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设计说明书模板
600T/D垃圾焚烧余热锅炉设计说明书
1、总体介绍
1.1项目规模
项目处理工艺拟采用机械炉排炉焚烧技术,单条线日处理垃垃圾量600t/d,单台余热锅炉额定蒸发量60t/h(450℃,4.0MPa)。
1.2地理位置
项目地址:
湖北仙桃
1.3地震状况
本区域抗震设防烈度为6度。
1.4余热锅炉基本概况
余热锅炉采用单锅筒自然循环、π型结构;锅炉设计为四垂直烟道+一水平烟道,锅炉为悬吊型式。
过热器采用三级布置、设置二级喷水减温,在尾部垂直烟道布置有五级省煤器。
锅炉技术参数:
项目
单位
数据
余热锅炉数量
台
1
额定蒸发量
t/h
60
额定蒸汽出口压力
MPa
4.0
额定蒸汽出口温度:
℃
450
锅炉给水温度
℃
130
排污率
0.5~1%
排烟温度
℃
190±5℃
锅炉热效率:
80.5%
2、锅炉基本尺寸
炉膛宽度(两侧水冷壁中心线距离)10640mm
炉膛深度(前后水冷壁中心线间距离)4000mm
锅筒中心线标高32300mm
锅炉最高点标高35200mm
运转层标高7700mm
锅炉宽度(两侧柱间中心距离)10640mm
锅炉深度(柱Z1与柱Z4之间距离)25120mm
3、锅炉结构简述
锅炉为垂直顶支吊型式。
燃烧炉膛位于炉排的上方。
π型布置的余热锅炉包括四个垂直烟道和一水平烟道。
一回程:
垂直辐射段,由内衬耐火材料的膜式蒸发受热面组成,耐火材料一般覆盖到本回程的出口。
二回程:
垂直辐射段,由膜式蒸发受热面组成。
三回程:
垂直辐射段,由膜式蒸发受热面组成。
四回程:
水平对流段,由膜式蒸发受热面、一、二级蒸发管束,过热器及减温器
五回程:
垂直对流段,由四组省煤器组成,省煤器部位采用轻型护板式炉墙组成。
受热面采用卧式蛇形管结构;
一次风蒸汽空气预热器布置在锅炉外部,预热一次助燃空气。
蒸汽空气预热器炉墙采用轻型护板式炉墙,预热器管采用传热良好的鳍片管。
锅炉所产生蒸汽的温度由两级喷水减温器控制。
高温过热器蒸汽出口温度维持在400+5-10C。
过热器布置在一级蒸发管束后,可使入口的烟气温度保持在600C以下。
这样就能保证过热器有较长的寿命。
总之,余热锅炉与焚烧炉配合良好,本身钢结构计算稳妥,各受热面配置合理,水循环良好,锅炉可安全、稳定、长期运行,且有一定的超负荷能力。
同时也充分考虑了今后的维修保养工作。
3.1、锅筒及锅筒内部设备
锅筒是横向悬吊装置,布置在烟道外垂直通道的上方。
锅筒内径1500mm,长度14260mm,壁厚50mm,材料采用Q345R。
锅筒为焊接结构,包括封头,其它必要的管接头,如下降管、给水管、排污管、事故放水管、饱和汽引出管以及必要的附件。
锅筒内件的设计确保满足蒸汽品质的要求。
汽包内部装置设计合理,严密,固定可靠,旋风分离器的顶帽与基体的固定牢固,确保不会脱落。
在锅筒上设有备用蒸汽管座,以方便提供热源。
锅筒两端的封头上分别设置人孔门,以便于检查和维护。
锅筒内部装置设计合理,严密,固定可靠,确保不会脱落。
锅筒采用无盲区双色水位计,分左右布置;水位计安全可靠,便于观察,指示正确。
锅筒两端就地水位计的指示,相互偏差不大于20mm。
在图纸中标明汽包的正常水位,允许的最低和最高水位,保证蒸汽品质合格和水循环可靠。
锅筒装有电接点水位表,作最高和最低水位的指示、报警及保护功能。
锅筒上有供热工测量、加药排污、再循环管、炉水及蒸汽取样等管座和相应的阀门。
