第二章锅 锅炉受热面部件.docx

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第二章锅锅炉受热面部件

锅炉说明书

BOILERINSTRUCTION

B&WB-1950/25.4-M锅炉

50-G13600-0

第二章锅炉受热面部件

北京巴布科克·威尔科克斯有限公司

BABCOCK&WILCOXBEIJINGCO.LTD.

2009年4月

目录

1、炉膛及水冷壁3

2、过热器6

3、再热器9

4、省煤器10

编制

校对

审核

批准

日期

2009-04-23

日期

2009-4-24

日期

2009-4-28

日期

2009-05-04

1、炉膛及水冷壁

整个炉膛由下部垂直水冷壁和上部垂直水冷壁构成，水循环系统采用集中供水，分散引入、引出方式。

根据炉膛热负荷分布和结构布置特点，下部垂直水冷壁由1562根水冷壁管组成30个回路，上部垂直水冷壁由1498根水冷壁管组成18个回路。

水冷壁计算回路的划分见水循环计算汇总表05-G13600-0。

上部水冷壁和下部水冷壁均采用膜式全焊接结构，由钢管和扁钢制成。

上炉膛深度9350mm，下炉膛深度16550mm，炉膛宽度31813mm，总高54126mm（由前后水冷壁下集箱中心线到炉膛顶棚管中心线）。

下部炉膛前后墙冷灰斗处水冷壁管规格为φ35x6.5mm，上部为φ35x6.0mm。

前后水冷壁的两边各64根管子节距为41.25mm，通过变节距到69.1mm，形成炉膛的切角结构，中间管子节距为55mm，侧墙水冷壁管规格为φ35x6.0mm，节距为55mm，下部水冷壁管子材料为SA213T12。

水冷壁节距为55mm处的扁钢规格为8×20mm，节距为69.1mm处的扁钢规格为8×34mm，扁钢材料为15CrMo；节距为41.25mm处的水冷壁用的是圆钢，其规格为φ6.25mm，材料为12Cr1MoV。

下部炉膛水冷壁全部采用了优化多头内螺纹管（OMLR），避免了传热恶化的发生。

通过水循环计算确定的管子规格及材质，能满足各工况下水冷壁安全运行所必须的质量流速的要求，即兼顾了在高负荷下水动力具有正的流量特性，同时在低负荷时又有足够的质量流速来满足水冷壁冷却的需要。

与螺旋管圈的高质量流速相比，本工程是直管圈的超临界W炉，水冷壁采用中低质量流速，因而大大降低了水冷壁管圈的压降，可降低给水泵的扬程，从而减少了给水泵的功耗。

同时，为了保证各个回路流量的均匀性，避免低负荷运行时可能出现的水动力动态不稳定情况，在下降管的分配集箱上的部分供水管管子入口设置了节流孔。

上部炉膛均采用光管膜式水冷壁，管子规格为φ28x6mm，材料为15CrMoG，节距为55mm，扁钢规格为8×27mm，材料为15CrMo。

为改善炉内高温烟气的充满度，在炉膛出口处由后水冷壁管弯成折焰角，折焰角深入炉内约1/3深度，然后继续向后弯形成水平烟道炉底管。

后水冷壁前屏吊挂管采用ø76x14mm的12Cr1MoVG管子，节距为450mm。

另外从功能上来说，水平烟道前侧包墙也是水系统的一部分，但结构上，为便于图纸统一管理将它归入过热器包墙系统。

从省煤器出口集箱来的给水合并后，先由1根φ558.8×65mm大直径下降管引到标高11.35m处，然后再分成两根φ406.4×50mm的管子进入下降管分配集箱，下降管材料为SA106C。

经32根φ133×16mm和28根φ108×14mm，材料为SA106C的供水管分配到前、后、侧水冷壁下集箱。

水经过下部水冷壁进入水冷壁中间集箱（上）的过程中被加热，再经80根φ133×20mm，材料为12Cr1MoVG的水冷壁中部连接管进入位于两侧的水冷壁中间混合集箱，然后经30根φ133×20mm，材料为12Cr1MoVG的水冷壁中部连接管进入水冷壁中间集箱（下），其中每根连接管引入集箱前由三通一分为二，最终进入上部垂直水冷壁。

前水冷壁和两侧水冷壁内的工质进一步吸热后进入各自的出口上集箱。

而后水冷壁的工质经过后墙折焰角及水平烟道炉底管进入折焰角出口集箱，工质在此分成两路：

一路由36根φ133×20mm，材料为12Cr1MoVG的连接管引到后水前屏下集箱，经前屏吊挂管进入前屏上集箱；另一路由4根φ133×20mm，材料为12Cr1MoVG的连接管引到水平烟道前侧墙下集箱。

