江西分宜发电厂锅炉说明书.docx
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江西分宜发电厂锅炉说明书
江西分宜发电厂410t/h循环流化床锅炉
HG-410/9.8-L·WM17
锅炉说明书
编号:
06·1200·118
编制:
校对:
审核:
审定：
批准:
哈尔滨锅炉厂有限责任公司
二○○一年九月
目 录
1.前言
2.锅炉主要设计参数及整体布置
2.1锅炉主要设计参数
2.1.1电厂自然条件
2.1.2燃料及石灰石特性
2.1.2.1煤
2.1.2.2点火用油
2.1.2.3石灰石
2.1.2.4启动用
2.1.3给水品质
2.1.4锅炉技术规
2.1.5排放值
2.2锅炉主要计算数据
2.2.1设计煤种和校核煤种运行参数
2.2.2烟风阻力汇总
2.2.3空气分配
2.2.4石灰石量和Ca/S
2.3 锅炉基本尺寸
2.4 锅炉水容积
2.5 锅炉整体布置
2.6锅炉设计的主要特点
2.7 锅炉受压元件的规格材料汇总表
3.锅炉主要部件结构
3.1锅筒
3.1.1结构
3.1.2水位
3.1.3锅筒的固定
3.2锅筒内部设备
3.2.1旋风分离器
3.2.2波形板分离器
3.2.3清洗孔板
3.2.4顶部波形板分离
3.2.5多孔板
3.2.6排污管
3.2.7加药管
3.2.8紧急放水管
3.2.9定期排污管
3.3燃烧室及水冷壁
3.3.1结构
3.3.2循环回路
3.3.3水冷壁固定
3.4水冷屏
3.4.1结构
3.4.2固定
3.5下水管
3.5.1结构
3.5.2截面比
3.5.3下水管固定
3.6汽水引出管
3.6.1结构
3.6.2截面比
3.7水冷布风板
3.8过热器系统及汽温调节
3.8.1过热蒸汽流程
3.8.2顶棚及包墙过热器
3.8.3I级过热器
3.8.4II级过热器
3.8.5III级过热器
3.8.6汽温调节
3.8.7固定装置
3.9 省煤器
3.10 空气予热器
3.11旋风分离器和连接烟道
3.11.1旋风分离器
3.11.2连接烟道
3.12返料装置
3.13冷渣器
3.14 刚性梁
3.15 膨胀中心
3.16锅炉范围内管道
3.16.1给水操纵台
3.16.2再循环管……………………………………………………………………………………………….
3.16.3喷水减温水管路…………………………………………………………………………………
3.16.4水位监测设备…………………………………………………………………………………………
3.16.5汽水品质监视装置………………………………………………………………………………
3.16.6锅炉的安全控制………………………………………………………………………………….
3.16.7生火管路…..…………………………………………………………………………………………
3.17吹灰系统…….…..………………………………………………………………………………….…….
3.17.1吹灰汽源…….…………………………………………………………………………………………….
3.17.2吹灰管道…………………………………………………………………………………………………….
3.18锅炉构架…………………………………………………………………………………………………………
3.18.1柱和梁.……………………………………………………………………………………………………
3.18.2水平支撑和垂直支撑……………………………………………………………………………
3.18.3平台楼梯……………………………………………………………………………………………….
3.18.4屋顶构
3.18.5锅炉构架安装、临时性拆修注意事项
3.19启动燃烧器…
3.19.1床下启动燃烧器
3.19.2床上启动燃烧器
3.20炉前油、蒸汽、空气管路系统………………………………………………………………………
3.20.1管路系统………………………………………………………………………………………………………
3.20.2床下启动燃烧器分操纵台…………………………………………………………………………
3.20.3床上启动燃烧器分操纵台
3.21炉墙…………………………………………………………………………….………………………………………
4.附件………..…………………………………………………………………………….………………………………………
表一水循环回路结构特性表……………………………………….………….…………………………………
图1下降管系统图………………………………………………………………………………………………………….
