UG-75/9.8-M4无锡华光锅炉股份有限公司说明书

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UG-75/9.8-M4无锡华光锅炉股份有限公司说明书
一.锅炉基本特性： 1．主要参数：额定蒸发量150T/h 额定蒸汽温度540℃ 额定蒸汽压力（表压力）9.8Mpa 给水温度 150℃ 锅炉排烟温度140℃ 排污率1% 空气预热器进风温度30℃ 锅炉设计热效率90.1% 一次风温度201℃ 二次风温度174℃ 一、二次风比60：40 循环倍率25-30 锅炉飞灰份额70% 脱硫效率90% 2．煤种设计：收到基低位发热量20025KJ/Kg 全水分5.53% 3．锅炉基本尺寸：炉膛宽度：7330mm 炉膛深度：4850mm 炉膛顶棚管标高：41100mm 锅筒中心线标高：40250mm 运转层标高：8000mm操作层标高：54800mm 锅炉宽度：9700mm 锅炉深度19880mm

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二.锅炉结构简述：



锅炉为高温高压，单锅筒横置式，单炉膛，自然循环，全悬吊结构，全钢架π型布置。采用膜式水冷壁，中部是蜗壳式绝热旋风分离器，尾部竖井烟道布置两级四组对流过热器，过热器下方布置三组省煤器及一、二次风各三组空气预热器。



    本锅炉采用循环流化床燃烧技术：在燃烧系统中，给煤机将煤送入落煤管进入炉膛，锅炉燃烧所需空气分别由一、二次风机提供。一次风机送出的空气经一次风空气预热器预热后由左右两侧风道引入炉下水冷风室，通过水冷布风板上的风帽进入燃烧室：二次风机送出的风经二次风空气预热器预热后，通过分布在炉膛前后墙上的喷口喷入炉膛，补充空气，加强扰动与混合。燃料和空气在炉膛内流化状态下掺混燃烧，并与受热面进行热交换。炉膛内的烟气（携带大量没燃尽碳离子）在炉膛上部进一步燃烧放热。离开炉膛并夹带大量物料的烟气经转向室、高温过热器、低温过热器、省煤器、一、二次风空气预热器由尾部烟道排出。由于采用了循环流化床燃烧方式，通过向炉内添加石灰石，能显著降低烟气中的SO2排放，采用低温和空气分级供风的燃烧技术能够显著抑制的NOx生成。其灰渣活性好，具有较高的综合利用价值，因而它更适合日益严格的国家环保要求。



    锅炉的水、汽侧流程如下：给水经过水平布置的三组省煤器加热后进入锅筒。锅筒内的锅水由集中下降管、分配管进入水冷壁下集箱、上升管、上集箱，然后从引出管进入锅筒。锅筒内设有汽水分离装置。饱和蒸汽从锅筒顶部的蒸汽连接管引至尾部汽冷包墙管、低温过热器、一级喷水减温器、炉内屏式过热器、二级喷减温器、高温过热器，最后将合格的过热蒸汽引向汽轮机。



1.炉膛水冷壁



考虑到合适的炉膛流化速度，炉膛断面积尺寸设计成7330mm×4850mm，炉膛四周由管子和扁钢焊成全密封膜式水冷壁，前后及两侧水冷壁分别各有91-Φ60×5与60-Φ60×5根管子。前后水冷壁下部密相区的管子与垂直线成一夹角，构成上大下小的锥体。锥体底部是水冷布风板，布风板下面由后水冷壁管片向前弯与二侧墙组成水冷风室。布风板至炉膛顶部高度为31.47m。炉膛烟气截面流速5m/s。



    后水冷壁上部两侧管子在炉膛出口处向分离器侧外突出形成导流速段，下部锥体处部分管子对称让出两只返料口。前水冷壁下方有3只加煤口，侧水冷壁下部设置供检修用的专用人孔，炉膛密相区前后侧水冷壁还布置有两排二次风喷口。



    前、后、侧水冷壁分成四个水循环回路，由锅筒底部水空间引出2根Φ426x28集中下降管，通过16根Φ159x12的分散下降管向炉膛水冷壁供水。其中两侧水冷壁下集箱分别由3根分散引入，前后墙水冷壁下集箱分别由5根分散下降管引入，两侧水冷壁上集箱相应各有4根Φ159x12连接管引至锅筒，前后墙水冷壁上集箱有10根Φ159x12引出。



    水冷壁系统的集箱除前后上集箱合并成Φ325x35的集箱外，其余均为Φ219x25。



    水冷壁、集箱、连接管的材料均为20G/GB5310.



