锅炉设计说明书 2.docx
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锅炉设计说明书2
江联重工股份有限公司
JG-50/9.8-T型锅炉
设计说明书
F5008-SM1
2013年7月
编制
校对
审核
一、锅炉基本特性
1、主要工作参数
2、设计燃料
3、运行工况
4、地质、气候条件
5、水质
6、锅炉基本尺寸
二、锅炉结构简述
1、锅筒及锅筒内部设备
2、炉膛水冷壁
3、燃烧设备
4、过热器系统及其调温装置
5、省煤器
6、空气预热器
7、锅炉范围内管道
8、炉墙
9、构架
10、分离装置及回料阀…………………………………………….
11、安全附件、仪表和保护装置
12、锅炉主要受压元件用材表
三、锅炉辅机配套说明
一、锅炉基本特性
1、主要工作参数
额定蒸发量60t/h
额定蒸汽温度540℃
额定蒸汽压力（表压）9.81MPa
给水温度215℃
排烟处过量空气系数小于等于1.4
锅炉排烟温度140℃
排污率2%
空气预热器进风温度20℃
锅炉设计热效率>85%
设计燃料消耗量14172kg/h
2、设计燃料
设计工况：
100%酒糟
校核工况1：
50%酒糟+50%竹子（质量比）
校核工况2：
100%煤
校核工况3：
50%煤+50%酒糟（质量比）
项目
符号
单位
设计工况
（100%酒糟）
校核工况1
（50%酒糟+竹50%子）
校核工况2
（100%煤）
校核工况3
（50%酒糟+50%煤）
水分
Mad
%
30
18.56
1.4
15.7
灰分
Aar
%
9.8
5.662456
37.29
23.035
碳
Car
%
31.7
29.4807
54.72
35.13
氢
Har
%
4.3
5.884248
0.72
3.495
氧
Oar
%
22.2
39.88936
0.44
19.49
氮
Nar
%
1.8
0.727572
2.12
1.495
硫
Sar
%
0.2
0.09894
3.31
1.7075
挥发份
Var
%
80
77.04
9.85
40.595
Vdaf
%
0
发热量
Qnet.ar
MJ/kg
Kcal/kg
2635
3358.78
4345
3490
灰变形温度
T1
℃
灰软化温度
T2
℃
灰熔化温度
T3
℃
二氧化硅
Si02
%
76.56
39.545
三氧化二铝
A12O3
%
2.48
1.68
三氧化二铁
Fe2O3
%
1.18
1.62
氧化钙
CaO
%
2.12
20.145
氧化镁
MgO
%
1.9
2.575
氧化钾
K2O
%
5.31
8.13
氧化钠
Na2O
%
1.42
0.83
三氧化硫
S03
%
1.9
2.545
二氧化钛
Ti02
%
0.08
0.055
五氧化二磷
P2O5
%
5.06
6.67
其它
%
1.99
16.205
注：
其中入炉燃料范围：
生物质颗粒度为0-50mm,煤颗粒度为0-6mm。
其中生物质含水量不超过30%。
3、运行工况
负荷适应范围本锅炉在燃用设计煤种时锅炉能够在30-110%额定负荷范围内稳定燃烧。
4、地质气候条件
（1）地震烈度抗震设防烈度为7度
（2）海拔高度289米
（3）年平均风速1.2米
5、锅炉水质
锅炉给水满足GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准
6、锅炉基本尺寸
炉膛宽度（管中心距）4750mm
炉膛深度（管中心距）3170mm
锅筒中心线标高30500mm
锅炉最高点标高（末计安全阀连接管）33400mm
运转层标高7000mm
锅炉宽度：
