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锅炉设计指南


YG-220/9.8-M1 型循环流化床锅炉

设计指南

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1、锅炉描述

本锅炉厂设计的锅炉是220t/h高温高压的循环流化床锅炉, 它采用清 洁燃烧技

术的特点,具有高效率、低污染、燃料保护和调节方便特点。

锅炉采用循环流化床燃烧技术,可用印度尼西亚褐煤以及各种燃料, 燃烧效率可高达 95-99%。通过采用分级燃烧法,它可以明显地减少 二氧化硫和氮氧化物的排放,尤其可以燃烧高含硫的燃料。通过向锅 炉供给石灰石,可以明显地减少二氧化硫及氮氧化物的排放,并减少 硫化物对设备的腐蚀及废气的污染。灰渣可用来充当骨料材料如水 泥。 这是一种自然循环水管锅炉,燃烧系统由膜式水冷墙、旋风分离器、 流化床、飞灰重注系统。炉膛由膜式壁组成。过热器分三级并且每两 级之间采用喷雾式过热回降器, 初级和二级空气预热器安置在锅炉的 后部。 锅炉露天安置,操作层标高8.5米(从零度水平线算起),锅炉框架 是全钢结构,抗震在七级R范围内。

2、锅炉的主要技术参数
额定功率 额定过热蒸汽压力 额定过热蒸汽温度 给水温度 220t/h 9.8MPa 540 ?C 215 ?C

一级预热空气温度 二级预热空气温度 排气温度 设计燃料: 燃料消耗 锅炉效率 脱硫效率 Ca/S 比 燃料尺寸 石灰石尺寸 锅炉外部尺寸: 宽 (包括平台) 高 (包括平台) 锅筒中心线标高 炉顶标高

170 ?C 180 ?C 150 ?C 印尼褐煤 41418 Kg/h 89 % 80% 2.3 ≤13 ≤ 1 mm mm

21200mm 27338mm 40400mm 44800mm

3、锅炉结构
3.1 锅筒(汽包) 汽包由 P355GH 钢板制成,焊接内径为 1600mm、厚度为 100mm、 全长 12564mm,汽包头采用相同的钢材。汽包内部安置了旋风分 离器、水清洗系统、包顶端是汽水分离器波形板、连续排污管和 充填管。配有 36 旋风分离器直径是 315mm。 旋风分离器出来的蒸汽经过水清洗系统, 然后经过上端的板分离

器,最后由蒸汽导管进入过热器。 在集中下水管进口安置十字减震器,防止蒸汽夹带和水烧。安置一些 循环管道喷嘴、风机喷嘴和除了必要的喷嘴还安置了备用喷嘴。 为了防止低温度的给水与汽包壁的直接接触, 在汽包与管的结合点采 用袖管, 一部分给水分配到水清洗系统另外一部分沿经度方向均匀地 分配给汽包。 正常水位是低于汽包中心线180mm,且最大允许水位变化范围在上加 或下减50mm内。 汽包配有两个局部水仪表和两个电接触水仪表在控制 板显示了汽包水位和并告警。 此外,汽包配有备用水位插槽,消费者可 以装备水位记录仪表及电气接触水液位计用来监督水位。 汽包是还配有一个连续排污管道和一个定量给料管以提高蒸汽质量, 降低汽包水的盐分含量。连续排污率是2%。 汽包由两个底座悬挂装置挂在钢结构上可以自由地在其纵向方向伸 展。

3.2 水冷却系统 炉膛和炉顶都是由膜式壁构成, 通过在水冷壁的上部联箱上的悬 吊管吊在钢架上。 炉膛截面尺寸 5280*10240m, 炉膛标高 36240m, 膜式壁由 ? 60?5 管和 6 × 20.5 扁钢焊接而成。燃烧室包括 ? 60?5 管组成的膜式壁,在管上焊有插脚用来固定耐火材料。上 部燃烧室与炉膛膜式壁相连下部与水冷却气室和水冷却配气板 相连。水冷却气室由? 60?5 管组成内部焊有固定耐火材料的插

