锅炉机组说明书.docx
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锅炉机组说明书
HG-670/13.7-HM18锅炉
锅炉机组说明书
编号:
06.1300.154
编制:
校对:
审核:
审定:
批准:
中华人民共和国
哈尔滨锅炉厂有限责任公司
一、前言………………………………………………………………3
二、锅炉规范及汽水品质………………………………………………3
三、燃料与现场自然条件………………………………………………4
四、锅炉主要技术经济指标……………………………………………6
五、锅炉受热面结构特性和额定工况下主要热力数据………………7
六、锅炉主要界限尺寸、质量、水容积………………………………8
七、锅炉整体布置简介…………………………………………………10
八、锅炉主要部件简介
1.水冷系统……………………………………………………………14
2.锅筒及汽水分离设备………………………………………………16
3.过热器………………………………………………………………19
4.再热器………………………………………………………………24
5.汽温调节……………………………………………………………26
6.省煤器………………………………………………………………27
7.空气预热器…………………………………………………………27
8.锅炉范围内管道……………………………………………………27
9.连接烟道与密封装置………………………………………………29
10.吹灰装置……………………………………………………………29
11.燃烧设备……………………………………………………………30
12.蒸汽石油管路………………………………………………………41
13.炉墙…………………………………………………………………44
14.构架与平台楼梯……………………………………………………44
九、汽水烟风测点布置…………………………………………………45
一、前言
HG-670/13.7-HM18锅炉是为海拉尔热电厂三期扩建工程设计的,系燃用设计煤种为褐煤的超高压参数单锅筒自然循环锅炉,单炉膛,一次中间再热,平衡通风,室内布置,固态排渣,锅炉与200MW汽轮发电机组成单元机组。
本锅炉是按华能呼伦贝尔能源公司、吉林省电力勘测设计院和制造厂共同商定的技术协议而进行设计的。
二、锅炉规范及汽水品质
(一)、锅炉规范
额定蒸发量670t/h
过热蒸汽出口压力13.7MPa(表压)
过热蒸汽出口温度540℃
再热蒸汽进口流量581.47t/h
再热蒸汽进口压力2.468MPa(表压)
再热蒸汽进口温度315.3℃
再热蒸汽出口压力2.288MPa(表压)
再热蒸汽出口温度540℃
给水温度248.8℃
冷风温度20℃
锅筒压力15.33Mpa(表压)
(二)、汽水品质
(1)锅炉给水,为汽轮机凝结水及化学除盐水(正常情况占3%,异常情况达10%)
锅炉给水品质如下:
名称
单位
数值
名称
单位
数值
总硬度
μg当量/L
~0
含铁量
μg/L
≯20
含氧量
μg/L
≯7
PH值
/
8.5~9.2
联氨(N2H4)
μg/L
20~50
含铜量
μg/L
≯5
(2)连续排污率在给水品质达到上述标准时,锅炉的连续排污率≯1%
(3)蒸汽品质
名称
单位
数值
钠
μg/kg
10
二氧化硅(SiO2)
μg/kg
20
三、燃料与现场自然条件
(一)、燃料
(1)煤质资料
名称
符号
单位
数值
设计煤种
校核煤种
水分(收到基)
Mar
%
36.8
碳(收到基)
Car
%
42.11
氢(收到基)
Har
%
2.81
氧(收到基)
Oar
%
10.36
氮(收到基)
Nar
%
0.46
硫(收到基)
Sar
%
0.24
灰分(收到基)
Aar
%
7.22
挥发分(可燃基)
Vdar
%
42.66
收到基低位发热量
KJ/kg
14940
/4.18=3547
可磨系数
KHG1
/
77
灰变形温度
DT
℃
1040
灰软化温度
ST
℃
1120
半球温度
