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65吨设计说明书

FDZ-40/3.82-M型循环流化床锅炉

设计说明书

编写人：

***

学号：

******

班级：

*****

指导老师：

***

**********************************

2011年*月

目录

1.1锅炉设计规范

1.2锅炉概述

1.3汽水系统

1.4循环系统

1.5构架与平台扶梯

1.6膨胀系统

1.7主要性能数据

1.8过量空气要求

1.9床温

1.1锅炉设计规范

1.1.1设计条件

1.1.1.1设计题目：

FDZ-65/3.82-M型循环流化床锅炉

1.1.1.2技术规范

额定蒸汽参数65t/h

额定蒸汽压力3.82MPa

额定蒸汽温度450℃

给水温度120℃

冷风温度20℃

燃料颗粒要求0~10mm

1.1.2燃料特性

FDZ-65/3.82-M型循环流化床锅炉按燃用开滦洗中煤设计。

项目

符号

单位

设计煤种

碳

Car

%

60.7

氢

Har

%

4.05

氧

Oar

%

5.63

氮

Nar

%

0.33

硫

Sar

%

0.63

灰分

Aar

%

7.84

水分

War

%

20.8

挥发分

Vdaf

%

34.51

低位发热值

Qner.ar

kJ/kg

21063

1.1.3燃烧方式

循环流化床燃烧

1.1.4运行方式

采用定压运行，也是采用滑压运行。

1.1.5点火方式

床下油枪点火

1.1.6通风方式

平衡通风

1.2锅炉概述

FDZ-65/3.82-M型循环流化床锅炉锅炉采用了循环流床燃烧方式，其煤种的适应性好，可以燃用阜新烟煤，燃烧效率达91.7%，含硫较高的燃料，由于锅炉的低温燃烧，燃烧温度只有860~950℃左右，可通过向炉内添加石灰石，显著降低SOX的排放，同时采用分级燃烧可有效地控制NOX的排放。

因此整炉可降低硫、氮化物对设备的腐蚀和烟气对环境的污染。

它的炉灰由于活性好，含碳量低，可以综合利用，如做水泥等建筑材料的掺合料等。

本锅炉是一种自然循环的水管锅炉，床下油或燃气点火，采用了旋风分离器灰分离循环燃烧系统。

炉膛为全膜式水冷壁结构，为顶板梁吊挂承重结构，过热器分高、低二级过热器，中间设面式减温器，尾部设省煤器和一、二次风空气预热器。

锅炉按半露天布置设计，双层布置运转层标高可取7米，锅炉钢架全部为金属结构，当使用于地震烈度七级以上的地区或用于室外布置时，应对锅炉钢结构重新进行计算加固。

1.3汽水系统

汽水系统包括省煤器、锅筒及内部设备、下降管、水冷壁、蒸发管束、

过热器和减温器及其连接管（管道）等。

本锅炉采用自然循环方式。

1.3.1给水系统

给水管路推荐采用两条并联管道，主管道配有一个正齿轮传动的截止阀和

一个调节阀，用于30~100%负荷时的水量调节。

旁路管道可作为点火启动时上水用。

减温水管路上装设有截止阀和调节阀，该旁路将部分给水（减温水）引至面式减温器，通过调节减温水量的大小控制过热蒸汽的温度，另一部分给水与经过面试减温器后的减温水在混合器中混合后进入冷渣水冷管束，然后进入省煤器系统。

为防止省煤器在启动过程中受到损伤，在锅筒和混合器之间舍友再循环管路，当锅炉启动时应将该管路开启，使锅筒和省煤器间形成自然循环回路，当正常运行时关闭此管路。

1.3.2省煤器系统

省煤器安装在锅炉尾部竖井内钢管卧式空气预热器上方。

该部件由45

片φ32×3.5焊接成型的膜式蛇形管片组成，错列布置，采用空心梁支持结构，支撑管组的空心梁为自然通风冷却。

省煤器入口集箱位于标高25720mm处，出口集箱位于标高32200mm处，两集箱规格均为φ168×16，材质为20G。

锅炉给水由给水操纵台经冷渣器水冷管束后，经省煤器管组流至出口集箱，由一根φ108×8，材质为20G的连接管引致锅筒。

1.3.3锅筒及锅筒内部设备

锅炉规格为φ1492×46mm，封头及筒身均用20g钢板制成，锅筒位于锅

炉顶部标高34000mm处，通过两根吊杆悬吊于顶板横梁上，热态时允许锅筒沿轴向向两端自由膨胀，锅筒正常水位在锅筒中心线以下75mm处，运行时允许锅筒水位在正常水位上下75mm范围内波动。

