240T循环流化床锅炉设计说明书.doc

1、240T 循环流化床锅炉设计说明书一、 锅炉简介本产品是采用循环流化床洁净燃烧技术的 240 t/h 高温高压蒸汽锅炉，具有燃烧效率高、低污染和节约燃料、便于调节等特点。锅炉设计燃料为烟煤。采用循环流化床燃烧方式，可通过向炉内加石灰石粉脱硫。锅炉汽水系统采用自然循环，在炉膛外布置集中下降管。过热器分级布置，中间设级喷水减温器，便于过热蒸汽温度大幅度的调节，保证额定蒸汽参数。锅炉采用“”型布置，框架支吊结构。炉膛为膜式水冷壁。尾部设顶棚管受热面和多组蛇形管受热面（过热器、省煤器）及一、二次风空气预热器。物料循环燃烧系统由炉膛、绝热式旋风分离器，水冷料腿，U 型返料器和床下点火装置等组成。锅炉采用

2、室内布置，按当地海拔高度 1150 米进行设计修正。锅炉构架为双排柱全钢结构，运转层标高为 8 米，按 8 度地震烈度设防，当使用于地震烈度8 度的地区，应对锅炉钢结构进行加固。二、 设计规范及技术依据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/T5047-1995电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇）GB/T12145-2008火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量DL/T964-2005 循环流化床锅炉性能试验规程GB10184-1988电站锅炉性能试验规程GB/T13223-2003火电厂大气污染物排放标准TSG G0002-2010锅炉节能技术监督

3、管理规程等有关国家标准最新版。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烟风阻力计算按锅炉设备空气动力计算标准方法强度计算按 GB/T9222-2008水管锅炉受压元件强度计算等锅炉专业标准。三、 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，供用户资料详见：65800 GKT供客户图纸清单65800 GKJ供客户技术文件清单四、 锅炉主要技术经济指标和有关数据1、锅炉参数额定蒸发量： 240 T/H额定蒸汽压力： 9.8 MPa额定蒸汽温度： 540 2、设计燃料：碳 % 氢 % 氧 %

4、 氮 % 硫 % 灰 % 水份% 挥发份% 低位发热量Car Har Oar Nar Sar Aar Mar Vdaf Qnet,ar (kJkg)39.82 2.54 7.88 0.65 1.79 44.41 2.91 33.32 148063、主要技术数据冷风温度： 20 给水温度： 215 排烟温度： 140锅炉设计热效率： 89.0 %燃料消耗量： 50560kg/h燃煤粒度要求： 10 mm( d50=1.1 1.5mm)(其中1mm 质量分数：50%)石灰石粒度要求： 1 mm( d50=0.250.5mm)(其中45m 质量分数：6%)排污率： 2 %4、设计数据锅炉省煤器阻力：

5、 0.4 MPa锅炉过热蒸汽阻力： 1.6 MPa锅炉烟系统阻力(至预热器后出口)： 4332 Pa锅炉烟气量(t=140)： 498000m3/h锅炉风系统阻力：一次风(包括预热器、风道、布风板、料层)： 12186 Pa二次风(包括预热器、风道、料层)： 8470 Pa锅炉总送风量(=1.2,t=20)： 309500 m3/h 一、二次风比为 55:45 或根据煤种调整为 60:40。锅炉外形尺寸：宽度(锅炉主钢架中心线) ： 12800 mm深度(锅炉主钢架中心线) ： 21780 mm高度（锅炉炉顶大板梁顶标高）： 46500 mm锅炉水容积： 134 m 35、水质要求锅炉的给水、

6、炉水和蒸汽品质均应符合 GB/T12145-2008火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量的规定。本炉正常运行时各主要指标要求如下：项 目 单 位 给 水 炉 水 蒸 汽PH 值 (25) 8.89.3 9010.5 -含盐量 mg/L - 100 -硬度 mol/L 2.0 - -磷酸根 mg/L - 210 -二氧化硅 mg/L 应保证蒸汽二氧化硅符合标准2.0 20电导率 s/L - 150 -联胺 g/L 1050 - -溶解氧 g/L 7 - -铁 g/L 30 - 20铜 g/L 5 - 5含油 mg/L 0.3 - -6、负荷调节：允许的负荷调节范围： 30%110%调节方法： 风煤