    为了运行、检修需要，水冷壁上设置了人孔、看火孔、温度测点、炉膛压力测量孔，水冷壁顶部设置了6只检修绳孔，同时布置了四个加煤泥口。



    整个水冷壁重量由水冷壁上集箱的吊杆装置悬吊在顶板上，锅炉运行时水冷壁向下热膨胀，最大膨胀量165mm。



    为加快机组启动，本锅炉布置邻炉加热系统。



2．高效蜗壳式旋风分离器



   （1）分离器是循环流化床锅炉的重要组成部件，本锅炉采用高效蜗壳式旋风分离器技术，在炉膛出口并列布置两只旋风分离器，分离器直径Φ3600mm，用8mm钢板作为旋风分离器的外壳，并采用蜗壳进口的方式形成结构独特的旋风分离器。具有分离效率高和强化燃烧的优点。旋风分离器将被烟气夹带离开炉膛的物料分离下来，通过返料口返回炉膛，烟气则流向尾部对流受热面，整个物料分离和返料回路的工作温度为930℃左右。



   （2）分离器表面采用轻型炉墙，选用高强度可塑料、高强度耐磨砖，使整个分离器的内表面得到保护，从而使分离器具有较长的使用寿命，以保证锅炉安全可靠运行。



   （3）分离器出口管采用高温耐热合金制造，材质为1Cr25Ni20。



   （4）分离器入口开设检修门，并保证其密封性。



   （5）返料器和立管内设有热电偶插孔及观察窗，以监视物料流动情况。



3.锅筒及锅筒内部设备



    锅筒内径Φ1600mm，厚度为100mm，封头厚度为100mm，筒身长约9000mm，全长越10800mm，材料为P355GH(19Mn6)。



    锅筒正常水位在锅筒中心线以下180mm，最高水位和最低水位离正常水位各50mm。



    锅筒内采用单段蒸发系统布置有旋风分离器、清洗孔板和顶部百叶窗等内部设备。



    锅筒给水管座采用套管结构，避免进入锅筒的给水与温度较高的锅筒壁直接接触，降低锅筒壁温差与热应力。



    锅筒内装有37只直径为Φ315mm的旋风分离器，分前后两排沿锅筒筒身全长布置，汽水混合物采用分集箱式系统引入旋风分离器。每只旋风分离器平均负荷为4.1吨/时。



    汽水分离器切向进入旋风分离器，进行一次分离，汽水分离后蒸汽向上流动经旋风分离器顶部的梯形波形板分离器，进入锅筒的汽空间进行重力分离，然后蒸汽通过清洗孔板以降低蒸汽中携带的盐份和硅酸根含量，经过清洗后的蒸汽再经过顶部百叶窗和多孔板又进行二次汽水分离，最后通过锅筒顶部饱和蒸汽引出管进入过热器系统。清洗水量取百分之百的锅筒给水，清洗后的水进入锅筒的水空间。



    为防止大口径下降管入口产生旋涡和造成下降管带汽，在下降管入口处装有栅格及十字板。



    此外，为保证良好的蒸汽品质，在锅筒内装有磷酸盐加药管和连续排污管。为防止锅筒满水，还装有紧急放水管。



    锅筒上设有4对上下壁温的测点，在锅炉启动点火升压过程中，锅同上下壁温差允许最大不得超过50℃。同样，启动前锅炉上水时为避免锅筒产生较大的热应力，进水温度不得超过90℃，并且上水速度不能太快，尤其在进水初期更应缓慢。



    锅筒采用两个U型曲链片吊架，悬吊在顶板梁下，吊点对称布置在锅筒两端，相距7330mm。



4.燃烧设备



    燃烧设备主要有给煤装置、布风装置、排渣装置、给石灰石装置、布风装置和点火系统及返料回灰系统。



   （1）给煤装置



    给煤装置为4台给煤机，给煤机与落煤管通过膨胀节相连，解决给煤机与炉膛水冷壁之间的膨胀差（膨胀值120mm）。给煤装置的给煤量能够满足在2台给煤装置故障时，其余两台给煤装置仍能保证骨碌100%额定出力。一定粒度的燃煤经给煤机进入布置在前墙的四根Φ325x10间距约1.6mm的落煤管，落煤管上端有送煤风，下端靠近水冷壁处有播煤风，给煤借助自身重力和引入的送煤风沿着落煤管滑落到下端在距布风板1500处进入炉膛。给煤量通过改变给煤机的转速来调整，给煤机内通入一次风冷风作为密封风，由于给煤管内为正压（约有5000Pa的正压），给煤机必须具有良好的密封。



