哈锅300MWCFB锅炉机组说明书.docx

1、哈锅300MWCFB锅炉机组说明书 300MW CFB锅炉机组锅炉机组说明书哈尔滨锅炉厂 CFB锅炉机组锅炉机组说明书编号: 编制：校对：审核：审定：二一二年十二月第一章 锅炉概述本工程 300MW CFB锅炉是采用哈锅具有自主知识产权的CFB锅炉技术设计和制造的。锅炉为亚临界参数、一次中间再热自然循环汽包炉、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢架悬吊结构的循环流化床锅炉，燃用混合煤质。锅炉以最大连续负荷(即BMCR工况)为设计参数，锅炉的最大连续蒸发量为1025t/h。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

2、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，这是一种介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外的外循环，从而实现锅炉不断的往复循环燃烧。因此循环流化床锅炉有以下几个主要优点：高脱硫效率低NOX排放高碳燃烬率长燃料停留时间强烈的颗粒返混均匀的床温燃料适应性广高操作灵活性与其它锅炉相比，循环流化床锅炉增加了高温物料循环回路部分即分离器

3、、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830-900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

4、化反应，生成硫酸钙，以固体形式排出达到脱硫的目的。 石灰石碚烧反应方程式： 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，二次风分二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

5、、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，通过回料阀直接返送回炉膛，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，强烈的扰动和混合、高速的颗粒内循环和外循环、较高的气固滑移速度和较长的颗粒停留时间使颗粒的热传导和化学反应都处于极好的条件下。所以循环流化床锅炉具有很高的碳燃烬率，同时石灰石耗量很低。在循环流化床锅炉

6、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蒸发受热面的换热，以保证锅炉的出力及炉内温度的控制。哈锅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。第二章 锅炉主要设计参数及整体布置1 锅炉主要设计参数1.1 锅炉容量及主要参数表1 BMCR工况数据表

7、名称单位参数过热蒸汽蒸汽流量t/h1025过热蒸汽蒸汽出口压力MPa(g)17.5过热蒸汽蒸汽出口温度 C540再热蒸汽入口压力MPa(g)4.03再热蒸汽入口温度 C334再热蒸汽流量t/h848.6再热蒸汽出口压力MPa(g)3.85再热蒸汽出口温度 C540省煤器进口处给水温度 C2821.2 电厂自然条件1.3 燃料特性1.4 给煤粒度曲线1.6 启动用砂 启动床料在第一次启动时可以用砂，以后也可以用底渣作为床料。要求控制床料中的钠、钾含量，以免引起床料结焦。其中:Na2O 1.0-2.0% K2O 2.0-3.0%砂子粒度: 最大粒径1mm ( 99%小于1mm) d50=200um

8、 (50%小于200 um)启动床料粒度要求详见粒度曲线，尤其采用底渣时，应尽量满足粒度分布的要求（推荐粒度分布在曲线A和曲线B之间）：注意：启动床料粒度分布需控制在上述两条曲线之间，如床料粒度不合理将影响炉内床料的流化和煤的燃烧，可能造成结焦、爆燃、灭火等事故，影响锅炉安全运行。1.7 锅炉给水水质指标给水：pH值（25） 9.09.5 硬度 mol/L 0 溶氧（02） g/L 7 铁（Fe） g/L 20 铜（Cu） g/L 5 油 mg/L 0.3 联氨（N2H4） g/L 1050 导电率（25） s/cm 0.3炉水：pH值 910 总含盐量 mg/L 20 二氧化硅（SiO2）

9、mg/L 0.25 氯离子Cl- mg/L 1 磷酸根 mg/L 0.53蒸汽：铁（Fe） g/kg 20铜（Cu） g/kg 5钠（Na） g/kg 10二氧化硅（SiO2） g/kg 20导电率（25） s/cm 0.31.8 排放值2 锅炉主要计算数据详见热力计算结果汇总表。3 锅炉基本尺寸4 锅炉水容积名称锅炉正常运行水容积水压实验时的水容积水冷壁104t104t省煤器96t96t汽包（包括部分下降管）35t52t给水4.3t4.3t省煤器到汽包给水管道6t6t下降管54t54t主蒸汽管道/4.8t包墙过热器/30t包墙到低温过热器连接管/3.2t低温中温高温过热器/110t低温再热器

