鑫旺锅炉设计说明书.docx
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鑫旺锅炉设计说明书
目录
一、前言
二、锅炉规范
三、燃料、给水及蒸汽品质
四、锅炉热力计算汇总
五、锅炉主要结构尺寸
六、锅炉本体结构特性
七、锅炉安装注意事项
一、前言
本锅炉根据内蒙古鑫旺再生资源有限公司提出的热效率高、安全性能好、运行稳定、噪声低、磨损小、负荷适应能力强等技术要求、同时吸取我公司成功运行的同类锅炉经验而进行设计的。
锅炉的设计、制造、检验严格执行我国国家最新标准和行业规范。
二、锅炉规范
1、锅炉型号：
WDLZ240/9.8-2型锅炉
2、锅炉型式：
锅炉型式：
高压、单锅筒、自然循环、固态排渣、锅炉岛四周
设置密封维护结构。
3、锅炉设计条件：
额定蒸发量240t/h
额定过热蒸汽压力9.8Mpa
额定过热蒸汽温度540℃
给水温度158℃~215℃（高加解列时为158℃）
空气预热器进风温度20℃
锅炉露天布置，全钢构架，按8度地震Ⅱ类场地土设防。
4﹑环境条件：
平均气压：
89.2Kpa
年平均气温：
6.1℃
平均最高气温：
14.3℃
平均最低气温：
-13.7℃
极端最高气温：
40.2℃
极端最低气温：
-34.5℃
平均风速：
3.4米/秒
平均相对温度：
53％
最小相对湿度：
年平均降水量：
240~360mm
年蒸发量：
2066.2mm
一日最大降水水量
年最大降水量：
506.4mm
年平均风速：
2.9米/秒
最大风速：
24米/秒
厂区土质和类别：
主要由杂填土、风积粉细砂、湖相沉积粉质粘土、粉土和细砂组成
厂房零米海拔高度（黄海高程）1050m
地震烈度：
Ⅶ；加速度为0.3g
5、锅炉给水：
锅炉给水水质：
符合国标GB12145《火力发电机组及蒸汽动力设备
汽水质量标准》
锅炉正常连续排污率（B-MCR）:
≤2％
补给水处理方式：
反渗透+混床除盐系统
6、锅炉运行条件：
锅炉运行方式：
带基本负荷为主并可调峰；
制粉系统：
采用钢球磨中间储仓式制粉系统，乏汽送粉。
每炉配2台磨煤机，，磨机型号：
DTM290/470，煤粉细度R90=15％。
过热蒸汽调节：
两级喷水减温，减温水来自锅炉给水操作台前的锅炉给水。
除渣方式：
采用刮板捞渣机除渣。
7、锅炉热力特性（额定工况）
保证热效率（按低位发热量）≥90％（设计煤种）
8、锅炉性能
⑴锅炉可带基本负荷，也可以用于调峰。
⑵锅炉采用定压运行。
⑶燃用设计煤种，锅炉保证热效率为≥90％（按低位发热值）。
⑷当全部高加停运时，锅炉的蒸汽参数能保持在额定值，各受热面不超温，蒸发量也能满足额定出力。
炉膛不出现结渣现象。
⑸锅炉助燃和点火燃料采用天然气，天然气压力：
~0.1MPA。
锅炉在燃用设计煤种时，不投天然气助燃长期安全稳定运行的最小负荷不大于锅炉60％额定负荷。
⑹过热蒸汽温度控制范围，锅炉在70％~100％额定负荷范围内运行时，过热蒸汽温度保持在额定值，偏差不超过±5℃。
⑺锅炉燃烧室的承压能力：
锅炉炉膛的承压压力达到4KPa，瞬间承受能力不低于±8.7kPa，当燃烧室突然灭火，吸风机出现瞬间最大抽力时，炉膛和烟风道不会产生永久变形。
⑻因燃烧室空气动力场分布不均匀或其他原因产生的烟温偏差，在水平烟道及垂直烟道俩侧烟温差不超过50℃，蒸汽偏差不超过25℃。
⑼炉墙表面温度在锅炉正常运行条件下，当环境温度小于等于20℃时，不超过45℃。