    播煤风管连接在每个落煤管的端口，并应配备风门以控制入口风量。



   （2）布风装置



    风室由向前弯的后水冷壁及两侧水冷壁组成，风室内浇注100mm厚的中质保温混凝土，防止点火是鳍片超温，并降低风室内的水冷度。



    燃烧室一次风从左右两侧风道引入风室。风室与炉膛被布风板相隔，布风板系水冷壁与扁钢焊制而成，布风板的横截面为7330x2580，其上均匀布置风帽。一次风通过这些风帽均匀进入炉膛，流化床料。风帽采用耐磨高温合金，风帽横向纵向节距均为160mm。为了保护布风板，布风板上的耐火浇注料厚度为150mm。



   （3）排渣装置



    煤燃烧后的灰分别以底渣形式从炉膛底部排出和以飞灰形式从尾部排出。煤的种类、粒度和成灰特性等会影响底渣和飞灰所占份额。就本锅炉设计煤种和粒度要求而言，按底渣占总灰量的30%、粒度0.1-10mm；飞灰占总灰量的70%、粒度0-0.1mm来设计。



    底渣从水冷布风板上的三根Φ219水冷放渣管排出炉膛，其中两根可考虑接冷渣机，每台冷渣机按5t/h冷渣量配置，当停用一台冷渣器时，仍可满足锅炉100%额定出力。另一根水冷放渣管做事故排渣管，水冷放渣管中的水参与锅炉水循环，不需另接冷却水源。



    底渣通过冷却输送装置，可实现连续排渣。出渣量以维持合适的风室压力为准。通常运行时的风室风压为13000Pa。一般来讲定期排渣的大渣含碳量较低，能小于1.5%，而连续排渣的大渣含碳量会有所升高。



   （4）给石灰石



    本台锅炉按添加石灰石脱硫设计，石灰石通过气力输送经二次风口送入炉膛或落煤管下部播煤风口进入炉膛。脱硫的石灰石耗量每小时17吨，按钙硫比2.5计算，脱硫效率为90%。



   （5）二次风装置



    二次风通过分布在的炉膛前后墙上的二次风管喷嘴分别送入炉膛下部不同的空间。喷口风速-70m/s，运行时二次风压一般不小于6000pa。



    为了精确控制风量组织燃烧，一、二次风总管上均应有设计院设计电动风门及测风装置。



    （6）床下点火燃烧器



     两台床下点火燃烧器并列布置在炉膛水冷风室后侧，由点火油枪、高能电子点火器及火检装置组成。点火油枪为机械雾化，燃料为0#轻柴油，每支油枪出力500kg/h，油压2.5Mpa，油枪所需助燃空气为一次风。空气和油燃烧后形成850℃左右的热烟气。从水冷风室上的布风板均匀送入炉膛。为了便于了解油枪点火情况，点火燃烧器设有观察孔。本台锅炉能满足程控点火要求，并有火检装置，其中火检探头的冷却采用仪表风（压缩空气）吹扫。



（点火用油量及风量）点火油压：2.5 Mpa  每只油枪喷油量：Q=500Kg/h  点火总风量：35000m3/h  其中混合风：20000vm3/h



    点火启动时，风室内温度监视采用直读式数字温度计，冷态启动时间一般6小时。



    锅炉冷态启动顺序如下：首先在流化床内加装启动惰性床料，粒径0-5mm，并且使床料保持在微流化状态，启动高能点火器，把油点燃，850℃左右的热烟气通过水冷布风板进入流化床，加热床料。床料在流化状态下升至450℃以上，维持稳定后开始投煤，可先断续少量给煤，当床料温度持续上升后，加大给煤量并连续给煤直到锅炉启动完毕。



   （7）返料回灰系统



    旋风分离器下接有返料器，均由钢外壳与耐火材料衬里组成，耐火材料分内、外二层结构，单层为高强度耐磨浇注料，外层为保温浇注料。



    返料器内的松动风与返料风采用高压冷风。由小风帽送入，松动风与返料风的风帽开孔数量及孔径有差别，返料风大，松动风小，并采用分风室送风，小风帽的材质为ZGCr25Ni20，入口风管母管上要装设流量计、压力表和风量调节门。运行时总风量3461Nm3/h，其中返料总风量372Nm3/h。启动时设计风量1221Nm3/h，其中返料风量784Nm3/h。返料器上设置一个启动床料加入口，尺寸Φ219x5，运行中同时也可以作为飞灰再循环管路中飞灰的加入口，返料器的布风板还有一根Φ108x6放灰管。