图2汽水引出管系统图………………………………………………………………………………………………….
图3过热蒸汽流程图……………………………………………………….…………………………………………….
图4给水操纵台.…………………………………………………………………………………………………………….
图5锅炉总图（纵剖图）…………………………………………………….……………………………………………
图6锅炉总图（横剖视图）……………………………………………………….………………………………….
图7锅炉总图（水平剖视图）………………………………………………….…………………………………….
图8锅炉总图（水平剖视图）………………………………………………….………………………………………
图9床下启动燃烧器布置图………………………………………………….…………………………………….
图10床下启动燃烧器布置图…………………………………………….…………………………………………
图11床枪布置图….………………………………………………………….………………………………………….
图12床枪布置图
图13炉前点火油系统管路…………………………………………….…………………………………………….
图14床下启动燃烧器支管路系统图……………………….…………………………………………….
图15床枪支管路系统图.
1.前言
循环流化床（CFB）锅炉是八十年代发展起来的高效率、低污染和良好综合利用的燃煤技术，由于它在煤种适应性和变负荷能力以及污染物排放上具有的独特优势，使其得到迅速发展。
针对分宜410t/hCFB锅炉技改工程，哈尔滨锅炉厂有限责任公司与国家电力公司热工研究院共同开发设计了410t/hCFB锅炉，这是第一台拥有中国自主知识产权的国产化410t/h循环流化床锅炉。
该410t/h循环流化床锅炉具有结构紧凑、空间利用合理、占地面积小，节约用户的初投资等优点，且系统简单合理，可全部实现国内配套。
2.锅炉主要设计参数及整体布置
2.1 锅炉主要设计参数
2.1.1电厂自然条件
（1）气温
多年平均气温17.7℃
年极端最高气温39.9℃
历年极端最低气温-9.6℃
（2）气压
年平均气压100.43kPa
（3）湿度
年平均相对湿度81%。
（4）降水量
年平均年降水量1657.4mm
（5）风速
30年实测离地10米高十分钟平均最大风速19.3m/s
（6）其它
地震基本烈度为<6度，锅炉炉架按国标《建筑抗震设计规范》抗震设防。
建筑场地土类别：
2类
地基承载力180kpa（kN/m2）
厂房零米海拔高度（黄海高程）75m
2.1.2 燃料及石灰石特性
2.1.2.1煤
设计煤种为江西地方的西茶煤，联营煤和大光山煤为校核煤种，煤质资料如下表:
名称
符号
单位
数值
设计煤种
校核煤种1
校核煤种2
碳
Car
%
61.71
48.51
62.28
氢
Har
%
1.20
2.57
0.43
氧
Oar
%
1.92
3.78
1.40
氮
Nar
%
0.43
0.77
0.13
硫
Star
%
0.72
0.64
1.80
灰分
Aar
%
30.82
36.95
29.56
水分
Mt
3.2
6.78
4.4
挥发分
Vdaf
%
6.10
21.02
4.29
低位发热量
Qnet.ar
kJ/g
21.39
18.21
21.57
2.1.2.2点火及助燃用油
油种：
0#轻柴油（GB252-87一级品）
运动粘度（20×℃时）30～8.0×10-6m2/s
灰份≤0.01%
水份痕迹
机械杂质无
凝固点≤0℃
闭口闪点不低于65℃
低位发热值41868kJ/kg
硫≤0.2%
2.1.2.3 石灰石
（煅烧前）
名称
符号
单位
数值
碳酸钙
CaCO3
%
84.17
碳酸镁
MgCO3
%
6.43
水
H2O
%
0.08
其他
%
8.79