⑽锅炉两次大修间隔能达到4年以上。
⑾锅炉各主要承压部件的使用寿命大于30年，受烟气磨损的低温对流受热面的使用寿命达到100000小时。
⑿锅炉全部受热面管材需经100％涡流探伤，焊口100％无损探伤。
⒀锅炉启动时间（从点火到机组带满负荷）满足以下要求：
汽包锅炉
允许次数
冷态启动
6~8h
＞500次
温态启动
3~4h
＞4000次
热态启动
1.5~2h
＞5000次
三、燃料、给水及蒸汽品质
1、燃煤成分及特性：
序号
项目名称
符号
单位
设计煤种
校核煤种
1
接收基碳
Car
％
58.42
50.02
2
接收基氢
Har
％
2.72
2.99
3
接收基氧
Oar
％
6.85
7.86
4
接收基氮
Nar
％
0.64
0.65
5
接收基硫
Sar
％
0.77
0.96
6
接收基水份（全水份）
Mar
％
13.7
16.1
7
接收基灰分
Aar
％
16.90
21.42
8
空气干燥基水分
Mad
％
3.44
3.81
9
干燥无灰基挥发份
Vdaf
％
34.67
34.82
10
低位发热量
Qnet.v.ar
kJ/kg
21120
18540
11
干燥基全硫
St.d
％
0.89
1.14
12
灰变形温度
DT
℃
＞1500
1340
13
灰软化温度
ST
℃
＞1500
1380
14
灰变熔融温度
FT
℃
＞1500
1410
15
哈氏可磨指数
HGI
65
67
参考性灰分析：
二氧化硅
SiO2
％
49.56
49.31
三氧化二铝
Al2O3
％
32.44
25.32
三氧化二铁
Fe2O3
％
7.12
9.16
氧化钙
CaO
％
4.42
6.76
氧化镁
MgO
％
0.45
0.87
氧化钛
TiO2
％
1.83
1.82
氧化钾
K2O
％
1.22
1.41
氧化钠
Na2O
％
0.22
0.41
三氧化硫
SO3
％
1.9
4.15
其他
％
0.84
0.79
2.点火及助燃用燃料：
天然气，压力：
~0.1MPa。
四、锅炉热力计算汇总
热力计算汇总表（设计煤种，100%）
名称
过量空气系数
进口烟温
出口烟温
平均烟速
介质进口温度
介质出口温度
介质平均速度
℃
℃
m/s
℃
℃
m/s
炉膛
1.200
1967.8
1082.5
-
-
324.0
-
屏过
1.200
1082.5
953.5
5.0
366.3
443.4
22.4
高温过热器热段
1.225
953.5
755.6
8.6
483.6
540.0
18.1
高温过热器冷段
1.250
953.5
763.7
8.7
443.4
501.0
14.5
低温过热器
1.250
759.9
595.5
9.7
331.7
382.6
10.0
悬吊管
1.250
595.5
593.6
7.1
319.9
319.9
-
转向室
1.250
593.6
576.2
-
327.1
331.6
10.7
高温省煤器
1.270
576.2
452.3
7.7
237．4
275.8
-
高温预热器
1.320
452.3
345.5
12.2
204.2
344.8
6.8
低温省煤器
1.340
345.5
277.0
7.0
215.0
237.4
-
中温预热器
1.370
277.0
175.4
11.7
69.8
204.1
6.4
低温预热器
1.390
175.4
136.5
10.2
20.0
69.8