10、/67t高温再热器/26t汽水引出管/28t过热器连接管/19t再热器连接管/71t总计299.3t675.3t5 锅炉整体布置本工程锅炉与300MW等级汽轮发电机组相匹配，可配合汽轮机定压(滑压)启动和运行。锅炉采用循环流化床燃烧方式，循环物料的分离采用汽冷分离器。锅炉采用紧身封闭。锅炉主要由单炉膛、4个汽冷分离器、4个回料阀、尾部对流烟道、6台滚筒冷渣器和1个回转式空气预热器等部分组成。水循环采用单汽包、自然循环、单段蒸发系统。采用单炉膛单布风板结构，燃烧室(炉膛)蒸发受热面采用膜式水冷壁、水冷屏及水冷翼墙结构。采用水冷布风板，大直径钟罩式风帽，具有布风均匀、防堵塞、防结焦和便于维修等优点

11、，炉膛内布置高温再热器和高温过热器（一）（二），以增加过热器系统和再热器系统的辐射受热面积，使过热汽温和再热汽温具有良好的调节特性。锅炉共采用四个内径7.08米的分离器，布置在燃烧室两侧墙，外壳由钢板组成，内衬耐磨耐火材料，分离器上部为圆筒形，下部为锥形。每个分离器回料腿下布置一个非机械型回料阀，回料为自平衡式，流化密封风用高压风机供给。回料阀外壳由钢板制成，内衬绝热材料和耐磨耐火材料。耐磨材料和保温材料采用拉钩、抓钉和支架固定。炉膛、分离器、回料阀构成了循环流化床锅炉的核心部分物料热循环回路，煤与石灰石在燃烧室内完成燃烧及脱硫反应，产生的烟气分别进入四个分离器，进行气固两相分离，经过分离器净

12、化过的烟气进入尾部烟道。尾部采用双烟道结构，上部被中隔墙过热器分为前烟道和后烟道，前烟道中布置有低温再热器和省煤器，后烟道中布置有中温过热器、低温过热器及省煤器，上部烟道为膜式包墙过热器所包覆，下部为单烟道，布置有空气预热器，省煤器采用光管省煤器顺列布置，空气预热器采用回转式空气预热器，空预器采用半拉出布置方式。过热蒸汽温度由布置在各级过热器之间的二级喷水减温器调节，减温器分别布置在低温过热器与中温过热器、中温过热器与高温过热器之间，减温水来自锅炉给水，高加前。再热蒸汽温度以尾部烟道烟气挡板作为主要调温手段，通过调节烟气挡板的开度，改变流经低温再热器侧的烟气量，达到调温目的。两级再热器之间的连

13、接管道上布置有喷水减温器用于微调，低温再热器进口管道上布置有事故喷水减温器，用于紧急状况下控制再热器进口汽温。末级过热器、低温再热器、低温过热器和省煤器区烟道采用的包墙过热器为膜式壁结构。燃烧室与尾部烟道包墙均采用水平绕带式刚性梁来防止内外压差作用造成的变形。锅炉设有膨胀中心，各部分烟气、物料的连接处设置性能优异的非金属膨胀节，解决由热位移引起的三维膨胀问题，各受热面穿墙部位均采用国内、外成熟的密封技术设计，确保锅炉的良好密封。循环流化床燃烧用风分级送入燃烧室，以降低NOx的生成量，除从布风板送入的一次风外，还从燃烧室下部锥段分三层不同高度引入二次风。脱硫剂采用石灰石，以气力输送方式分四点送入

14、回料阀斜腿，分四路进入炉膛。锅炉启动采用床上启动燃烧器和床下启动燃烧器结合的启动方式，以节省启动用油。床下布置有两只启动燃烧器（热烟发生器），床上布置4只启动燃烧器。锅炉除在燃烧室、分离器、回料阀等有关部位设置非金属耐火防磨材料外，还在尾部对流受热面、燃烧室等有关部位采取了金属材料防磨措施，以有效保障锅炉安全连续运行。锅炉钢构架采用高强螺栓连接，按度基本地震裂度设计。锅炉采用支吊结合的固定方式，分离器、冷渣器和空气预热器为支撑结构，回料阀为支吊结合，其余均为悬吊结构。锅炉辅助系统：1）给煤系统给煤系统是用来把破碎合格的煤输送到炉膛。煤斗里的煤首先通过皮带计量式给煤机，然后再通过链条给煤机输送到

