480锅炉说 明书.docx
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480锅炉说明书
锅炉说明书
型号：
HX480/9.8-Ⅱ2
图号：
9HS-SM
工号：
015274～015277
用户：
青海盐湖工业集团股份有限公司
华西能源工业股份有限公司
ChinaWesternPowerIndustrialCo.,Ltd.
页码
版本
更改人
日期
更改单号
全部
A
额定蒸发量：
480
t/h
过热蒸汽压力：
9.8
MPa
过热蒸汽温度：
540
℃
给水温度：
215
℃
锅炉效率：
≥90.8
%
锅炉类型：
循环流化床锅炉
燃料种类：
泥煤
构架地震设防级别：
7度
编制:
燃烧：
校核：
构架：
审定：
包装：
批准：
（会签）
前言
●HX480/9.8-Ⅱ2型循环流化床锅炉是华西能源工业股份有限公司为青海盐湖工业股份有限公司设计制造的100MW等级的循环流化床锅炉。
为了帮助用户获得对本锅炉最满意的使用效果，特编写了本锅炉说明书。
●本锅炉说明书包括三个部分：
结构部分、运行的安全措施和准备部分、运行和维护部分。
它重点介绍了锅炉的结构特点和对安装、使用的要求及注意事项。
安装公司及电厂在编制各自的技术文件时，本锅炉说明书可作为一份指导性资料以供参考，但在使用本锅炉说明书时应注意，锅炉运行的最终结果除与设备本身的设计、制造质量有关外，还取决于运行人员对主、辅机设备，尤其是对控制系统掌握的熟练程度以及对各种运行工况综合判断的能力水平有关。
锅炉说明书作为锅炉制造厂的技术文件，在指导操作运行方面的功能是有限的。
故很大程度上还依赖于安装公司及电厂本身所积累的成熟经验；此外，锅炉本体仅是整个发电厂系统中的一个部分，要使整个电厂处于最佳运行状态，必须各主、辅机均能一致良好地运行。
因此，说明书中对几个关键系统，如点火、烟风等系统做了简单阐述，但这些都只能理解为锅炉对系统的基本要求，不能作为电厂系统的唯一设计准则。
操作人员如何获取运行经验、良好地协调机组特性和正确控制也是十分重要的。
本锅炉说明书的内容是华西能源工业股份有限公司根据本公司在循环流化床方面所获得的知识及经验编写而成的，但当应用于试运行、运行、维护和安全时，本公司不对任何操作失误而引起的事故承担责任。
●
目录
第一部分.结构部分7
1.1.设计条件7
1.1.1.锅炉规范:
7
1.1.2.锅炉主要结构尺寸7
1.1.3.燃料特性7
1.1.4.石灰石特性10
1.1.5.点火方式:
10
1.1.6.点火及助燃用油10
1.1.7.锅炉给水品质11
1.1.8.环境条件11
1.1.9.运行条件12
1.1.10.通风方式13
1.2.锅炉概述13
1.2.1锅炉工作原理13
1.2.2循环流化床锅炉的工艺流程14
1.3.锅炉整体布置15
1.3.1HX480/9.81-II3型锅炉整体布置15
1.3.2.汽水流程15
1.3.3.物料循环流程16
1.3.4.烟风流程17
1.3.5.膨胀系统18
1.3.6.吹灰系统19
1.4.锅炉主要部件19
1.4.1.省煤器19
1.4.2.锅筒和锅筒内部设备19
1.4.3.炉膛21
1.4.4.旋风分离器进口烟道22
1.4.5.旋风分离器22
1.4.6.尾部受热面23
1.4.7.低温过热器23
1.4.8.一级减温器24
1.4.9.屏式过热器24
1.4.10.二级减温器24
1.4.11.高温过热器24
1.4.12.空气预热器24
1.4.13.“J”阀回料器25
1.4.14.气力播煤装置25
1.4.15.点火装置25
1.4.16.耐火耐磨材料25
1.4.17.锅炉构架26