6.9
蒸发量:
240t/h,计算热效率：
91.65%,排烟温度;136.5℃,热风温度：
344.8℃，一级
喷水量：
6.69t/h，二级喷水量：
4.42t/h，计算燃料量：
31.32t/h
热力计算汇总表（设计煤种，70%）
名称
过量空气系数
进口烟温
出口烟温
平均烟速
介质进口温度
介质出口温度
介质平均速度
℃
℃
m/s
℃
℃
m/s
炉膛
1.250
1898.1
963.9
-
-
324.1
-
屏过
1.250
963.9
849.2
3.3
371.1
444.0
16.1
高温过热器热段
1.280
849.2
693.0
5.8
490.0
540.0
12.7
高温过热器冷段
1.280
849.2
693.5
5.8
444.0
490.5
10.2
低温过热器
1.310
693.3
549.4
6.6
331.4
371.2
7.1
悬吊管
1.310
549.4
547.6
4.9
319.9
319.9
-
转向室
1.310
547.6
529.3
-
326.8
331.3
7.9
高温省煤器
1.334
529.3
411.1
5.3
233.0
269.1
-
高温预热器
1.393
411.1
315.6
8.5
196.8
323.0
4.8
低温省煤器
1.417
315.6
259.1
4.9
215.0
233.0
-
中温预热器
1.453
259.1
163.2
8.4
68.9
196.8
4.6
低温预热器
1.477
163.2
125.3
7.3
20.0
68.9
5.0
热力计算汇总表（校核煤种,100%）
名称
过量空气系数
进口烟温
出口烟温
平均烟速
介质进口温度
介质出口温度
介质平均速度
℃
℃
m/s
℃
℃
m/s
炉膛
1.200
1939.3
1082.7
-
-
323.9
-
屏过
1.200
1082.7
950.1
5.0
365.0
444.3
22.3
高温过热器热段
1.225
950.1
749.8
8.7
482.1
540.0
18
高温过热器冷段
1.225
950.1
758.3
8.8
444.3
503.8
14.4
低温过热器
1.250
754.3
590.1
9.8
332.1
385.1
9.9
悬吊管
1.250
590.1
588.1
7.2
319.9
319.9
-
转向室
1.250
588.1
570.4
-
327.3
332.0
10.6
高温省煤器
1.270
570.4
447.4
7.7
237.6
276.7
-
高温预
1.320
447.4
343.5
12.3
204.8
343.5
6.8
热器
低温省煤器
1.340
343.5
275.8
7.0
215.0
237.6
-
中温预热器
1.370
275.8
175.7
11.9
70.3
204.6
6.5
低温预热器
1.390
175.7
136.9
10.4
20.0
70.3
6.9
蒸发量：
240t/h，计算热效率：
91.48%，排烟温度：
136.9℃，热风温度：
343.5℃，一级喷水量：
8.18t/h，二级喷水量：
5.49t/h，计算燃料量：
35.73t/h
热力计算汇总表（校核煤种，70%）
名称
过量空气系数
进口烟温
出口烟温
平均烟速
介质进口温度
介质出口温度
介质平均速度
℃
℃
m/s
℃
℃
m/s
炉膛
1.250
