SM设计说明书.doc
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1、连封面共18页型号:NG-350/9.8-MY锅 炉 设 计 说 明 书编号:101320SM杭州锅炉集团股份有限公司2011 年 3 月目 录1、锅炉基本特性 1.1 锅炉工作参数 1.2 煤质资料 1.3 锅炉基本尺寸2、锅炉结构简述2.1 锅筒及内部装置2.2 炉膛和水冷壁2.3 燃烧设备2.4 过热器和汽温调节2.5 省煤器2.6 空气预热器2.7 锅炉范围内管道2.8 除渣装置2.9 吹灰、打焦装置2.10 炉墙、护板和密封2.11 空气预热器、钢架与平台扶梯3、锅炉主要技术经济指标4、各主要受压部件水容积5、受热面结构特性6、锅炉控制、调节及联锁保护各种参数值7、热力计算汇总表编制
2、校对标审审核批准日期日期日期日期日期1锅炉基本特性:1.1锅炉主要参数:锅炉型号: NG-350/9.8-MY额定蒸发量: 350t/h额定过热蒸汽出口压力:(表压)9.80Mpa额定过热蒸汽出口温度: 540锅筒工作压力(表压) 11.2Mpa给水温度: 2151.2煤质资料:贫煤燃料名称:设计煤种 应用基碳: Car45.43应用基氢: Har2.64应用基氧: Oar7.71应用基氮: Nar0.56应用基硫: Star0.27应用基水份: War6.39应用基灰份: Aar37.0可燃基挥发份: Vdaf36.03应用基低位发热量:Qnet.ar4100Kcal/Kg灰变形温度: ST
3、 12501.3锅炉基本尺寸:炉膛宽度(二侧水冷壁中心线间距离):9020mm炉膛深度(前后水冷壁中心线间距离):9020mm锅筒中心线标高:41960mm锅炉最高点标高:(过热管连接管)47900mm锅炉运转层标高:9000mm锅炉顶部梁上标高: 46200mm锅炉钢架左右两排主柱中心线间距离:11200mm锅炉钢架左右两排外柱中心线间距离:20200mm锅炉最大深度: 28560mm锅炉钢架前后两柱中心线间距离:25560mm炉膛顶棚管标高: 38360mm炉膛最下集箱标高: 5300mm2锅炉结构简述:本锅炉为单锅筒,自然循环,集中下降管,单炉体负压炉膛,“”型布置的固态排渣煤粉炉。锅炉
4、前部为炉膛,四周布满膜式水冷壁。炉顶、水平烟道及转向室均布置了顶棚和包墙膜式管壁,尾部竖井烟道中交错布置两级省煤器和空气预热器。炉膛和尾部竖井之间有4100mm 深的水平烟道,炉膛四角布置切向水煤浆燃烧器,炉膛四周由60x5,节距S=80的光管与宽度为20mm,=6mm扁钢焊接成膜式水冷壁。燃烧器区域炉膛切角750mm。前后墙水冷壁下部形成倾斜角为500的冷灰斗,冷灰斗下部布置渣斗接口。后水冷壁上部弯成折焰角,伸入炉膛内部2600mm。前、后及侧水冷壁上下均装集箱。上集箱通过连接管和锅筒相连,锅筒下部有6根377x25的集中下降管,每根下降管下端有分配集箱,通过连接管与水冷壁下集箱相连,组成自
5、然循环回路。为保证锅炉上部的严密性,水平烟道斜底由后水冷壁折焰角延伸过来的76根管子加焊b=60mm的扁钢包覆,管径51x5.5,节距100 mm。除了炉顶一、二级过热器穿顶管区段用光管外,其余包墙管过热器区段均用光管加焊扁钢。在炉膛上部布置屏式过热器,一级过热器置于折焰角上方,二级过热器布置在水平烟道中。过热器系统共设置两级喷水减温器,一级减温器设置在二级过热器和屏式过热器之间,二级减温器布置在一级过热器冷、热段之间。减温水来自给水管路。尾部烟道竖井在上级省煤器下部,分隔为前、后二部分对称地布置上、下级空气预热器和下级省煤器,前后竖井中间隔仓用作上、下级空气预热器的通风道本锅炉配有管式空气预
6、热器,热烟气自上向下在管内流动,空气由下向上流动,预热器入口冷风温度为30本锅炉构架采用双框架全钢焊接结构,按7度地震烈度类场地土设计。采用露天布置。炉膛、过热器和上级省煤器全悬吊在顶板梁上,尾部空气预热器和下级省煤器搁置在后部柱和梁上。炉墙除上下级省煤器采用护板框架炉墙外,其余膜式璧部分均采用敷管式轻型炉墙。锅炉采取可靠的一次密封措施,尾部受热面设有防磨措施,炉顶密封采用新型的炉顶密封结构。本锅炉在炉膛、水平烟道、尾部烟道设有吹灰器孔座和必要的操作平台,吹灰系统设备为另行订货。本锅炉定期排污均配置了电动阀门,可实现定排程序控制。本锅炉除渣方式采用固态连续出渣。2.1锅筒及汽水分离装置 锅筒是
