锅炉机组说明书F0310GL001M041.docx
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锅炉机组说明书F0310GL001M041
HG-480/13.7-L.MG31锅炉
锅炉说明书
编号:
F0310GL001M041
用户：
国投大同能源发电厂
编制:
张志伟2009.9.21
校对:
马明华2009.9.21
审核:
姜孝国2009.9.21
审定：
王风君2009.9.21
批准:
张殿军2009.9.21
哈尔滨锅炉厂有限责任公司
2009年9月
目 录
1.前言1
2.锅炉主要设计参数及整体布置3
2.1锅炉主要设计参数3
2.2锅炉主要计算数据6
2.3锅炉基本尺寸10
2.4锅炉水容积11
2.5锅炉整体布置11
2.6锅炉设计的主要特点12
2.7锅炉受压元件的规格材料汇总表14
3.锅炉主要部件结构17
3.1锅筒17
3.2锅筒内部设备17
3.3燃烧室及水冷壁18
3.4下水管20
3.5汽水引出管20
3.6水冷布风板20
3.7过热器系统及汽温调节20
3.8再热器系统及汽温调节22
3.9省煤器23
3.10空气预热器24
3.11旋风分离器和连接烟道24
3.12返料装置25
3.13冷渣器25
3.14刚性梁25
3.15膨胀中心25
3.16锅炉范围内管道26
3.17吹灰系统27
3.18锅炉构架27
3.19启动燃烧器28
3.20炉前油、蒸汽、空气管路系统30
3.21锅炉炉墙32
4.附件34
表1水循环回路结构特性表34
图1下水管系统图35
图2汽水引出管系统图36
图3过热蒸汽系统图37
图4再热蒸汽系统图38
图5给水操纵台39
图6锅炉总图140
图7锅炉总图241
图8锅炉总图342
图9锅炉总图443
图10床下启动燃烧器44
图11床上启动燃烧器45
图12床下启动燃烧器和床上启动燃烧器总操纵台46
图13床下启动燃烧器分操纵台47
图14床上启动燃烧器分操纵台48
1.前言
国投大同能源煤矸石发电厂为2台480t/h超高压参数循环流化床汽包炉、自然循环，单炉膛、一次再热、平衡通风、锅炉全封闭紧身布置、钢架双排柱悬吊结构、燃煤矸石、固态排渣。
配二台国产135MW直接空冷凝汽式汽轮发电机组。
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。
循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，这是一种界于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。
所谓的流态化是指固体颗粒在空气的作用下处于流动状态，从而具有许多流体性质的状态。
在循环流化床锅炉炉内存在着大量的床料（物料），这些床料在锅炉一次风、二次风的作用下处于流化状态，并实现炉膛内的内循环和炉膛外的外循环，从而实现锅炉不断的往复循环燃烧。
与其他锅炉相比，循环流化床锅炉增加了高温物料循环回路部分即分离器、回料阀；另外还增加了底渣冷却装置—冷渣器。
分离器的作用在于实现气固两相分离，将烟气中夹带的绝大多数固体颗粒分离下来；回料阀的作用一是将分离器分离下来的固体颗粒返送回炉膛，实现锅炉燃料及石灰石的往复循环燃烧和反应；一是通过循环物料在回料阀进料管内形成一定的料位，实现料封，防止炉内的正压烟气反窜进入负压的分离器内造成烟气短路，破坏分离器内的正常气固两相流动及炉内正常的燃烧和传热。
冷渣器的作用是将炉内排出的高温底渣冷却到150℃以下，从而有利于底渣的输送和处理。
一般循环流化床锅炉处在850-900℃的工作温度下，在此温度下石灰石可充分发生焙烧反应，使碳酸钙分解为氧化钙，氧化钙与煤燃烧产生的二氧化硫进行盐化反应，生成硫酸钙，以固体形式排出达到脱硫的目的。
石灰石焙烧反应方程式：
CaCO3=CaO+CO2-热量Q
脱硫反应方程式：
CaO+SO2+1/2O2=CaSO4+热量Q
因此循环流化床锅炉可实现炉内高效廉价脱硫，一般脱硫率均在90%以上。
同时，由于较低的炉内燃烧温度，循环流化床锅炉中生成的NOX主要由燃料NOX构成即燃料中的N转化成的NOX；而热力NOX即空气中的N转化成的NOX生成量很小；同时循环流化床锅炉采用分级送风的方式即一次风从布风板下送入，二次风分三层从炉膛下部密相区送入，可以有效地抑制NOX的生成。
因此循环流化床锅炉中的污染物排放很低。
在锅炉运行时，炉内的床料主要由给煤中的灰、未反应的石灰石、石灰石脱硫反应产物等构成，这些床料在从布风板下送入的一次风、和从布风板上送入二次风的作用下处于流化状态，部分颗粒被烟气夹带在炉膛内向上运动，在炉膛的不同高度一部分固体颗粒将沿着炉膛边壁下落，形成物料的内循环；其余固体颗粒被烟气夹带进入分离器，进行气固两相分离，绝大多数颗粒被分离下来，通过回料阀返送回炉膛，形成物料的外循环。
这样燃料及石灰石可在炉内进行多次的往复循环燃烧和反应，所以循环流化床锅炉具有很高的燃烧效率，同时石灰石耗量很低。
