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给水经过水平布置的三组省煤器加热后进入锅筒。锅筒内的锅水由集中下降管、分配管进入水冷壁下集箱、上升管、炉内水冷屏、上集箱,然后从引出管进入锅筒。锅筒内设有汽水分离装置。饱和蒸汽从锅筒顶部的蒸汽连接管引至汽冷旋风分离器,然后依次经过尾部汽冷包墙管、低温过热器、一级喷水减温器、炉内屏式过热器、二级喷水减温器、高温过热器,最后将合格的过热蒸汽引向汽轮机。 1. 炉膛水冷壁
考虑到合理的炉膛流化速度,炉膛断面尺寸设计成8770 mm×7090mm,炉膛四周由管子和扁钢焊成全密封膜式水冷壁。前后及两侧水冷壁分别各有109-φ60×5与 88-φ51×5根管子。前后水冷壁下部密相区处的管子与垂直线成一夹角,构成上大下小的锥体。锥体底部是水冷布风板,布风板下面由后水冷壁管片向前弯与二侧墙组成水冷风室。布风板至炉膛顶部高度为33.2 m,炉膛烟气截面流速~4.7m/s(按设计煤种)。
后水冷壁上部两侧管子在炉膛出口处向分离器侧外突出形成导流加速段,下部锥体处部分管子对称让出二只返料口。前水冷壁下方有4只加煤口,侧水冷壁下部设置供检修用的专用人孔,炉膛密相区前后侧水冷壁还布置有两排二次风喷口。
前、后、侧水冷壁分成四个循环回路,由锅筒底部水空间引出2根φ426×30集中下降管,通过18根φ159×12的分散下降管向炉膛水冷壁供水。其中两侧水冷壁下集箱分别由3根分散下降管引入,前后墙水冷壁下集箱分别由6根分散下降管引入。两侧水冷壁上集箱相应各有3根φ168×12连接管引至锅筒,前后墙水冷壁上集箱有12根φ159×12引出。3片水冷屏则各有从锅筒引出的一根φ219×16下降管供水,再分别由2根φ159×12的引出管引至锅筒。
水冷壁系统的集箱除前后上集箱合并成φ325的集箱外,其余均为φ219×25。
炉膛水冷壁回路特性表: 回 路 上升管根数与规格 水连接管根数与规格 汽水引出管根数与规格
n-φ×s n-φ×s n-φ×s 前、后水冷壁 2×109-φ60×5 侧水冷壁 2×88-φ51×5 水冷屏 3×26-φ60×5 2×6-φ159×12 2×3-φ159×12 3×1-φ219×16 12-φ159×12
2×3-φ168×12 3×2-φ159×12 105J-SM1(A) 锅炉说明书 第 6 页 共 26 页
下降管根数与规格 水连接管与上升管截面之比 引出管与上升管截面之比 n-φ×s % % 2-φ426×30 0.401 0.401 0.42 0.37 0.538 0.561 水冷壁、集箱、连接管的材料均为20G/GB5310。
为了运行、检修需要;水冷壁上设置了人孔、看火孔、温度测点、炉膛压力测量孔,水冷壁顶部设置了6只检修绳孔。
整个水冷壁重量由水冷壁上集箱的吊杆装置悬吊在顶板上,锅炉运行时水冷壁向下热膨胀,最大膨胀量157mm。 2. 高效蜗壳式汽冷旋风分离器
(1) 分离器是循环流化床锅炉的重要组成部件,本锅炉采用的是中科院工程
热物理研究所的高效蜗壳式汽冷旋风分离器专利技术,在炉膛出口并列布置两只汽冷旋风分离器,分离器直径Ф4400mm,用Ф38×6的管子和鳍片组成膜式壁作为旋风分离器的外壳,并采用蜗壳进口的方式形成结构独特的旋风分离器。具有分离效率高和强化燃烧的优点。旋风分离器将被烟气夹带离开炉膛的物料分离下来。通过返料口返回炉膛,烟气则流向尾部对流受热面。整个物料分离和返料回路的工作温度为950℃左右。
