锅炉本体结构.docx
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锅炉本体结构
锅炉本体结构
第一节锅炉概述
在日常生活、工业生产或热力发电厂中，经常利用蒸汽供应热量或产生动力。
通常蒸汽是通过蒸汽锅炉生产出来的。
目前我国电厂锅炉所用燃料主要是煤，一般线把煤磨成煤粉。
然后送入炉膛燃烧。
一、锅炉分类：
有七种方法：
1.按用途分为：
电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉、机车船舶锅炉。
2.按出口介质状态分为：
蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉。
3.按蒸汽压力分为：
低压锅炉：
压力小于等于2.45MPa
中压锅炉：
压力为2.94～4.90MPa
高压锅炉：
压力为7.84～10.8MPa
超高压锅炉：
压力为11.8～14.7MPa
亚临界压力锅炉：
压力为15.7～19.6MPa
超临界压力锅炉：
压力大于等于22MPa
4.按蒸发量分为：
按蒸发量的大小锅炉有小型（≤20T/h）、中型（≤20～75T/h）、大型（>75T/h）之分，但他们之间没有明显的固定的界限，随着工业锅炉工业的发展，锅炉的容量日益增大，以往的大型锅炉目前只能算中型甚至是小型了。
5.按燃料分为：
燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、原子能锅炉
6.按燃烧方式分为：
层燃炉、室燃炉、沸腾炉。
7.按水循环方式分为：
自然循环锅炉（循环倍率4～30）、强制循环锅炉（循环倍率3～10）、直流锅炉（循环倍率1）。
自然循环锅炉、强制循环锅炉的共同特点是有汽包，直流锅炉没有汽包，水在受热面中全部转变为蒸汽。
直流锅炉即可以用于临界压力以下也可以设计为超临界压力。
目前300MW火电机组基本上采用直流锅炉。
我公司的锅炉是自然循环锅炉，设计循环倍率如下表：
名称负荷
B-MCR
70%
整炉循环倍率
整炉最低循环倍率
4.85
4.02
6.3
5.14
二、国内外电站锅炉发展趋势
在火力发电厂中，锅炉是主要的设备之一，随着电力事业的不断发展，其发展趋势大体上按以下几个方面来说明：
1、锅炉容量不断增大。
容量增大每千瓦的设备费用降低，金属耗量减少，所需人员减少，但带来的影响是机组容量越大，适应负荷变化的能力越差。
锅炉容量100MW的用350T/h的锅炉,200MW的用670T/h的锅炉,300MW的用1030T/h的锅炉,600MW的用2050T/h的锅炉,600MW的用3125T/h.
2、蒸汽参数在提高。
由于蒸汽参数的提高取决于金属材料的性能，因此金属材料是电厂至关重要的基础。
三、国产锅炉型号的表示方法：
锅炉型号用三组字码表示。
第一组字码是锅炉制造厂的汉语拼音缩写，第二组字码为一分数，分子表示锅炉容量，分母表示过热蒸汽压力，第三组字码表示产品设计序号。
以DG670/13.7-19型锅炉为例说明含义：
DG表示东锅（HG/SG/WG），670/13.7表示锅炉容量670T/h，过热器出口压力13.7MPa，19表示第19次设计制造的锅炉。
四、锅炉本体的构成
锅炉本体是锅炉设备的主要部分，他由“锅”和“炉”两部分组成。
“锅”包括省煤器和汽包、下降管、水冷壁等组成的蒸发设备以及过热器、再热器组成的汽水系统。
“炉”包括炉膛、烟道、燃烧器及空预器等组成的燃烧系统。
4.1、汽包的作用：
汽包是加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽。
汽包中存有一定量的水，因而有一定的储热能力，在负荷变化时可以减缓汽压变化速度；汽包中存有一定量的水，可以防止或减轻锅炉负荷瞬时增加或给水中断造成的严重事故；汽包中装有各种设备，用以保证蒸汽品质。