在循环流化床锅炉中，一般根据物料浓度的不同将炉膛分为密相区、过渡区和稀相区三部分，密相区中固体颗粒浓度较大，具有很大的热容量，因此在给煤进入密相区后，可以顺利实现着火，因此循环流化床锅炉可以燃用无烟煤、矸石等劣质燃料，还具有很大的锅炉负荷调节范围；与密相区相比，稀相区的物料浓度很小，稀相区是燃料的燃烧、燃尽段，同时完成炉内气固两相介质与炉内受热面的换热，以保证锅炉的出力及炉内温度的控制。
循环流化床锅炉的不同部位处于不同的气固两相流动形式，炉内处于快速床的工作状态，具有颗粒间存在强烈扰动和返混等性质；回料阀进料管内处于负压差移动填充床状态，返料管内处于鼓泡床流动状态；尾部烟道处于气力输送状态。
哈锅通过与外商的合作与技术引进，大力发展循环流化床锅炉技术，迄今为止积累了丰富的循环流化床锅炉设计制造经验，掌握了成熟的循环流化床锅炉的设计制造技术，本期工程装设480t/h循环流化床锅炉，是燃用煤的150MW，一次中间再热的循环流化床锅炉，该炉的主要特点如下：
采用高温分离器；分离器采用入口烟道下倾、中心筒偏置、旋风筒呈圆形的结构，使旋风筒的分离效率提高。
由于本工程煤中灰含量较高，所以采用滚筒冷渣器。
采用钟罩式风帽，每个风帽由较小直径的内管和较大直径的外罩组成，外罩与内管之间用螺纹连接。
这种风帽具有流化均匀、不堵塞、不磨损、安装、维修方便的优点。
为加快启动速度，节省燃油，采用了床上和床下结合的方式。
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气象特征与环境条件
地震基本烈度：
7度
建筑场地土类别：
Ⅱ类
2.1.2燃煤及石灰石
1）煤质分析
名称
符号
单位
数值
设计煤种
校核煤种1
校核煤种2
收到基水分
Mt
％
8.00
9.00
7.00
空气干燥基水分
Mad
％
0.87
1.00
0.87
收到基灰分
Aar
％
42.07
49.01
38.48
干燥无灰基挥发分
Vdaf
％
35.00
40.00
30.00
收到基碳
Car
％
39.63
33.00
44.62
收到基氢
Har
％
2.40
2.10
2.40
收到基氧
Oar
％
6.87
6.00
6.50
收到基氮
Nar
％
0.68
0.61
0.70
干燥无灰基硫
St.ar
％
0.35
0.28
0.30
低位发热量
Qnet.ar
MJ/kg
14.97
12.49
16.72
Kcal/kg
3580.00
2987.00
4000.00
给煤粒度曲线：
2）灰分分析（未掺烧石灰石）
a、灰熔点
名称
符号
单位
数值
设计煤种
校核煤种1
灰变形温度
DT（t1）
℃
1500
1500
灰软化温度
ST（t2）
℃
>1500
>1500
灰熔化温度
FT（t3）
℃
>1500
>1500
b、灰渣的成分
名称
符号
单位
数值
设计煤种
校核煤种1
校核煤种2
二氧化硅
SiO2
％
47.11
三氧化二铝
Al2O3
％
37.51
三氧化二铁
Fe2O3
％
4.19
氧化钙
CaO
％
5.08
氧化镁
MgO
％
2.02
氧化钠
Na2O
％
0.05
氧化钾
K2O
％
0.41
二氧化钛
TiO2
％
1.77
三氧化硫
SO3
％
0.94
五氧化二磷
P2O5
％
0.46
3）石灰石（煅烧后）
项目
符号
单位
数据
烧失量
L.O.l
%
38.20
二氧化硅
SiO2
%
0.85
三氧化二铝
Al2O3
%
1.08
三氧化二铁
Fe2O3
%
0.48
氧化钙
CaO
%
54.00
氧化镁
MgO
%
0.43
氧化钠
Na2O
%
氧化钾
K2O
%
二氧化钛
TiO2
%
三氧化硫
SO3
%
二氧化锰
MnO2
%
石灰石粒度要求：
最大粒径≤1mm；平均粒度：
0.15mm。
2.1.3点火及助燃用油
油种：
#0轻柴油（GB252-87一级品）
恩氏粘度（20℃时）1.2～1.67OE
十六烷值>50
灰份≯0.025％
水份痕迹
机械杂质无
凝固点0℃
闭口闪点不低于55℃
低位发热值～41868kJ/kg
硫≤0.2％
酸度10MgKOH/100ml
比重（20℃）860kg/m3
2.1.4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≤0.6mm
0--0.13mm25%
0.13--0.18mm25%
0.18--0.25mm25%
0.25--0.6mm25%
启动用原有床料最大粒径不超过3mm。
2.1.5给水品质
锅炉正常连续排污率（B-MCR）不大于1％
补给水量：
正常时14.4t/h
补给水制备方式：
一级除盐加混床系统
锅炉给水质量标准符合：
火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准GB12145-1999
总硬度≤1μmol/l
氧≤7μg/l
铁≤20μg/l
铜≤5μg/l
联胺10～30μg/l
PH值8.8～9.3
油≤0.3mg/l
注：
给水二氧化硅含量保证蒸汽二氧化硅含量符合标准。
2.1.6锅炉技术规范
锅炉容量及主要参数。
项目
单位