柱中心线之间距离6620mm
最大宽度11120mm
锅炉深度：
前后两柱中心线距离14340mm
最大深度（包括平台）19690mm
二、锅炉结构简述
本设计按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和有关国家标准、部标准进行。
锅炉采用单锅筒横置式自然循环、膜式壁炉膛、前吊后支，全钢架Π型结构。
生物质燃料经炉膛两侧进入高速床。
生物质燃料在炉膛内燃烧产生大量烟气，经过热器、分离器、省煤器、空气预热器由尾部烟道排出。
锅炉给水经省煤器加热后进入锅筒；锅筒内的饱和水经下降管进入水冷壁下集箱、埋管、上升管、上集箱，然后从引出管引入锅筒；饱和水及饱和蒸汽混合物在锅筒内经汽水分离装置分离后，饱和蒸汽通过引出管进低温过热器。
过热蒸汽由低过加热后进入一级喷水减温器中调节汽温。
然后经屏式过热器，再进入二级喷水减温器中调节汽温,然后经高温过热器将蒸汽加热到额定汽温，再通过高温过热器出口集箱汇集，最后从主汽阀至主蒸汽管道。
1、锅筒及锅筒内部设备
锅筒为Φ1800*100，用19Mn6钢板制成，支撑在顶板大梁上，锅筒内设Φ290旋风分离器16个，其中汽水混合物顺时针旋转的81个，逆时针旋转的8个（俯视），分离器的直径为Φ290毫米，单个分离器的的平均负荷约为3.75吨/时。
从水冷壁引出的汽水混合物进入旋风分离器，靠离心作用进行汽水分离，分离出来的水沿分离器内壁下流，经过分离器底部的螺旋状导向叶片进入锅筒水空间，相邻两个旋风分离器导向叶片方向相反，这样可以抵消因水旋转而产生的旋涡，使水位保持平衡。
分离出来的蒸汽向上流动，蒸汽进入锅筒汽空间以后经过锅筒顶部的百叶窗分离器，再流过多孔板，再一次进行汽水分离。
之后蒸汽经过接管进入过热器。
锅筒上设有安全阀、压力表、水位警报和控制、紧急放水、自用蒸汽等各种阀门、仪表、连续排污管和加药管；锅筒正常水位在锅筒中心线以下150mm，允许水位波动±50mm。
锅筒还设有一根再循环管，接至省煤器进口集箱，供升火启动用。
给水自动调节系统由设计院统一考虑，本厂在锅筒上给出三个平衡容器，供自动调节冲量用。
2、蒸发受热面
炉膛下部断面为4750×5290毫米（按水冷壁中心线）的长方形炉膛上部断面为3170×5290毫米（按水冷壁中心线）的长方形，。
整个水冷壁分成4个循环回路，即两侧及前、后回路，锅水由4根Φ273×18集中下降管通过22根Φ133×10的下降管引到运转层下分别导入水冷壁的各个下集箱。
炉膛前后墙下部各悬吊一组旗形埋管，前墙埋管组下部由膜式壁弯制成前付床（低速床），后墙下面为膜式壁后付床（低速床），它们与两侧水冷壁共同形成水冷布风板和风室。
在布风板的鳍片上装有风帽，炉膛水冷壁上敷设卫燃带。
水冷壁外设有刚性梁，把整个水冷壁组成刚性吊筐式结构。
水冷壁本身及其所属炉墙，均通过水管系统吊挂装置悬吊在顶板上，可以向下自由膨胀。
水冷壁由Φ60×5，无缝管加扁钢焊接而成，管子节距S＝100毫米，分段分片出厂，工地装配。
旗形埋管由Φ42×5的无缝管组成，管子节距S＝120毫米。
3、燃烧设备
本炉燃烧设备主要由给料装置、布风装置、炉膛二次风装置组成。
生物质燃料通过各布置在炉左右侧的设有特殊送风装置的给料口顺利进入密相区。
密相区共有三个床面，中部为主床（高速床），前后为付床（低速床）。
锅炉燃烧所需空气分别由两台风机提供。
主床高压风机送出来的风经空气预热器由风道引入主床高压风室。
低速床风机送出的风经空气予热器予热后，进入低速床风室。
本炉设置有三根Φ219排渣管。
主床高压配风占总风量40％，低速床配风占总风量60％。
炉膛二次风由付床主风道接出，通过炉膛两侧风管进入炉膛。