锅筒内部设备采用单段蒸发系统，一次分离元件为导向式旋风分离器，二次分离元件为立式百叶窗分离器（波形板箱1）和均汽孔板。

上升管中的汽水混合物经引入管进入旋风分离器，粗分离后的蒸汽通过分离器顶部立式百叶窗分离器（波形板箱2）分离后进入蒸汽空间，经过锅筒上部波形板箱1再次分离后，通过均汽孔板将饱和蒸汽沿锅筒长度方向均匀送出锅筒。

分离出的饱和水由分离器筒体底部排出，筒体下部没有托罩，能有效防止旋风分离器底部排出水中携带的蒸汽进入下水管。

同时为避免集中下水管和分散下水管中带汽，其入口处均安装了防止下水管产生漩涡的十字挡板。

样锅筒长度方向还设有磷酸盐加药管、连续排污管、自用蒸汽管、压力冲量管和事故防水管，此外还设有安全阀、水位调节、压力调节、压力保护、两个就地水位计和点接点水位计等仪表附件。

炉水符合标准要求是锅炉排污率可在3%以下。

1.3.4蒸发管束

蒸发管束位于悬浮段上方，由两组蛇形管束组成，每组管束采用54排

φ32×4，材料为20（GB3087-82）的管子制成，管束底部迎风面装有防磨装置，在标高23920mm及33040mm处分别布置有外径为φ219、材质为20号刚得蒸发管束进出口集箱。

锅水通过两根φ219的分散下水管经蒸发管束进口集箱进入蒸发管束，在管束内吸收高温烟气放出的热变成汽水混合物，汽水混合物流经管束后进入出口集箱，通过8根φ133的顶部连接管引入锅炉。

蒸发管束的另一作用就是支承和吊挂过热器管束。

1.3.5水冷壁及级中下水管、下水连接管系统

燃烧室的四壁均由膜式水冷壁组成，膜式水冷壁采用φ60×4的锅炉钢管，管子与管子之间用扁钢焊接而成。

锅水通过两根外径为φ325的集中下水管由14根下水连接管分别引入前，后、两侧水冷壁下集箱。

1.3.5.1前后水冷些回路

把标高2400mm处的下前集箱和标高为32340mm处的前后水冷壁上集箱连接起连来的膜式水冷壁管束组成了炉膛的前水冷壁和炉顶。

把标高2400mm处的下后集箱和标高为32340mm处的前后水冷璧上集箱连接起来的膜式水冷壁管屏组成了炉膛后水冷壁。

由8根下水连接管向前后水冷壁下集箱供水，水冷壁管内的汽水混合物吸

热后流入前后水冷壁上集箱，经6根顶部连接管引至锅筒。

1.3.5.2侧水冷壁回路

侧水冷壁的下集箱位于标高2400mm处，两侧水冷壁止于标离为32340mm和32740mm处的侧水冷壁上集箱。

由6根下水连接管向两侧水冷壁下集箱供水，汽水混合物由侧水冷壁上集箱通过8根连接管引至锅筒。

1.3.6过热器系统

过热器分为高温级和低温级两组，中间布置面式减温器。

低温过热器由55排φ42×4的蛇形管组成，蛇形管采用200及15CrMoG合金钢管，管束为顺列布置。

高温过热器由55排φ42×4，材质为15CrMoG的合金钢管组成，管束为顺列布布置。

锅筒出来的饱和蒸汽标高37280mm处的汇集集箱再通过3根φ133×6的导汽管进入标高29240mm处的低温过热器进口集箱，在低温过热器管束内被加热后，进入标高26735mm处非接触式面式减温器，减温器内布置有φ38×3.5，φ25×3的内、外套管内通有从给水操纵台来的部分给水，通过套管内、外工质的热交换，降低了蒸汽温度，从而达到了调节蒸汽温度的目的。