(2) 包覆分离器的汽冷受热面能够有效吸收物料后燃所产生的热量,防止返
料器内高温结焦,扩大煤种的适应性,同时由于耐火层薄还可以缩短锅炉的启动时间。
(3) 分离器内表面焊有密排抓钉,并浇注一层60mm厚的特种耐磨可塑料,
使整个分离器的内表面得到保护,从而使分离器具有较长的使用寿命。 (4) 分离器出口管采用高温耐热合金制造,材质为0Cr25Ni20。 (5) 分离器入口开设检修门,并保证其密封性。
(6) 返料器和立管内设有热电偶插孔及观察窗,以监视物料流动情况。 (7) 汽冷旋风分离器做为过热器受热面的一部分。 3. 锅筒及锅筒内部设备
锅筒内径Ф1600mm,厚度为90mm,封头厚度为90mm,筒身长约14000mm,全长约 15800 mm,材料为P355GH(19Mn6)。
锅筒正常水位在锅筒中心线以下180mm,最高水位和最低水位离正常水位
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各50mm。
锅筒内采用单段蒸发系统布置有旋风分离器、清洗孔板和顶部百叶窗等内部设备。
锅筒给水管座采用套管结构,避免进入锅筒的给水与温度较高的锅筒壁直接接触,降低锅筒壁温温差与热应力。
锅筒内装有52只直径为Ф315mm的旋风分离器,分前后两排沿锅筒筒身全长布置,汽水混合物采用分集箱式系统引入旋风分离器。每只旋风分离器平均负荷为5吨/时。
汽水混合物切向进入旋风分离器,进行一次分离,汽水分离后蒸汽向上流动经旋风分离器顶部的梯形波形板分离器,进入锅筒的汽空间进行重力分离,然后蒸汽通过清洗孔板以降低蒸汽中携带的盐份和硅酸根含量,经过清洗后的蒸汽再经过顶部百叶窗和多孔板又进行二次汽水分离,最后通过锅筒顶部饱和蒸汽引出管进入过热器系统。清洗水量取百分之百的锅筒给水,清洗后的水进入锅筒的水空间。
为防止大口径下降管入口产生旋涡和造成下降管带汽,在下降管入口处装有栅格及十字板。
此外,为保证良好的蒸汽品质,在锅筒内装有磷酸盐加药管和连续排污管为防止锅筒满水,还装有紧急放水管。
锅筒上设有上下壁温的测量点,在锅炉启动点火升压过程中,锅筒上下壁温差允许最大不得超过50℃。同样,启动前锅炉上水时为避免锅筒产生较大的热应力,进水温度不得超过70℃,并且上水速度不能太快,尤其在进水初期更应缓慢。
锅筒采用两个U型曲链片吊架,悬吊在顶板梁下,吊点对称布置在锅筒两端,相距8770 mm。 4. 燃烧设备
燃烧设备主要有给煤装置、布风装置、排渣装置、给石灰石装置、布风装置和点火系统及返料回灰系统。
(1) 给煤装置
给煤装置为4台给煤机。本台锅炉的给煤机由业主采购。由于给煤机是锅炉最重要的辅机设备之一,直接影响到锅炉的正常运行,因此在选型时,要给
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予足够的重视。
给煤机与落煤管通过膨胀节相连,解决给煤机与炉膛水冷壁之间的膨胀差(膨胀值140mm)。给煤装置的给煤量能够满足在二台给煤装置故障时,其余2台给煤装置仍能保证锅炉100%额定出力。一定粒度的燃煤经给煤机进入布置在前墙的四根400×400间距约为2m的落煤管,落煤管上端有送煤风,下端靠近水冷壁处有播煤风,给煤借助自身重力和引入的送煤风沿着落煤管滑落到下端距布风板1.8m处进入炉膛。给煤量通过改变给煤机的转速来调整,给煤机内通入一次冷风作为密封风,由于给煤管内为正压(约有5000Pa的正压),给煤机必须具有可靠的密封性,给煤机上应另外设置密封风,皮带采用耐高温型。