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5.过热器系统及其调温装置



    锅炉采用辐射和对流相结合，并配以二级喷水减温器的过热器系统。



    饱和蒸汽从锅筒由4根Φ159x12的管子引至尾部包墙的两侧上集箱，随后下行，流经两侧过热器包墙。再由转角集箱进入后包墙、顶包墙和前包墙（包墙管均为Φ51x5），前包墙出口下集箱作为低温过热器入口集箱，低温过热器Φ38x5光管顺列布置。为减少磨损，一方面控制风速，另一方面加盖防磨盖板。过热蒸汽从低温过热器出来后，经连接管进入一级喷水减温器进行粗调，减温可以通过调节减温水量来实现。过热蒸汽经一级减温后进入屏式过热器，屏式过热器布置在炉膛上部，采用Φ42x6,12CrlMoVG的管子，wing-wall结构形式，使屏过不会产生磨损，再经连接管交叉后引至二级喷水减温器进行细调，最后经高温过热器加热后引入出口集箱，高温过热器采用Φ32x4。12CrlMoVG 与12Cr2MoWVTiB的管子。两级减温器的喷水量分别为7.3t/h、1.7t/h。减温水调节范围控制在减温水设计值的50-150%以内。主蒸汽出口电动闸阀Pws-k10V、DV225。



    防磨结构上采用如下布置形式：



（1）高、低温过热器管均采用顺列布置，第1排管子加防磨盖板，弯头也有防磨板，防止磨损。



（2）屏式过热器采用膜式过热器，仅受烟气纵向冲刷，在屏过热器的下部浇注耐磨浇注料，距布风板距离大于15米。屏式过热器的烟速为4.7m/s。



（3）高温过热器处的烟速为8.5m/s，低温过热器处的烟速为7.6m/s。



6.省煤器



（1）尾部竖井烟道中设有三组光管省煤器，均采用Φ32x4的管子，顺列布置，横向节距66mm，具有较好的抗磨性能。省煤器管的材质为20G/GB5310高压锅炉管。



(2)省煤器管束最上排装设防磨盖板，蛇型管每个弯头与四周墙壁间装设防磨罩。省煤器的平均烟气流速控制在8.5m/s以下。



（3）在锅筒和下级省煤器之间设有再循环管道，以确保锅炉在启动过程中省煤器有必要的冷却。



（4）锅炉尾部烟道内的省煤器管组之间，均留有人孔门，以供检修之用。



（5）省煤器出口集箱设有排放空气的管座和阀门，省煤器入口门集箱上设有两只串联DN20的放水阀与酸洗管座。



7.空气预热器



（1）在省煤器后布置4组空气预热器，分别加热一次风和二次风、中间二组为二次风空预器，上、下二组为一次风空预器，采用卧式顺列布置，两组之间均留有800mm以上的空间，便于检修和更换。



（2）空气预热器管子迎风面前三排管子采用Φ42x3.5的厚管壁。



（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。



（4）为 防止低温腐蚀，最下级一、二风管组采用考登管。



8.锅炉范围内管道



    本锅炉给水操纵台的布置及给水操纵台至省煤器的管路由设计院布置，我公司提供阀门。给水操纵台为二路管道给水，其中主给水和旁路管路均采用质量较好的给水调节阀。



    给水通过给水操纵台从锅炉右侧引于省煤器进口集箱。



    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，二个低读电接点水位表，三组供自控用单室平衡容器。二只安全阀以及压力表、连续排污管、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。



    集气集箱上装有生火和反冲洗管路，2个安全阀以及压力表、疏水、放气、旁路等管座。



    此外，在减温器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。



    在主汽集箱的右端装有电动闸阀，作为主蒸汽出口阀门。



9.吹灰装置



为了清除受热面上的积灰，保证锅炉的效率和出力，本锅炉在尾部烟道侧墙可设置12只吹灰器，高温过热器、低温过热器区域4只，省煤器区域4只，空预器区域4只，本公司预留吹灰孔（其中控制柜、吹灰器等均由用户另行订货。



10.密封装置



    本锅炉的顶棚管及包墙管采用Φ51x5的管子与扁钢焊接组装成膜式壁出厂，工地安装时再将各组件拼接在一起构成与炉膛水冷壁一样的全密封型壁面。尾部烟道对流过热器蛇型管穿出处，安装时在穿管部位局部切割扁钢，管子就位后与扁钢进行拼焊。在此区域采用了密封套，以加强密封效果。