汽包上还装有压力表、水位计和安全阀等附件，以保证锅炉的安全。
4.2、省煤器的作用：
利用锅炉排烟中的余热加热给水的热交换器称为称为省煤器。
他可以降低排烟温度，提高锅炉效率，并能提高进入汽包的给水温度，确保炉水正常循环，改善了汽包工作条件。
4.3、水冷壁的作用：
直接吸收燃料燃烧时放出的辐射热量，把炉水加热、蒸发为饱和蒸汽。
由于水冷壁保护作炉墙，可以保护炉墙免受高温烟气烧坏。
吸收炉膛出口的烟气温度，防止锅炉结焦。
4.4、过热器的作用：
将饱和蒸汽加热成具有一定过热度的过热蒸汽的热交换器，减少汽轮机最后几级的蒸汽湿度，避免叶片被水侵蚀。
4.5、再热器作用：
再热器的作用和过热器一样，都是将蒸汽过热提高其温度的设备，但与过热器不同的是再热器里加热的不是从锅炉来的饱和蒸汽，而是在汽机高压缸已经作过功的压力和温度均较低的蒸汽，这些蒸汽通过再热加热器提高温度后，再进入汽机中压缸和低压缸作功。
第二节锅炉本体结构
以我公司DG670/13.7-19型锅炉为例说明锅炉本体结构。
一、锅炉基本特性
1.1.1锅炉型式
DG670/13.7-19型锅炉为超高压、中间再热、自然循环、全悬吊、平衡通风、π型煤粉固态排渣炉。
1.1.2锅炉参数
1.1.2.1过热蒸汽
名称
单位
B-MCR
（最大连续负荷）
ECR
（额定负荷）
蒸发量
t/h
670
627.5
出口压力
MPa
13.7
13.61
出口温度
℃
540
540
1.1.2.2再热蒸汽
名称
单位
B-MCR
ECR
蒸发量
t/h
581
546
进/出口压力
MPa
2.88/2.69
2.71/2.53
进/出口温度
℃
326/540
320/540
1.1.2.3给水温度
名称
单位
B-MCR
ECR
给水温度
℃
252
250
1.1.2.4空气预热器进、出口风温
名称
单位
B-MCR
ECR
进口风温
℃
20
20
出口风温
℃
359
358
1.1.4锅炉主要界限尺寸（见表）
序号
名称
单位
数据
1
锅炉深度（F柱-L柱间）
mm
45000
2
锅炉宽度（两外侧柱间距）
mm
32000
3
锅炉宽度（两内侧柱间距）
mm
18000
4
汽包顶梁标高
mm
60130
5
炉顶大板梁标高
mm
59600
6
汽包中心线标高
mm
52700
7
过热蒸汽出口集箱标高
mm
50200
8
再热蒸汽出口集箱标高
mm
51700
9
顶棚管标高
mm
48700
10
再热蒸汽进口集箱标高
mm
31200
11
省煤器进口集箱标高
mm
17415
12
水冷壁下集箱标高
mm
6200
13
锅炉运转层标高
mm
10000
14
炉膛宽度
mm
11920
15
炉膛深度
mm
10880
16
水平烟道深
mm
3400
17
尾部竖井深
mm
9100
1.1.5锅炉汽、水、烟、风阻力（设计煤种,B-MCR负荷）
1.1.5.1一次汽阻力：
≯1.47MPa（15.kgf/cm2）
1.1.5.2二次汽阻力：
≯0.19MPa（1.94kgf/cm2）
1.1.5.3省煤器阻力：
≯0.392MPa（4.0kgf/cm2）
1.1.5.4燃烧器一次风阻力:
1100Pa
1.1.5.5燃烧器二次风阻力:
1200Pa
1.1.5.6燃烧器三次风阻力:
2300Pa
1.1.5.7修正后锅炉本体烟气阻力:
2400Pa（包括尾部竖井自生通风300Pa）
1.1.5.8锅炉本体空气阻力:
2600Pa
1.1.6锅炉的水容积（见表）
部件名称
水压试验时m3
运行时m3
汽包
42
17
水冷壁
75
75
过热器
69
0
再热器
74
0
省煤器
12
12
共计
272
104
二、本体结构
1、汽包
汽包是自然循环锅炉的主要部件之一，是分离汽水混合物的场所，是省煤器、过热器、水冷壁的分隔容器，使各受热面界限明显。