HT
℃
1180
灰熔化温度
FT
℃
1270
(2)灰份分析:
名称
符号
单位
数值
设计煤种
校核煤种
三氧化二铁
Fe2O3
%
12.04
三氧化二铝
AL2O3
%
18.8
氧化钙
CaO
%
12.65
氧化镁
MgO
%
2.31
二氧化硅
SiO2
%
42.86
三氧化硫
SO3
%
5.42
氧化钾
K2O
%
0.74
氧化钠
Na2O
%
0.52
氧化钛
TiO2
%
0.98
氧化锰
MnO2
%
0.12
(二)、电厂当地自然条件
极端最高气温度
39.1℃
极端最低气温度
-47.2℃
多年平均气温
-1.6℃
多年平均降水量
346.9mm
月最大降水量
236.3mm
最大风速
25.3m/s
最大冻土深度
2.42m
地震烈度
6度
多年平均相对湿度
68%
多年平均大气压力
943.7hPa
厂址零米海拔标高
636m
四、锅炉主要技术经济指标(BMCR)
锅炉计算效率91.63%
排烟温度(修正后)138℃
热风温度265℃
计算燃料消耗量137385kg/h
过热器阻力1.5Mpa
再热器阻力0.18Mpa
水阻力0.4Mpa
烟气阻力2572Pa
空气阻力3379Pa
一次汽总喷水量7.42t/h
一次汽总调温幅度7.2℃
二次汽喷水量20.3t/h
二次汽喷水调温幅度38.3℃
五、锅炉受热面结构特性和额定工况下主要热力数据
(一)受热面结构特性:
项目
单位
部件名称
管径
d×s
mm
材料
横向
节距S1
纵向
节距S2
受热
面积H
管子排
列方式
烟气工质
流动方向
/
mm
mm
m2
/
/
水冷壁
φ60×7
20G
80
/
2958
膜式壁
/
前屏
φ38×4.5
12Cr1MoVG
SA-213T91
650
46
857
屏式
顺流
后屏
φ42×5.5
12Cr1MoVG
SA-213T91
650
50
1598/
183
屏式
顺逆流
对流过热器
(冷段/热段)
φ425.5
φ42×6
12Cr1MoVG
100
74.3
1579
行列
顺逆流
再热器热段
φ42×3.5
12Cr1MoVG
SA-213T91
100
95.8
4912
行列
顺流
转向室(包墙管/吊挂管)
φ51×6
φ51×5.5
20G
100/
200
/
411.9/
261.1
膜式壁
/
再热器冷段
φ42×3.5
20
GB3087
100
86.3
2891.6
行列
逆流
省煤器
φ32×4
20G
130
46
8177
行列
逆流
空气预热器
φ40×1.5
Q235-A
64
42
47294
错列
纵向
(二)额定工况下热力计算主要数据
项目
单位
部件名称
出口烟
温Q"
工质出
口温度t"
平均
烟速WT
平均
速度Wn
平均温差Δt
传热
系数K
吸热
量Q
℃
℃
M/s
m/s
℃
KJ/m2h℃
KJ
炉膛
1069
/
/
/
/
/
前屏
1069
392
/
γ=846
/
/
1185.7
后屏
937
473
6.1
15.2
573.1
182.13
1310.9
对流过热器
(热段/冷段)
817
540/509
10.6
21.5
348
232.8
1126.7
再热器热段
621
540
12.1
20.6
216.8
218.1
1804.9
转向室
594
/
/
/
/
/
/
再热器冷段
502
400
10.9
10.9
188.5
196.8
800.1
省煤器
311
315
7.4
/
116.0
253.7
1716.1
空气预热器
138
265
11.7
6.9
63
72
1515.2
六、锅炉主要界限尺寸及质量、水容积
(一)、主要界限尺寸
炉膛(宽×深)13660mm×11660mm
锅炉深度37480mm
锅炉宽度(Z-1~Z-1反)18000mm
锅炉最大宽度(Z-1外~Z-1外反)25600mm
水平烟道深4450mm
转向室竖井深8450mm
运转层标高10000mm
锅筒中心线标高53900mm
大板梁上标高60940mm
顶棚管标高50000mm
过热蒸汽出口标高55000mm