从前水冷壁、两侧水冷壁和后水前屏上集箱出来的工质由60根φ133×20mm，材料为12Cr1MoVG的引出管导入水冷壁出口混合集箱。

水冷壁和包墙工质流程如图2-1所示。

水冷壁下集箱规格为φ245×50mm，材料为SA106C；水冷壁中间集箱（上）规格为φ273×65mm，材料为12Cr1MoVG；水冷壁中间集箱（下）规格为φ273×60mm，材料为12Cr1MoVG；水冷壁中间混合集箱规格为φ480.5×79.5mm，材料为12Cr1MoVG；水冷壁出口混合集箱规格为φ534.5×76.5mm，材料为SA-335P91；后水前屏下集箱为φ245×45mm，材料为12Cr1MoVG；后水前屏上集箱为φ219×40mm，材料为12Cr1MoVG；其余水冷壁集箱规格为φ219×45mm，材料均为12Cr1MoVG。

水冷壁上开有燃烧器孔、窥视孔、火焰电视孔、人孔及吹灰孔等。

在炉膛的顶棚上布置有检修用的绳孔。

大风箱通过组合桁架焊在水冷壁上，约一半荷载传递到水冷壁上，另一半荷载通过吊杆传递到钢架上。

水冷壁及其上面的炉墙与刚性梁，均通过水冷壁吊挂装置吊在顶板及钢架上，并按设定的膨胀方向膨胀。

膜式水冷壁以制造、运输和安装所允许的最大尺寸分片组装出厂。

为了方便工地组装，前后水冷壁过渡管组各分为两大片与中间集箱在厂内进行整体组装后出厂，左右侧水冷壁过渡管组分别与中间集箱在厂内进行整体组装后出厂。

图2-1水冷壁和包墙工质流程示意图

2、过热器

过热器由顶棚管、包墙管，一级过热器，屏式过热器，二级过热器进口管组和二级过热器出口管组构成。

2.1顶棚管和包墙管

图2－2穿顶密封结构

顶棚位于炉膛和对流烟道上部，是由管子和扁钢（或扁销钉）焊成膜片（或鳍片管）组成，除炉膛顶棚管屏式过热器前部为膜片结构外，其余顶棚管均为鳍片管结构。

顶棚管在穿管处弯管以便于过热器和再热器管子穿过。

整个顶棚管和穿墙管处的密封结构，先是在鳍片上打上耐火塑料，再置以高冠板结构的金属密封（如图2-2所示）。

只要按照制造厂图纸要求精心施工，就能实现良好的炉顶密封。

包墙管绝大部分制成膜式结构，并根据运输条件最大限度地在厂内组装。

顶棚管和包墙管的蒸汽流程如图2-1：

来自分离器出口母管的蒸汽分成两路进入尾部竖井隔墙上集箱：

其中一路流程为：

分离器出口母管（Φ457.2×65mm12Cr1MoVG）→28根Φ133×18mm分离器出口连接管→顶棚进口集箱（Φ325×75mm12Cr1MoVG）→422根φ60×9mm、12Cr1MoVG和2根φ42×6.5mm、15CrMoG管子的炉膛及对流烟道顶棚管组→顶棚出口集箱（Φ325×85mm12Cr1MoVG）→282根φ42×6.5mm、15CrMoG管子的尾部竖井后包墙管组→尾部竖井后墙下集箱（Φ219×40mm、12Cr1MoVG），然后分为两路，其中一路→2x6根Φ133×20mm，12Cr1MoVG包墙下部连接管→尾部竖井后两侧墙下集箱（Φ219×40mm12Cr1MoVG）→2x58根φ42×6.5mm、15CrMoG管的HCP后两侧包墙管组→尾部竖井后两侧墙上集箱（Φ219×40mm12Cr1MoVG）→2x5根Φ133×20mm，12Cr1MoVG包墙上部连接管→引入尾部竖井隔墙上集箱（Φ325×60mm12Cr1MoVG）→282根上部散管φ51×10mm、下部膜式壁φ57×9mm、12Cr1MoVG管的HCP隔墙管组→一过入口集箱（Φ273×55mm12Cr1MoVG）。

此路自HCP后墙下集箱后有一部分蒸汽通过18根Φ133×20mm，12Cr1MoVG包墙下部连接管→282根上部散管φ42×10mm、12Cr1MoVG，下部膜式壁φ42×6.5mm、15CrMoG管的HCP前包墙管组→尾部竖井前包墙上集箱（Φ219×45mm12Cr1MoVG）→16根Φ133×20mm，12Cr1MoVG包墙上部连接管→引入尾部竖井隔墙上集箱（Φ325×60mm12Cr1MoVG）。

