75t循环流化床锅炉详细参数说明书.docx
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75t循环流化床锅炉详细参数说明书
75t循环流化床锅炉详细参数说明书
太锅集团和清华大学合作，深入分析了常规循环流化床锅炉面临的问题和挑战，提出了低能耗循环流化床锅炉设计理论和方法，形成了低能耗循环流化床锅炉全套设计导则，完成了低能耗循环流化床锅炉的产品结构设计，首台低能耗产品在山西离石大土河热电厂已运行两年，运行结果及测试数据均表明，低能耗能型循环流化床锅炉与常规产品比较：
节电30%以上
节煤3-6%
性能优异，可靠性高，连续运行时间为5000h,年运行时间8000h.
低能耗型循环流化床锅炉代表了流化床技术发展的最新方向，该技术在我公司75t/h级别、130t/h级别、220t/h级别以及更大容量循环流化床锅炉都得到了应用，显示出强大的技术优越性。
一、CFB锅炉面临的问题和对策
1.CFB锅炉三大突出优点
CFB锅炉相比煤粉炉而言，具有燃料适应性广、环保性能优异、负荷调节范围宽广三大突出优点，正是凭借这些技术优势，近二十年来，循环流化床燃烧技术得到飞速发展，在国内中小容量锅炉机组中取得了不可替代的市场地位，成为了国际上公认的商业化程度最好的洁净煤燃烧技术。
2.CFB锅炉面临的两大问题
2.1可靠性
对于CFB锅炉运行的安全可靠性而言，尽管在解决了磨损、耐火材料、辅机系统三大问题后，CFB锅炉的可用率得到很大提高，但总体上与煤粉炉相比仍然有一定差距。
2.2经济性
CFB锅炉运行的经济性与煤粉炉相比仍然有较大差距，如CFB锅炉煤耗高于煤粉炉1-3个百分点，厂用电率高于煤粉炉2-3个百分点。
CFB锅炉主要辅机的功率比普通煤粉炉高出一倍多，使机组的厂用电率比较高，平均达到9％左右，这其中有锅炉本体结构设计方面的问题，同时也有系统布置复杂、辅机选配不合理方面的原因。
3.CFB锅炉技术发展对策
3.1CFB锅炉能否在以上两个方面特别是运行的经济性方面实现突破是国际循环流化燃烧技术的重大课题。
CFB锅炉的理论研究和产品开发如果不能有所突破，CFB锅炉的发展将受到严峻挑战。
3.2清华大学在总结了CFB锅炉设计理论的基础上提出了低能耗型CFB锅炉“定态设计”理论模型，从机理上阐明了解决循环流化床锅炉两大难题的技术方向及具体技术措施，形成了指导低能耗型循环流化床锅炉产品开发的全套设计导则及计算方法。
3.3太锅集团应用低能耗型CFB锅炉设计导则和计算方法，开发出了75-480t/h节能型CFB锅炉系列产品，首台75t/h级别节能型产品已于2006年1月投入运行，并于2007年6月进行了详细的现场测试。
测试数据表明：
节能型CFB锅炉产品在运行的可靠性和经济性方面均实现了重大突破。
二、低能耗型CFB锅炉设计理论和方法
1.低能耗型CFB锅炉理论基础
1.1低能耗型CFB锅炉的技术优势就是节煤、节电和高可靠性，技术关键就是在低床压运行时，要维持炉膛物料浓度和流经分离器的循环物料量基本不变。
对75t/h级别CFB锅炉而言，床压降降低到3kPa，不影响到锅炉的传热性能。
1.2传统观念存在误区,认为：
锅炉床压降的高低对循环量的影响很大，从而对炉内传热及锅炉负荷产生较大影响。
实际上，床压降的提高对传热的贡献很小，而炉膛中下部物料浓度的增加必然带来磨损的加剧、风机电耗的增加等不利影响。