（煅烧后）
名称
符号
单位
数值
二氧化硅
SiO2
%
5.38
三氧化二铝
Al2O3
%
0.42
三氧化二铁
Fe2O3
%
0.11
氧化钙
CaO
%
48.01
氧化镁
MgO
%
4.25
氧化钾
K2O
%
0.50
氧化纳
Na2O
%
0.24
三氧化硫
SO3
%
无
五氧化二磷
P2O5
%
0.01
烧失量
Los
%
39.53
2.1.2.4启动用砂
启动床料可以用砂也可以用原有床料。
要求控制砂子中的钠、钾含量，以免引起床料结焦。
其中:
Na2O1.0--2.0%
K2O2.0--3.0%
砂子粒度:
最大粒径≤1mm
0--0.13mm25%
0.13--0.18mm25%
0.18--0.35mm25%
0.35--1mm25%
启动用砂原有床料最大粒径不超过3mm。
2.1.3 给水品质
给水品质应符合GB12145-89“火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准”中的规定。
2.1.4 锅炉技术规范
锅炉额定蒸发量410t/h
过热蒸汽出口压力（表压）9.81MPa（100kgf/cm2）
过热蒸汽温度540℃
给水温度215℃
预热器进口温度20℃
2.1.5 排放值
排放值以设计燃料、给定的石灰石、45%-100%（MCR）锅炉运行负荷为基础。
NOx:
NOx的排放浓度:
NOx≤350mg/Nm
（含O
量为6%）
SO2:
SO2的排放浓度:
SO2≤700mg/Nm
CO:
CO的排放浓度:
CO≤250mg/Nm
2.2锅炉主要计算数据
2.2.1设计煤种和校核煤种运行参数
煤种
设计煤种
校核煤种
（一）
校核煤种
（二）
负荷
%
100
70
40
100
100
水/蒸汽参数
蒸汽流量
T/h
410
287
164
410
410
一级喷水量
T/h
6.68
8.32
1.12
15.58
13.12
二级喷水量
T/h
9.14
6.2
0.26
8.61
8.2
省煤器入口温度
℃
215
160
160
215
215
过热器出口温度
℃
540
540
535
540
540
汽水温度
省煤器入口
℃
215
160
160
215`
215
省煤器出口
℃
260.4
223.2
220.7
275.3
258.5
包墙过热器入口
℃
319.3
318.7
400
318.6
318.6
包墙过热器出口
℃
342.3
346.3
346.2
347.2
349.7
SHI入口
℃
342.3
346.3
346.2
347.2
349.7
SHI出口
℃
423.3
413.5
400.2
412.2
417
SHII入口
℃
404
398
400
402
406
SHII出口
℃
466.2
468.4
474.5
465.0
470.5
SHIII入口
℃
444.1
446.8
471.8
445.9
451.2
SHIII出口
℃
540
540
535
540
540
汽水压力（绝对大气压）
SHII入口
MPa
10.42
SHII出口
MPa
10.19
SHIII入口
MPa
10.17
SHIII出口
MPa
9.9
烟气温度
炉膛出口
℃
916.8
863.6
758.4
921.6
924
SHIII入口
℃
840.8
783.6
674.1
833.4
826.5
SHIII出口
℃
637.1
597.7
540.2
633.5
637.4
SHI出口
℃
429.8
409.9
381.2
419.4
426.4
省煤器出口
℃
281.6
234.5
213.3
277.5
278.7
空气预热器出口
℃
135
111.5
108.8
135
133
空气温度
空气预热器入口
℃
20
20
39.6
20
20.3
空气预热器出口
℃
201.9
171.5
168
199
197
