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玻璃窑余热锅炉设计论文汇总
型号：
Q110/480-15.1-2.5/430
玻璃窑余热锅炉设计论文
湖州炜业锅炉容器制造有限公司
马建炳编制
2012年12月
目录
一、前言……………………………………3
二、锅炉规范及主要参数…………………3
三、锅炉结构简介…………………………4
四、安装说明………………………………5
五、使用说明和维护保养…………………10
六、热力计算结果汇总表…………………13
七、烟气阻力计算结果汇总………………13
编制
校对
审核
批准
日期
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一、前言
Q110/480-15.1-2.5/430型锅炉用于玻璃窑废气余热的回收利用，产生2.5MPa、
430℃的过热蒸汽供汽轮机带发电机发电。
玻璃窑废气具有含尘量大，SO2含量高的特点，因此，除灰和防止硫低温腐蚀是本
锅炉首先要解决的问题。
本锅炉采用双压自除氧结构以避免低温腐蚀，利用燃气脉冲激波吹灰装置清除管子
上的积灰，这是该锅炉最主要的特点。
高低温过热器中间处设置有喷水减温器以调节主蒸汽温度，满足汽轮机对汽温的要求。
除氧器的设计安装调试及使用请参阅说明书10RS015SM。
二、锅炉规范及主要参数
1、锅炉额定蒸发量15.1t/h
2、额定蒸汽压力2.5MPa（表压）
3、额定蒸汽温度430℃
4、锅炉给水温度145℃
5、除氧系统额定压力0.3MPa（表压）
6、除氧系统给水温度38℃
6、除氧系统最高工作压力0.6MPa（表压）
7、锅炉入口烟气量（最大流量）110000Nm3/h
8、锅炉入口烟气温度480℃
9、设计烟气出口温度178℃
10、入口烟气含尘量≈500mg/Nm3
11、入口烟气成分
O29～12V%
H2O5～10V%
S02170～900mg/Nm3
氮氧化物≈2200mg/Nm3
三、锅炉结构简介
本锅炉采用自然循环方式、露天立式倒U型布置，结构紧凑、占地小。
第一烟道
中烟气自下向上分别横向冲刷高低温过热器管组和三级蒸发器管组，第二烟道中烟气自上向下横向冲刷两级蒸发器管组，两级省煤器管组和两级除氧蒸发器管组。
两烟道底部均设置有灰斗，用于排出烟气中积灰。
锅炉顶部布置有锅筒和除氧器。
除氧器同时作为除氧蒸发受热面的锅筒，利用锅炉产生的低压蒸汽除去给水中的氧气。
锅炉最大外形尺寸为（长×宽×高）:
12600×10850×35200。
（以上尺寸长、宽是指平台扶梯及雨棚最外边尺寸，高是雨棚的最高点标高）。
1、锅筒
锅筒直径为φ1500，壁厚28，材料Q245R，安装在钢架顶部。
锅筒内部装置的一次分离采用缝隙挡板结构，二次分离元件为波纹板及均汽孔板分离器。
为了保证好的蒸汽品质和合格的锅水，还装有加药管和表面排污管。
为保证安全和便于操作，锅筒上部装有压力表、安全阀和备用管座。
锅筒前方设有一组石英管双色水位表、一组石英管液位计用于就地观测水位；一组电接点液位计测量筒，可作水位显示和接水位报警器用；两组水位平衡容器，作水位记录与控制用。
2、受热面管箱
在两个烟道中，烟气依次冲刷高低温过热器、五级蒸发器、两级省煤器，两级除氧蒸发器。
受热面采用管箱式，即管系、集箱同护板为一体式出厂，现场安装方便快捷。
其中高低温过热器合用一个管箱，过热器管箱材料采用12Cr1MoV。
安装时注意管箱图号。
锅炉水循环采用集中下降管结构，集中下降管各个分散管连接到各个蒸发器的进口集箱。
为保证锅炉水循环的安全，我们对受热面管子及管道做了必要优化结构处理。
高低温过热器中间设置有喷水减温器，调节出口蒸汽温度以满足汽轮机要求，减温水为锅炉给水。
因为锅炉除灰方式使用燃气脉冲激波式方式，在锅炉每个受热面管箱靠锅炉外侧布置燃气脉冲吹灰灌，管箱上现场开孔，见10118-5接口图。