1.3床存量降低后，二次风区域物料浓度降低，二次风穿透扰动效果增强，炉膛上部气固混合效果得以改进，提高了锅炉燃烧效率，降低了锅炉机组的供电煤耗。
1.4床存量降低后，物料流化需要的动力减小，锅炉一、二次风机的压头降低，风机电耗下降，从而降低锅炉机组的厂用电率。
1.5床存量降低后，炉膛下部物料浓度大幅度减小，从而可以减轻炉膛下部浓相区特别是防磨层与膜式壁交界处的磨损，提高锅炉机组的可用率
2.低能耗型CFB锅炉流态确定
2.1“定态设计”理论解决了开发低能耗型CFB锅炉的基础问题，即流态如何选择的问题，因为CFB锅炉技术研发一旦选定流态，有关床内物料质量、循环量、物料沿床高浓度分布、相应传热系数沿床高的分布、燃烧份额的分布等设计数据均需要从工程实践中逐步积累，并需要匹配相应的结构及辅机系统来保证，再更动流态十分困难。
2.2低能耗型炉内流化状态在实际运行过程中具有可控性，当发生循环量或物料浓度漂移时，可以通过调整床存量而保持设计的流化状态不变。
3.低能耗型CFB锅炉性能计算
3.1低能耗型CFB锅炉性能计算采用了清华大学编制的“热力性能计算”软件。
清华大学以定态设计理论为基础，研究总结了国内外数百台循环流化床锅炉的实际运行工况及相应煤种的大量数据，完成了以我国燃煤条件为基础编制的最佳状态参数的“热力性能计算”软件。
3.2应用这一软件计算出的锅炉各种结构参数，充分考虑了环境地质条件、燃料、脱硫、锅炉汽水参数、司炉运行操作等各种因素的影响，成为锅炉设计时最基本的计算数据。
3.3该软件在太锅35t/h、75t/h、130t/h、260t/h、480t/h锅炉产品上应用，获得成功
4.低能耗型CFB锅炉设计导则
低能耗型CFB锅炉采用低床压运行方式以及相应的流态确定后，太锅和清华大学一起，建立了一整套具有自主知识产权的设计导则，包括:
锅炉各类性能及结构计算软件；
锅炉整体结构布置及受热面安排准则；
主要部件基本结构尺寸准则；
防磨密封膨胀技术准则；
炉墙设计准则；
烟风系统结构设计准则；
燃料基配准则；
辅机系统设计选配准则等等。
依据这些准则和规范，太锅形成了多项专利和专有技术
三、低能耗型CFB锅炉产品结构特征
1.产品开发的总体状况
1.1太锅和清华大学合作开发的低能耗型的75-480t/hCFB锅炉产品系列采用高温绝热旋风分离的主流炉型，产品结构设计采用了多项专利和专有技术。
1.2应用低能耗型技术的锅炉在整体布置、热量分配和部件方面均有不同，同时采用了一系列的结构变化。
从而保证锅炉在较低风室风压下仍能达到相同的传热需要并在流态迁移后对燃烧产生积极的影响。
1.3对锅炉核心部件结构进行优化，保证流化床内的物料达到要求的“品质”和“数量”，是节能型CFB锅炉最根本的结构保证。
1.4核心部件的优化都从系统的角度考虑问题，部件之间相互关联、协调配合，共同支撑着系统高效可靠的运转
2.炉膛结构优化
2.1按照清华大学定态理论确定的流态选取炉膛烟气流速和炉膛出口烟气中的物料携带量；
2.2炉膛顶部采用失速区防磨结构；
2.3给煤管和二次风管等与膜式壁采用厂内预制式连接密封结构；
2.4炉膛下部交界处采用系统性防磨措施与让管结构相结合的方式；
2.5规范炉膛内烟气温度压力测点的结构及位置；
2.6炉膛出烟口结构的设计充分考虑了炉内烟气流场的分布并兼顾分离器入口烟道的优化设计。
3.低阻力、不漏渣的风帽结构