脚。水冷配气板由? 60?5 管和 6×101 扁钢焊接而成,板上有小 孔用来安置空气喷嘴。 锅炉炉膛分四个水循环回路即前、后、左、右。蒸汽导管由? 159 ? 12 a 和 ? 219 ? 16 管组成。五个? 325 ? 20 从汽包引出的 集中下水管安置在锅炉前端,然后由? 159 和 ? 133 管引入下 部联箱。 绕炉膛出口气道的水壁管被焊有插脚用来安置防火材料以减少 摩擦磨损。 炉膛中部和上部有 6 屏过热器,在锅炉宽度方向分部三屏膜式 壁。抗腐蚀材料安置在每个屏的肘部,将更有利于抗腐蚀。 除屏过热器之外,以上所有管均采用符合 GB5310-1995 标准的 20G 无缝钢管。 3.3 过热器 此锅炉有三级过热器包括上限滞后管过热器、低温管线圈、屏过 热器和高温管线圈等。从汽包出来的饱和蒸汽被引入上限滞后 管,然后进入悬进口联箱,再进入低温过热器后端导管,经过第 一级喷水减温器到达屏过热器, 然后进入高温过热器的较低温度 部分,在经过第二级减温器后进如高温过热器的高温部分,最后 进入高温过热器出口联箱。 然后过热蒸汽被引入位于锅炉顶端的 采集头,最后通过主蒸汽阀门进入蒸汽涡轮。 低温管卷包括? 42 管,高温管卷包括? 38 管。为防止它们磨损, 所有管子都是平行设计。喷水系统在过热器系统中使用,它位于

屏过热器前部,在高温过热器的低温区和高温区中间,这样既可 以保证涡轮过热蒸汽质量,也可保证过热器管的运行状态。 为了安全运行,20G,16CrMoG(GB5310)无缝钢在低温过热器中采 用, 12Cr1Mog 无缝钢在屏过热器中采用, 12Gr2MoG+12Gr2MoWVTiB 低合金无缝钢在高温过热器中使用。 3.4 省煤器 省煤器分为四部分,由 20G(GB5310-1995) ? 32 ? 4 无缝管卷组 成。给水由管卷底部流向顶部,与烟道气方向相悖。 3.5 空气预热器 管式空气预热器分为 2 部分。上层处理二次风,下层处理一次风。空 气分别由一次风扇和二次风扇引入。空气预热器的两部分都是由? 50 ? 1.5 焊管组成。烟道气在管内由上而下流动,而空气在关外以相反 方向流动。两次程之后,二次风进入二次风道。三次程之后,为了交 换和维护方便, 一次风被分为 2 部分。 上部是两次程, 下部是一次程。 预热的空气温度是 170?C 和 180?C。 为确保加热箱能在加热状态下自 由扩展,箱顶由伸缩缝连接。 空气预热器设计有一个多余的空间安排露点测量装置。 空气加热器底部的气体与空气连接接头处设计了足够的空间, 以安置灰清除管道和设备 3.6 燃烧系统 1、燃烧系统由燃烧室,炉、旋风分离器、粉煤灰 re-injection 系 统组成。炉的下半部为密集区,底部为均匀部有空气按钮的水冷式

空气分配器。 来自空气预热器的一次气均匀的经由那些空气按钮进 入炉。煤和石灰石先由四部给煤机预混,然后送入炉。在炉的煤入 口处,设计有煤扩展的空气。二次气占给气重量的一半,并且被二 次风喷嘴分别引入炉内,炉被设计为两层,以促进燃烧和控制 NOx 的排放。燃烧在流化空气高速流动状态下进行,温度被控制在 800-900 ?C 之间。 带有灰尘的烟道气首先在炉出口的左面和右面被 分为两部分,然后进入两涡高温旋风分离器。 分离的细微颗粒从新被注入炉内循环燃烧,烟道气经过过热器离 开分离器进入后端风管。 烟道气携带的细微颗粒被在锅炉背部的除 尘器收集,然后烟道气被引入蜗形分离器。分离器的分离效率最低 可达 99.5%,以此保证了循环中足够的灰分,同时减少了烟道气中 的灰分,这样就对防止加热炉的磨损极为有利。 为了保证飞灰 re-injection 系统的安全性,降低重新注入物质 温度,缩短启动时间,提高操作中的密封度和可靠性,两个水冷柱 被设计包裹子在分离器的支架以降低循环灰的温度。 水冷柱具有以 下特性:耐火材料使用低、低锅炉的重量低,低耐火材料费用。 2.缩短启动时间 水冷柱由上下环头和管道构成,管镶嵌和内衬高强度耐火材料,整 个水冷柱在底部支撑,并且向上面延展。在椎体部分套管和上部联 箱,上部联箱的肥料管之间,设计有伸缩缝以保证密封性。 分离器的垂直 re-injection 管设计合理以确保分离效率和防止干 扰与我涡流离效率带来的影响。