管箱上的集箱固定在管箱外出厂，集箱现场做好保温材料后按图做好外护板。
每两个管箱叠在一起放置在钢架梁托架上，托架沿管箱长度方向上每侧三个。
管箱就位后，把管箱顶部用于临时固定的斜撑管以及吊装用的吊耳去掉。
管箱吊装时必须从钢架侧面进入，考虑和钢架配合安装。
3、钢架、平台扶梯与雨棚
钢架按七度地震烈度设防。
钢架柱子和梁全部采用箱型梁及型钢组合梁结构。
为便于运行和检修，设有九层平台，扶梯布置在锅炉右侧。
除氧器布置有检修平台，有检修人孔处专门布置有检修平台。
锅炉顶部设置有防雨棚，防雨棚顶部标高约为35200。
防雨棚能覆盖锅炉本体及平台范围。
4、燃气脉冲激波吹灰装置
燃气脉冲激波吹灰装置不在锅炉厂家供货范围之内，详细的安装、调试、运行说明书等请见燃气脉冲激波吹灰装置厂家提供相关资料。
5、烟道、炉墙
锅炉进、出口及连接烟道同受热面管箱连接组成热烟气通道，烟道及管箱外敷设轻型保温层。
锅炉进口烟道护板采用12Cr1MoV材质，耐高温性能好。
其他受热面采用管箱结构，护板随管箱整体出厂，管箱表面可布置彩钢板。
锅炉整个外表面布置彩钢板，用户可根据具体情况选择彩钢板和钢架扶梯的颜色，使锅炉美观、悦目。
6、除氧器
除氧器布置在锅炉顶部、与锅筒并列布置。
水箱直径中φ1800，厚度12，两头有人孔。
除氧头直径φ1000，厚度10，有一个人孔。
除氧水箱同时作为除氧蒸发器的锅筒。
设置有汽水分离装置以分离出蒸汽进入除氧头为给水除氧。
一侧布置有一个磁浮子翻板式液位计，一个平衡容器，一个电接点水位计测量筒。
请参阅说明书10RS015SM。
7、脱硝过渡烟道
脱硝过渡烟道布置在蒸发器Ⅰ和蒸发器Ⅱ之间，给脱硝装置厂家脱硝装置预留进出口位置；脱硝过渡烟道采用内护板外保温的型式，密封性能好，而且布置有人孔门装置，便于维护和清理。
脱硝过渡烟道含在锅炉本体内，其外部烟道为锅炉本体连接脱硝装置的烟道，本锅炉钢架考虑多叶阀（常规形式）及2m烟风道的载荷；除此之外不得给锅炉本体施加任何载荷。
四、安装说明
锅炉安装工作是一项多工种互相配合、复杂的技术工作，安装质量将直接影响锅炉的正常运行，必须予以高度重视。
本锅炉安装必须遵循下列规程的有关规定，及本锅炉随机资料:
a、原劳动人事部《蒸汽锅炉安全技术监察规程》96版
b、GB50231-09《机械设备安装工程施工及验收通用规范》
C、GB50273-09《锅炉安装工程施工及验收规范》
d、10118SM《产品设计安装使用说明书》
锅炉安装单位应根据上述技术条件或规范，在详细研究本锅炉的安装图纸后，结合具体的施工条件和其它有关技术规定，制订一份施工组织计划，编制施工作业指导书、质量验收报告。
在施工中应对每道工序均应仔细检查，做好记录，并严格进行部、组件分阶段验收及锅炉整体验收。
1、设备保管
到场的设备和保温材料，根据设备的种类、重量、尺寸及包装一般可分为露天、半露天和室内等方式存放和保管。
1.1、露天保管
主要包括锅炉钢架、平台、过热器、蒸发器、省煤器、集箱、下降管及连接管等。
钢架的支柱和梁应放在预先制好，并经校正的支架上以防止变形。
平台、集箱应垫高，凸起部位不得触地，帽盖应保持完好。
蛇形管、散装出厂的管子、管道均应垫高，并应防止变形，管端帽盖应齐全，以防止杂物入内。
堆放场地应平整，并设置排水措施，避免积水。
保持干燥。
全露天存放的设备，表面防腐油漆层受损部位应及时补涂。
1.2、半露天保管
主要包括内外护板、散装钢板件、烟道等。
1.3、室内保管
主要包括阀门（非锅炉厂供货范围）、法兰、紧固件、仪器仪表、水位计、取样器、电动执行元件、保温材料等。
2、钢架与平台安装
2.1、基础的划线和验收
应由安装单位会同使用单位人员共同参加，并作详细记录。
2.2、验收时先测量土建规定的主中心线（锅炉中心线）和各辅助中心线（各钢柱预埋件及预留孔中心线）间的关系尺寸，应符合:
2.2.1、各中心线与主中心线之差±25mm