3.1风帽设计吸取引进型钟罩式风帽不漏渣的结构特点，克服其容易磨损、阻力大和更换困难的缺点。
3.2在风帽中增加易更换夹套，采取合理的风帽直径和风帽小孔结构型式，选取合理的风帽阻力，风帽磨损后只需更换夹套和风帽头，缩短了检修周期，减小了检修费用。
3.3该风帽为太锅专利技术。
4.二次风结构优化
4.1优化二次风在炉膛四周的布置位置；
4.2优化二次风布置层数及喷口结构形式；
4.3优化不同区域二次风量的配置；
4.4优化二次风口的数量及喷口流速；
4.5根据不同燃料特性优化选取二次风比例
5.分离器结构优化
5.1优化分离器的结构模型；
5.2分离器进口烟道采用足够长的加速段并优化其高宽比；
5.3分离器中心筒采用偏置、缩径等一系列结构措施；
5.4分离器圆筒截面根据优选的烟气上升流速来确定；
5.5锥体角度尺寸与烟气流场相协调，同时与料腿结构相匹配。
6.低阻力、大流率、小风量回料装置
6.1优化回料装置的物料流动模型和回料阀阻力；
6.2优化回料腿物料下降流速以及料腿直径；
6.3优化返料隔墙结构形式及尺寸；
6.4优化水平回料通道结构形式及尺寸；
6.5按照清华大学绘制的《回料立管负压差移动床流动流谱》对返料风系统及返料风量进行优化设计和选取。
6.6回料装置为太锅专利技术。
7.尾部烟道结构优化
7.1分离循环燃烧系统结构优化后，对尾部烟道结构进行相应的优化；
7.2尾部烟道结构及受热面排布与循环燃烧系统的设计相匹配，确保在尾部受热面不会出现磨损的同时又能很好的避免积灰，保证尾部受热面高效地进行换热。
8.提高锅炉部件的厂内装配率
8.1为最大限度的减小现场安装质量不能保证给锅炉运行带来的隐患，太锅集团秉承在厂内进行最大化装配的设计理念。
8.2对锅炉的一些关键部件，如水冷床、膜式壁密封塞块、炉膛出烟口、膜式壁的让管、炉墙护架等采用整体出厂的方式。
9.系统及辅机选配优化
9.1对一二次冷热风系统、返料风系统、引风系统、给煤系统、石灰石脱硫系统、出渣系统等进行优化设计。
9.2对一二次风机、罗茨风机、给煤机、冷渣器、吹灰器、耐磨耐火材料等提出选型规范。
结论：
太锅集团与清华大学合作开发出了低能耗型CFB锅炉产品，新一代产品突破了常规产品面临的可靠性和经济性方面的瓶颈问题，显示了节煤、节电和高可靠性的突出优点，代表了CFB锅炉产品技术发展的最新方向，该技术应用于75级别、130级别、220级别及更大容量CFB锅炉后，将显示其更强大的生命力和技术优越性，必将从根本上解决种种弊端，为广大用户带来更大的经济效益。
一、技术规范
1、总则
1.1.本投标书适用于************锅炉项目，安装1台12MW背压式汽轮发电机组和3台75t/h次中温次高压循环流化床锅炉。
锅炉为半露天布置。
对设备的功能、设计、结构、性能、安装和试验等方面提出技术要求。
1.2.太原锅炉集团有限公司在本投标书提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，本公司提供满足本规范书和标准要求的高质量产品及其服务。
对国家有关安全、环保等强制性标准，必须满足其要求。
1.3.本投标书与招标方规范书的偏差表示在投标文件中的“差异表”中。
1.4.本公司执行招标方规范书所列标准。
有矛盾时，按较高标准执行。
1.5.合同签订后按本规范（设备监造、检验和性能验收实验）的要求，本公司提出合同设备的设计、制造、检验/试验、装配、安装、调试、试运、试验、运行和维护等标准清单给招标方，由招标方确认。