1.5.主要性能数据27
1.6.主要部件水容积27
第二部分运行的安全措施和准备28
2.1.首次运行检查28
2.2.水压试验30
2.3.耐火耐磨材料的固化32
2.4.煮炉33
2.4.1.总则33
2.4.2.推荐煮炉用的化学药物33
2.4.3.煮炉准备34
2.4.4.煮炉步骤35
2.5.给水和锅内水处理37
2.6.省煤器和蒸发系统的化学清洗37
2.6.1.总则37
2.6.2.确定是否要求进行化学清理37
2.6.3.溶剂系统38
2.6.4.总的清洗操作38
2.7.过热器的化学清洗39
2.8.锅炉系统空气试验39
第三部分运行和维护41
3.1.总则41
3.2.重要预防措施41
3.2.1.炉门41
3.2.2.炉膛压力限制41
3.2.3.锅筒水位及温差42
3.2.4.安全阀调整43
3.2.5.过量空气的要求43
3.2.6.床温分布43
3.2.7.旋风分离器受热面管子的保护43
3.2.8.其他44
3.3.冷态启动程序45
3.3.1.启动前的准备45
3.3.2吹扫48
3.3.3.暖机51
3.3.4.启动（投煤）53
3.4.热态启动55
3.5.正常运行57
3.5.1.燃烧57
3.5.2.锅炉给水与蒸汽品质58
3.5.3.吹灰59
3.5.4.喷水减温59
3.6.正常停炉60
3.7.事故62
3.7.1.主燃料切除（MFT）62
3.7.2.事故处理63
.3.7.3.超压保护65
3.8.维护66
第四部分附录68
4.1附表1“J”阀空气喷嘴充气量；68
4.2附表2.锅炉设计煤种性能计算汇总表:
69
4.3附图1：
煤入炉粒度要求曲线70
4.4附图2：
石灰石入炉粒度要求曲线71
4.5附图3：
锅炉侧视图72
4.6附图4：
锅炉俯视图73
4.7附图5：
汽水系统图74
4.8附图6：
烟风系统图75
4.9附图7：
锅筒内部设备76
4.10附图8：
集中下水管及下水连接管布置图77
4.11附图9：
不同设计压力下推荐的煮炉压力78
4.12附图10.烟气干基体积%氧量与负荷%间关系曲线78
4.13附图11：
流化床风量与流化速度间的关系79
4.14附图12：
锅炉冷态启动曲线（仅供参考）80
4.15附图13：
“J”阀接管图81
4.16附图14：
静止床料高度与床料压差的关系84
4.17附图15：
喷水减温后汽温最小限值84
4.18附图16：
空气、灰及压力平衡图85
第一部分.结构部分
1.1.设计条件
1.1.1.锅炉规范:
最大连续蒸发量（B-MCR）
480
t/h
额定蒸汽压力
9.8
Mpa.g
额定蒸汽温度
540
℃
给水温度（B-MCR）
215
℃
切高加温度
169
℃
冷风温度
35
℃
注：
表中g表示表压。
1.1.2.锅炉主要结构尺寸
炉膛宽度（两侧水冷壁管子中心线间距离）
20193
mm
炉膛深度（前后水冷壁中心线间距离）
7492
mm
锅筒中心线标高
50670
mm
锅炉顶板上标高
58070
mm
锅炉宽度
35340
mm
锅炉深度
36000
mm
1.1.3.燃料特性
原煤煤质资料和灰分析资料如下：
序号
名称
符号
单位
设计煤种
校核煤种
一、
元素分析
1
收到基碳
Car
%
51.20
58.13
2
收到基氢
Har
%
3.68
3.33
3
收到基氧
Oar
%
21.62
9.97
4
收到基氮
Nar
%
0.71
0.79
5
收到基硫
Sar
%
0.77
0.78
二、
工业分析
1
全水份
Mt
%
7.88
16.7
2
收到基灰份
Aar
%
14.14
10.3
3
干燥无灰基挥发份
Vdaf
%
27.31