为避免进入锅筒的给水与温度较高的锅筒壁直接接触,以降低锅筒壁温差和热应力,锅筒进水管、加药管以及其它有可能出现温差的管孔,锅筒结构设计采用了合理的管孔结构型式,防止管孔附近的热疲劳裂纹;在锅筒集中下降管处,为防止水流进口产生旋涡,在集中下降管入口处采用十字栅格。
锅筒内在汽空间内设置一给水加热器,以便于在锅炉低负荷和清洁条件下,调节和保持锅炉出口烟气温度满足设计要求。
该加热器一方面保证良好的传热效果,另一方面可防止炉水的腐蚀,给水加热器布置在锅筒汽空间。
3.2、炉膛水冷壁
锅炉设计在各种可能工况下,保证水冷壁管束中有足够的质量流速。
水冷壁管内的水流分配和受热合理,保证沿燃烧室宽度均匀产汽,沿锅筒全长的水位均衡,防止发生水循环不良现象。
为保障锅炉水循环的合理安全,在设计水循环回路时,各烟道下集箱给水管分别从不同的集中下降管引入,第一、二、三烟道及水平烟道的水冷壁各引自不同的下降管路。
水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁,保证燃烧室的严密性。
水冷系统由下列构成:
·辐射受热面(1、2、3通道,内含垂直蒸发屏8片)
·对流受热面(4、5通道)
·保护性蒸发屏(EVA1)
·蒸发屏(EVA2)
·下降管和引出管等
锅筒及水冷壁集箱处都设有膨胀指示器,以便在锅炉运行时监控各部件受热膨胀情况;膨胀指示器能三维指示,并有防卡死设计。
水冷壁、蒸发管屏及过热器在厂内制作,对接焊缝的管件厂内需全部进行水压试验,奥氏体管道打水压用水中Cl-的含量严格控制,Cl-的含量小于25mg/L,水质用除盐水,水压持续时间分别不少于5分钟,水温不低于15℃。
3.2.1辐射受热面(1、2、3烟道)
三个垂直通道的包墙为辐射受热面,组成蒸发受热面系统。
包墙式蒸发受热面均采用膜式结构,膜式壁管为碳钢管,管子规格为¢60×5,材料20G/GB5310,管间距为80mm,膜式水冷壁在厂内焊接、组装、分片出场,水冷壁下部集箱设疏水管接口,并配置焊接式检查手孔装置。
第一、第三通道内烟气向上流动,第二通道烟气向下流动。
在第二通道和第三通道下部还设有水冷灰斗,用来收集通道内飞灰。
3.2.2对流受热面(4、5烟道)
第四通道的包墙采用膜式壁结构,膜式壁管为碳钢管,管子规格为¢60×5,材料20G/GB5310,但其管间距为120mm,比前三个通道的膜式水冷壁管间距要大,水平烟道两侧都设有检修门,并在清灰装置的地方预留了孔。
第五通道为垂直烟道,烟道采用了护板结构,烟道内布置有省煤器,为方便省煤器检修,在护板相应的位置都安装了人孔门;
第四通道与第五通道经过连通罩连接,连通罩为钢板制作,左右各一,每个连通罩内部设有导流板,同时设有膨胀节;
3.2.3蒸发器
在对流受热面入口,二级过热器前,布置一保护性蒸发屏(EVA1),可使进入第四通道的烟气流更均匀,也可降低进入二级过热器的烟温,使烟气温度控制在600℃以内。
在过热器管束后,布置有二级蒸发屏(EVA2),用以弥补蒸发受热面的不足,同时将烟温在进省煤器前降至350°C以下。
蒸发屏为立式、顺列布置在第四通道水平烟道内,由碳钢管屏组成,管屏为管子与上、下集箱焊制而成,下部装有集中疏水管,上部经过连接管和集中导汽管相连,各管屏设有稳定的固定装置。
立式受热面可彻底解决管内存水问题,经过下部的集中疏水管可将水排尽。
一保护性蒸发屏(EVA1)管子规格为¢60×5(20G/GB5310)。
二级蒸发屏(EVA2)管子规格为¢60×4.5(20G/GB5310)。
二级蒸发屏处烟气温度相对较低,积灰较少,因此管子壁厚相对较薄。
蒸发屏采用了燃气脉冲清灰装置。
3.2.4下降管和引出管
锅炉供水采用集中下降管形式。
引出管为:
第一、二、三通道水冷壁经分散导汽管引入锅筒,第四通道水冷壁及蒸发管束由集中导汽管引入锅筒。