1.6.本公司提供能充分说明投标方案、技术设备特点的有关资料、图纸供招标方参考。
2、货物需求一览表
货物名称
规格型号
数量
交货期
交货地点
75T/H循环流化床次高压中温锅炉
TG-75/5.29-M
3台
项目现场
二、技术规格
1.锅炉安装条件
1.1安装位置：
******************。
1.2安装台数：
3台
1.3环境条件
1.4设备布置方式：
横向露天布置
1.5操作平台标高：
7m
2.锅炉运行条件
2.1运行方式：
定压运行。
2.2给水温度：
104℃。
2.3运行时间：
锅炉在投产后的第一年内，锅炉连续运行时间4000小时，年运行小时数要求不小于7500小时。
3.锅炉主要技术数据
内容
单位
投标数据
蒸发量
T/h
75
工作压力
Mpa
5.29
蒸汽温度
℃
450℃
给水温度
℃
104℃
减温方式
/
喷水减温
点火方式
/
床下油点火
排烟温度
℃
138℃
锅炉效率
%
89.2﹪
适用燃料
混煤
燃料低位热值
KJ/Kg
脱硫方式
炉内脱硫
一次风温度
℃
142℃
二次风温度
℃
142℃
负荷调节范围
%
30-110
运转层标高
m
7
锅筒中心标高
m
29.5
前后柱中心距
m
13.7
左右柱中心距
m
7.5
锅炉设备技术数据
名称
单位
数值
1、锅筒
设计压力
MPa.g
5.82
最高工作压力
MPa.g
6.23
汽包内径
mm
1500
汽包外径
mm
1608
汽包直段长度
mm
8200
汽包总长度
mm
9950
汽包中心标高
m
29.5
汽包材质
20g/GB713
蒸汽净化装置型
给水清洗
汽包水容量
m3
6.72
2、燃烧室
炉膛型式
全密封膜式水冷壁
炉膛尺寸（宽，深，高）
mm
6230×3130×22010
炉膛容积
m3
429.2
炉膛总受热面积
m2
444.5
炉膛设计计算截面面积
m2
19.5
炉膛出口温度（B-MCR）
℃
914
3、水冷壁
水冷壁设计压力
MPa.g
5.9
水冷壁循环方式
自然循环
水冷壁管管型
φ51×5
水冷壁管外径
mm
51
水冷壁管壁厚
mm
5
水冷壁管材质
20G/GB5310
下降管外径
325
下降管壁厚
mm
12
下降管材质
mm
20G/GB5310
下降分配水管外径
mm
108
下降分配水管壁厚
mm
5
下降分配水管材质
20G/GB5310
下降管与上升管的截面比
59.4
传热恶化临界热负荷与设计选用的最大热负荷的比值
1.25
4、过热器
过热器设计压力
MPa.g
5.57
过热器喷水减温水量
t/h
2.3
高温过热器受热面积
m2
194
高温过热器片数
片
37
高温过热器后烟温
℃
749
低温过热器受热面积
m2
402.6
低温过热器片数
片
37
低温过热器后烟温
℃
524.25
过热器受热面积总计
m2
596.6
维持额定主汽温的最低负荷
%
35
过热器总压降（B-MCR）
MPa.
0.5
各级过热器出口汽温（B-MCR）
℃
450/397.5
调温方式
一级喷水减温
5、省煤器
设计压力（B-MCR）
MPa.g
5.8
设计进口温度（B-MCR）
℃
150
设计出口温度（B-MCR）
℃
254.5
受热面积（蛇形管）
m2
1146.9
省煤器压降（B-MCR）
MPa.