15、回料阀的回料腿。给煤通过和回料腿中大量的循环物料有效地混合以达到燃料的均匀分布，从而有利于燃料的燃烧和燃尽，与墙式给煤相比具有更大的优势。四条独立的给煤线分别给煤到回料阀的回料腿。在给煤机和给煤点之间，用一次风做正压密封风。2）石灰石添加系统石灰石添加系统：通过气力输送方式从石灰石粉仓分四点送入回料阀，最后通过回料阀的回料腿送入炉膛，以达到石灰石在循环物料中的均匀分布。石灰石流量通过旋转阀来自动调节，旋转阀与给煤量连锁。控制系统可以把SO2的含量同要求的值相比较，以修正石灰石的流量。3）点火系统为加快启动速度，节省燃油，采用了床上和床下结合的启动方式。两只床下启动燃烧器（热烟发生器）布置在水冷

16、风室后的一次风道上（每只裤衩腿一只），每只燃烧器包括两只油枪，床下启动燃烧器的总出力为9% BMCR；在布风板上方还布置有4只床上启动燃烧器，其点火热容量约为9%BMCR。床下燃烧器油枪采用回油机械雾化方式，床上启动燃烧器之油枪采用简单机械雾化方式，在锅炉启动时首先投入床下两只燃烧器，将床温加热到470以上后，再分别投入床上启动燃烧器，将床温加热到煤的着火温度。每只启动燃烧器均配有点火装置和火检，以保证锅炉点火的安全性。4）供风系统锅炉采用并联配风系统，共设有两台一次风机，两台二次风机，两台高压风机，一台石灰石输送风机和两台引风机。一次风由两台风机供给：一部分一次冷风直接送到给煤机，作为给煤机

17、密封风；其余回转式空气预热器内加热后，通过一次热风道，经床下启动燃烧器，分别进入两个裤衩腿下部的水冷风室内，再由布风板进入炉内，保证炉内物料的流化，并将部分小颗粒物料提升起来。另外，一部分一次热风送入回料斜腿，作为给煤口密封风，还有一部风一次热风用于煤泥枪密封风。二次风由两台二次风机供给：二次冷风进入回转式空气预热器内加热，然后由二次热风道送到炉前，再由多只二次风管分三层不同高度进入炉内，起到补充燃烧和输送床料的作用，并实现分级送风，降低NOx排放。另外从二次热风道引出一部分送到石灰石管线上，作为石灰石密封风和冷却风， 两台高压流化风机（一运一备）为回料阀提供流化风。石灰石风机为石灰石输送提供

18、介质。另外，锅炉还配有两台引风机。烟气及其携带的固体粒子离开炉膛，通过布置在炉膛水冷壁两侧墙的分离器进口烟道进入旋风分离器，在分离器里绝大部分物料颗粒从烟气流中分离出来，烟气流通过中心筒引出，由分离器出口烟道引至尾部烟道，从前墙上部烟窗进入双烟道向下流动，冲刷布置其中的水平对流受热面管组，将热量传递给受热面，而后烟气流经空预器进入除尘器，最后，由引风机抽进烟囱，排入大气。锅炉采用平衡通风方式，压力平衡点设在炉膛出口。5）除渣系统底渣通过手动闸板阀排放到位于燃烧室下面的6个滚筒式冷渣器，冷渣器布置在裤衩腿外侧，冷渣器使渣温在冷渣器出口处能达到150以下。在冷渣器出口，底渣被输送系统收集。6）吹灰

19、系统尾部对流烟道采用蒸汽吹灰器，蒸汽吹灰器所用蒸汽来自高温过热器（一）出口管道，能全部程控或分别控制。6 锅炉设计的主要特点6.1自主开发型循环流化床锅炉技术这种锅炉的燃烧方式，具有以下优点:1）燃料适应性广与煤粉炉相比，其煤种的适应性较广。2）低硫排放燃烧室内添加石灰石直接脱硫，无需在尾部设置烟气脱硫设备，即可满足环保标准要求。3）高燃烧效率气固间高滑移速度导致固体颗粒在床内横向，纵向混合良好，且有较长的停留时间，因此可以保证最佳的碳燃尽率。4）低NOx排放低温燃烧和分级送风可降低NOx排放量，无需对烟气处理也能满足最严格的排放标准要求。5）消除溶渣 低温燃烧不产生溶渣，降低了碱性盐的挥发，