下降管和引出管为炉外布置。
整个水冷系统循环回路布置合理,并确保水循环的安全。
3.3、过热器系统及其调温装置
过热器的设计保证各段受热面在启动、停炉、汽温自动控制失灵、事故跳闸以及事故后恢复到额定负荷时不致超温过热。
各段过热器合理选择热力偏差系数,并进行管壁温度的计算验证。
过热器两侧的烟温偏差小于20℃。
提供各段过热器管内介质出口温度的计算控制指标,温度测点布置图或测点布置说明。
过热器管排采用顺列布置,留出合理的净空间距,防止受热面灰搭桥或形成烟气走廊,减少积灰及局部磨损;防止个别管子出现过热;各管排固定牢固,留有检修空间,便于易损管件检修和更换。
过热器采用燃气脉冲清灰装置,在水平烟道分左右两侧布置,保证清灰可靠。
3.3.1过热器(SH1/SH2/SH3)
过热器全部采用无缝钢管,由三级组成,分别为SH1,SH2和SH3,包括集箱、连接管,以及疏水、排气管。
一级、二过热器为碳钢管¢51×5(20G/GB5310),三级过热器管子及集箱采用了合金钢¢51×5(15CrMoG)。
过热器管采用立式、顺列布置,由管屏组成,管屏在厂内焊制好后在工地安装。
一级过热器经过连接管与锅筒相连,蒸汽经一级过热汽加热后,进入二、三级过热器,最后经过过热器出口集箱将合格的蒸汽送出。
第一、二级过热器为逆流布置,三级过热器为顺流布置。
过热器集箱、管道均采用无缝钢管。
3.3.2调温装置
在一、二级过热器和二、三级过热器间分别布置有减温器,以调节控制锅炉在60-110%负荷范围内运行时的蒸汽温度。
减温方式采用喷水减温器。
喷水减温器的防护套筒始端与联箱可靠连接并保证套筒与联箱的相对膨胀。
引入减温器的喷水管在设计时采取固定措施,防止运行时振动。
3.4省煤器(ECO1/ECO2/ECO3/ECO4)
省煤器布置在第五垂直烟道内,共有五级,采用卧式、逆流布置。
包括集箱、连接管、疏水和排气管,管子规格为¢38×4,材料20G/GB5310,管子弯管半径为R45,省煤器管为顺列排布。
省煤器为护板式结构,经过连通罩与第四通道相连,连通罩上设有膨胀节;在各级省煤器间留有检查门,以方便检修。
省煤器受热面为支撑形式。
省煤器采用硅酸铝纤维毡外部保温。
省煤器由蛇形管组成,每片蛇形管在厂内制造后,工地安装。
蛇形管由支撑板固定,支撑在省煤器支撑梁上,蛇形管与省煤器上、下集箱连接,下集箱上设有疏水管,以便于在停炉或检修时将管内的水排尽。
水从省煤器进口集箱给入,经省煤器加热后流进锅筒。
3.5、锅炉范围内管道
锅炉范围内管道主要包括:
下降管、导气管、再循环管、紧急放水管、给水管、减温水管、加热管、疏水管、排污管等;其管径的大小,在充分考虑流速、管程、高差等因素情况下,选择合适的管径,以保证其内部的流体在吸热时能产生良好的自然循环。
根据锅炉整体布置情况,选择合适的路径。
3.6、构架
3.6.1概述
平台、扶梯的布置合理,方便运行中巡回检查和检修时吊装构件的需要。
平台、扶梯采用钢制热镀锌格栅板制造,并有防锈措施,该格栅板采用封闭端型的。
平台、走道能承受4000N/m2活荷载,扶梯能承受N/m2活荷载,扰度小于1/300。
平台和扶梯采用刚性良好的防滑镀锌栅格结构,栅格孔不大于30×50mm,平台的宽度不小于850mm,平台和扶梯带有栏杆及脚踢板。
平台及步道之间的净高尺寸一般情况下大于2.1m,平台扶梯按照GB4053.1~3-《固定式钢梯及平台安全技术条件》进行设计。
锅炉构架除承受锅炉本体荷载外,还能承受锅炉范围内的各汽水管道、烟风管道、吹灰设备、平台扶梯及部分运转层
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