33.09
4
空干基水分
Mad
%
6.58
4.89
5
收到基低位发热量
Qnet.ar
kJ/kg
22154
21100
6
哈氏可磨系数
HGI
/
78
三、
灰熔点
1
变形温度
DT
℃
>1500
>1170
2
软化温度
ST
℃
>1230
3
半球温度
HT
℃
>1250
4
流动温度
FT
℃
>1280
四、
灰成份分析
1
二氧化硅
SiO2
%
52.24
38.53
2
三氧化二铝
Al2O3
%
36.96
14.78
3
三氧化二铁
Fe2O3
%
6.16
12.59
4
氧化钙
CaO
%
1.65
14.5
5
二氧化钛
TiO2
%
0.99
0.76
6
氧化镁
MgO
%
0.65
3.11
7
三氧化硫
SO3
%
13.2
8
氧化钾
K2O
%
0.48
0.42
9
氧化钠
Na2O
%
0.52
0.54
10
二氧化锰
MnO2
%
0.65
0.128
混煤煤质分析如下：
序号
名称
符号
单位
设计煤种
校核煤种
一、
元素分析
1
收到基碳
Car
%
51.20
48.82
2
收到基氢
Har
%
3.68
3.33
3
收到基氧
Oar
%
7.98
5.93
4
收到基氮
Nar
%
0.71
0.79
5
收到基硫
Sar
%
0.77
0.78
二、
工业分析
1
全水份
Mt
%
9.14
16.82
2
收到基灰份
Aar
%
27.31
33.09
3
干燥无灰基挥发份
Vdaf
%
26.52
23.53
4
空干基水分
Mad
%
6.58
4.89
5
收到基低位发热量
Qnet.ar
kJ/kg
18450
17628
6
哈氏可磨系数
HGI
/
9.14
16.82
三、
灰熔点
1
变形温度
DT
℃
>1500
>1170
2
软化温度
ST
℃
>1230
3
半球温度
HT
℃
>1250
4
流动温度
FT
℃
>1280
四、
灰成份分析
1
二氧化硅
SiO2
%
52.24
38.53
2
三氧化二铝
Al2O3
%
36.96
14.78
3
三氧化二铁
Fe2O3
%
6.16
12.59
4
氧化钙
CaO
%
1.65
14.5
5
二氧化钛
TiO2
%
0.99
0.76
6
氧化镁
MgO
%
0.65
3.11
7
三氧化硫
SO3
%
13.2
8
氧化钾
K2O
%
0.48
0.42
9
氧化钠
Na2O
%
0.52
0.54
10
二氧化锰
MnO2
%
0.65
0.128
设计煤种燃煤最大粒径dmax=10mm；d50=1.5mm，其粒径分布曲线见附图1。
*注：
我厂推荐采用的燃烧粒度是严格按我公司的固体粒子程序以及排放程序计算的结果，采用这种燃烧粒度可以提到最佳的燃烧效率以及合理的排放；燃料粒度的合理选取可以确定合理的流化速度，而密相区的速度决定了炉膛的几何尺寸，因而是一个极为关键的数据，因此在本工程中，我公司之所以对燃料的粒度提出了如图所示的粒度要求是为了获得一个最佳的锅炉性能。
1.1.4.石灰石特性（煅烧前）
序号
名称
符号
单位
数值
备注
1
氧化钙
CaO
%
54.61
2
碳酸钙
CaCO3
%
97.52
3
氧化镁
MgO
%
0.76
4
二氧化硅
SiO2
%
0.69
5
五氧化二磷
P205
%
0.005
最大粒径dmax=1.85mm；d50=0.45mm（见附图2：
石灰石入炉粒度要求曲线*）。
*注：
粉状的石灰石被送入炉膛之后，与燃烧过程中产生的SO2发生化学反应，除去SO2，为了维持锅炉有效、经济运行，采用适当大小的石灰石粒子是关键所在。
如采用的石灰石粒子比我公司推荐的粗大或细小，将对循环流程产生不利影响。