再热蒸汽出口标高51500mm
再热蒸汽进口标高38175mm
省煤器进口标高29985mm
水冷壁下集箱标高5300mm
(二)、锅炉各主要部件质量
组件名称
质量(t)
附注
水冷系统
742.717
包括水冷壁、水冷壁集箱、水冷壁连接管、
下水管、水冷壁固定装置
锅筒
102.243
包括锅筒及其内部设备,锅筒吊架
过热器系统
465.196
包括对流过热器,屏式过热器、顶棚管及包
墙管、过热器连接管、过热器集箱、过热器固定装置、减温装置、密封装置
再热器系统
279.535
包括再热器冷、热段蛇形管、再热器集箱及连接管
省煤器
320.251
包括省煤器蛇形管及吊挂管,省煤器集箱、省煤器及再热器冷段防磨装置,省煤器吊挂管
空气预热器
747.2
包括空气预热器管箱、座架与连通箱、胀缩接头
构架及平台楼梯
1700
包括平台楼梯、柱和梁、支柱、护板、外护板、
顶板
燃烧设备
68.5
包括燃烧器、点火装置、蒸汽石油管路、炉墙支撑、炉墙附件、迷宫式密封装置
连接烟道
55.3
连接烟道、密封装置
管道及其它
42.202
包括锅炉范围内管道、管道固定装置、本体附件、
汽水取样、备用件等。
锅炉总质量
4523.144
不包括碎渣机等零星订货
(三)锅炉水容积
单位
m3
水压试验时
正常运行时
水系统+一次汽侧
水系统+二次汽侧
锅炉水容积
226
282
~150
注:
锅炉整体水压试验时,水温为20~70℃。
七、锅炉整体布置简介
锅炉呈“П”型布置。
炉膛四周布满了Φ607mm膜式水冷壁,炉膛上方布置有前屏过热器,在炉膛出口处布置有后屏过热器。
水平烟道由斜坡水冷壁和侧包墙管组成,水平烟道内布置有对流过热器和再热器热段。
转向室竖井由前、后、侧包墙管组成,布置有再热器冷段、省煤器。
尾部竖井布置管式空气预热器。
转向室竖井与尾部竖井用连接烟道连接。
锅炉采用集中下降管,单段蒸发系统。
过热蒸汽温度调节采用两级给水喷水减温器,减温水取自给水泵出口。
再热蒸汽汽温调节采用喷水减温器,减温水取自给水泵中间抽头。
锅炉为固态排渣煤粉炉,带有刮板式捞渣机,采用角式煤粉燃烧器,六角布置,切园燃烧方式。
配有6台风扇磨煤机(4台运行,2台备用)。
锅炉为室内布置,采用全钢双排柱焊接结构。
除布置在尾部竖井中的空气预热器采用支承结构外,其余均为悬吊式结构,悬吊在锅炉的顶板上。
锅炉总图(纵剖图)
锅炉总图(横剖图)
八、锅炉主要部件简介
1、水冷壁
炉膛为正方形截面,宽度为13660mm,深度为11660mm。
炉膛四周布置直径为φ60×7mm,节距S=80mm的焊制膜式水冷壁。
水冷壁分上、中、下三个部件,每个部件又分前、后、侧组件。
前后水冷壁下部管子倾斜与水平线成50°角,形成冷灰斗。
后水冷壁上部向炉膛内折3305mm形成折焰角,然后分成两路,其中一路共56根φ60×7mm,节距为240mm的管子垂直向上穿过水平烟道,进入后水冷壁上集箱,起吊挂后水冷壁作用;另一路共114根φ60×7mm,节距为120mm的焊制鳍片管以与水平成40º的倾斜角向后延伸进入斜坡水冷壁上集箱,形成水平烟道底部的膜式斜包墙水冷壁。
水冷壁共分22个循环回路,两侧墙各5个回路,每个回路均由29根φ60×7mm,节距80mm的焊制鳍片管以及上、下集箱组成。
前后墙各6个回路,其中两个回路由29根,四个回路由28根Ф60×7mm,节距80mm的焊制鳍片管以及上下集箱组成。
锅炉采用6根Φ42640mm集中下降管,材料为20G。
靠锅炉中心线的两根垂直向下,并各以7根分散下降管向前水冷壁及侧水冷壁前排回路供水;靠锅炉两侧的集中下降管弯向后方,并各以7根分散下降管向后水冷壁和侧水冷壁后排回路供水;另外两根集中下降管亦垂直向下,并各以6根分散下降管向两侧的中间3个回路供水。
所有分散下降管均用20G,
φ159×16mm的管子制成。
前水冷壁和侧水冷壁上集箱共有32根Φ15916mm的连接管,后水冷壁与斜坡水冷壁上集箱共用18根Φ13313mm的连接管,将汽水混合物引入锅筒,连接管材料均为20G。
水冷壁上、下集箱均用Φ27340mm的20G钢管制造。