播煤风管连接在每个落煤管的端口,并应配备风门以控制入口风量。 (2)布风装置
风室由向前弯的后水冷壁及两侧水冷壁组成,风室内浇注100mm厚的中质保温混凝土。防止点火时鳍片超温,并降低风室内的水冷度。
燃烧室一次风从左右两侧风道引入风室。风室与炉膛被布风板相隔,布风板系水冷壁与扁钢焊制而成,布风板的横断面为8770×3000,其上均匀布置有风帽。一次风通过这些风帽均匀进入炉膛,流化床料。风帽采用耐磨耐高温合金,风帽横向纵向节距均为160 mm。为了保护布风板,布风板上的耐火浇注料厚度为150 mm。
(3)排渣装置
煤燃烧后的灰分别以底渣形式从炉膛底部排出和以飞灰形式从尾部排出。煤的种类、粒度和成灰特性等会影响底渣和飞灰所占份额。就本锅炉设计煤种和粒度要求而言,按底渣占总灰量的50%及粒度0.1~10mm、飞灰占总灰量的50%及粒度0~0.1mm来设计。
底渣从水冷布风板上的三根φ219水冷放渣管排出炉膛,接3台冷渣机,每台冷渣机按6t/h冷渣量配置,水冷放渣管中的水参与锅炉水循环,不需另接冷却水源。运行时2用一备,渣量较大必要时全开。
底渣通过冷却输送装置,可实现连续排渣。出渣量以维持合适的风室压力为准。通常运行时的风室压力为~9500Pa。一般来讲定期排渣的大渣含碳量较低,能小于1.5%,而连续排渣的大渣含碳量会有所升高。
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(4)给石灰石
本台锅炉按添加石灰石脱硫设计,石灰石通过气力输送经二次风口送入炉膛或落煤管下部播煤风口进入炉膛。脱硫的石灰石耗量每小时最大1.99吨,按钙硫比2.5计算。脱硫效率≥90%。
(5)二次风装置
二次风通过分布在炉膛前后墙上的二次风管喷嘴分别送入炉膛下部不同高度的空间。喷口风速 >70m/s。运行时二次风压一般不小于7000Pa.
为了精确控制风量组织燃烧,一、二次风总管上均应由设计院设计电动风门及测风装置。
(6)床下点火燃烧器
两台床下点火燃烧器并列布置在炉膛水冷风室后侧。由点火油枪、高能电子点火器及火检装置组成。点火油枪为机械雾化,燃料为0#轻柴油。每支油枪出力1060kg/h,油压2.5Mpa,油枪所需助燃空气为一次风。空气和油燃烧后形成850℃左右的热烟气。从水冷风室上的布风板均匀送入炉膛。为了便于了解油枪点火情况,点火燃烧器设有观察孔。本台锅炉能满足程控点火要求,并有火检装置,其中火检探头的冷却采用仪表风(压缩空气)吹扫。
点火用油量及风量:
点火油枪油压: 2.5MPa 每只油枪喷油量: Q=1060Kg/h 点火总风量 67840m3/h 其中混合风 25440m3/h
点火启动时,风室内温度监视采用直读式数字温度计,冷态启动时间一般6小时。
锅炉冷态启动顺序如下:首先在流化床内加装启动惰性床料,粒径0~5mm,并且使床料保持在微流化状态,启动高能点火器,把油点燃,850℃左右的热烟气通过水冷布风板进入流化床,加热床料。床料在流化状态下升至550℃以上,维持稳定后开始投煤。可先断续少量给煤,当床料温度持续上升后,加大给煤量并连续给煤直到锅炉启动完毕。
(7)返料回灰系统