段
再热器采用典型的摆动燃烧器调节，通过燃烧器上下摆动，调节炉膛火焰中心的位置，从而调节布置在上炉膛的壁式辐射再热器及布置在折焰角上部的屏式再热器的辐射吸热量，保证再热蒸汽温度；在低负荷时，通过改变炉膛出口过量空气系数也可以调节再热汽温。
另外，在再热器入口布置有事故喷水减温器，以备在事故工况时，对再热器进行保护。
哈锅提供的燃烧器摆动机构保证其在实际运行中摆动灵活，四角同步。
再热器的调温主要靠燃烧器的摆动，过量空气系数的改变对过热器和再热器的调温也有一定的作用。
（14）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形式的吹灰器，吹灰器的运行采用程序控制，所有的墙式吹灰器和伸缩式吹灰器根据燃煤和受热面结灰情况每2～4小时全部运行一遍。
（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影响，对主要管系和很多特殊区域广泛进行了系统的应力分析，以确保运行的可靠性。
（16）锅炉设有膨胀中心，可进行精确的热位移计算，作为膨胀补偿、间隙预留和管系应力分析的依据，并与设计院所负责的各管道的受力情况相配合。
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可靠运行和密封性的改善有着重大的作用。
（17）锅炉刚性梁按炉膛内压力为±6500Pa设计，同时能够承受一个瞬态设计压力（±9800Pa），此设计压力系考虑紧急事故状态下主燃料切断、送风机停运所造成的炉膛内瞬间最大负压，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定各处的最大许可间距，而根据门孔布置等具体条件所确定的刚性梁实际间距应小于此处的最大许可间距。
由于锅炉水平烟道部位的两侧墙跨度最大，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）机组装有集散控制系统（DCS），进行汽机和锅炉之间的协调控制，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节。
（19）机组既可按定压运行，也可按滑压运行。
当锅炉低负荷运行及启动时，推荐采用滑压运行，以获得较高的经济性。
5.锅炉性能计算数据表
名称
单位
负荷工况
BMCR
TRL
75%THA
定压
高加全切
主蒸汽流量
t/h
1035
960
776.25
791.86
主蒸汽出口压力
MPa.g
17.5
17.37
17.09
17.11
主蒸汽出口温度
℃
540
540
540
540
过热蒸汽压降
MPa
1.5
1.31
0.88
0.91
给水压力
MPa.g
19.39
19.05
18.3
18.36
给水温度
℃
282.8
277.7
264.7
182.7
再热蒸汽流量
t/h
846.8
784.7
646.9
774.4
再热蒸汽出口压力
MPa.g
3.816
3.526
2.902
3.522
再热蒸汽出口温度
℃
540
540
540
540
再热蒸汽进口压力
MPa.g
3.996
3.693
3.039
3.686
再热蒸汽进口温度
℃
333.5
325.3
306.5
329.5
再热蒸汽压降
MPa
0.18
0.167
0.159
0.165
省煤器阻力（含静压差）
MPa
0.392
空气预热器进口烟气温度
℃
419
414
402
390
排烟温度（修正前）
℃
150.6
150.6
150
138.9
排烟温度（修正后）
℃
144.4
143.9
142.8
133.3
预热器一次风进口温度
℃
30
30
30
30
预热器二次风进口温度
℃
23
23
23
23
预热器出口一次风温度
℃
397.8
393.9
379.9
369.4
预热器出口二次风温度
℃
386.1
383.9
367.2
361.4
总燃煤量
t/h
195.84
184.13
155.24
180.99
锅炉计算效率（按低位发热值）
%
92.41
92.42
91.88
93.23
过量空气系数
/
1.2
1.2
1.245
1.2
附注:
1）机组在超过上述规定的最大连续出力情况下，运行时可能会导致设备的损坏或使检修量增加。
2）
3）过热蒸汽和再热蒸汽温度达到额定值工况如下：
4）
过热蒸汽：
50～100％BMCR
再热蒸汽：
50～100％BMCR
二.主要配套设备规范
空气预热器：
2台29.5-VI（T）-2200-SMR
转子传动：
电机功率15KW
三.受压部件
1、给水和水循环系统（参见附图01-05）
锅炉给水经由闸阀从锅炉右侧进入省煤器入口集箱，经省煤器蛇形管组进入省煤器出口集箱，然后由两根省煤器出口连接管引到炉前，分成三路从锅筒底部进入锅筒。
在锅筒底端设置了四根Φ457×45集中下降管，由下降管底端的分配集箱接出74根Φ159×18的分散引入管，进入Φ273×45水冷壁下集箱。
炉膛四周为全焊式膜式水冷壁，水冷壁管径为Φ63.5×7mm，节距S=76.2mm。
后水经折焰角后抽出31根管作为后水冷壁吊挂管，管径为Φ76×12mm。
水冷壁延伸侧墙及水冷壁对流排管的管径为Φ76×8mm。
为保证亚临界压力锅炉水循环可靠性，根据几何特性和受热特性将水冷壁划为28个回路。