另一路流程为：

分离器出口母管（Φ457.2×65mm12Cr1MoVG）→2X4根Φ133×18mm分离器出口连接管→水平烟道后侧包墙下集箱（Φ219×45mm12Cr1MoVG）→2×85根φ32×7mm、15CrMoG水平烟道后侧包墙→水平烟道后两侧包墙上集箱（Φ219×45mm、12Cr1MoVG）→2×4根φ133×20mm、12Cr1MoVG连接管→尾部竖井前两侧墙下集箱（Φ219×40mm12Cr1MoVG）→2x39根φ42×6.5mm、15CrMoG管的HCP前两侧包墙管组→尾部竖井前两侧墙上集箱（Φ219×40mm12Cr1MoVG）→2x4根Φ133×20mm，12Cr1MoVG包墙上部连接管→引入尾部竖井隔墙上集箱（Φ325×60mm12Cr1MoVG。

两路蒸汽在尾部竖井隔墙上集箱（Φ325×60mm12Cr1MoVG）汇合→282根上部散管φ51×10mm、下部膜式壁φ57×9mm、12Cr1MoVG管的HCP隔墙管组→一过入口集箱（Φ273×55mm12Cr1MoVG）。

2.2一级过热器，屏式过热器，二级过热器进口管组和二级过热器出口管组

一级过热器位于尾部竖井后烟道内，由水平的进口管组和悬垂的出口管组组成，水平管组由外径φ51mm、壁厚8.0mm的12Cr1MoVG钢管和外径φ51mm、壁厚7.5mm、7.0mm，材质为15CrMoG的钢管分上、中、下三个管组及水平管组散管组成，横向节距112.5mm，三管圈并绕，逆流顺列布置，沿炉宽有282片，由省煤器悬吊管悬挂。

出口管组由φ51×8.5mm、12Cr1MoVG钢管组成，横向节距225mm，六管圈并绕，沿炉宽有141片。

一级过热器进口集箱置于烟气流中，出口集箱置于顶棚管上部的大包内。

屏式过热器位于炉膛上部，由外径φ51mm，壁厚7.0、7.5、8.5、11.0mm，材质为12Cr1MoVG、SA213T91和SA213TP347H钢管组成，横向节距1800mm，26管圈并绕分前后两组，沿炉宽布置16片。

屏式过热器被设计成独特的发卡式结构，以减小同屏水力偏差。

屏式过热器设有进口和出口集箱各一。

二级过热器进口管组位于折焰角上方，顺流顺列布置，由外径φ51、壁厚7.5、8.0mm材质为12CrMoVG、SA213T91和SA213TP347H的钢管组成，横向节距600mm，9管圈并绕，沿炉宽方向共有53片，二级过热器进口管组的每一片管组与相应的分集箱在厂内组装后包装出厂。

二级过热器出口管组位于水平烟道，顺列布置，由外径φ42、壁厚7.0、7.5mm、材质为SA213T91和SA213TP347H的钢管组成，横向节距300mm，8管圈并绕，分前后两部分，采用跳管结构，把出口段管束夹在中间，以减少烟气辐射热，保护出口段管束。

二级过热器出口管组沿炉宽方向共有106片。

单个二过出口管组进口分集箱与两片管组在厂内组装出厂。

从一级过热器出口集箱（φ584.2x95mm、12Cr1MoVG）经左右各一根φ508×80mm、材质12Cr1MoVG的连接管引入屏式过热器进口集箱（φ482.6x75、12Cr1MoVG），为调节蒸汽温度，在左右连接管上设置了一级两点喷水减温器（φ508×80mm、12Cr1MoVG）。

蒸汽经屏式过热器受热面管子吸热后汇集到屏式过热器出口集箱（φ609.6×115mm、12Cr1MoVG）。

经两根φ533.4×100mm、12Cr1MoVG管道将屏式过热器出口集箱与二级过热器进口集箱相连。

为减小左右侧汽温偏差，该管道布置上使蒸汽沿炉宽左右交叉，并在管道上设置二级喷水减温器。

经交叉和减温后的蒸汽进入二级过热器进口集箱（φ508×85mm、12Cr1MoVG）。

经53根φ219×50mm、12Cr1MoVG分集箱将蒸汽引入二过入口管组，然后再通过53根φ194×36mm、SA-335P91分集箱导入二过出口管组，最后主蒸气汇集到φ762×140mm（1#炉）/ID455×115mm（2#炉）、SA335P91的过热器出口集箱，由集箱左右两端引出，经过大小头、弯头再引至φ457.2x70mm、SA335P91的主蒸汽管道，主蒸汽管道在炉前由三通合并成一个出口。