播料风和密封风由主床主风道接出。
各配风总管上均应设有风门及机翼测风装置运行时可调节主付床风量和一、二次风比来适应燃料和负荷变化需要。
本炉采用床上点火。
4、过热器及汽温调节
过热器布置在炉膛和水平烟道内，按烟气流动方向分为3级，前部布置屏式过热器,水平烟道布置高温过热器，后部布置低温过热器。
饱和蒸汽自锅筒引出后，过热蒸汽由低过加热后进入一级喷水减温器中调节汽温。
然后经屏式过热器，再进入二级喷水减温器中调节汽温,然后经高温过热器，将蒸汽加热到额定汽温，通过高温过热器出口集箱汇集，最后从主汽阀至主蒸汽管道。
屏式过热器为辐射式,低温过热器、高温过热器都采用混合流，顺列布置方式。
高温过热器采用Φ42×5管子，顺列布置，横向节距90mm，材料为T91，低温段受热面采用Ф32×5管子，也是顺利布置，横向节距70mm，材料为20G-GB5310,屏式过热器采用Φ42×5管子，顺列布置，材料为TP347H。
5、省煤器
锅炉采用顺列蛇形管式省煤器，在尾部烟道单级布置，按烟气流向分为一组高温段省煤器和二组低温段省煤器。
省煤器都采用Φ32×4管子，全部为逆流。
省煤器集箱均匀布置在锅炉后侧。
高温段31片，横向节距60mm，低温段72片，横向节距60mm。
为防止烟气内飞灰对管子的磨损，在省煤器每组蛇形管最上面一排管子上均装有防磨盖板，并在蛇形管弯头部位装设防磨罩。
蛇形管用压制的波形撑架支撑于横梁上，横梁穿出炉墙支撑在护板和钢架上。
6、空气预热器
（1）空气预热器采用三级双流程结构，一二次风箱各自独立，有利于密封和调节。
（2）高温及中温级空气预热器均用Ф51×2的焊接钢管制成，材料为Q235-A，低温级空气预热器采用Ф51×2考登管。
（3）每级空气预热器及相应的连通箱均采用全焊接的密封框架，以确保空气预热器的严密性。
7、锅炉范围内管道
锅炉采用单管给水，给水通过给水操纵台分为两路，一路经返料装置水冷套后直接进省煤器，一路到喷水减温器，给水从省煤器出口集箱出来后，由4根Φ57*5的给水管引入锅筒。
在锅筒与省煤器之间装有不受热的再循环管，为保证锅炉点火启动和停炉冷却过程中省煤器内水的流动，在引火和停炉过程中，应开再循环管路上的阀门，这时由于省煤管内水温较高，因而产生自然循环，使省煤器得到冷却。
锅筒上装有各种监督、控制装置，如装有两只高读双色水位表，一个低读电接点水位表，三组供自控用单室平衡容器。
一只安全阀以及压力表、连续排污管、紧急放水管、加药管、再循环管、自用蒸汽管等管座。
定期排污设在集中下降管下端以及各水冷壁下集箱。
集汽集箱上装有生火和反冲洗管路，安全阀，以及压力、疏水、放气、旁路等管座。
此外，在集箱和主汽集箱上均装有供监测和自控用的热电偶插座，为了监督运行，装设了给水、锅水、饱和蒸汽和过热蒸汽取样装置。
在集汽集箱上主蒸汽出口阀门采用电动闸阀
8、炉墙
本锅炉炉膛采用敷管式炉墙，由硅酸铝纤维毡作炉墙保温材料，外层铺设彩钢板以保证锅炉外表面的美观。
顶部及屏过穿墙处，全部采用金属件密封结构，以保证锅炉的密封性。
内侧上部水冷壁上敷设80毫米耐火卫燃带，以调节炉膛受热面积，详见砌砖图。
尾部炉墙则采用金属护板的轻型炉墙。
在适当的位置设有人孔门、观察孔和测量孔。
锅炉的绝热设计按GB50264《工业设备及管道绝热工程设计规范》，炉墙表面温度（《节能法规》要求小于等于50℃）和炉顶表面温度（《节能法规》要求小于等于70℃）。
9、构架
锅炉为室外布置，锅炉本体采用全钢构架，构架承受以下主要荷载：
锅炉前部、中部、尾部的全部悬吊重量，尾部的支撑重量，锅炉本体管道和检修的有效荷载，锅炉房范围内各汽水管道烟风管道、运转层平台的局