2.2.2、各中心线与主中心线整个移动不得大于50mm
2.2.3、基础对角线偏差每米不超过l.5mm，且全长不超过5mm
2.3、验收合格后应将锅炉纵向中心线和锅筒中心线除用墨线弹于锅炉运转基础面上外，还需用油漆作好标记以备安装时检查。
2.4、测量钢架预埋件的标高差，并详细记录，以最高点作为安装的基准，对较低的预埋件等应用垫板铺平，其垫板数量不应超过三件。
2.5、安装前应对各单独构件进行检查，超过下表规定时应予矫正。
钢架安装前的允许偏差:
项目
允许偏差（mm）
柱子的长度（m）
≤8
0
-4
＞8
+2
-6
梁的长度（m）
≤1
0
-4
1~3
0
-6
3~5
0
-8
＞5
0
-10
柱子、梁的直线度
约为长度的1/1000，且不大于10
2.6、安装时，各构件的安装应符合下表规定
钢架安装的允许偏差和检测方法:
项目
允许偏差（mm）
检测方法
各柱子的位置
±5
任意两柱子间的距离
（宜取正偏差）
间距的1/1000，且不大于10
柱子上的1m标高线与标高基准点的高度差
±2
以支承锅筒的任一根柱子作
为基准，然后用水准仪测定其他柱子
各柱子相互间标高之差
3
柱子的垂直度
长度的1/1000，且不大于10
各柱子相应两对角线的长度之差
长度的1.5/1000，且不大于15
在柱脚1m标高和柱头处测量
两柱子间在垂直面内两对角线的长度之差
长度的1/1000，且不大于10
在柱子的两端测量
2.7、平台、扶梯、托架、栏杆、栏杆柱、围板等应焊牢，组装平直；栏杆柱间距离应均匀，栏杆接头焊缝处应光滑。
2.8、钢架、平台安装完毕后可根据用户需要的颜色涂油漆，使锅炉美观。
注：
由于受热面为管箱式，因此钢架部分梁的安装应配合受热面管箱的安装，以确保管箱的起吊安装安全，另安装就位后及时把管箱顶部临时固定的斜撑管去掉。
同时把过热器管箱顶部吊耳去掉后磨平。
钢架上的管箱托架已经在梁上焊好出厂,所以管箱吊装必须从钢架侧面进入,安装时可与锅炉厂厂家商讨管箱吊装方案。
3、锅炉受热面安装
3.1、做好起吊、运输、堆放等一切准备工作，避免在这一过程中发生撞坏、变形、锈蚀、错放、混杂。
3.2、检查锅筒、集箱、管子有无裂纹、分层、撞伤、变形等缺陷，清除里面的垃圾、杂物、用煤油擦掉管内的防锈涂油。
3.3、找出锅筒、集箱两端水平和铅垂中心线的标记位置是否准确，必要时应根据管孔中心线重新标定或调整。
3.4、锅筒、集箱的安装
锅筒必须在钢架安装找正并固定后，方可起吊就位。
锅筒、集箱的安装允许偏差:
（mm）
项目
允许偏差
锅筒的标高
±5
锅筒纵向和横向中心线与安装基准线的水平方向距离
±5
锅筒、集箱全长的纵向水平度
2
锅筒全长的横向水平度
1
锅筒横向中心线和过热器集箱横向中心线相对偏移
3
3.5、焊管:
3.5.1、管子的焊接工作，应按JB/T1613-93《锅炉受压元件焊接技术条件》的规定执行，并应制定焊接工艺指导书，并进行焊接工艺评定。
焊工应符合国家劳动部颁发的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第65条规定。
3.5.2、焊接管口的端面倾斜度当管径≤φ60时为≤O.5mm，其他的不应超过0.6mm，管子对接中心错口不应大于壁厚的10%，且不得超过0.8mm，管子由焊接引起的弯折度在距焊缝中心200mm处检查，其值应不大于lmm。
3.5.3、管子的全部附属焊接件，均应在水压试验前焊接完毕。
3.5.4、对组装后有缺陷不易处理的管子，宜在组装前作单根管的水压试验，试验压力为其工作压力的2倍。
4、护板等的安装
热烟道及膨胀节的安装应按图施工，以利于膨胀、保证密封、稳定牢靠为原则。
安装完毕后，应作严密性试验。
测温测压的布置参照测点布置图，具体位置由设计院定。
安装公司在工地现场切割护板安装，其测验套管见11889GM杂件部件中，接口为G11/2″。
5、燃气脉冲吹灰装置的安装
燃气脉冲吹灰装置的安装按照厂家提供的相关说明书、图纸等技术文件。