7、比调节、循环灰量调节7、其它技术数据锅炉初始烟尘排放浓度： 48.06 g/NM3循环倍率： 1520灰与渣的比率： 55:45分离器分离效率： 99.5%噪声水平： 85dBA五、 锅炉整体布置说明该锅炉是在总结了我公司以往循环流化床锅炉的大量设计经验、运行经验，并针对用户燃料的特点，进行开发设计的。1、燃料供应设计煤种：烟煤，适应无烟煤、烟煤、贫煤、褐煤等。钠 g/L - - 102、燃烧方式选择根据环境保护、洁净燃烧的要求，该炉选用了循环流化床燃烧方式。为了保证较高的燃烧效率和较高的锅炉热效率，选用 1520 循环倍率布置燃烧系统。为了保证燃烧的稳定性和运行的可靠性，燃烧系统采用了全密封

8、的膜式水冷壁、水冷布风板、水冷风室结构，采用分离可靠、分离效率最高的全密封的绝热旋风分离器和返料可靠性最好的 U 型返料器，以及床下点火系统。本锅炉分离返料系统采用高温绝热式旋风分离器，从根本上保证了该锅炉有较高的燃烧效率和热效率。3、热力系统（指锅炉各受热面沿烟气流程布置的位置和热量分配关系）(1)烟气流程:按炉膛（含水冷屏、过热屏）、绝热旋风分离器、对流受热面（过热器和省煤器）、空气预热器顺序布置。(2)根据高温高压蒸汽锅炉加热、蒸发、过热的热量分配比例特点和方便过热蒸汽温度调节的要求合理布置各受热面。本炉受热面积，是依据 130t/h、220t/h 等循环流化床蒸汽锅炉的设计经验和实炉测

9、试数据而布置的，保证该炉的额定负荷并有 110%出力能力。4、锅炉汽水系统锅炉正常运行时，不但要保证蒸发受热面水循环可靠，而且还必须保证给水及省煤器不发生水击，过热蒸汽不发生偏流等，本锅炉的汽水系统针对上述问题进行了合理设计。(1)给水流程：给水通过给水操纵台进入水冷套进口集箱，经水冷套加热后汇集到水冷套出口混合集箱，再由混合集箱从锅炉两侧引入省煤器进口集箱，给水从省煤器出口集箱引出后，由省煤器出水管引入锅筒。其中减温水取自给水操纵台。(2)蒸汽流程：蒸汽由锅筒引出后依次经过：顶棚管、悬吊管、低温过热器、屏式过热器、高温过热器。其蒸汽流程如下：锅筒导汽管顶棚管悬吊管低温过热器级喷水减温器屏式过

10、热器级喷水减温器高温过热器集汽集箱。为了克服由于烟气侧偏流引起的热偏差，沿蒸汽流程左右侧蒸汽进行了一次交叉混合。(3)为了保证锅炉运行，锅炉汽水系统还布置有排污、疏水、加药、取样、排气、紧急放水等系统，详见汽水系统图。六、 锅炉结构1、燃烧系统燃烧系统由炉膛、绝热式旋风分离器、返料器、布风板、风室等组成。炉膛下部是燃烧室，布风板上均匀布置了风帽。燃烧室的截面、布风板的布置、炉膛高度能保证燃料充分的燃烧。燃煤由炉前 4 组给煤装置送入燃烧室。给煤管尺寸、位置满足锅炉在不同工况运行时的要求，落煤管上设置播煤风。经过预热的一次风由风室经风帽均匀送入炉膛，二次风在燃烧室上部分二层送入炉膛。煤在燃烧室燃

11、烧后产生的含尘烟气经炉膛出口切向进入旋风分离器，被分离下来的颗粒经返料器送回炉膛进行循环燃烧。离开旋风分离器的烟气进入尾部烟道，冲刷尾部受热面。该燃烧系统设置一、二次风、播煤风、返料风。为了精确控制风量组织燃烧，一、二 次风总管上均应由设计院设计电动风门及测风装置。一次风风量约占总空气量的 55 %（或根据煤种调整为 60%)。控制燃烧温度在 850950时，调节一次风量和给煤量、循环灰量，可以使锅炉负荷在30%110%之间调节。播煤风、返料风占总风量的 35%。本锅炉设计采用专用高压返料风机，流量 9000 Nm3/h，压头 20KPa。本炉采用床下天然气点火，在水冷风室后侧布置 2 只点火