部荷载，司水小室、炉顶轻型屋盖及炉顶单轨吊的荷载。
（1）各承重梁的挠度与本身跨度的比值不超过以下数值：
大板梁：
1/850
次梁：
1/750
一般梁：
1/500
空气预热器支撑大梁：
1/1000
（2）平台和扶梯为栅格式，有足够的强度和刚度，运转层大平台的活荷载为8KN/m2；检修平台的活荷载为4KN/m2；其余各层平台的活荷载为2.5KN/m2；扶梯的活荷载2KN/m2，平台宽度0.85m，栏杆高度1.2m。
护脚板高度≥100mm，扶梯斜度45度，扶梯宽度800mm。
平台、楼梯已按运行和检修需要设置，兼顾到避开锅炉本体管道、烟风道、空气预热器等部件能抽出检修。
（3）锅炉钢结构采用框架式全钢结构，以适应7度地震、II类场地区域。
（4）锅炉各部件及相互之间有一定的膨胀间隙，可防止受热面由于膨胀受约束而变形。
（5）水冷壁四周外侧沿高度方向设置刚性梁，增加膜式壁刚度以承受炉内压力波动的能力，刚性梁设计按8.7KPa考虑。
10、分离装置及回料阀
分离器设置在炉膛出口，考虑到本锅炉在没生物质燃料时会纯烧煤，故仅设置两个旋风分离装置，分离出来的细灰主要是被烟气带出炉膛，且相对较大的床料分离下来后经料腿和返料阀送入后墙付床内，进行循环燃烧利用。
返料风采用高压冷风，由罗茨风机引入，返料管装有热电偶，以监检回料情况。
11.安全附件、仪表和保护装置
11.1安全附件
过热器出口集箱装有一只DN60全量型安全阀，锅筒装有一只DN50全量型安全阀。
11.2仪表
本炉锅筒上装有水位表两只，L＝670。
电接点水位计两只，可用于仪表盘上水位显示及报警。
在锅筒和过热器出口集箱上各装有压力表两只，（高读和低读压力表各一只），过热器出口集箱出口接电动闸阀一只，DN175，给水操作台主管道DN100，装有电动截止阀和给水调节阀，均为DN100，旁路管道DN50，装有截止阀和给水调节阀，在事故状态和启动时进行调节。
11.3保护装置
锅炉应装有下列功能的联锁保护装置：
联锁保护及报警参数表
序号
联锁名称
联锁动作
参数
1
引风机联锁
切断全部送风和燃料供应
全部引风机跳闸
2
鼓风机联锁
切断全部燃料供应
全部送风机跳闸
3
风量与燃料联锁
切断燃料供给
流化风量低于最小流化风量（最小流化风量由冷态实验时测定）
4
炉膛高压力报警联锁
紧急停炉
炉膛出口+400Pa报警，+3500Pa联锁
5
炉膛低压力报警联锁
紧急停炉
炉膛出口-400Pa报警，-3500Pa联锁
6
锅筒超压报警联锁
紧急停炉
锅筒压力11.27MPa报警，12.17MPa联锁
7
主蒸汽超压报警联锁
紧急停炉
集汽集箱压力9.81MPa报警，10.23MPa联锁
10
高水位报警联锁
紧急停炉
水位+50报警，水位+150联锁
11
低水位报警联锁
紧急停炉
水位-50报警，水位-150联锁
12、锅炉主要受压元件用材表【注：
根据锅炉实际用材增减】
牌号
标准编号
锅筒用钢材
19Mn6
DIN17155
集箱、受热面用钢管
20G
GB5310-2008
15CrMoG
GB5310-2008
12Cr1MoVG
GB5310-2008
TP347H
SA213-ASME
T91
SA213-ASME
三、锅炉辅机配套说明
用户和设计院应按TSGG0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》及其附录B的要求进行吹灰装置以及仪表的配置选型。
锅炉辅机的选型应根据锅炉现场地形、工艺路线等因素而定，一般由设计院选定。
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