B-MCR
过热蒸汽流量
t/h
480
过热蒸汽出口压力
MPa（g）
13.73
过热蒸汽出口温度
℃
540
再热蒸汽流量
t/h
391.6
再热蒸汽进口压力
MPa（a）
2.66
再热蒸汽进口温度
℃
322
再热蒸汽出口压力
Mpa（a）
2.48
再热蒸汽出口温度
℃
540
给水温度：
℃
249.4
2.2锅炉主要计算数据
2.2.1锅炉主要数据
名称
单位
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
校核
煤种1
校核
煤种2
高加
切除
锅炉负荷
%
100
B-ECR
75%THA
50%THA
100
100
蒸汽参数
过热蒸汽流量
t/h
480
429.1
318.4
215.4
480
480
392
再热蒸汽进口流量
t/h
391.6
352.3
265.7
182.7
391.6
391.6
381
一级减温器喷水
t/h
11.5
12.9
12.9
7.4
17.04
16
23.7
二级减温器喷水
t/h
7.7
8.6
8.6
4.9
11.3
10.7
15.82
再热器喷水
t/h
8.28
6.53
1.54
0.0
10.9
9.52
2.34
省煤器入口压力
MPa
15.4
省煤器入口温度
℃
249.4
243
226.8
207.1
249.4
249.4
173
汽包压力
MPa
14.98
过热器出口压力
MPa
13.7
13.7
13.7
13.7
13.7
13.7
13.7
过热蒸汽温度
℃
540
540
540
540
540
540
540
再热器入口压力
MPa
2.66
2.2
1.75
1.2
2.71
2.71
2.6
再热汽入口温度
℃
322
312.9
298
289
322
322
327
再热器出口压力
MPa
2.48
再热蒸汽温度
℃
540
540
540
525
540
540
540
过热器喷水温度
℃
175
170.6
159.6
145.7
175
175
173
再热器喷水温度
℃
175
170.6
159.6
145.7
175
175
173
2.2.2效率计算
名称
单位
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
校核
煤种1
校核
煤种2
高加
切除
锅炉负荷
%
100
B-ECR
75%THA
50%THA
100
100
过量空气
%
20
20
20
1.45
20
20
20
环境温度
℃
20
20
20
20
20
20
20
排烟损失
%
5.523
5.191
4.682
4.471
5.46
5.179
4.98
未燃尽碳损失
%
2.994
3.126
4.266
5.524
3.283
2.79
3.74
灰渣物理热损失
%
0.346
0.34
0.33
0.318
0.479
0.283
0.335
辐射热损失
%
0.28
0.28
0.30
0.40
0.28
0.28
0.29
石灰石煅烧热损失
%
0.26
0.26
0.26
0.26
0.25
0.2
0.26
石灰石脱硫放热
%
-0.31
-0.31
-0.31
-0.31
-0.3
-0.24
-0.31
锅炉效率
%
90.91
91.11
90.47
89.337
90.548
91.508
90.7
2.2.3锅炉工质温度
名称
单位
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
校核
煤种1
校核
煤种2
高加
切除
锅炉负荷
%
100
B-ECR
75%THA
50%THA
100
100
省煤器入口
℃
249.4
243
226.8
207.1
249.4
249.4
173
省煤器出口
℃
289
282.9
267.6
259
292.2
290
245
汽包
℃
343
341.7
340
338
343
343
341
一级过热器入口
℃
344
344
345
345
344
344
345
一级过热器出口
℃
395
397.6
401
405
399
397
412
二级过热器入口
℃
382
380.9
378
384
383
382
378
二级过热器出口
℃
486
488.5
494
498
487
487
497
三级过热器入口
℃
472
470.7
469
477
470
470
463
三级过热器出口
℃
540
540
540
540
540
540
540
低温再热器入口
℃
322
312.9
298
289
322
322
327
低温再热器出口
℃
429
419.2
399
394
434
431
424
高温再热器入口
℃
403
398.4
392
394
403
400
409
高温再热器出口
℃
540
540
540
532
540
540
540
2.2.4烟气温度
名称
单位
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
