75吨循环流化床锅炉说明书.docx

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75吨循环流化床锅炉说明书

UG－75/3.82－M41

锅炉说明书

99G（I）－SM1

编制

校对

审核

审定

中华人民共和国

2004年6月

一．概述

本产品为75t/h中温、中压循环流化床锅炉，采用近年发展起来的循环流化床燃烧技术，并根据无锡华光锅炉股份有限公司与国内著名院校多年合作开发循环流化床锅炉的经验，以及同类型循环流化床锅炉运行的成功经验基础上，完善了这一产品。

本产品结构简单、紧凑，与传统的煤粉炉炉型相似，锅炉本体由燃烧设备、给煤装置、床下点火装置、分离和返料装置、水冷系统、过热器、省煤器、空气预热器、钢架、平台扶梯、炉墙等组成。

二．锅炉参数

额定蒸发量75t/h

额定蒸汽压力3.82MPa

额定蒸汽温度450℃

给水温度150℃

排烟温度~145℃

锅炉设计效率85~90%

三．设计燃料

1、煤种：

烟煤、无烟煤、贫煤、褐煤、混煤等；收到基低位发热值

Qnet.ar=20934~23500KJ/Kg。

2、燃料颗粒度要求：

煤为0~10mm；50%切割粒径d50=1.5mm；详见附图1

注意事项：

用户应按照附图1严格控制煤颗粒度的大小，以利于锅炉的正常燃烧和运行。

3、石灰石颗粒度要求：

<2mm。

50%切割粒径d50=0.25mm；详见附图2

四．锅炉各部分结构简述：

1、燃烧装置：

流化床布风板采用水冷布风板结构，有效面积为7.7m2;布风板上布置了266只钟罩式风帽，风帽间风板上填保温混凝土和耐火混火混凝土。

空气分为一次风及二次风，一、二次风之比为60：

40，一次风从炉膛水冷风室二侧进入，经布风板风帽小孔进入燃烧室。

二次风在布风板上高度方向分二层送入。

布风板上布置了二只Ф219的放渣管（每只放渣管另接一只Ф219事故放渣管），可接冷渣机（用户自理）。

水冷风室底部还布置了二只Ф108的放灰管，用于定期清除水冷风室中的积灰。

2、给煤装置

本锅炉炉前布置了三只给煤管，煤通过给煤管送入燃烧室。

给煤管上布置有送煤风和播煤风，以防给煤堵塞。

送煤风接一次冷风，播煤风接一次热风，二股风合计约为总风量的4%，每只送风管、播煤风管应布置一只风门（设计院设计），以调节送煤风量。

给煤口在离风帽约1500mm处进入燃烧室。

建议：

用户采用密封式带称重装置的皮带给煤机；皮带给煤机的安装位置，由设计院定。

注意事项：

为了防止堵煤，应保证煤中全水分≤6%。

3、床下点火装置

本锅炉采用水冷布风板、床下油枪点火技术，油枪在床下预燃室内先燃烧，然后和冷空气混合成<800℃的高温烟气，再经风室进入燃烧室加热物料，点火初期为了预热锅炉本体，可调节较低的烟气温度，然后视料层温度再逐渐调高温度。