6、本体管路和阀门
6.l、阀门（非锅炉厂供货范围）均应逐个用清水进行严密性试验。
6.2、安全阀（非锅炉厂供货范围）应装泄放管，在泄放管上不允许装设阀门，泄放管应直通安全地点。
6.3、压力表应由计量单位校验合格，并贴检验合格证和铅封。
6.4、排污疏水管路的安装应保证畅通，一般向水流方向倾斜不小于0.2%的坡度，且应尽量减少弯头。
6.5、水位表安装时标高偏差不超过±2mm（正常水位线为准）。
水位表上应准确标明“正常水位”、“最高安全水位”、“最低安全水位”的标记。
7、水压试验
7.1、锅炉的汽、水压力系统及其附属装置组装完毕后，应进行水压试验，安全阀不与锅炉一起作水压试验，一般用盲板封住。
7.2、水压试验前，将锅筒、集箱内的杂物清理干净，检查管子内有无堵塞，人孔、手孔、法兰是否拧紧密合。
7.3、装设校验合格的压力表不少于2只，装好排污阀、疏放水阀供排水，装好空气阀供排气。
7.4、锅炉水压试验按照JB/T1612-94《锅炉水压试验技术条件》的规定执行
本锅炉锅筒工作压力为2.75MPa（g），锅炉本体水压试验压力为3.44MPa（g）。
除氧系统额定压力为0.3MPa（g），除氧系统最高工作压力为0.6MPa（g）,其整体水压试验压力为1.05MPa（g）。
7.5、水压试验应在环境温度高于5℃时进行。
水压试验用的水应保持
高于周围露点的温度以防锅炉表面结露，一般为20℃～70℃。
锅炉充满水后，金属表面如有结露，应予消除，初步检查有无漏水，然后缓慢升压，当升压至0.3-O.4MPa时应进行一次检查，必要时可拧紧人孔、手孔、法兰等的螺栓。
7.6、水压应缓慢地升降，当水压上升至工作压力时，应暂停升压，检查各部份有无漏水然后再升至试验压力，保持二十分钟，然后降至工作压力进行检查，检查期间压力应保持不变。
7.7、水压试验后将水全部排出。
五、使用说明和维护保养
1、水质要求:
锅炉用水的品质参照GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》中中压水质规定执行。
2、煮炉和蒸汽试验
2.1、注意的事项
由于锅炉的烟气含有较多的水份和灰份以及S02，为避免管子粘结和低温腐蚀，煮炉时应采用干净的气源，或提高进水温度。
2.2、煮炉时的加药量按下表规定:
-
煮炉时的加药配方
药品名称
加药量（kg/m3水容积）
铁锈较薄
铁锈较厚
氢氧化钠（NaOH）
2～3
3～4
磷酸三钠（Na3PO4·12H2O）
2～3
2～3
注：
（1）药品按100%的纯度计算；
（2）无磷酸三钠时，可用碳酸钠代替，数量为磷酸三钠的1.5倍；
（3）可单独使用碳酸钠煮炉，其数量为6kg/m3水。
锅炉水容积:
部件名称
水压试验时水容积（满水）
运行水容积
锅炉水容积
75m3
60m3
2.3、配制成浓度20%的均匀溶液注入锅炉进行煮炉，加药时，炉水应
在低水位，煮炉时，溶液不应进入过热器内。
加药时应注意安全。
2.4、煮炉末期应使蒸汽压力保持在工作压力的75%左右，煮炉时间一般应为2～3天。
如在较低的蒸汽压力下煮炉，则应适当地延长煮炉时间。
2.5、煮炉期间，应定期从锅筒和水冷壁下集箱取样分析，当炉水碱度低于45mmol/L时，应补充加药。
2.6、煮炉完毕后，应清除锅筒，集箱内的沉积物，冲洗锅炉内部和曾与药液接触过的阀门等，检查排污阀有无堵塞。
锅筒和集箱内壁应无油垢，擦去附着物后金属表面应无锈斑。
2.7、煮炉合格后应做蒸汽严密性试验，先加热升压至0.3～O.4MPa，对锅炉范围内的法兰、人孔、手孔和其它连接部份的螺栓进行一次热态下的紧固，继续加压至工作压力检查人孔、手孔、阀门、法兰等处的严密性，并检查锅筒、集箱、管路和支架等的膨胀情况。
2.8、锅筒和过热器上安全阀按加下规定的压力进行调整和校验：
锅筒安全阀的开启压力:
工作压力×1.06=2.92Mpa（表压）
集汽集箱安全阀的开启压力:
工作压力×1.04=2.60MPa（表压）
除氧器水箱安全阀开启压力:
0.65Mpa（表压）
除氧头安全阀开启压力:
0.65MPa（表压）
注:
其中的工作压力，系指安全阀装置地点的工作压力；
安全阀经调整检验合格后，应做标志。
安全阀校验后，始启压力、回座压力等校验结果应记录并归入档案。
2.9、煮炉后，应用蒸汽吹洗过热器，吹洗时，锅炉压力应保持在工作压力的75%左右，同时保持适当的流量，吹洗时间不应少于15分钟。
2.10、上述工作合格后，锅炉应全负荷连续运转48小时，以运行正常为合格。
3、运行和控制的一些要求
3.1、锅炉使用单位应根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、JB/T10354-2002
《工业锅炉运行规程》、锅炉及除氧器的说明书及有关规程标准等制定适合本系统的运行规程。
3.2、锅炉启动时应缓慢打开烟气进口调节门。
3.3、为避免管子粘灰，锅炉启动时炉水应保持较高的水温。
3.4、燃气脉冲吹灰装置
燃气脉冲吹灰装置对保证锅炉正常使用是非常重要的，用户应定期检查燃气脉冲吹灰装置，严格按照其提供的操作维护手册进行操作和维护。
3.5、除氧器
除氧器的运行请参阅说明书10RS015SM。
除氧器的额定工作压力为O.3MPa（g），实际使用中可根据实际情况调整工作压力，以满足锅炉除氧的需要，但不得超过最高工作压力0.6MPa（g）。
除氧器工作压力和工作温度为一一对应关系，直接关系到尾部受热面管壁温度，对锅炉尾部受热面腐蚀有着决定性的影响，所以额定工况下，除氧器运行的时候务必按照额定工作压力0.3MPa（g）运行。
另外除氧器设计可滑压运行，最高工作压力为0.6MPa（g）,如果锅炉低负荷运行或者烟气含硫量增大，则除氧器工作压力务必在额定压力的基础上提高，以保证除氧蒸发器管子壁温大于烟气酸露点。
同时锅炉运行企业应当时刻监视烟气中含硫量的变化，以便为锅炉安全运行创造更好的条件。
如果达不到上述要求，除氧器压力在较低工况下运行而引起锅炉尾部受热面低温腐蚀，锅炉设备商不负有责任。
4、停炉注意事项
Ø停炉前应作锅炉全面检查。
Ø停炉时应关闭进气调节门，并打开旁通烟道。
5、停炉后的维护保养
为预防锅炉停炉后内、外部腐蚀，必须对锅炉进行养护。
紧急停炉后一般采用湿法养护，长期停炉应采用干法养护或除湿机养护。
6、正常维护
6.1、本锅炉大修5年一次，小修每年一次，每年不少于一次的锅炉外部检验，日常应经常对燃气脉冲吹灰装置进行检查、维修。
6.2、年度大修时，应进行内部检验。
新投产锅炉运行一年后应进行首次内部检验。
6.3，当锅炉停用一年以上，受压元件等经重大修理或改造后，应进行内、外部检验和水压试验。
六、热力计算结果汇总表
序号
名称
符号
单位
高温
过热器
低温
过热器
蒸发器
省煤器
除氧
蒸发器
1
管子规格
d
mm
φ42x3.5
φ42x3.5
φ42x3.5
φ38x3.5
φ42x3.5
2
进口烟气温度
θ′
℃
480
469
428
251
215
3
出口烟气温度
θ″
℃
469
428
251
215
178
4
进口工质温度
t′
℃
382
227
227
145
145
5
出口工质温度
t″
℃
430
392
227
227
145
6
烟气平均流速
Wy
m/s
9.02
8.72
7.43
6.72
6.5
7
工质平均流速
Wg
m/s
10.11
9.31
/
/
/
8
传热功率
Q
Kw
449
1806
7587
1501
1672
9
计算蒸发量
D
Kg/h
15100
10
余热利用率
η
%
62.3
七、烟风阻力计算结果汇总
1、锅炉总压降<850Pa
2、入口烟气量~110000Nm3/h
3、出口烟气温度~178℃
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