7、自然循环锅炉的主要部件之一,它与下降管,水冷璧管及导汽管等组成循环回路。锅筒外径1800mm,壁厚100mm。锅筒全长约为14624mm,锅筒材料为19Mn6,二端球型封头材质为19Mn6, 厚度为100mm。锅筒及内部装置总重约为70吨。锅筒正常水位在锅筒中心线下150mm处。最高水位和最低水位离正常水位各50mm。给水品质应符合“火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准”GB12145-08。锅筒容积大小主要决定于能布置足够的内部汽水分离元件,且这些分离元件的负荷和流速在规定的范围内。蒸汽空间负荷强度仅作为同类型设备的比较指标。本锅炉锅筒蒸汽空间负荷强度为Rv=347m3/m3.h, 运行时
8、水容积为11.06m3。锅筒的汽水分离主要采用二次分离,一次分离元件是56个直径315mm的导流式旋风分离器,顶部装有梯形波形板分离器。由切向进入的汽水混合物,由于离心力的作用,使水贴筒壁旋转运动,消除动能防止高浓度锅水形成泡沫,水通过筒底导叶片排出,保持水位平衡。分离出来的蒸汽通过顶部波形板分离器进入锅筒蒸汽空间。56个分离器分前后两排布置,每56个有一个连通箱,以均衡各分离器的蒸汽负荷,每个旋风分离器的平均负荷为6.88t/h,汽水混合物入口流速6 m/s,均在推荐数值的范围内。旋风分离器上部设有平孔板型蒸汽给水清洗装置,蒸汽穿孔速度1.5m/s。清洗水量约占锅炉给水量的50,由给水来自上
9、级省煤器的6根108x8连接管供给,其余50给水由6根相同直径的连接管接至锅筒内部的6根89下水管送至大直径集中下降管入口附近。汽水分离器减少了蒸汽带水率,清洗装置不仅能把溶解在蒸汽中的硅酸盐份转移到给水中,也能清除机械携带的盐份从而提高了蒸汽品质。蒸汽穿过清洗装置水层后,上升422mm经重力分离携带的水分后进入二次分离元件,即锅筒顶部的均汽孔板,再次分离蒸汽携带的水滴,也使饱和蒸汽沿锅筒长度和宽度均匀引出锅筒,防止局部蒸汽负荷集中。本设计均汽孔板穿孔速度为7.1m/s。最后饱和蒸汽通过12根133 x10的导汽管引出锅筒,进入顶棚过热器。国内实践表明本设计采用的锅筒及内部装置是成熟的,结构稳
10、妥可靠,水位波动适应性强。由于采用大口径集中下降管,为了防止下水管入口处产生旋涡斗,故在下降管入口还装有栅格。此外,在锅筒内部还装有保证汽水品质的磷酸盐加药管,连续排污管和紧急放水管等。锅筒采用2组链片吊架,悬吊于顶板梁上,对称布置在锅筒两端,每组吊架由链片及吊杆组成。2.2炉膛和水冷壁锅炉燃烧室为单炉膛结构,为正方型断面(9020x9020)。炉膛直段高27.7m,炉底冷灰斗出渣口到顶棚管中心的距离为30m。炉膛容积为2057m3。炉膛在燃烧器区域7m高度区段切角630mm。炉膛四周均由60x5,S=80mm的光管加焊扁钢的膜式水冷璧组成。炉膛上部折焰角伸入炉内2.6m,占炉膛深度29%。折
11、焰角上倾角为400,如该角太小易引起斜坡堆灰。折焰角下倾角250,如太小该管段易引起过热。折焰角可提高炉膛上部烟气充满度,保护高温过热器不直接受到炉膛高温火焰的辐射,还可使部分灰粒子在离心力的作用下从炉膛上部分离下来。炉膛四周水冷壁管共448根,共分16个循环回路。水冷壁集箱共36只,凡和节距为80mm的水冷璧相接的水冷壁集箱,采用过渡管接头(小头45x5)以便于水冷壁集箱只需开单排孔,也简化膜式壁制造。水冷壁上部导汽管共56根,其中133x10为36根,其余20根为108x8,集箱下水管为377x25共6根,下水连接管共48根,直径为133x10。炉膛结构特性和热力特性如下:宽度比:A/B=
12、9.02/9.02=1炉膛容积热负荷:qV=130x103W/m3炉膛断热负荷: qF=3.3x106W/m2循环回路特性见下表:回路特性表:名 称单 位侧墙中回路侧墙侧回路前墙中回路前墙侧回路后墙中回路后墙侧回路合 计回 路 数2x22x21x21x21x21x216上升管根数60x5mm根2x2x282x2x281x2x281x2x281x2x281x2x28448上 升 管总截面积f1m22x0.112x0.110.110.110.110.110.88集中下降管根数377x25mm根6集中下降管面积f2m20.504分散下降管根数(或连接管) 133x10mm根2x2x32x2x31x2
13、x31x2x31x2x31x2x348分散下降管(或连接管)截面积f3m22x0.062x0.060.060.060.060.060.48引 出 管133x10mm根2x2x32x2x31x2x31x2x3/36引出管面积f4133x10mmm22x0.062x0.060.060.06/0.36引 出 管108x8mm根/1x2x51x2x520引出管面积f4108x8mmm2/0.06650.06650.133集中下降管与上升管截面积比f2/f1/0.5560.5750.5560.5750.5560.575/分散下降管(或连接管)与上升管截面积比f3/f1/0.5390.5550.5390.