油枪前油压2.0MPa，油量100~350Kg/h,采用0#轻柴油；油枪采用机械雾化。

4、分离及返料装置

本锅炉采用高温旋风分离器装置，分离装置布置在炉膛出口，分离器入口烟温850~1000℃。

在分离器下部布置了返料装置。

分离下来的飞灰经返料装置送回炉膛继续燃烧。

返料口离风帽高约1200mm。

返料风应接风门及流量计（设计院设计），用来调节风量。

经过分离器分离的烟气从分离器出口筒，流经水平烟道进入尾部烟道加热尾部受热面。

5、锅筒及其内部装置

锅筒内径Ф1400mm，壁厚40mm，材料20g，锅筒内部装置由旋风分离装置、顶部百叶窗、加药管、排污管、再循环管、紧急放水管等组成。

锅筒上还设置有高、低读水位表、压力表、安全阀、放气阀、自用蒸汽阀等附件。

锅筒中心线以下50mm为正常水位，距离正常水位上下75mm为越限报警线，距离正常水位上下120mm为限值报警线。

6、水冷系统

炉膛水冷壁采用全悬吊膜式壁结构，炉室分左、右、前、后四个回路。

膜式壁管径为Ф60×5，（前、后墙水冷壁在水冷风室区域为Ф51×5），节距为100mm。

炉膛四周布置刚性梁，有足够的承载能力。

下降管采用先集中后分散的结构，由锅筒引出二根直径Ф325×16的集中下降管，一直到炉前下部，然后再从集中下降管引出分散下降管，分散下降管均为Ф108×4.5，前、后墙各为四根，二侧墙为三根。

汽水连接管，二侧墙为Ф108×4.5各四根，前后墙为Ф133×6，共八根。

在水冷壁易磨损部位采用焊鳍片、焊销钉敷耐磨材料等方法防止磨损。

7、过热器系统

过热器系统布置在尾部烟道中，分高温段及低温段二段。

烟气先经高温段后经低温段。

高温段过热器管径Ф32×4，节距100mm，采用逆流布置方式，管子材质为15CrMoG。

低温段管径Ф32×4，节距100mm，采用逆流布置方式，管子材质为20/GB3087锅炉管子。

高、低段过热器迎烟气冲刷第一排管，设有防磨盖板。

为调节过热汽温，在高、低段过热器之间布置Ф426的面式螺旋管圈减温器。

过热器汇汽集箱上装有压力表、温度计、安全阀、向空排汽阀、蒸汽旁通阀、疏水阀等附件。

高、低温过热器管支承方式采用管吊管的形式，由每一排悬吊管来吊二排高温过热器管子、二排低温过热器管子。

8、省煤器系统

在尾部烟道过热器系统后面，布置了上、下二组省煤器，为防止磨损，上、下组省煤器采用膜式省煤器结构，错列，横向节距为80mm，纵向节距为45mm，管径为Ф32×4。

为防止磨损，上、下组省煤器迎烟气冲刷第一、二排管子加装防磨盖板，弯头处加装防磨罩。

省煤器管子支承在两侧护板上。

9、空气预热器

由于空气压力高，为防止漏风，采用卧式空气预热器，空气在管内，烟气在管外，采用顺排布置，管径Ф40×1.5。

迎烟气冲刷前一排管子采用Ф42×3.5的厚壁管，以防止磨损。

预热器管箱分三段，最上一只管箱为二次风预热器，横向节距均为63mm，纵向节距为60mm，下二只管箱为一次风管箱，横向节距均为68mm，纵向节距均为60mm。

10、梁和柱、平台扶梯

锅炉本体及炉墙、管道、附件等的重量由钢架支承，通过钢架传至地基，钢架采用框架结构，炉室悬吊于炉顶主梁下，锅筒支承在炉顶主梁上，其余部分载荷分别由相应的横梁、斜杆传至立柱上。

为便于运行维修，在锅炉四周设有几层平台，间距约3米左右，平台之间有扶梯连接。

11、炉墙

布风板以上浓相区炉内炉墙采用浇注高强度耐磨浇注料；水冷壁外侧采用敷管炉墙结构，外加外护板。

高温旋风筒、水平烟道及尾部烟道采用轻型炉墙、护板结构。

本锅炉针对循环流化床锅炉的特点，在炉室、高温旋风筒等部位选用高强度耐磨浇注料、高强度耐磨砖，以保证锅炉安全可靠运行，用户对此应给予足够的重视。

详见《锅炉安装说明书中筑炉说明》。

炉膛内侧耐磨层厚度：

80mm;