    顶棚管、水冷风室与侧水冷壁之间的密封采用密封填块加梳形板的结构。工地安装时应尽量在地面组装时将密封填块先焊好。



    分离器与炉膛及尾部烟道之间的联接采用耐高温非金属膨胀节。返料器上下段及水冷屏式过热器穿过炉顶处采用耐高温不锈钢金属膨胀节。



11.炉墙



    炉墙、绝热分离器及尾部包墙均采用膜式壁结构，管壁外侧为保温材料并罩上梯形波纹外护板。炉墙上设有人孔门、观察孔和测量孔。炉墙内密相区四周、分离器内、料腿、返料器等磨损严重区域采用敷设高温耐磨浇注料、可塑性、内衬等措施。分离器出口联接烟道、省煤器采用轻型护板炉墙。



    炉墙厚度如下：



炉墙和包墙管：200mm   顶棚：280mm  分离器出口连接烟道：350mm 省煤器：70mm



12.构架



    锅炉为室外布置，锅炉本体采用全钢构架，构架承受以下主要菏载：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   空气预热器支撑梁：1/1000



    （2）平台和扶梯为栅栏式，有足够的强度和刚度，运转层大平台的活菏载为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；扶梯斜度45℃，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，增加膜式壁刚度及承受炉内压力波动的能力，刚性梁设计按8.7KPa考虑。



   （6）本体炉墙范围的外护板设计采用彩色钢板，彩色钢板之间采用拉铆钉结构连接固定。



13.锅炉过程监控



  循环流化床锅炉与煤粉炉相比，在汽水侧的控制方式上基本相同，但在燃烧控制上却存在很大差异。差异最大的是循环流化床锅炉特有的循环物料的监测调节及联锁保护。



   循环硫化床锅炉属于低温燃烧它的特征比煤粉炉差的很多。所以，它不设置炉膛火焰监视系统（床下油点火装置例外）。而更注重对炉膛的床温、床压的控制，以及风煤比的监视、调节与联锁保护，注重对影响物料流化、循环、燃烧的各股风量的监控，从而确保建立一个稳定的循环量，保证锅炉的燃烧与灰平衡、热平衡。



   在热工控制方面，CFB锅炉有别于煤粉锅炉的主要方面有：



（1）.闭环控制系统增加了下列内容：a床温调节系统b床压调节系统cSO2排放调节系统



（2）.联锁保护系统添加了以下功能：



a．主燃料跳闸联锁增加一次风量低于最小值（炉内床料流化丧失）、高压风机出口压力低于最小值（回料阀物料流化丧失）以及风、燃料比低于最低值达2min以上等反映热物料循环破坏而引起主燃料跳闸的条件。



b.增设投切燃料的床温联锁功能（相当于煤粉锅炉的投煤粉喷嘴的点火能量支持条件）。



c.炉膛清扫逻辑中增加了“停炉后，若床温足够高时，可以不经过炉膛清扫直接复归MET继电器”功能，以次充分利用了CFB锅炉热物料的蓄热，不经炉膛清扫直接热态启动。



d.当出现分离器入口或出口烟气大于480℃的情况，由于CFB炉内存在大量的热物料，若汽包水位过低跳闸时，会造成水冷壁冷却不足；若过热器流量小于10%，且出入口汽压降压小于11KPa时，会造成过热器冷却不够，这两种状况都会引起过热保护动作，即将一次风机入口导热关至0，且将风量主控切至手动。



e．由于CFB锅炉的数量多，它的风机联锁更加复杂。



（3）.监测系统中的一些参数测量难度较大



a.床温测量b.床压测量c.用于流化、燃烧的各个风量的测量。



   本锅炉燃烧系统调控的基本原则是：按负荷要求调整给煤量；调煤的原则是加煤前先加风，减煤后再减风。按负荷、煤和氧量调一、二次风总风量，一次风保证物料流化和维持一定的物料循环量，通过调节一、二次风比例控制炉膛温度，调整引风机开度控制炉膛出口的负压值。



   除常规煤粉锅炉的自动或联锁保护装置外，根据循环流化床锅炉的特点，增加以下要求：



①料层差压——将布风板下风室压力和密相区顶部压力接入压差计，作为燃烧控制和排渣的一项参数。



②悬浮段差压——将密相区顶部压力和炉膛出口压力接入差压计，作为锅炉循环物料量控制的一项参数。



③密相区内安装带有防磨套的热电偶来监视温度

锅炉设计

很好的资料，谢谢