14、5550.5390.555/引出管与上升管截面积比f4/f1/0.4920.5080.4920.5080.5450.564/整个炉膛为悬吊结构,全部炉膛水冷壁的重量是通过上集箱用吊杆悬吊于顶部梁格上,后水冷壁则由穿过水平烟道的引出管悬吊于顶部梁格上。受热后,整个炉膛一起向下膨胀。为加强水冷壁和包墙管的刚性,防止运行中炉膛震动、事故爆炸引起的变形,保持和加强炉墙的密封性,沿炉膛及炉体上部四周高度每隔3米左右设置一圈刚性梁,使整个水冷壁具有一定的刚性,同时承受炉内一定压力的波动。由于炉膛上部水平烟道区域跨度很大,约20米,所以在水平烟道中部加了一圈立式刚性梁,此外在燃烧器区域由于四角燃烧器破坏了刚
15、性圈梁结构,所以在燃烧器区域增加了立式刚性梁。本锅炉刚性梁采用的型钢规格有I45,I56,I36,I32,在冷灰斗处采用了高度为630mm的板梁。水冷壁下集箱最大热膨胀位移量约170mm。后水冷壁在炉膛出口处向内凸出形成折焰角,前后水冷壁下部内折形成灰渣斗。冷灰斗角度为55。冷灰斗、折焰角与侧墙水冷壁相交处采用密封塞块。在炉膛四角布置了四只水煤浆燃烧器。根据运行和检修的需要,在水冷壁上装设有看火孔、打焦孔、吹灰孔、测量孔、人孔、防爆门等必要的门孔装置。本锅炉可根据用户要求配置炉膛火焰监测工业电视,高能点火,炉膛灭火保护装置。防爆门面积共0.954m2包括水平烟道及转向室的防爆门)按制粉系统防爆
16、标准0.0025m2/m3计算是远远不足的,炉膛的安全主要由灭火保护系统来保证,所以防爆门仅作辅助安全措施。2.3燃烧设备 见燃烧器说明书2.4过热器及汽温调节本锅炉采用半辐射和对流相结合,多次交叉混合,两级喷水调温的典型过热器系统。过热器由炉顶及包墙管,屏式过热器和两级对流过热器组成,均布置在水平烟道中。分流管 侧包墙管(前)饱和蒸汽 顶棚管 分流集箱 转向室顶棚管 后包墙管 侧包墙管(后)二级过热器 一级喷水减温器 屏式过热器 一次交叉一级过热器(冷段) 二级喷水减温器 二次交叉 一级过热器(热段) 集汽集箱。本过热器采用了分流集箱,旨在减少过热器系统的阻力,在分流之前,尤其炉膛顶部,顶棚
17、管处于烟温较高的区域,因而具有较高的重量流速是合理的,起到了保护炉顶在受炉膛高温辐射情况下安全运行的作用。分流集箱之后,二路蒸汽的流速下降接近一半,以确保过热器总阻力15kgf/cm2。饱和蒸汽自锅筒顶部由12根13310mm的连接管引入顶棚管入口集箱,通过由90根515.5mm光管加扁钢组成的顶棚管进入分流集箱,分流集箱之后蒸汽分二路;一路经转向室顶棚管、后包墙管到后包墙下集箱,经过直角弯头,蒸汽进入竖井侧包墙下集箱(后),包墙管沿竖井两侧向上到侧包墙管上集箱(后),每侧通过3根13310mm的连接管由侧包墙管上集箱(后)引至二级过热器入口集箱,另一路经分流管至包墙管下集箱(前),再通过6根
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