1872.2
967.2
-
-
324.1
-
屏过
1.250
967.2
849.5
3.3
372.1
447.7
16.1
高温过热器热段
1.280
849.5
692.6
5.9
493.8
540.0
12.8
高温过热器冷段
1.280
849.5
692.6
5.9
447.9
496.1
10.3
低温过热器
1.310
692.6
547.4
6.8
331.8
374.0
7.1
悬吊管
1.310
547.4
545.5
5.0
319.9
319.9
-
转向室
1.310
545.5
526.5
-
326.9
331.8
7.8
高温省煤器
1.334
526.5
408.4
5.4
233.4
270.3
-
高温预
1.393
408.4
315.1
8.6
197.7
322.7
4.8
热器
低温省煤器
1.417
315.1
258.8
5.0
215.0
233.4
-
中温预热器
1.453
258.8
164.0
8.5
69.6
197.7
4.6
低温预热器
1.477
164.0
126.1
7.5
20.0
69.6
5.0
蒸发量：
168.t/h，计算热效率：
91.5%，排烟温度：
126.1℃,排风温度：
322.7℃，一级喷水量：
0.58t/h，二级喷水量：
0.41t/h，计算燃料量：
25t/h,
五、锅炉主要结构尺寸
锅炉宽度（两外侧柱中心线）18.8m
锅炉深度（Z1～Z4柱之间）21.8m
炉膛宽度8.25m
炉膛深度7.6m
水平烟道深度5.495m
尾部竖井深度5.52m
炉顶大梁板标高41.5m
锅炉中心线标高37.5m
顶棚管标高33.8m
水冷壁下集箱标高4.7m
运转层标高8m
六、锅炉本体结构特性
锅炉为π型布置，四角切圆燃烧、平衡通风、固态排渣、全钢构架、露天布置、锅炉岛四周设置密封维护结构。
1、炉膛和水冷系统
锅炉炉膛采用7.6米×8.24米大切角方形炉膛，炉膛截面积为62.6米2
，炉膛顶部顶棚管标高为33.8米，屏下标高为25.9米。
本炉采用大切角方形炉膛，它有利于组织炉内气流动力场，改善燃烧，防止结焦，角部水冷壁受热得到改善，这样对低负荷运行时水循环更为安全可靠。
炉膛四周采用管径为Φ60×5鳍片管，节距为80mm，集箱采用管径为Φ273×32，组成全焊膜式水冷壁，为了改善水循环，将炉膛每片水冷壁分成三个循环回路，四片共12个回路。
后水冷壁延伸至过热器斜过道底部，组成斜过道底部包墙，由此组成全焊式水平烟道。
前侧包墙进水由侧后水冷壁引入，后侧包墙进水由后侧水冷壁引入。
水冷壁转角处和冷灰斗及折焰角斜平面与侧水冷壁交接处均通过不锈钢及塞板进行密封，以保证炉膛的密封性。
在水冷壁外部从上至下布置有8圈刚性带，在燃烧区域用INo40作为刚性带，其余用INo36，在炉膛上部有二层刚性带还与同标高的水平刚性平台联结，以增强炉体的水平刚性，来防止炉膛可能引起的煤粉爆炸和炉膛负压引起的脉动造成的炉膛受损，并保持水冷壁平面的平整，刚性带随水冷壁向下自由膨胀。
下水管采用4根Φ368×25集中下水管,集中下水管与集箱间采用Φ133×10的分散连接管,水冷壁引出管亦采用Φ133×10管子,下降管与上升管子截面比为46%,引出管与上升管的截面比为55%,比例都较大,使水循环更为安全可靠.
水冷壁下集箱内装设升火加热装置,以提高升炉速度,用户可根据自身的需要决定采用升火加热装置与否,本公司做到下集箱的管接头为止.