0.45
进口烟气流速（B-MCR）
m/s
7.2
出口烟气流速（B-MCR）
m/s
5.7
省煤器管外径
mm
32
省煤器管内径
mm
26
省煤器管节矩
mm
80/38
省煤器管材质
20G/GB5310
省煤器管的防磨设施
防磨护瓦
6、空气预热器
型式
立式管箱
数量
2
入口烟气温度（B-MCR）
℃
322.8
出口烟气温度（B-MCR）
℃
139
入口空气温度（B-MCR）
℃
20
一次风出口温度（B-MCR）
℃
140
二次风出口温度（B-MCR）
℃
140
投运一年内的漏风系数
0.03
投运一年后的漏风系数
0.06
高温段传热元件面积
m2
1988.2
7、安全阀
汽包安全阀型式
全启型
汽包安全阀台数
台
1
汽包安全阀公称直径
mm
100
汽包安全阀喉部直径
mm
65
汽包安全阀排汽量（每台）
kg/h
68068
汽包安全阀起座压力
MPa.g
6.17
汽包安全阀回座压力
MPa.g
5.9
汽包安全阀制造厂家
杭阀
过热器出口安全阀型式
全启型
过热器出口安全阀台数
台
1
过热器出口安全阀公称直径
mm
100
过热器出口安全阀喉部直径
mm
65
过热器出口安全阀排汽量（每台）
kg/h
48513
过热器出口安全阀起座压力
MPa.g
5.6
过热器出口安全阀回座压力
MPa.g
5.3
过热器出口安全阀制造厂家
杭阀
锅炉热力特性（B-MCR工况）
排烟损失：
q2=5.01%
化学不完全燃烧损失：
q3=0%
机械不完全燃烧损失：
q4=3.51%
散热损失：
q5=1.19%
炉渣物理热损失：
q6=1.09%
计算热效率（按低位发热量）89.2%
保证热效率（按低位发热量）89%
锅炉飞灰份额：
%
炉渣含碳量（保证值）：
%
飞灰含碳量（保证值）：
%
脱硫效率（钙硫摩尔比为2时的保证值）：
85%
3.1锅炉简介
本锅炉燃用混煤。
采用循环流化床燃烧方式，通过炉内加石灰石脱硫。
锅炉露天布置，运转层标高7米。
锅炉构架全部为金属结构。
3.2设计规范和技术依据
——1996版《蒸汽锅炉安全技术监察规程》
——JB/T6696-1993《电站锅炉技术条件》
——DL/T5047-2005《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）
——GB12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》
——GB10184-1988《电站锅炉性能实验规程》
——GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》
——GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》
等现行有关国家标准。
其中设计技术依据：
——锅炉热力计算按《锅炉机组热力计算标准方法》
——强度计算按GB9222-2008《水管锅炉受压元件强度计算》
——水动力计算按《电站锅炉水动力计算方法》
——烟风阻力计算按《锅炉设备空气动力计算标准方法》
等现行锅炉专业标准。
本技术规格中的规范、标准如有更新版本，以最新版本为准。
3.3供用户资料
根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》要求，并且保证用户进行锅炉安装、运行、维护和检修有必要的技术依据和资料，锅炉随机提供详尽的技术资料。
3.4锅炉主要技术经济指标
3.4.1锅炉参数
额定蒸发量：
75t/h
额定蒸汽压力：
5.29Mpa（表压）
额定蒸汽温度：
450℃
额定给水温度：
104℃
3.4.2技术经济指标
冷风温度：
20℃
一次风预热温度：
142℃
二次风预热温度：
142℃
排烟温度：
138℃
锅炉热效率：
89.2﹪
脱硫效率：
≥90﹪
燃料颗粒度要求：
≤10mm
（其中小于1mm以下颗粒重量比不小于50﹪）
石灰石颗粒度要求：
≤2mm
排污率：
<2﹪
3.4.3燃料煤质分析报告单
水份（Mad%）
/
灰份（Ad%）
/
碳（Car）
/
挥发份（Vdaf%）
/
低位发热量Qnet.ar（KJ/kg）
/
硫（St，nd%）
/
焦渣特征
/
3.4.4水质
水质符合GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》的规定要求