校核
煤种1
校核
煤种2
高加
切除
锅炉负荷
%
100
B-ECR
75%THA
50%THA
100
100
炉膛出口
℃
890
877
842
753
884
894
878
尾部烟道入口
℃
890
877
842
753
884
894
878
三级过热器入口
℃
852
838
798
716
848
857
838
三级过热器出口
℃
735
720
680
627
734
738
720
一级过热器出口
℃
550
537
503
472
544
552
540
低温再热器出口
℃
414
402
373
358
420
416
409
省煤器出口
℃
291
282
258
238
295
292
237
空气预热器出口
℃
134
129
117
105
138
134
112
床温
℃
890
877
850
810
884
894
878
2.2.5空气温度
名称
单位
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
校核
煤种1
校核
煤种2
高加
切除
锅炉负荷
%
100
B-ECR
75%THA
50%THA
100
100
空气预热器入口
℃
35
35
35
35
35
35
35
空气预热器出口
℃
226
218.3
204
190
230
226
185
2.2.6质量流量
名称
单位
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
校核
煤种1
校核
煤种2
高加
切除
锅炉负荷
%
100
B-ECR
75%THA
50%THA
100
100
计算燃煤量
t/h
97.1
87.1
66.5
46.4
116.3
86.2
88.1
实际燃煤量
t/h
100.2
89.8
69.4
49.2
120
88.7
90.2
石灰石耗量
t/h
2.2
1.97
1.51
1.1
2.1
1.7
2
底灰量
t/h
24.2
21.9
17.2
12.4
33.9
19.9
22.7
飞灰量
t/h
20.9
18.95
14.8
10.6
28.9
17.1
19.3
总燃烧空气量
Nm3/h
465142
417034
318607
268503
461708
469625
421975
烟气量
Nm3/h
497357
445920
340676
282847
502737
488246
451203
2.2.7烟气速度（平均）
名称
单位
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
设计
煤种
校核
煤种1
校核
煤种2
高加
切除
锅炉负荷
%
100
B-ECR
75%THA
50%THA
100
100
炉膛
m/s
5.2
4.8
3.5
2.8
5.41
5.29
4.8
三级过热器
m/s
9.5
8.8
6.4
5.0
10.3
10.0
8.9
一级过热器
m/s
10.2
9.7
7.1
5.6
11.5
11.1
9.7
低温再热器
m/s
10.2
10.0
7.3
5.9
11.9
11.5
10.2
省煤器
m/s
8
7.8
5.7
4.6
9.3
9
7.7
空气预热器
m/s
10.4
9.6
7.1
5.7
11.4
11
9.1
2.2.8两台冷渣器同时运行数据
名称
单位
设计
煤种
校核
煤种1
校核
煤种2
锅炉负荷
%
100
100
100
底渣量
t/h
24.2
33.9
19.9
冷却水量
t/h
97
136
80
灰入口温度
℃
890
884
894
灰出口温度
℃
≤150
≤150
≤150
冷却水入/出口温度
℃
56/85
56/85
56/85
2.2.9风量分配表
设计煤质（Nm3/h）
校核煤质1（Nm3/h）
校核煤质2
（Nm3/h）
100
B-ECR
75%THA
50%THA
高加解列
一次风（热风）
布风板（热风）
232572
213780
178250
149645
216500
230853
234812
播煤风（热风）
23257
32780
28500
21380
32820
23085
23481
一次风总风量
255828
246560
206650
171025
249320
253938
258293
二次风
二次风喷口（热风）
155213
129751
74029
63082
102287
153668
157231
给煤机密封风（冷风）
6000
5000
5000
5000
5000
6000
6000
给煤口密封风（热风）
40248
39040
29180
28174
40248
40248
40248
总二次风
198712
173790
108209
96256
147535
199916
203479
回料阀
6460
6484
6484
6484
6484
6460
6460
石灰石输送风
1393
16
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