整个水冷系统均采用吊杆,悬吊于标高41.5米的炉顶钢架上。
后水冷壁吊于侧水冷壁的支承架上，水冷系统整体向下膨胀。
2、锅筒及汽水分离装置
锅筒采用高强度，综合性良好的13MnNiMo54（BHW35）钢制成。
锅筒内径为Φ1600毫米，壁厚为65毫米，锅筒中心标高37.5米，正常水位低于锅筒中心线150毫米，正常水位以上50毫米为最高安全水位，以下50毫米为最低安全水位，高于最高或低于最低安全水位25毫米为报警水位，正常水位以上150mm停炉，正常水位以下100mm停炉。
锅筒下部有4个插入式管接头与Φ368×25集中下降管相接。
锅筒内壁与锅内装置相焊处均焊有预焊件，锅筒外部亦有为安装临时固定所需，增加了外部预焊件，预焊件均在工厂内焊接后出厂，工地安装时严格禁止在筒体上随意施焊，引弧和过电。
锅筒内装有44只Φ315毫米带有导流板式的旋风分离器，单个出力为5.9吨/小时，锅筒上部装有给水清洗装置，50%给水通过清洗装置，以降低蒸汽中的SiO2,保证蒸汽品质，满足汽水监督规程的要求。
锅筒内部装置在吊装前应进行仔细检查，清除杂质并按图对连通罩进行密封焊，以确保蒸汽品质。
锅筒通过链片式吊架悬吊在标高41.5米炉顶钢架的梁上。
锅筒水压试验时水温不得低于50℃和高于70℃。
锅炉启动时锅筒上下壁温差不得大于40℃，定压运行最大升温速度不得大于3℃/分。
3、过热器及调温系统
过热器系统采用辐射传热与对流传热相结合的形式。
本炉在折焰角前布置了半辐射过热器，则使气温特性趋于平稳，在折焰角内布置对流过热器，过热蒸汽流程如下：
锅筒→炉顶棚过热器→转向室包墙过热器→低温过热器→一级减温器→屏式过热器→高温过热器冷段→二级减温器→高温过热器热段→集汽集箱。
屏式过热器布置于炉膛出口，折焰角前方，折焰角度40°，在其上部为高温过热器，高温过热器分冷段、热段，冷段布置于烟道两侧，热段布置于烟道中间，低温过热器布置在高温过热器后面，沿烟道整宽布置，顶棚过热器和转向室包墙过热器均采用Φ51×5毫米管子，材料为20G，节距分别为100毫米及120毫米，管间采用δ=6毫米，材料为12Cr1MoV扁钢焊接成膜片，以致构成全焊气密性的烟道。
屏式过热器共12片，一片屏带一个集箱，直径为Φ159×18毫米，屏间距为600毫米，屏外圈管子短路两圈，最外一圈材料为钢研102，屏管采用焊接桩头定位，桩头材料采用1Cr20Ni14Si2，其它管圈材料为12Cr1MoVG，管径为Φ42×5毫米。
屏式过热器气温以小集箱出口端插入式热电偶测量。
蛇形管的出口端管壁温度可以选在从边上算起的第一片、第四片、第七片、第十片屏的外圈管子和第三圈管子上，装设表面式热电偶，测量出口汽温不超过480℃。
高温过热器冷段蛇形管壁温测点用表面式热电偶装在出口端最外圈管子上，沿炉宽方向分别装在第一排、第十排、第十九排管子上，左、右各三点。
高温冷段左、右各19排蛇形管，管径为Φ42×5.5毫米，节距为100毫米。
高温热段过热器出口气温用装在出口连接管上的8个插入式热电偶测量，出口汽温分别装在沿炉宽1、8、15、22、29、36排出口端的外圈管子上。
高温热段共38排蛇形管，管径为Φ42×5.毫米，节距为100毫米。
过热器出口汽温用装在集汽箱上的插入式热电偶测量。
低温过热器节距为100毫米，共81排，逆流布置，蛇形管出口一圈材料为12CrMoVG，其余部分为20G钢，管径为Φ42×5毫米。
过热器蒸汽的调温采用二级给水喷水减温，第一级喷水点设置在低温过热器出口，第二级喷水点装设在高温对流过热器之间，整个过热器系统为减少热偏差，采用多次交叉混合。
4、省煤器
省煤器采用光管省煤器，双级错列布置，高温省煤器通过省煤器护板悬吊在尾部包墙集箱上，包墙集箱再通过杆件吊在炉顶构架上，低温省煤器采用双烟道布置，支搁在尾部座架上。