前后墙各6个回路，两侧墙各8个回路，水冷壁计算回路共50个，经精确水循环计算确定，从冷灰斗拐点以上3m至折焰角处，以及上炉膛中辐射再热器区未被再热器遮盖的前墙和侧水冷壁管采用内螺纹管（其余部分为光管）。
分散引入管进入水冷壁下集箱后，自下而上沿炉膛四周不断加热，最后以出口含汽率Xc为0.186～0.519的汽水混合物进入Φ273×50mm水冷壁上集箱，然后由98根Φ159×18mm引出管引至锅筒，在锅筒内进行汽水分离。
2、锅筒
锅筒内径Φ1778mm（70″），壁厚145mm，筒身长度18000mm,总长20134mm，锅筒总重150吨。
锅筒用DIWA353材料制成。
锅筒筒身顶部装焊有饱和蒸汽引出管座，放气阀管座，两侧装焊有汽水混合物引入管座，筒身底部装焊有大直径下降管座及给水管座及紧急放水管座，封头上装有人孔，安全阀管座，加药管座，连续排污管座，四对单室平衡容器管座，二对就地水位表管座，一对电接点水位计管座，试验接头管座等。
在安装现场不能在锅筒筒身上进行焊接。
3、锅筒内部设备及水位值
（1）锅筒内部设备
锅筒内部布置有84只直径为Φ254轴流式旋风分离器作为一次分离元件，每只分离器的最大蒸汽流量为13.6t/h。
二次分离元件波形板分离器，三次分离元件为顶部立式百叶窗分离器。
（2）锅筒水位值:
正常水位:
锅筒中心线以下:
120mm
水位波动值:
正常水位±50mm
报警水位:
正常水位+120mm
-180mm
停炉:
正常水位+240mm
-330mm
4、省煤器
（1）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前烟道下部，管径为Φ42×5mm，在锅炉宽度方向由100排顺列布置的水平蛇形管组成。
所有蛇形管都从入口集箱引入，终止于出口集箱。
给水经过省煤器止回阀和省煤器闸阀进入省煤器入口集箱再进入省煤器蛇形管。
水在蛇形管中与烟气成逆流向上流动，以此达到有效的热交换，同时也减小了蛇形管中出现汽泡造成停滞的可能性。
给水在省煤器中加热后，经由出口导管引入锅筒。
在省煤器入口集箱端部和集中下水管之间连有省煤器再循环管。
锅炉启动时，该管可将循环水引到省煤器，防止省煤器中的水产生汽化。
启动时，再循环管路中的阀门必须打开，直到连续供水时再关上。
（2）维护
1）、锅炉启动前和每次停运时，都应对省煤器外观进行检查，必要时还要进行清扫。
对于新安装的锅炉，一般会堆积一定量的安装残渣（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经常处于完好状态。
3）、人孔门要用螺栓拧紧，经常抽查孔门的密封状况。
4）、如果装有吹灰器的话，吹灰器的投入次数取决于省煤器的具体情况。
对于初次投入运行的省煤器，每班要吹扫一次。
两次吹灰的时间间隔取决于烟气阻力的变化。
在大多数情况下，省煤器每天吹扫一次或略少一点已经足够。
5、过热器和再热器
（1）、结构说明
1）、过热器
过热器由五个主要部分组成:
a）末级过热器；b）后屏过热器；c）分隔屏；d）立式低温过热器；e）水平式低温过热器；后烟道包墙和顶棚过热器。
末级过热器位于水冷壁排管后方的水平烟道内，一共有90片，管径为Φ51，以152.4的横向节距沿整个炉宽方向布置。
后屏过热器位于炉膛上方折焰角前，一共有20片，管径为Φ54/Φ60，以685.8mm横向节距沿整个炉膛宽度布置。
分隔屏位于炉膛上方，前墙水冷壁和后屏过热器之间，共四排，每排六片小屏布置，管径为Φ51，分别以3429mm，2743.2mm，2566.3mm的横向节距沿整个炉膛宽度布置。
立式低温过热器位于尾部竖井烟道内，水平低温过热器上方，一共为102片，管径为Φ51，以136mm横向节距沿炉宽方向布置。
水平低温过热器位于尾部竖井烟道省煤器上方，一共102片，管径为Φ51，以136mm的横向节距沿炉宽方向布置。
后烟道包墙和顶棚过热器部分由侧墙、前墙、后墙及顶棚组成，形成垂直下行烟道。
后烟道延伸包墙形成了一部分水平烟道。
炉膛顶棚管形成了炉膛和水平烟道部分的顶棚。
2）再热器
再热器由三个主要部分组成:
a）末级再热器；b）再热器前屏；c）墙式辐射再热器。
末级再热器位于水平烟道内，在水冷壁后墙悬吊管和水冷壁排管之间，一共有60片，管径为Φ63，以228.6mm横向节距沿炉宽方向布置。
再热器前屏位于后屏过热器和水冷壁悬吊管之间，一共30片，管径Φ63，以457.2mm横向节距沿宽度方向布置。
墙式辐射再热器布置在水冷壁前墙和水冷壁侧墙靠近前墙的部分，受热面高度为18959mm,其最下端在分隔屏下3353mm。
前墙辐射再热器有224根Φ50管，两侧墙辐射再热器共有196根Φ50管，以S=50.8mm的节距沿水冷壁表面密排而成。
（2）蒸汽流程
主蒸汽从锅筒流向末级过热器的流程可参见附图01—03，主要如下:
注:
（1）蒸汽冷却夹管用于保持分隔屏的横向节距，防止分隔屏过分偏斜，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）蒸汽冷却间隔管用于保持后屏过热器和屏式再热器的横向节距，防止后屏过热器和屏式再热器过分偏斜，其流程如下:
后烟道延伸墙下集箱出口→连接管道→蒸汽冷却间隔管→一级过热器减温器出口连接管。
蒸汽在汽轮机高压缸做功后，经由冷端再热管道引回锅炉，进入再热器系统。
再热器减温器位于冷端再热管道上。
再热
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