2.3过热汽温调节

本锅炉过热器系统设有两级（共四个）喷水减温器，一级减温器布置在一级过热器出口到屏式过热器进口的管道上，二级减温器布置在屏式过热器出口到二级过热器进口的管道上。

减温器本体包括筒体、喷头、混合管及衬套等,具体结构详见过热器减温器图G13036-0。

每只减温器的喷水量由单独的调节阀来控制，喷水取自给水管道。

A.当锅炉在本生点以下负荷运行时，锅炉处于再循环（湿态运行）模式，即启动系统投入运行，这时的过热汽温控制完全依靠喷水减温器系统来控制，就象通常的汽包炉一样。

B.当锅炉在本生点以上负荷运行时，锅炉处于直流运行模式，此时启动系统处于热备用，过热蒸汽的汽温主要是通过调节燃料和给水的比例来控制。

当负荷稳定时，过热器各级减温器喷水量维持在一个固定的基本数值（一级、二级喷水量分别维持在主蒸汽流量的2％和3%），当负荷变动时，可以通过适当增加或减少喷水量来迅速调节汽温以适应负荷变化时对汽温控制的严格要求，各级减温器的最大设计喷水量是基本数值的两倍。

一旦锅炉负荷恢复稳定，过热器各级喷水量将恢复到基本数值。

3、再热器

再热蒸汽流程为：

从高压缸排出的蒸汽经过两根（φ685.8×20,A672B70CL32）再热蒸汽管道从左右侧引入再热器进口集箱（φ533.4×30mm、SA-106C），先通过布置在尾部竖井前烟道的4个水平管组，然后经过渡管组进入垂直管组，最后汇集到再热器出口集箱（φ711.2×35mm、SA335P91），由左右两端引出与再热蒸汽管道延伸段（φ711.2×35mm、SA335P91）相接。

3.1再热器管组

四个水平管组由管径为φ60×4.5mm、材质为20G、15CrMoG、12Cr1MoVG钢管组成，横向节距112.5mm，沿炉宽布置282片。

每个管组的管片下端焊有上支承，架在位于相应的前包墙和隔墙的下支承上，全部重量通过前包墙管、隔墙管传递到前包墙、隔墙的上集箱。

过渡管组由φ60×4.5mm、12Cr1MoVG钢管组成，横向节距225mm，6管圈并绕，沿炉宽有141片，与垂直管组相对应。

位于水平烟道的垂直管组，由外径φ60×4.5、材质由12Cr1MoVG、SA213T91和SA213TP347H组成，横向节距225mm，6管圈并绕，沿炉宽布置141片，垂直管组可分为入口段和出口段，入口段由吊挂管圈承重，出口管段由出口集箱承重。

出口段采用跳管结构，把出口管段夹在中间，以减少烟气辐射热，保护出口管段管子。

3.2再热汽温调节

再热器汽温主要通过布置在尾部烟道底部的烟气调节挡板，由逻辑系统自动调整挡板到适当位置，调节尾部前、后烟道的烟气分配比例，以保证控制负荷范围内（50%B-MCR到100%B-MCR）的再热汽温保持在额定值，烟气调节挡板的结构和说明详见图G13097-0。

为适应变负荷或事故工况的需要，在再热器进口延伸段上设置了事故喷水减温器，每只减温器的喷水量由单独的调节阀来控制。

喷水取自锅炉给水泵的中间抽头。

当锅炉负荷快速变化时，可用再热器喷水减温器来精确快速地控制再热汽温，当锅炉负荷稳定后再热器喷水量应当恢复到零。

喷水减温器本体包括筒体，喷嘴装置和直套筒等，具体结构见图G13096-0,减温器在厂内组装完成。

4、省煤器

省煤器位于尾部竖井后烟道下部的低烟温区，由一组与烟气成逆流布置的水平管组和悬吊管组成。

水平管组由φ51×7mm，SA210C钢管组成，管组横向节距112.5mm，两管圈并绕，沿炉宽布置282片。

由水平管延伸成的两排悬吊管，既悬吊一级过热器管组也悬吊省煤器水平管组，悬吊管由φ60×9mm的15CrMoG钢管组成，S1=225mm，沿炉宽方向共有141片，穿过顶棚后进入省煤器出口集箱。

为减轻磨损，省煤器布置采用顺列布置，水平管组的第一排设防磨板，并在水平管组所有弯头的上下方均设有防止形成烟气走廊（即局部烟速和灰浓度均高的部位）的防磨衬板和挡板装置。

给水由给水管道（φ508×55mm、15NiCuMoNb5-6-4）从锅炉右侧引入省煤器进口集箱（φ533.4×85mm、SA106C），经水平管组和悬吊管后进入省煤器出口集箱（φ406.4×60mm、SA106C）。

通过90°弯头和三通使两根上集箱出口连到一起，经下降管导入水冷壁下集箱。