20、因而减少了锅炉的腐蚀和对流受热面的沾污。6）较大负荷调节比从稳定燃烧的观点出发，不投油稳燃的锅炉负荷为30%。负荷的调节比较大。6.2采用单炉膛炉膛下部分成裤衩腿形式，包括两个风室和两个布风板，燃烧室各面墙全部采用膜式水冷壁，由光管和扁钢焊制而成。6.3水冷布风板和钟罩式风帽本锅炉采用水冷布风板，使布风板得到可靠的冷却。布风板管间鳍片上布置有钟罩式风帽，每个风帽由较小直径的内管和较大直径的外罩组成，外罩与内管之间用焊接连接。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。由于启动点火时，水冷风室内温度很高，所以，在水冷风室内表面敷设有耐火材料。6.4炉内受热面为了控制炉膛出口烟气温

21、度，降低炉膛高度，在炉膛内布置有8片水冷屏、12片水冷翼墙、16片高温过热器屏、10片高温再热器屏。6.5 水循环计算对每个水冷壁回路的各种工况均作了精确的水循环计算，能确保水循环的可靠性。6.6汽冷分离器每台炉布置4台汽冷分离器，分离器采用入口中心筒偏置、分离器入口烟道设置加速段、旋风筒呈圆形的结构，中心筒采用特殊结构,有利于气固分离,使旋风筒的分离效率提高、运行可靠。本工程采用具有成熟技术和成功运行经验的汽冷分离器，汽冷旋风分离器具有如下特点：分离器由过热器管屏制成，在运行时可吸收一部分热量，有利于防止分离器结焦，适用于低熔点燃料分离器耐磨材料用量较省，热惯性小，启动时间短分离器制造复杂，

22、制作成本高6.7回料阀每个高温绝热分离器料腿下端装有1个返料装置，用以回路密封并将分离器分离下来的固体物料返回燃烧室，继续参与循环与燃烧。6.8尾部烟道防磨措施尾部烟道内的受热面在布置时，根据烟温、烟气中灰含量选取合适的平均烟气流速，避免平均烟速过高，受热面磨损快，并且在省煤器区有防磨措施。6.9空气预热器本锅炉采用四分仓空预器，一台炉配一台空预器。6.10滚筒冷渣器本工程每台炉设置6台滚筒冷渣器，由业主自行采购。6.11启动燃烧器为加快启动速度，节省燃油，采用了床上和床下联合启动的方式。床下2只启动燃烧器布置在水冷布风板下面水冷风室前的风道内，4只床上启动燃烧器分别布置在布风板上水冷壁四周。

23、6.12 可靠的防磨措施循环流化床锅炉中，由于大量高温循环粒子不断流经燃烧室、分离器和回料阀，所以存在着严重的磨损问题，为使锅炉长期安全可靠运行，在以下表面采取了防磨措施:1）汽冷分离器及料腿内表面2）回料阀内表面3）汽冷分离器和对流烟道之间的连接烟道内表面4）下部燃烧室内表面和布风板上表面5）水冷屏、过热器屏及再热器屏下部外表面6）燃烧室出烟口及出口烟道内表面7）尾部对流烟道入口内表面。8）炉内稀相区水冷壁采用防磨梁。注意：耐磨耐火材料与施工安装质量密切相关，需严格控制耐磨耐火材料的施工质量，否则很难耐磨耐火材料的防磨效果。6.13三向膨胀节本锅炉采用支吊结合的固定方式，为解决燃烧室与汽冷分

24、离器、回料阀以及汽冷分离器与回料阀、尾部对流烟道之间的相对三向膨胀，在以上各处装有既能耐高温、又能抗磨损的三向膨胀节。安装时，要按图纸要求施工，保证金属件、耐磨耐火材料相对尺寸。6.14全疏水结构燃烧室内的水冷壁、水冷屏、水冷翼墙、过热器及再热器采用全疏水结构。注意：锅炉停炉后需全部疏水，利于锅炉的停炉保护。6.15膨胀中心本锅炉设置有膨胀中心，可进行精确的膨胀量计算，作为膨胀补偿、间隙予留和管系应力分析的依据，并便于与设计院所设计的各管道的受力情况相配合，也为锅炉本体的刚性梁，密封结构和吊杆的设计提供了依据。6.16紧身封闭本锅炉采用紧身封闭。6.17燃烧室正压运行本锅炉采用平衡通风方式，压