过粗的石灰石粒子将导致：
石灰石耗量的增加、床温低于正常温度、锅炉的效率降低、底灰超过设计值等；如石灰石粒子过细，其在主回路中停留的时间达不到要求，将导致：
石灰石耗量增加，另一个负面影响是使飞灰系统超负荷，由于存在未反应的石灰石粒子，将出现排灰的难题，当石灰石于湿卸料系统中的水混合之后，过量的石灰石将产生大量的热。
1.1.5.点火方式:
由高能点火器点燃天然气。
1.1.6.点火及锅炉低负荷助燃用天然气
天然气成分如下：
名称
单位
数值
氢气
mol%
0.00
丙烷
mol%
0.04
氮气
mol%
0.00
异丁烷
mol%
0.00
甲烷
mol%
99.48
正戊烷
mol%
0.00
氧气
mol%
0.14
正丁烷
mol%
0.00
乙烷
mol%
0.08
二氧化碳
mol%
0.26
异戊烷
mol%
0.00
总计
100
高位发热量
MJ/m3
36.996
密度
kg/m3
0.6728
相对密度
0.5585
硫化氢
mg/m3
<1
总硫
mg/m3
3.31
1.1.7.锅炉给水及蒸汽品质要求
锅炉给水及蒸汽质量标准符合GB/T12145－2008《火力发电机组及蒸汽动力设备汽水质量标准》。
1.1.8.环境条件
（1）设备安装地点青海省察尔汗青海盐湖工业集团股份有限公司金属镁一体化项目供热中心。
（2）气象条件
a.气温
多年平均气温：
5.2℃多年平均最高气温：
6.2℃多年平均最低气温：
4.2℃多年极端最高气温：
33.5℃多年极端最低气温：
-29.7℃
b.气压
多年平均气压：
735.2mbar
c.相对湿度
年平均相对湿度：
26%
d.降雨量
年平均降水量：
24.0mm
多年年最大降水量：
66.6mm
多年年最小降水量：
11.0mm
多年日最大降水量：
15.1mm
e.风向和风速
地表以上10m处最大风速：
31m/s
多年平均风速：
4.3m/s
主导风向：
西南（SW）
基本风压0.55KN/㎡
基本雪压0.35KN/㎡
f.其它
土壤最大冻结深度：
1.4m
年平均最大降雪量：
2.7mm
年平均蒸发量：
3566.3mm
历年最大积雪深度：
1cm
（3）工程地质和地震烈度
a.工程地质
场地地质条件为粉质粘土层，其下土层为淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂及粉细砂。
地基土承载能力约为100～220Kn/m2,工程地质相对稳定，工程性能良好。
b.地震烈度
地震基本烈度为7度（按新规范2010版执行）；
1.1.9.运行条件
锅炉运行方式：
定压运行、滑压运行，以带基本负荷连续运行为主，具有调峰能力，要求机组能在40%～100%BMCR负荷之间运行；
除渣方式：
采用冷渣机干式除渣。
1.1.10.通风方式
本锅炉采用平衡通风，压力平衡点位于炉膛出口处。
1.2.锅炉概述
1.2.1锅炉工作原理
循环流化床（CFB）锅炉技术是七十年代发展起来的新技术，它的发展原动力在于人类社会对环境保护的日益重视。
循环流化床技术是一种清洁燃烧技术，大大的减少了作为世界主要大气污染源--燃煤电站的二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOX）排放，即从根本上解决了酸雨问题。
同时，循环流化床锅炉还具有燃料适应性广、负荷调节性好、投资和运行成本相对较低等优点，因此该技术在全世界得到迅猛发展。
流化是由气流以一定速度穿过布风装置上的物料，使物料颗粒通过与气流的接触而转变成类似流体的状态。