炉膛外侧保温厚度：

200mm；

旋风筒炉墙厚度：

350mm；

立管、返料器、返料管炉墙厚度：

244mm；

低温过热器区域以上炉墙厚度：

380mm；

低温过热器区域以下炉墙厚度：

310mm；

敬告：

循环流化床锅炉耐磨材料质量与筑炉质量，十分重要。

它是关系到锅炉能否长期、安全、可靠运行的关键因素之一。

只要用户、安装单位、筑炉单位重视，是完全能够做得好的。

在耐磨材料的选取、炉墙结构设计、筑炉施工要求等方面，请用户、安装单位、筑炉单位与我们设计人员多联系，共同把筑炉质量搞好。

12、密封结构

在炉膛出口与高温旋风筒入口处，采用柔性非金属膨胀节，保证此处密封性能。

返料管上采用金属膨胀节。

在过热器、省煤器穿墙管等处均设有膨胀密封结构。

13、锅炉本体水、汽侧流程：

给水→省煤器进口集箱→省煤器管束→省煤器出口集箱→锅筒→下降管→水冷壁下集箱→上升管→水冷壁上集箱→汽水连接管→锅筒→饱和蒸汽引出管→吊挂管入口集箱→吊挂管管束→低温过热器入口集箱→低温过热器管束→面式减温器→高温过热器管束→高温过热器出口集箱→连接管→汇汽集箱

14、锅炉本体烟气、灰侧流程：

给煤→燃烧室燃烧的烟气和循环灰→炉膛→高温旋风分离器→转向

↓↑↓灰

排←返料器←

渣

室→高温过热器→低温过热器→省煤器→二次风空气预热器→一次

风空气预热器→除尘器。

15、吹灰装置

由于本锅炉采用了高效旋风分离器，进入尾部烟道的灰比较细，过热器等处积灰非常严重，因此我们在过热器区域二侧炉墙上设计了Ф219×10预埋管子。

为了锅炉在低负荷时也能保证蒸汽参数，用户必须安装吹灰器（建议用户采用声波吹灰器）。

16、锅炉过程监控

循环流化床锅炉与煤粉相比，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。

循环流化床锅炉属于低温燃烧，它的火焰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：

16.1闭环控制系统增加了下列内容：

16.1.1床温调节系统：

16.1.2床压调节系统；

16.1.3SO2排放调节系统；

16.2联锁保护系统添加了以下功能：

16.2.1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）、返料风出

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。

16.2.2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）。

16.2.3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，以此充分利用了CFB锅炉热物料的蓄热，不经炉膛清扫直接热态启动。

16.2.4当出现分离器入口或出口烟温大于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叶关至0，且将风量主控切至手动。

16.2.5由于CFB锅炉的风机数量多，它的风机联锁更加复杂。

16.3监测系统中的一些参数测量难度较大:

16.3.1床温测量；

16.3.2床压测量；

16.3.3用于流化、燃烧的各个风量的测量。

16.4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，通过调整一、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。

16.5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，加

以下要求：

16.5.1料层压差--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。

16.5.2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。

16.5.3密相区内安装带有防磨套管的热电偶来监视温度，热电偶露出炉墙的长度

为100～150mm，在控制室内用数字显示温度。

五．锅炉主要技术依据

1、锅炉外形尺寸（最大尺寸）：

高×宽×深=33850×12000×16248mm。

2、左右柱距离6800mm，前后柱距离12700mm。

3、锅炉受压元件水容积：

水压试验时36m3，煮炉时29m3。

4、锅筒中心标高31850mm。

运转层（为水泥混凝土）标高7000mm。

操作层（为水泥混凝土）标高4200mm。

注意事项：

以下热力计算、烟风阻力计算、汽水阻力计算等数据，是在设计煤种为烟煤，收到基低位发热值Qnet.ar=20934KJ/Kg的基础上计算得出。

5、一次风量、二次风量分别为59530m3/h（已考虑储备系数下同），（20℃时数值）；

和39720m3/h（20℃时数值）。

一次风压头P1=13060Pa;二次风压头P2=6742Pa;