3.4.5负荷调节
允许的负荷调节范围：
30-110﹪（110%锅炉负荷可连续稳定运行）
调节方法：
风煤比调节
3.4.6其它技术指标
高温旋风分离器分离效率：
99.5﹪，dc99：
100-110μmdc50：
10-15μm
3.5锅炉主要性能
（1）锅炉带基本负荷，也可以用于变负荷调峰。
调峰范围为30%～110%。
（2）锅炉采用定压运行，也可采用滑压运行。
（3）燃用设计燃料，负荷为额定蒸发量时，锅炉保证热效率大于88%（按低位发热值，预热器入口风温20℃）。
（4）锅炉性能设计已考虑海拔修正。
（5）锅炉在燃用设计燃料时，不投气稳燃最低负荷为锅炉B-MCR负荷的30%。
（6）锅炉负荷连续变化率应达到下述要求：
50%~100%不低于5%B-MCR/min
50%以下不低于3%B-MCR/min
（7）在锅炉定压运行时，保证在50%~100%B-MCR负荷内过热蒸汽温度能达到额定值485℃，允许偏差±5℃。
（8）锅炉燃烧室的承压能力：
锅炉燃烧室的密相区设计压力为+21120Pa、-8721Pa；锅炉燃烧室的上部二次风区设计压力不小于±8721Pa；燃烧室设计压力为+27710Pa、-8721Pa。
当风机全部跳闸，引风机出现瞬时最大抽力时，炉墙及支撑件不产生永久变形。
（9）锅炉采用床下油点火方式。
（10）过热蒸汽调温方式，采用喷水减温。
（11）锅炉对煤质变化有较强的适应性能，在不变更受热面的条件下，可燃用许多煤种。
再添加脱硫剂为石灰石，粒度为0-2mm，石灰石可从煤输送带加入，简单易行。
（12）锅炉采用悬吊式结构，钢护板结构轻型炉墙，适当使用柔性膨胀节，以利锅炉的密封性能。
（13）锅炉正常运行条件下，环境温度为27℃时，锅炉炉墙表面设计温度不超过50℃。
（14）燃烧器的检修周期能达到4年，过热器、省煤器等处的防磨措施的检修周期能达到4年。
（15）锅炉各主要承压部件的使用寿命大于30年，受烟气磨损的对流受热面寿命达到100000小时。
空予器冷段元件使用寿命不低于50000小时。
（16）锅炉从点火到带满负荷的时间,在正常起动情况下能达到以下要求:
冷态起动（停炉72小时以上）3~4小时
温态起动（停炉10~72小时）2~3小时
热态起动（停炉10小时以内）1~1.5小时
锅炉在使用年限内不同状态下的允许起停次数为:
冷态200次
温态3000次
热态4000次
极热态500次
负荷阶跃12000次
其寿命消耗总和不超过75%。
锅炉疲劳寿命损耗数据表
运行工况
设计次数
每次损耗量%
冷态启动金属温度已下降在满负值的40%以下
200
0.01022
温态启动金属温度已下降在满负值的40%～80%之间
3000
0.00876
热态启动金属温度已下降在满负值的8%以上
4000
0.00759
极热态启动金属温度仍维持或接近满负值
500
0.00426
阶跃突变负荷（10%汽机额定功率）
12000
0.000675
锅炉性能曲线图如下：
冷态启动曲线
温态启动曲线
热态启动曲线
极热态启动曲线
（17）锅炉两次大修间隔能达到4年，小修间隔时间1年。
（18）锅炉保证各种运行工况下烟温均匀，锅炉两侧烟温偏差应在允许范围内，满足过热器温度控制要求。
（19）锅炉的负荷调节手段应简单、灵活。
（20）锅炉分离器总的分离效率大于99.5%；返料装置为绝热非机械式返料器。
（21）锅炉布风板及风帽布风均匀、不易堵塞，布风板为水冷壁弯制而成，风帽的材质为ZG8Cr26Ni4Mn3N，风帽采用易更换夹套钟罩式风帽，允许运行的温度范围≤1200℃。
4.技术部分内容
4.1燃烧方式：
循环流化床
4.2燃烧系统
4.2.1烟气流程：
一次风经布风板进入炉膛，二次风通过二次风口进入炉膛，风煤混合燃烧后的烟气首先在炉膛燃烧。
携带固体粒子的烟气离开炉膛后，通过旋风分离器进口烟道，分别切向进入两个旋风分离器。
在分离器内，粗颗粒从烟气中分离出来，而烟气流则通过分离器中心筒进入对流竖井，烟气被对流受热面冷却后，通过管式空气预热器进入除尘器去除烟气的细颗粒成份，最后，由引风机送入烟囱，并排入大气。
4.2.2布置受热面面积：
炉膛受热面积444.5m2。
过热器受热面积596.6m2。
省煤
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