为了缩短锅炉的启动时间,保证水循环的可靠性,在水冷壁下集箱内均装设外来蒸汽加热装置。
为了防止燃烧不稳定引起爆炸时破坏水冷壁和炉墙,沿炉膛高度方向每3m左右装设一圈刚性梁。
本锅炉在炉膛四周共装有13道刚性梁,均用ⅠNo56a构成。
为了减少锅炉上部两侧刚性梁的挠度,在水平烟道两侧设置了纵向刚性梁(即立杆由ⅠNo63制造。
燃烧器区域的刚性梁因结构上的需要,做成框架式的刚性梁。
所有水冷壁的重量都通过吊杆装置吊在锅炉顶板上。
锅炉运行时水冷壁整体向下膨胀。
吊杆装置的调整应以保证上集箱轴线水平无挠度为原则。
所有吊杆均不包在保温层内以利冷却和膨胀。
向后弯曲的两根集中下水管的水平段及其以下部分的重量由恒力弹簧吊架支承在构架上,其余四根集中下水管则通过锅筒吊挂在顶板上。
为了检修、运行、监测等的不同需要,在水冷壁上设置有吹灰孔、打焦孔、看火孔、监测孔和人孔等装置。
水冷壁回路结构简图
水冷壁回路特性表
上
升
管
规格
上升管根数
集中下水管规格
集中下水管根数
分散下水管规格
分散下水管根数
集中下水管与上升管截面比
分散下水管与上升管截面比
连接管规格
连接管根数
连接管与上升管截面比
mm
根
mm
根
mm
根
mm
根
前
墙
1
φ60x7
28
φ426x40
2
φ159x16
2
0.665
0.545
φ159x16
2
0.545
2
28
2
0.545
2
0.545
3
29
2
0.526
2
0.526
1
28
2
0.545
2
0.545
2
28
2
0.545
2
0.545
3
29
2
0.526
2
0.526
侧
墙
1
29
2
2
0.78
0.526
2
0.526
2
29
2
0.526
2
0.526
3
29
2
0.526
2
0.526
4
29
2
0.526
2
0.526
5
29
2
0.526
2
0.526
后
墙
1
28
2
2
0.665
0.545
φ133x13
3
0.58
2
28
2
0.545
3
0.58
3
29
2
0.526
3
0.56
1
28
2
0.545
3
0.58
2
28
2
0.545
3
0.58
3
29
2
0.526
3
0.56
2、锅筒及汽水分离设备
锅筒内径为Φ1600mm,壁厚为90mm,筒身直段部分长度为18200mm,包括封头全长约为20200mm,材料为DIWA353。
锅筒内外壁均装有预焊件,防止装内部设备和安装热电偶时与锅筒母材直接焊接。
锅筒采用单段蒸发。
锅筒内部装有80个直径为φ315mm带导流板的旋风分离器(即旋风筒)作为一次分离元件。
每个旋风筒的平均负荷约为10t/h,汽水混合物通过分组连通箱进入旋风筒,由于离心力作用,分离出来的水向下流动经导向叶片进入水室,而蒸汽则向上流动,经过顶帽(梯形波形板分离器)后进入锅筒有效分离空间,顶帽的作用可使蒸汽出口速度均匀,并可把蒸汽携带的湿分进一步分离出来,为消除旋风分离器排水的旋转运动,采用左旋和右旋旋风分离器各40个交错排列的布置办法以保持水位的平稳。
蒸汽在汽空间由于重力作用进行自然分离后,进入平孔板式清洗装置,用给水进行清洗。
清洗后蒸汽在上部的汽空间再次自然分离,然后通过布置在锅筒顶部的二次分离元件多孔板和均汽装置引出锅筒进入过热器,二次分离元件的作用是把蒸汽中携带的细小水滴分离出来并将蒸汽均匀地引出锅筒。
来自省煤器的给水,进入锅筒后分成两路,一路管径为Φ1084.5㎜,通往平孔板式清洗装置,蒸汽清洗不仅对清除蒸汽溶解携带的盐分有效,而且也能清除机械携带的盐分,以改善蒸汽品质,清洗水量占总给水量的50%,另一路管径为Φ894.5㎜,通过给水注水管(Φ1084.5㎜)。
均匀引入集中下降管。
给水注水管的作用是避免集中下水管接头处因温度变化而产生疲劳应力以确保安全。
为防止产生旋涡斗又加装有十字栅格。
为了保证锅水品质,装有连续排污装置(φ60×3㎜),在下降管附近装有直径为φ42×3.5㎜的磷酸盐加药管。
磷酸盐与炉水均匀混合反应后产生的软垢可以顺利地由下降管定期排污门排出。
汽水分离元件的选择和设计是按给水含盐量小于1mg/L,硅酸根含