上分离器,同时也是烟道灰的排出管是由高温抗磨损材料组成,同 时延伸到一定长度一防止烟的短路。 一部分的大颗粒灰尘可以通过 锅炉底端的 4 个? 159 渣放电管排放,一少部分灰通过位于返回系 统底端的微灰排放管排放。 锅炉采用 under-bed 动态点火方法,两个点火器(每个 800 公斤) 设计在气室的后墙,四个辅助点火器(每个 500 公斤)在锅炉的底 端。点火采用 0 #轻柴油燃料,压力为 2.45 帕 3.7 钢结构,平台,楼梯和扶手 锅炉的框架为整体钢结构,以保证锅炉在地震裂度 7 级下安全运 行,锅炉的钢结构应该在地震裂度超过 7 级时采用对角拉撑加固。 钢材是散装包装,需现场安装。 在锅炉顶端,在设有总部,人孔和检验门的一层中,设计有平台以 方便检验,操作和维护,平台之间由 45 度的楼梯和扶手连接。 3.8 锅炉设置 由于膜墙的采用,采用光滞后型炉子被广泛使用。旋风分离器,倾 斜气管, 锅炉顶端和后端燃气管道没安装在耐火材料砖或者混凝土 上面,它们的重量没分担在钢结构然后传导到地面。 为了供热扩建,在较大的墙面交汇处设计有扩张裂口,温度增加和 墙面减少的比例应当控制在 100-150°C/h 以内。

3.9 锅炉本体内的管道传输

给水通过一个主管道注入,然后从操作台进入水冷柱的入口联

箱,被水冷柱加热后集中进入水冷柱的混合联箱,接下来从锅炉 的两边进入节煤器的入口联箱, 从节煤器的出口联箱流出后最终 从节煤器的排出管进入汽包。 在汽包和节煤器之间有一个未被加 热的再循环管道。 为了确保锅炉启动和停止时节煤器内的水的流 动,在启动和停止的过程中再循环管道内的阀门处于打开状态, 此时节煤器内和水冷柱内的水温比较高, 因此出现一个自认循环 且节煤器管道被冷却。 在汽包上有一个连续的排水管且在水冷墙的每一个较低联箱处 有排水管。必要的地方也有一些排水阀门和管道。

3.10 锅炉安全辅助设备

有两个本地水位计用于直接观察, 汽包上还有两个电气连接联合 水表用于在控制室内监测汽包的水位, 且报警信号也可以在第二 电器仪表系统上显示。 在汽包和过热器的出口联箱上分别有两个 弹性安全阀门和一个弹性安全阀门。 在汽包和过热器的出口联箱 上也有一些压力计。

3.11 锅炉脱硫

当燃烧高硫分煤时, 将煤和 0—1mm 石灰石预先混合并引入料斗, 然后借助重力将该混合物引入螺旋给煤器。 再通过螺旋给煤器将 该混合物送入锅炉。 锅炉的燃烧系统采用较之脱硫有很大优势的 低温燃烧。 精细的石灰石颗粒和高速循环的气体与天然气充分混

合后通过分离器和再注入系统循环使用, 从而实现高脱硫率和石 灰石的高利用率。 煤中的硫分通过这种方式被固化析出并被作为 炉渣排除。

4.供应范围

(1)供应范围包括锅炉本体、钢架构、平台和扶手、燃烧系统、 二次空气管、锅炉墙体设备部件等等。详见产品明细表。 (2) 所有的耐火材料,如耐火砖、绝缘砖和耐火混凝土等以及耐火材 料内的金属部件不属于供应范围,这部分材料需要另下订 单采购。 (3) 所有的锅炉辅助设备,如鼓风机、引风机、主风机、辅助风机、 水泵、沉淀器和自动控制系统等应由电厂设计院设计,而且 这些辅助设备也需要另下订单采购。 5.设计技术标准 (1).锅炉的设计、生产、检验和验收均依据《蒸汽锅炉安全监测 技术规则》 (1996 年版本)和 JB/T6696-1993《蒸汽锅炉技 术规范》 。 (2). 热计算依据《锅炉热计算标准》--前苏联发布的《标准方 法》 (1973 年版) 。 (3). 废气和空气阻力计算依据《锅炉设备气动力计算标准》—

前苏联发布的《标准方法》 。 (4).水循环计算依据前苏联发布的《锅炉水力计算法》 。 (5).过热器墙温计算依据 《锅炉热计算标准》 --前苏联发布的 《标 准方法》 (1973 年版) 。 (6).强度计算依据 GB/T9222-2008《水管锅炉压力部件强度计算 标准》 。 (7).安全阀门排放量的计算依据 《锅炉安全技术监测标准》 (1996 年版) 。 (8).钢结构计算依据 GB/T22395-2008《锅炉钢结构设计规则》 。 (9).水质控制依据 GB/T12145-2008《热电厂和蒸汽动力设备水 和蒸汽质量标准》 (10).锅炉安装依据 DL/T5047-1995《电力建设和接收技术规范》 (锅炉设备) 。


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