烟气侧压头P=3560Pa；锅炉出口烟气量：

170840m3/h。

注意事项：

设计院设计鼓风机、引风机时，要考虑风道、烟道、除尘器的阻力和风等因素。

同时必须单独设计一台加压小风机用于返料器上的返料风。

这台风机串联在一次风机的出口。

我公司同类型锅炉的风机参数如下（供设计院设计时参考；未考虑海拔影响因素）：

一次风机：

Q=60500m3/hP=13870Pa电机功率355Kw

二次风机：

Q=42600m3/hP=9156Pa电机功率160Kw

引风机：

Q=171608m3/hP=4550Pa电机功率355Kw（电除尘器）

增压风机：

Q=1485Nm3/hP=11439Pa电机功率11Kw

6、锅炉本体汽、水阻力：

0.74MPa。

7、返料风压：

<12000Pa，风量600m3/h。

8、燃料消耗量：

10606Kg/h。

9、过热器壁温计算结果（100%Pe）

高温过热器中蒸汽、烟气温度最高点：

A点壁温526℃。

低温过热器中蒸汽、烟气温度最高点：

B点壁温438℃。

A点壁温小于15CrMoG钢使用极限温度560℃。

B点壁温小于20G/GB5310钢使用极限温度480℃。

10、锅炉原始排放浓度：

26.88g/Nm3;（当Aar=25%、飞灰份额α=70%时）

11、石灰石消耗量：

896Kg（当Sar=1.0%,Ca/S=2.5,脱硫效率=90%时）

六、注意事项：

1、用户、设计院、锅炉安装单位、筑炉单位除应仔细阅读本《锅炉说明书》外，用户、锅炉安装单位、筑炉单位还应仔细阅读《锅炉安装说明书》，用户、锅炉安装单位还应仔细阅读《锅炉使用说明书》。

2、主蒸汽出口方向左右均可，由设计院布置。

主蒸汽管道设计院应布置在平台的外侧（既主蒸汽管道不能阻挡平台通道）。

3、一、二次风出口建议设计院尽量按照《烟风道接口图》进行布置。

4、设计院在布置锅炉本体上的测点时请注意，炉膛部位的各测点（从布风板到炉膛出口），除我们布置的外，设计院不能增加新的测点。

5、各种阀门、电接点水位表、床下点火燃烧器油枪等配套件的技术资料，随机装箱发给用户。

设计院若需这些技术资料，请向用户索取，或与我公司销售处销售员联系。

6、锅炉范围内的管道、汽包、各集箱、空气预热器、烟风道等，用户根据我公司提供的《绝热面积统计表》进行订货，施工单位按照《绝热面积统计表》进行施工。

7、设计院土建专业在布置水泥柱子时，要注意锅炉下降管的位置。

8、本锅炉的一次风管、二次风箱、给煤管、播煤风管、床下点火燃烧器、在锅炉运行时，一起随炉膛往下膨胀，设计院在设计风道时，应考虑膨胀量。

9、为保证锅炉受热面的正常使用寿命，保证耐磨材料的正常使用寿命，锅炉不允许长期超负荷运行。

七、附表《热力计算汇总表》

热力计算汇总表

名称

单位

炉膛

高温

低温

上级

下级

二次风

一次风

过热器

过热器

省煤器

省煤器

空预器

空预器

烟气出口温度V"℃

880

681

482

299

218

182

145

工质进口温度t'℃

336

280

191

165

30

30

工质出口温度t"℃

450

360

248

191

145

135

烟气速度Wr

m/s

8.6

7.1

6.3

5.2

8.4

7

工质速度Wg

m/s

19.5

15.1

/

/

13.5

8.7

温压t

℃

386

259

163

77.1

109.5

73.5

传热系数K

w/℃.m2

78.4

55.9

47.7

42.8

20.5

15.8

吸热量Q

KJ/Kg

12503

2180

2164

1969

836

369

518

附图1、燃煤粒度分布曲线

附图2、石灰石粒度分布曲线