减温后的蒸汽进入高温过热器内被加热到450'C后，经过标高25070mm处的出口集箱、导汽管，最终山标高21980mm处φ273×20的集汽集箱引出。

1.4循环燃烧系统

1.4.1燃料供给系统

为使播煤均匀，在前墙下部收缩段沿宽度方向布置两套气力播煤装置，每套给煤装置由输送段和播煤段两个部分组成，燃料从料仓进入输煤皮带后，靠重力落入给煤装置，给煤装置下部布置三股播煤风将燃料吹入炉膛，三股风均匀分配。

1.4.2燃烧室

炉膛标高24200mm以下为炉腿燃烧室，包恬密相区和悬浮段两部分。

四周由膜式水冷壁构成。

内设防磨绝热内衬，装设内衬的区域最低标高为4700mm，最高标高为18500mm。

燃烧室深度4645mm宽度5905mm，由标高11787mm起向下在深度方向上变为倒梯形。

1.4.3旋风分离器，回料装置

旋风分离器共有两只，用8mm厚的钢板制成，内村防磨及保温材料。

每只旋风分离器通过一根立管与一个“J”阀回送装置相连，为防止炉膛内的高压烟气窜入旋风分离器影响分离效率，立管内必须有一定料柱以保证密封。

回料器的功能是连续稳定地向炉内返送物料并防止烟气反窜。

返送的动能源于回料器“J”形阀上升段和下降段的料位差。

在回料器的上升段和下降段底部各布置了一个风箱，该风箱通过风帽提供阀内物料的松动风并造成上升段和下降段内不同的物料密度。

由子上述特点，当炉内物料循环建立后，“J”阀的返料量会随着立管内的料柱高度自动变化，即实现了“自平衡”。

在回料器和立管上还布置有4层风管，用于在回料不畅时进行松动吹扫。

回料器和立管松动用风由单独一台高压头小流量的罗茨鼓风机提供。

另外，在回料器下部还布置有排灰口，正常运行时，可通过调节排灰量的大小来控制床温。

1.4.4空气预热器

空气预热器分为四个管箱,采用卧式结构,布置在尾部竖井下。

管子采用φ42×3.25及φ40×1.5规格的普通碳钢管，顺列布置，横向节距和纵向节距均为70mm，每两个管组之间通过连通箱链接起来，形成两个相对独立的通道。

一、二次风以不同压力从管内分别通过这两个通道，与并管外流动的烟气进行热交换。

烟气和空气呈交流布置。

一次风道出口中心标高22470mm，二次风道出口中心标高19115mm，二者风出比为60:

40。

1.4.5一次风室及布风装置

一次风通过热风道进入一次风N室，风室为水冷壁围成的等压风室，风室的顶部为水冷布风板，其上布置了一定数量的导向风帽。

导向风帽的合理布置不但可提供优良的流化质量，同时还有选择的将大颗粒吹向排渣口，这样就保证了床压的稳定。

一次风通过风帽喷入密相床后是床料均匀流化并形成良好的燃烧环境。

在锅炉两侧水冷壁上靠近布风板的位置上分别布置有冷渣入口和紧急排渣口，被导向风帽吹来的已燃尽大颗粒物料通过排渣口排出锅炉

1.4.6选择性排灰冷渣器

位于布风板上部右侧墙上的排料口将粗重灰粒输送到选择性排灰冷渣器里，排料口位于标高4865处，紧靠布风板，冷渣器有一个排渣口、一个进渣管、两个排气口和冷渣器用风接口，在每个进渣管上布置有12个风管，通过风管的定向布置来保证渣从炉膛至冷渣器顺利输送，空气由J阀回料风机提供。