量小于0.5mg/L及排污率1%考虑的。
正常水位在锅筒中心线以下150㎜,最高水位和最低水位距正常水位±50㎜,为防止锅炉满水,装有管径为φ133×4㎜的紧急放水管。
为监视锅炉水位,在锅筒上装有两套双色水位表,以及用于水位保护,水位调节和水位低读的平衡容器。
锅筒采用四组曲链片吊挂装置悬吊于锅炉顶板上。
锅筒及内部设备简图
1.分组汇流箱2.旋风分离器3.梯形波纹板分离器
4.平孔板式清洗装置5.均汽孔板6.阻汽挡板
7.给水管8.给水注水管9.给水集管
10.紧急放水管11.磷酸盐加药管12.连续排污管
3、过热器
本锅炉过热器系统包括全辐射型的前屏过热器,半辐射型的后屏过热器,以对流特性为主的顶棚管和包墙管以及对流过热器组成辐射一半辐射一对流式过热器系统。
从锅筒出来的饱和蒸汽由18根φ133×13㎜的连接管引入顶棚管入口集箱(φ273×40㎜),经135根φ51×6㎜,节距为100㎜的膜式顶棚管流到位于水平烟道出口处的顶棚管中间集箱(φ219×28㎜)。
然后蒸汽分为两路,一路经135根φ51×6㎜,节距为100mm的转向室膜式顶棚管下行通过膜式后包墙管,再由下集箱(φ273×42㎜)两端的锻造直角弯头进入两侧包墙管下集箱No.1(φ273×42㎜);另一路由135根φ51×6的管子组成,从顶棚管中间集箱垂直向下行,先拉稀成两排、节距为200㎜穿过水平烟道后合为一排,节距为100㎜,形成转向室竖井膜式前包墙管,蒸汽从前包墙管下集箱(φ273×42㎜)由每侧3根φ133×13㎜的连接管引入两侧包墙管下集箱No.2(φ273×42㎜)。
蒸汽从两侧包墙管下集箱经转向室竖井和水平烟道两侧各为130根φ51×6㎜节距为100㎜的膜式侧包墙上升,从侧包墙管上集箱(φ273×42㎜)引出。
从侧包墙管上集箱出来的蒸汽由每侧10根φ133×13㎜的连接管引入前屏过热器小集箱(φ219×25㎜)。
前屏共20片,屏间节距650㎜,每片屏由18根φ38×4.5㎜的管子弯成U型管组成,管间节距46㎜,其中外6圈管子在炉内屏的底部材料为SA-213T91,其余部分管子材料均为12Cr1MoVG。
前屏的重量流速为783Kg/㎡.S。
蒸汽从前屏出来进入一级喷水减温器,经喷水并左右交叉后由10根φ159×14㎜,材料为12Cr1MoVG的连接管引入靠炉膛两侧各5片的后屏过热器。
蒸汽逆流受热后至后屏混合集箱(φ325×31㎜)左右交叉后进入后屏过热器靠炉膛中间部分,该部分左、右各5片顺流受热之后经后屏出口小集箱(φ219×28㎜)流出后屏过热器。
后屏共20片,屏间距离为650㎜,每片后屏由27根φ42×5㎜的管子弯成U型管组成,管间节距为50㎜,其中外6圈管子在炉内屏的底部材料为SA-213T91,其余部分管子材料为12Cr1MoVG,后屏的重量流速913㎏/㎡S。
蒸汽从后屏小集箱出来后经10根φ159×14㎜的管子引入两侧的对流过热器入口集箱(φ325×40㎜),先沿炉两侧各34排(各占炉宽1/4)对流过热器冷段蛇形管逆流至二级喷水减温器。
经喷水并左、右交叉后沿烟道中部各34排(各占烟道宽度的1/4)对流过热器热段蛇形管顺流至对流过热器出口集箱(φ325×52㎜),最后经14根φ159×18㎜的12Cr1MoVG连接管引至集汽集箱(φ377×50㎜),蒸汽从集汽集箱两端引出送往汽轮机。
对流过热器蛇形管共136排,节距为100㎜,其中冷段为φ42×5.5㎜,材料为12Cr1MoVG,热段为φ42×6㎜,材料为12Cr1MoVG。
为了减轻屏式过热器运行时的振动,本锅炉在前、后屏过热器上增加了屏式过热器固定装置。
它是从顶棚管入口集箱的两侧引出两根Φ425㎜的管子,经顶棚,穿过前后屏式过热器U型管,最后引入二级喷水减温器。
过热器集箱均采用吊架装置悬吊于锅炉顶板上。
顶棚管过热器
饱和蒸汽
φ51×6中间集箱
135根S=100φ219×28
转向室竖井前包墙23根
φ51×6Φ13313侧包墙管
135根S=100φ51×6
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