12、气枪(每只气枪出力为 1000NM3/h)，气枪前燃气压力需0.2MPa。风室后侧设有三只防爆门，整台锅炉从启动到满负荷的时间应控制在 6 小时左右。燃烧完全的灰渣由布风板上的排渣管排出炉外。排渣可定排或连排，布置的排渣管管径和位置，能保证炉渣及时顺利地排出。燃烧设备包括点火系统的燃烧器，水冷布风板，风帽，水冷风室，放灰管，连接管及相应的阀门、法兰、配件、支撑件、紧固件。2、分离、回料系统分离、回料系统由高温绝热旋风分离器、水冷料腿和 U 型返料器组成。该分离系统经 600 多台锅炉，先后十多年运行实践，证明是成熟可靠的分离形式和结构。高温旋风分离器实炉测试分离效率不小于 99.5 %。高温旋

13、风分离器内壁采用耐磨浇注料，热膨胀系数小。分离器与炉膛出口处炉墙采用非金属膨胀节进行密封，保证了分离器长期安全可靠运行。分离器料腿采用水冷套结构，避免了返料结焦、堵塞。分离器中心筒采用耐热材料，不易变形、耐磨损。U 型返料器由布风板、风帽、风室、返料管，舌形挡板，送风管、落灰管组成。运行中通过调节返料风量来调整返灰量。炉膛流化床采用耐热铸钢防漏灰风帽。分离、返料系统包括旋风分离器、返料器、返料风管、落灰管、落灰闸门、连通管及相应的阀门、法兰及紧固件，炉膛出口与旋风分离器连接的非金属膨胀节，返料管、二次风管、给煤管与炉膛连接的圆形不锈钢波纹膨胀节或非金属膨胀节。3、锅筒锅筒内径 1600 mm，

14、壁厚 100 mm，材料为 P355GH。锅筒正常水位在锅筒中心线下 180 mm，最高、低安全水位偏离锅筒正常水位50 mm。锅筒内部装置由旋风分离器、给水清洗装置、顶部均流孔板、连续排污管、加药管等组成。旋风分离器直径 350 mm，共 36 只。由旋风分离器出来的蒸汽穿过上部清洗孔板，穿越锅筒顶部的多孔板，然后通过 8 根 168x14 mm (20G，GB5310)蒸汽引出管引入过热器系统。在大直径下降管进口处布置了十字挡板，改善下降管带汽及抽空现象。锅筒上除布置必需的管座外，还布置了再循环、加药、紧急放水、测温等管座。4、水冷系统炉膛由膜式水冷壁组成，保证了炉膛的严密性。炉膛横截面为

15、10800x6410mm，炉顶水冷标高 39110 mm（水冷中心线标高），膜式水冷壁由60x5（20G，GB5310）锅炉管和 6x20.5 mm 扁钢焊制而成。在炉膛前上部位置布置有 3 片水冷屏和 6 片过热屏。炉膛水冷壁（屏）通过水冷上集箱（包括水冷屏上集箱）上的吊杆悬挂于钢架顶部的框架上。锅筒中的饱和水通过 5 根 377x26 的集中下降管和各分散支管，引入水冷壁下集箱、水冷屏下集箱，经过加热后各自通过导汽管进入锅筒。水冷壁下部焊有销钉用以固定高强度耐高温防磨耐火材料，可保证该区域水冷壁安全可靠地工作，易磨损部位采用让弯结构避免磨损。炉膛下部四周水冷壁与浇注层交界处采用合金喷涂措施

16、防磨。水冷壁向下弯制构成水冷布风板和水冷风室。水冷壁上设置测量孔、检修孔等。水冷系统的最低处设置排污阀，满足定排要求。水冷膜式壁外侧设置数层刚性梁，保证了整个炉膛有足够的刚性，防止炉膛的呼吸现象。炉膛设膨胀中心作为膨胀补偿，炉膛膨胀中心设在炉膛几何中心线上，并布置有止晃装置和导向装置，将地震荷载及风荷载传递给锅炉构架，使锅炉满足抗震的要求。5、过热器过热器系统由高温过热器、屏式过热器、低温过热器、顶棚管和悬吊管等组成。其蒸汽流程如下：锅筒导汽管顶棚管悬吊管低温过热器级喷水减温器屏式过热器级喷水减温器高温过热器集汽集箱。过热蒸汽经过左右交叉混合，改善了在烟道宽度上由于烟气温度不均匀而引起过热蒸汽