选择性排灰冷渣器能在将炉灰送至除灰系统之前筛选去灰中的细颗粒，将他们送回炉膛并冷却剩余的粗颗粒灰。

冷渣器分为三个小室，沿渣走向分别为选择室和2个冷却室。

并有各自独立的布风装置。

每个小室用分隔墙隔开，这样在进入下一个小室之前，渣流绕分隔墙流过，延长了停留时间，加强冷却效果。

选择仓的布风来自一次风空气预热器后的热风。

第一、二冷却室流化空气来自一次风机出口的冷风。

冷渣器布风装置为钢板式，在布风板上布置有“Γ”型定向风帽。

选择室的排气在位于7051标高处从炉膛侧墙返回炉膛，冷却室排气在隔墙顶部附近排出，与9927标高处从炉膛侧墙返回炉膛。

在冷渣器的第一个冷却室中布置了一组水冷管束，介质为锅炉给水。

水冷管束进出口集箱标高6106，水冷管束为10片，双绕水平管圈，错列布置，管子规格为Φ76，材料20G。

冷渣器中，还没有自动喷水系统，用于紧急状态下的灰冷却，它是由安装在10个流化床空气喷嘴（选择室4个，两个冷却室各3个）里的喷水头组成，系统水源为：

3.5~4.2kgf/cm²；水温小于33ºC。

系统根据冷渣器平均床温度来控制。

当冷渣器冷却仓平均床温高于480ºC时，控制系统将自动投入喷水。

事故状态下，锅炉底渣可通过位于炉膛左侧墙的事故排渣口排出炉膛。

1.4.7二次风装置

从空气预热器出来的二次风进入二次风箱，二次风箱为U形布置，分为两层，分别设置在燃烧室前、后墙外侧标高9600mm和12540mm两处，风箱上接有一排Φ133×4的配风管，使热风沿风炉宽方向均匀分配，然后通过配风管喷嘴将热风高速射入燃烧室。

高速的二次风射流具有足够的穿透能力，除提供煤粒完全燃烧所需的空气外，还可以极大的加强炉内扰动，炉内物料更加均匀，提高煤粒的燃尽率。

适当调整上下二次风配比即可达到锅炉机组最佳的燃尽效果。

1.4.8点火燃烧器

本台锅炉设有床下油点火器，布置在两侧水冷壁标高3800mm处，点火用燃料为0#轻柴油，共有两只油枪，油枪单只出力约为400kg\h，推荐进口油压2.3MPa，油枪采用简单压力式机械雾化油嘴，点火用总风量约为2×5000Nm³/h。

1.5构架与平台扶梯

锅炉构架为全钢结构，按地震烈度6度，Ⅱ型场地土设计，由6根立柱及顶板，横梁组成框架式结构，承担悬吊锅筒，炉膛以及支撑旋风分离器和尾部烟道。

锅炉运转层平台设在标高7000mm除，在锅炉运行时需要操作、巡视和检修处设有平台。

扶梯用于联络各平台，保证通畅。

1.6膨胀系统

锅炉根据结构布置及支撑系统要求设置膨胀中心（或称零点）。

锅炉的前部水冷壁竖井通过吊杆悬吊于顶板上，系统由上向下膨胀，旋风分离器和尾部竖井烟道支撑在柱和梁上，整台锅炉沿前后方向共设有三个膨胀中心：

炉膛后水冷壁、旋风分离器中心及尾部竖井中心，三者之间通过非金属膨胀节相连接，炉膛左右方向通过装设在标高13250，20479，28140三层刚性梁上的限位装置使其以锅炉中心线为零点向两侧膨胀。

1.7主要性能数据

名称

单位

数据

锅炉最大蒸发量

t/h

65

过热蒸汽出口压力

MPa

3.82

过热蒸汽出口温度

℃

450

给水温度

℃

120

热风温度

℃

131.69

排烟温度

℃

118

锅炉效率

%

86.7

燃料消耗量

Kg/h

9629.770

1.8过量空气要求

为了维持良好的燃烧,应注意控制炉膛过量空气系数来保证燃烧中合适的风煤比。

在运行中炉膛出口过量空气系数是以测量尾部烟道出口处氧量来控制。

在额定出力时，此相应的氧量越控制在3.4%左右（容积比，以湿烟气为基准）。

上述氧量测量值仅作参考，最后还需通过燃烧调整确定其最佳值。

低于上述确定的过量空气运行，对组织锅炉良好的燃烧工况和安全运行是不利的。

1.9床温

床温由布置在布风板上的热电偶测量，本锅炉正常的床温运行范围为820~930℃,运行时应监视上述温度，并使锅炉运行在这一温度范围，床温的高值报警点为950℃，温度达980℃时，应切断主燃料供给。

最低运行床温为800℃，在无助然情况下，不允许床温低于这一水平。

床温低值报警点为760℃.当床温低至650℃时，也同样要切断燃料，除非将点火油枪投入运行。

床温低至540℃以下时，必须切断主燃料供给。

其实锅炉的运行床温可以根据燃料和脱硫效率的不同侧重，以及运行经验的积累，在保证不结焦的前提下，在一较大范围内优选。

床温控制是通过调节一、二次风配比和回料器物料的返回量实现的。