汽包置于炉顶前侧。
汽包内径1600mm，壁厚95mm，材料为13MnNiMo54，筒身直段长20m，汽包全长21.81m，总重（包括汽包内部设备）约94.5t，由左右两套“U”形吊杆将汽包悬吊于顶板下方。
汽包正常水位在汽包中心线下150mm，运行中允许水位波动50mm，最低安全水位为汽包正常水位下230mm。
汽包在最大连续负荷下工作压力为15.2MPa，最高设计压力为16MPa。
在汽包两端球形封头上各设有一套无盲区云母双色水位计、一套电接点水位计和两只弹簧安全阀。
汽包筒身部位设置三套单室平衡容器供水位保护和水位调节用，两只就地压力表，此外还有三个独立的压力管接头，用于压力保护和压力调节。
在汽包筒体上设有六对上下筒外壁温度测点，在饱和蒸汽引出管口附近和集中下水管口附近还有两对外壁温度测点，可供间接监测汽包相应部位壁温用。
汽包内部设备装有汽水分离装置、给水蒸汽清洗装置、排污加药装置、邻炉蒸汽加热装置等。
汽水分离装置：
汽包内装有84只315mm导流式旋风分离器作为一次分离元件，来自水冷壁的汽水混合物进入汽包内两侧的10个连通箱，每个连通箱连接8只分离器，以均衡各分离器的蒸汽负荷。
尾部竖井回路单独占有两个连通箱4只旋风分离器。
每个旋风分离器的平均负荷为9.2t/h，最大负荷为10.4t/h。
为保证汽包内部有足够的重力分离高度，在分离器上面85mm有平孔板型蒸汽清洗装置，清洗孔板上方414mm的汽包顶部设置了作为二次分离元件的清洗板，蒸汽通过均流板的速度为5m/s。
给水蒸汽清洗装置：
进入汽包内的给水，其中50%送到清洗孔板，经清洗蒸汽后，饱和水从两侧的40只溢水槽引入水空间下部。
另外50%给水由8根76×4管子引到汽包底部的给水分配管，然后直接送到集中下水管入口以下400mm后与饱和水混合。
排污、加药管装置：
在汽包两端的下部设有二个连续排污管孔。
排污管在正常水位下250mm，沿汽包纵向布置，以保证在汽包沿整个长度上排污。
加药管沿整个汽包长度布置在正常水位下355mm处，加药管入口在汽包中部。
邻炉蒸汽加热装置：
在汽包的左右部各有一个邻炉加热蒸汽入口。
加热管布置在汽包下部，沿汽包整个长度方向加热管有出汽孔。
邻炉加热汽源参数为压力1.27～1.57MPa，温度320～350℃左右。
此外在汽包内还有紧急放水管。
为防止水位波动，在水位表的水侧管设有防护罩。
2、省煤器简介
省煤器利用锅炉烟气中的余热加热锅炉给水的热交换设备，锅炉装设省煤器，可降低排烟温度，提高炉效率，降低燃料消耗量，同时，提高了进入汽包给水的温度，大大改善了锅炉汽包工作条件。
本锅炉省煤器为非沸腾式，其主要受热面布置在一、二级空气预热器之间。
蛇形省煤器管排采用顺列布置，两圈并绕，管径为38×5㎜，S1=110㎜，S2=97㎜，横向排数为100排，为防止烟气灰粒及吹灰对管子的磨损，在省煤器蛇形管排的前二排设有防磨盖板，此外在省煤器蛇形管弯头等易磨损处，设置了防磨装置，省煤器管系与四周墙壁间装设了防止烟气偏流的阻流板。
给水加热后进入省煤器出口集箱，经16根108×10㎜管子引入锅炉尾部竖井烟道（再热器侧和过热器侧）的吊挂下集箱，然后分别引出规格为42×5㎜的经过低温再热器和低温过热器的省煤器吊挂管，吊挂管两侧焊有吊耳以承载低过、低再重量，向上穿出顶包墙引入吊挂上集箱，最后通过16根108×10㎜的连接管引入锅筒。
为保护省煤器，在过热器侧（再热器侧）省煤器进口集箱和集中下降管之间分别布置了一条60×6.5㎜的再循环管道。
3、水冷壁简介
水冷壁是锅炉最重要的蒸发受热面，水冷壁布置在燃烧室四周及水平烟道和后竖井两侧墙，其作用主要是吸收燃烧室的辐射热，使水受热产生饱和蒸汽，其次是保护炉墙，减少熔渣和高温对炉墙的破坏作用；另外水冷壁还起悬吊炉墙的作用。
水
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