省煤器管子错列布置，高温段S1=100毫米，低温段S1=97毫米，S2=60毫米，管子直径为Φ38×4.5，材料为20G钢，考虑含灰分比较高，除装设防磨套管外，为减轻磨损采用了低烟速、大直径、厚管壁。
蛇形管沿宽度蛇形布置，以减少炉子烟道中部的烟气走廊，防止蛇形管的磨损。
为防止省煤器与墙壁之间形成烟气走廊，在与墙壁之间设置阻流板。
5、空气预热器
空气预热器采用管式，与省煤器交叉分两级布置。
在结构上，低温段作成
2米高的小管箱用Φ51×2的CortenA钢管。
中温预热器支搁在尾部座架上，高温预热器支搁在低温省煤器护板上，高温预热器上管板表面打50毫米厚的耐火层，以保护管板。
预热器系统中的空气走向采用双面进风型式，热风出口在高温预热器的前后墙。
6、燃烧装置
制粉系统为钢球磨中间仓储制，乏气送风，球磨机型号为DTM290/470，
一炉二磨，干燥介质为热风加再循环乏气。
燃烧器采用四角布置、水平浓淡切圆燃烧方式，燃烧器喷口按二、二、一、
二、一、二、一、二间隔布置方式，于炉室中心形成Φ454切圆。
其喷口采用耐高温、抗磨损、具有较好机械性能的耐热铸钢材料ZGr8Cr33Ni9N。
一次风采用管道弯头分离式水平浓淡燃烧器，使煤粉浓淡分离，并通过隔板或扭曲板将浓煤粉气流引向向火侧，淡煤粉气流引向背火侧。
组织水平浓淡燃烧，有利于充分发挥四角切向布置燃烧器，向火侧邻角点燃的优势，有利于着火和稳定燃烧；背火侧淡煤粉气流可以改善近墙气流的氧化性气氛，有利于防止或减轻结渣。
当燃煤好于设计煤种时，则运行中适当提高一次分率和一次风速；当燃煤比设计煤种差时，则运行中可适当降低一次风率和一次风速；并适当减小中程二次风风量。
所有的二次风门均采用方形风门，可以远方电动控制。
点火装置为三级点火，用高能点火器引燃天然气点火小气抢，点火小气枪点燃稳燃气枪，稳燃气枪引燃煤粉。
点火小气枪共四只，单只出力50NM3/h，均装设在下二次风口中。
稳燃气枪共八只，单只出力700NM3/h，均装设在二次风口中。
燃烧器的设计特性参数如下表：
风率%
风速m/s
风温℃
风量m3/h
风阻Pa
一次风
28.10
28
60
87778
1450
二次风
67.73
45
330
365906
1300
漏风
4.17
燃烧器为整体出厂，工地安装时焊在燃烧器区域切角处水冷壁上，随水冷壁一起同步膨胀。
本燃烧器不能承担额外载荷（除保温外）,设计院在设计风粉管道时应考虑这一因素。
7、除渣装置
本锅炉采用捞渣机出渣，我公司供至锅炉下联箱连接除渣机的关断门，包
括关断门及其控制装置，采用电动头螺杆控制方式。
锅炉运行时插板向下膨胀量116mm。
8、构架、平台、扶梯及紧身封闭
本锅炉构架采用双肢柱型构架，锅炉岛四周设置密封维护结构，适于8度
地震区，Ⅱ类土质。
炉室及上级省煤器重量全部悬吊于炉顶钢架上，经柱传递于基础上，尾部采用部分框架支承式结构。
本构架还承受与转层柱子内外负荷，风道荷重，主蒸汽管荷重等。
炉顶钢架是由主梁、次梁与小梁组成，并在主梁之间设有垂直桁架，顶板
上面焊以δ4钢板，使炉顶钢架形成一个“刚盘”。
标高8米运转层内侧设置运转层梁格，梁格上方现浇混凝土，8米运转层
混泥土上标高为8米，浇注混凝土层要有倾斜度，以便排水。
本锅炉主体平台布置在炉体外侧，平台宽为1米，采用正方形栅架，扶梯
宽为0.8米，45°倾角，亦采用正方形栅架作踏步，它们具有防滑性好，检修人员上下感到方便的优点。
标高30.1米及33.3米平台为刚性平台，它与同标高的水冷壁刚性带相连，以增强炉体水平刚性，提高锅炉的抗暴能力。
平台扶梯安装详见平台扶梯安装使用说明书及本
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