17、温度的偏差。级喷水减温器的布置，可增加蒸汽温度调节的灵敏度。高温蛇形管系、低温蛇形管系分别由 38/42 的管子组成，为降低磨损均采用顺列布置。屏式过热器由 42 的管子组成，共 6 屏，吊挂在炉膛前上部。减温器置于屏式过热器进出口管道上，这样既可保证汽轮机获得合乎要求的过热蒸汽，又能保证过热器管不至于因工作条件恶化而烧坏。为保证安全运行，低温过热器的高温段采用 15CrMoG（GB5310）的无缝钢管，屏式过热器采用 12Cr1MoVG（GB5310）无缝钢管，高温过热器采用12Gr2MoWVTiB（GB5310）的低合金无缝钢管。过热器迎烟气面易磨损部位采用覆盖防磨罩等相应防磨措施。6、省

18、煤器省煤器管束采用光管错列布置，管子材料为 20G（GB5310），垂直于前墙逆流布置。各组省煤器的重量均由通风梁支撑在锅炉钢架上。省煤器易发生局部磨损处加装有防磨板。各蛇形管组之间布置了人孔门，便于检修、清灰。7、空气预热器空气预热器为卧式结构，采用一、二次风间隔布置，一、二次风进出口在同一标高。中间为一次风预热器，两侧为二次风预热器，空气分别由一次风机和二次风机送入用 50x2 焊接钢管制成的一、二次风预热器。烟气在管外冲刷，空气在管内流动，一、二次风均流经三个行程，为便于更换和维修，分三组布置。一、二次风预热温度分别达到 185,为使管箱在热状态下能自由膨胀，在管箱上部装置有膨胀节。每组

19、空气预热器都设置吊钩，方便运输安装。空气预热器设计的烟气流速和空气流速都控制在合理的范围内，提高了空气预热器的换热效率，避免了空气预热器烟气侧积灰。设计的空预器膨胀节保证了管箱的自由膨胀和空气侧的密封，从而避免了空气向烟道侧的漏风，使锅炉在较低过量空气系数下运行，提高了锅炉性能。8、锅炉钢架本炉钢架采用框架式全钢结构，按 8 度地震烈度进行抗震设防，散装出厂，现场组焊。锅炉立柱从锅炉零米层起，钢柱与基础采用-900 mm 埋入式固接，采用包筋结构。柱脚底板借助于从混凝土中伸出的钢筋来固定，两个方向均为固接，具体连接方法由设计院考虑。钢架计算时的荷载统计，已包括支吊汽水管道、烟风道、平台扶梯等荷

20、载。9、锅炉平台、扶梯在锅炉的人孔门、检查门、看火孔、测量孔以及应操作的阀门处都设置了平台。上下平台之间设有扶梯。平台之间净空设计合理，方便观察、操作、维修。检修平台允许的最大荷载为 400kgf/m2。平台和扶梯边缘都装设高度 1.2 米的防护栏杆，平台采用栅格板式，并装设高度为 120mm 的踢脚板。10、炉墙保温及门孔炉膛外部采用敷管轻型炉墙与外护板结构，外护板采用压型钢板。旋风分离器、炉膛出口烟道、炉顶水平烟道、尾部竖井烟道采用耐磨浇注料或磷酸盐高铝砖（PA）和两层保温材料砌筑。炉墙重量通过钢架传递到基础上。炉膛燃烧室水冷壁下部和旋风分离器内部浇注耐磨浇注料，该材料性能可以有效地阻止由于炉温变化而引起的交变热应力。尾部炉墙烟温低、结构合理，炉墙的外表面温度小于 50。为保证炉墙安全运行，炉墙升温和降温速度应控制在每小时 100150之间。锅炉门孔的布置，以方便锅炉安装检修为原则，各门孔内均砌有保温浇注料，