25、力平衡点位于炉膛出口，所以运行时燃烧室处于正压工况，为了防止烟气泄漏，确保燃烧室的密封性，所有门、孔以及管束穿墙处都装有密封盒或焊接密封。6.18锅炉的锅筒、过热器出口及再热器进出口均装有直接作用的弹簧式安全阀。在过热器出口处装有一只动力控制阀(PCV)以减少安全阀的动作次数。6.19汽温调节方式：为控制过热器出口主蒸汽汽温，采用二级喷水调节。减温器采用笛管式。再热汽温可以通过调节尾部烟道的挡板开度来调节流经低温再热器的烟气量，低再与高再之间也布置有两只喷水减温器用于微调，再热器的进口管道上装有两只事故喷水减温器，再热器喷水减温器采用雾化喷嘴式。6.20在各级对流受热面区域采用蒸汽吹灰器。6.

26、21锅炉除按ASME法规计算受压部件的元件强度外，还充分考虑了二次应力对强度的影响，对主要管系和很多特殊区域广泛进行了系统的应力分析，以确保运行的可靠性。6.22锅炉装有炉膛安全监控系统（FSSS），用于锅炉的起停、事故解列以及各种辅机的切投，其主要功能是炉膛火焰检测和灭火保护，对防止炉膛爆炸和“内爆”有重要意义。6.23机组装有集散控制系统（DCS），进行汽机和锅炉之间的协调控制，它将锅炉和汽机作为一个完整的系统来进行锅炉的自动调节。6.24 机组既可按定压运行，也可按滑压运行。当锅炉低负荷运行及启动时，推荐采用滑压运行，以获得较高的经济性。7 锅炉受压元件的规格材料汇总表省煤器给水管道35

27、6 x30WB36入口集箱406 x45WB36 中间集箱273 x36SA-106C出口集箱457 x48SA-106C蛇形管42 x6SA-210C蛇形管38 x5.5SA-210C省煤器出口导管219 x24SA-106C 至汽包给水管273 x25SA-106C下水管集中下水管406 x36SA-106C水冷屏下水管406 x36SA-106C水冷翼墙下降管368 x36SA-106C水冷壁系统水冷屏入口汇集集箱406 x50SA-106C水冷屏入口小集箱273 x36SA-106C水冷屏出口小集箱273 x36SA-106C水冷翼墙入口集箱273 x36SA-106C水冷翼墙出口集箱

28、273 x36SA-106C侧水入口集箱457 x58SA-106C前后水入口集箱457 x58SA-106C前后水中间集箱219 x32SA-106C侧水出口集箱273 x45SA-106C前后水出口集箱273 x40SA-106C水冷壁管子60 x6.5SA-210C水冷屏63.5 x7SA-210C水冷翼墙63.5 x7SA-210C水冷壁汽水引出管159 x1820G水冷屏汽水引出管273 x25SA-106C水冷翼墙汽水引出管219 x20SA-106C水冷布风板60 x6.5SA-210C汽包至包墙饱和蒸汽引出管141.3 x15SA-106C饱和蒸汽引出管273 x25SA-10

29、6C过热器集箱左、右包墙上集箱273 x36SA-106C左、右包墙下集箱356 x48SA-106C前、后包墙上集箱273 x36SA-106C前、后包墙下集箱356 x48SA-106C中间隔墙的下集箱356 x48SA-106C包墙过热器包墙管子57 x7SA-210C包墙管子57 x715CrMoG包墙管子63.5 x13.512Cr1MoVG主汽连接管包墙与低温过热器连接管356 x36SA-106C低过至中过连接管406 x43SA-106C中过至高过1连接管356 x40SA-335P12高过1至高过2连接管356 x45SA-335P12主汽连接管508 x50SA-335P91主汽连接管508 x58SA-335P91主汽连接管219 x28SA-335P91低过至中过热减温器406 x48SA-106C中过至高过（一）减温器356 x4012Cr1MoVG高过（一）至高过（二）减温器356 x5012Cr1MoVG低温过热器低温过热器入口集箱356 x45SA-106C低温过热器出口集箱406 x57SA-335P12低温过热器蛇形管（冷段）51 x6.5SA-210C