质量流量
实际燃料量
Kg/s
15.357
11.858
6.815
17.945
15.249
计算燃料量
Kg/s
14.615
11.067
6.274
17.254
14.541
石灰石
Kg/s
0.887
0.685
0.39
排渣
Kg/s
2.478
1.91
1.1
飞灰
Kg/s
3.029
2.34
1.34
理论烟气量
Nm/s
5.994
5.994
5.994
5.226
5.886
理论空气量
Nm/s
5.774
5.774
5.774
4.889
5.698
炉膛出口烟气量
Nm/s
109.04
50.49
83.87
107.3
106.6
排烟流量
Nm/s
113.32
52.33
87.11
113.3
112.5
烟气流速（平均）
炉膛
M/s
5.00
3.71
2.04
4.87
4.85
SH3
M/s
8.20
6.01
3.30
8.04
7.98
SH1
M/s
8.69
6.44
3.66
8.71
8.71
省煤器
M/s
8.53
6.21
3.57
8.3
8.3
空气预热器
M/s
10.7
7.55
4.35
10.6
10.5
效率计算（按DIN1942）
过剩空气
%
20
20
20
20
20
计算的基准温度
℃
20
20
20
20
20
排烟热损失
%
5.558
4.383
4.383
5.652
5.422
化学未完全燃烧损失
%
0.046
0.066
0.091
0.046
0.045
机械未完全燃烧损失
%
4.831
6.668
7.938
3.853
4.648
散热损失
%
0.35
0.5
0.875
0.35
0.35
排渣热损失
%
0.094
0.094
0.093
1.058
0.107
脱硫热损失
%
0
0
0
0
0
锅炉效率
%
89.12
88.29
86.62
89.99
89.43
2.2.2烟风阻力汇总
序号
部件
阻力（mmH2O）
1
转向室
1
2
III级过热器
8.36
3
I级过热器
28.7
4
省煤器
28.6
5
空预器
135.5
6
尾部烟道自生通风能力
33.9
7
烟气侧总阻力
372.2
8
空预器风侧阻力
282
9
布风板阻力
716.225
2.2.3空气分配
流率
流率
%
Nm3/s
一次风
50
52.625
二次风
37
38.943
给煤风
5
5.263
冷渣器用风
5.91
6.22
回料阀用风
1.1
1.157
石灰石输送风
0.33
0.347
飞灰再循环
0.65
0.684
总燃烧用风
100
105.25
2.2.4石灰石量和Ca/S
需要的Ca/S比
2.2
石灰石流量
Kg/s
0.883
2.3 锅炉基本尺寸
炉膛宽度（两侧水冷壁中心线距离） 5810mm
炉膛深度（前后水冷壁中心线距离） 16370mm
尾部对流烟道宽度（两侧包墙中心线距离） 10590mm
尾部对流烟道深度（前后包墙中心线距离） 5896mm
尾部对流烟道宽度（空气预热器烟道宽度） 10590mm
尾部对流烟道深度（空气预热器烟道深度） 5896mm
锅筒中心线标高 45800mm
省煤器进口集箱标高 23180m
过热器出口集箱标高 41430mm
锅炉运转层标高 8000mm
锅炉最高点标高（顶板上标高） 55510mm
锅炉宽度（两侧外支柱中心线距离） 28000mm
锅炉深度（K1柱至K4柱中心线距离） 33000mm
2.4锅炉水容积
名 称
单位
锅筒
水冷壁
下水管
连接管
过热器
省煤器
总计
水压时
M3
28.8
78.9
53.3
32.5
193.5
正常运行时
M3
10.8
78.9
0
32.5
122.2
2.5锅炉整体布置
本工程采用HG-410/9.8-L.WM17型循环流化床锅炉，与100MW等级汽轮发电机组相匹配，可配合汽轮机定压（滑压）启动和运行。