流化床类别主要取决于床内气流的空床截面速度，随着气流速度的提高，气流对床内物料颗粒产生的曳力与作用在颗粒上的重力和浮力逐渐达到平衡，床内物料则由固定床状态经过鼓泡（沸腾）、节涌和湍流床状态达到快速流化床状态。
循环燃烧技术是在鼓泡流化床燃烧基础上发展起来的，循环燃烧方式与鼓泡床燃烧方式的根本区别在于固体物料能在流化床内实现多次循环燃烧。
鼓泡流化床是在气流空床截面速度低于2～3m/s的情况下运行的，此时床层具有明显的分界面。
当气流速度增加并超过鼓泡速度后，床层开始膨胀，大量固体颗粒被抛入床层上方的悬浮空间，床层表面趋于弥散，此时已没有明显的分界面，但沿着燃烧室高度的增加物料浓度越来越低。
循环流化床内气流速度一般在4～6m/s，床内物料混合强烈，流化稳定。
床内物料被高速气流带出炉膛，在“气－固”分离装置中被捕集下来，然后由回料系统送入流化床内循环再燃。
固体燃料经多次循环，燃烧效率高，高浓度含尘气流强化了传热；同时，通过循环灰量、风煤配比等手段来控制床温，实现850～950℃左右的低温燃烧，再通过向床内添加石灰石等脱硫剂以及分级布风形式的采用，有效地控制了SO2和NOX等有害气体的生成量，使锅炉排放物达到环保标准。
1.2.2循环流化床锅炉的工艺流程
循环流化床锅炉的主要组成部分如下：
●固体粒子循环主回路包括炉膛、旋风分离器以及回料器
●尾部竖井（包括高温过热器、低温过热器、省煤器以及空气预热器）
在循环流化床锅炉工艺流程中燃烧及脱硫发生在由大量灰粒子所组成的温度相对较低接近850℃的床层内，该温度的选取同时兼顾提高燃烧效率及脱硫效率。
这些细粒子或固体粒子由通过布风板的一次风所产生的向上的烟气流将其悬浮在炉膛中，二次风分两层送入炉膛，由此实现分级燃烧。
旋风分离器将绝大部分固体粒子从气—固两相流中分离出来后通过回料器被重新送回炉膛参加燃烧。
这样就形成了循环流化床锅炉的主回路。
循环流化床主回路的特征为：
强烈的扰动及混合、高固体粒子浓度的内循环及外循环、高固体/气体滑移速度及较长的停留时间，以上的特点从而为传热以及化学反应提供了良好的外部条件。
循环流化床锅炉对于减少SO2污染的良好性能可以描述如下：
循环流化床锅炉燃用煤中所含的硫与氧化后形成的SO2通过与煤灰中的氧化钙反应，从而可以在炉膛内直接脱硫。
氧化钙（CaO）与SO2反应生成硫酸钙，如下所示：
CaCO3CaO+CO2
CaO+SO2+1/2O2CaSO4
该反应的最佳温度约为850℃～900℃，在较大负荷变动范围内炉膛将控制到850℃～900℃。
同时分级燃烧及相对较低的炉膛温度可以最大程度的降低NOX的排放。
循环流化床的锅炉工艺流程的特点如下：
●炉膛内部的强烈混合、床温分布比较均匀
●燃料在炉膛内较长的停留时间
●将炉膛温度保持在脱去SO2的最佳温度
以上的特点可以保证以下性能的实现：
●碳的燃尽率较高、脱硫效率较高
●低NOX排放以及较好的适应性
1.3.锅炉整体布置
1.3.1HX480/9.8-Ⅱ2型锅炉整体布置
本锅炉为单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式，露天布置。
锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛，两台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井（HRA）三部分组成。
炉膛内布置有屏式受热面：
六片屏式过热器管屏和六片水冷蒸发屏。
锅炉共设有六台给煤装置、四个石灰石给料口和四个床上天然气点火燃烧器，给煤装置和石灰石口全部置于炉前，在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置，床上天然气点火燃烧器于炉左炉右各布置两个。
炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室，通过膨胀节与风道点火器相连，风道点火器一共有两台，其中各布置有一个天然气点火燃烧器。
风室底部布置有5根Φ219的落渣管。
炉膛与尾部竖井之间，布置有两台汽冷式旋风分离器，其下部各布置一台“J”阀回料器。
在尾部竖井中从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器、省煤器和空气预热器。
过热器系统中设有两级喷水减温器。
锅炉整体呈左右对称布置，支吊在锅炉钢架上。
附图3为锅炉侧视图、附图4为锅炉俯视图。
1.3.2.汽水流程
如附图5，锅炉汽水系统回路包括尾部省煤器、锅筒、水冷系统、汽冷式旋风分离器进口烟道、汽冷式旋风分离器、HRA包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器及连接管道。
锅炉给水首先被引至尾部烟道省煤器进口集箱两侧，逆流向上经过三个水平布置的省煤器管组，同时从在管外流动的烟气中吸收热量。
流体从省煤器出来后进入两个对流烟道中的中间集箱，然后分两股向上流经用于悬吊两级过热器管组的省煤器吊挂管，最后汇集到布置在尾部竖井上部的省煤器出口集箱，从出口集箱右侧通过一根Φ273的省煤器引出管从锅筒的右封头引入锅筒。
在启动阶段没有给水流入锅筒时，省煤器再循环系统可以将锅水从锅筒引至省煤器进口集箱，防止省煤器管子内的水静滞汽化。
HX480/9.8-Ⅱ2型循环流化床锅炉为自然循环锅炉。
锅炉的水循环采用集中供水，分散引入、引出的方式。
给水引入锅筒水空间，并通过集中下降管和下水连接管进入水冷壁和水冷蒸发屏进口集箱。
锅水在向上流经炉膛水冷壁、水冷蒸发屏的过程中被加热成为汽水混合物，经各自的上部出口集箱通过汽水引出管引入锅筒进行汽水分离。
水冷蒸发屏与单独的分散下水管和汽水引出管组成独立的回路，确保水循环的安全与可靠。
被分离出来的水重新进入锅筒水空间，并进行再循环，被分离出来的饱和蒸汽从锅筒顶部的蒸汽连接管引出。
饱和蒸汽从锅筒引出后，由六根Φ168的饱和蒸汽连接管引入左右侧汽冷式旋风分离器入口烟道的上集箱，下行冷却烟道后，进入进口烟道下集箱。
然后各经4根Φ159的管子引入旋风分离器下部环形集箱，蒸汽由分离器筒体上行进入旋风分离器上部环形集箱，由2×6根Φ159的连接管分别汇入HRA左、右墙上集箱，下行冷却侧包墙后到侧包墙下集箱，进入与侧包墙下集箱联通的前包墙下集箱，上行冷却前包墙进入前后包墙上集箱，下行冷却后包墙进入后包墙过热器下集箱（低温过热器进口集箱）。
蒸汽从低温过热器进口集箱出来后，逆流向上通过水平顺列布置的低温过热器管束进入低温过热器出口集箱，由两根Φ325的连接管道从低温过热器出口集箱左右侧将蒸汽引入炉膛前墙的屏过进口集箱，并经屏式过热器进口分配集箱，进入布置在炉膛上部的六片屏式过热器，最后由屏式过热器出口分配集箱汇入屏式过热器出口集箱。
两侧屏式过热器出口集箱分别通过一根Φ377的连接管接入位于HRA后墙的高温过热器进口集箱，蒸汽从高温过热器进口集箱引出，逆流向上通过水平顺列布置的高温过热器管束垂直进入高温过热器出口集箱，最后合格的过热蒸汽从其两侧引出。
系统采取调节灵活的喷水减温作为汽温调节和保护各级受热面管子的手段，整个过热器系统共布置有两级喷水。
一级减温器（左右各一台）布置在低过出口至屏过入口管道上，作为粗调；二级减温器（左右各一台）位于屏过与高过之间的连接管道上，作为细调。
通过过滤器的减温水分四路，两路DN
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