锅炉为高温高压自然循环汽包炉，采用循环流化床燃烧技术，循环物料的分离采用高温绝热旋风分离器，锅炉采用平衡通风。
锅炉主要由炉膛、旋风分离器、自平衡“U”形回料阀和尾部对流烟道组成。
燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁，水循环采用单汽包、自然循环、单段蒸发系统。
采用水冷布风板，大直径钟罩式风帽，具有布风均匀、防堵塞、防结焦和便于维修等优点。
燃烧室内布置翼墙式水冷屏来增加蒸发受热面。
燃烧室内布置屏式Ⅱ级过热器，以提高整个过热器系统的辐射传热特性，使锅炉过热汽温具有良好的调节特性。
本锅炉采用4个直径为5.2米的旋风分离器，布置在燃烧室与尾部对流烟道之间，外壁由钢板制成，内衬耐磨耐火材料，分离器上部为圆筒形，下部为锥形，耐磨材料采用抓钉固定。
旋风分离器回料腿下布置一个非机械型回料阀，回料为自平衡式，流化密封风用高压风机单独供给。
回料阀外壳由钢板制成，内衬绝热材料和耐磨耐火材料。
耐磨材料和保温材料采用拉钩、抓钉和支架固定。
以上三部分构成了循环流化床锅炉的核心部分——物料外循环回路，煤与石灰石在燃烧室内有足够长的流化燃烧及脱硫反应时间，可实现循环流化床锅炉高效低温燃烧、有利于环境保护。
燃料在燃烧室内燃烧，部分热量被四周布置的膜式水冷壁及悬挂屏吸收，烟气携带床料从布置在燃烧室上部的出烟口进入旋风分离器，烟气中的物料被分离下来，经回料装置返回到燃烧室中实现循环燃烧。
经分离的烟气从分离器导涡器出来进入尾部对流烟道，对流烟道中顺列布置有Ⅲ级过热器、I级过热器、省煤器及空气预热器。
过热蒸汽温度由布置在Ⅰ级过热器、Ⅱ级过热器之间的一级喷水减温器和Ⅱ级过热器和Ⅲ级过热器之间的二级喷水减温器调节，减温喷水来自锅炉给水系统。
Ⅲ级、Ⅰ级过热器区域烟道采用的过热器包墙为膜式壁结构，省煤器、空气预热器烟道采用护板结构。
为防止对流受热面运行中的积灰，在各级受热面之间布置有一定数量的长伸缩式、固定旋转式蒸汽吹灰器。
燃烧室与尾部烟道均采用水平绕带式刚性梁来防止内外压差作用造成的变形。
锅炉在炉膛几何中心、分离器中心、尾部对流烟道中心设有膨胀中心。
连接各部分烟气、物料的联管间设置有性能优良的非金属膨胀节，解决由热位移引起的密封问题。
各受热面穿墙部位均采用国外成熟的二次密封技术设计，确保锅炉的密封性。
循环流化床燃烧用空气分级送入燃烧室，以降低NOx的生成量，除从布风板送入的一次风外，还从燃烧室下部锥段分三层不同高度引入二次风。
由于一、二次风压头相差较大，故分别采用不同压头风机供给。
脱硫剂采用石灰石，通过回料阀风管给入炉膛。
锅炉启动采用床上床下联合启动方式。
床下布置有两支启动燃烧器，具有加热均匀，调节灵活等优点。
床上右侧墙布置两支启动燃烧器；左侧和前墙各布置一只能可靠的将床料加热到各种煤所需的着火温度。
冷渣器采用风水联合冷渣器，两台运行，两台备用。
布置在水冷风室的下部，将炉渣冷却到≤150℃。
锅炉采用卧管式空气预热器，一、二次风预热器分开布置。
整个系统设置两条给煤输送系统，将燃料送至四个回料腿上的给煤点。
锅炉设有一次风机、二次风机、回料阀高压风机、石灰石输送风机、引风机、冷渣器风机、点火风机。
2.6 锅炉设计的主要特点
2.6.1本锅炉采用了循环流化床的燃烧方式，具有以下优点:
A.燃料适应性广
与煤粉炉相比，其煤种的适应性较广。
B.低硫排放
燃烧室内添加石灰石直接脱硫，无需在尾部设置烟气脱硫设备，即可满足环保标准要求。
C.高燃烧效率
气固间高滑移速度导致固体颗粒在床内横向，纵向混合良好，且有较长的停留时间，因此可以保证最佳的碳燃尽率。
D.低NOx排放
低温燃烧和分级送风可降低NOx排放量，无需对烟气处理也能满足最严格的排放标准要求。
E.消除溶渣
低温燃烧不产生溶渣，降低了碱性盐的挥发，因而减少了锅
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