国电双鸭山发电有限公司2×600MW机组超临界直流锅炉说明书
3” X 8” 32.18 571 321 过热器出口安全阀#5 1743WF 3” X 8” 32.18 571 321 过热器出口安全阀#6 1743WF 过热器出口安全阀总排量: 1645 t/h ( 86.52%) 过热器出口PCV阀及安全阀总排量: 1968 t/h (103.49%)
过热器进、出口集箱之间的所有连接管道均为两端引入、引出,并进行左右交叉,确保蒸汽流量在各级受热面中的均匀分配,避免热偏差的发生。
过热器系统设置两级喷水减温器,每级减温器均为2只。喷水减温器采用笛型管结构,筒身内设置套筒,减温器总长度为5m。在BMCR工况下,过热器减温水的设计流量为6%BMCR,两级减温器的喷水量均为3%BMCR。从给水操纵台后给水管道抽出的过热器减温水总管规格为φ273×33、SA-106C,然后其在炉前标高66.5m的减温水操纵台处分成四路φ108×13、SA-106C减温水支管,支管将减温水引到减温器中。过热器减温水管路的最大设计通流量按12%BMCR。在减温水操纵台处,每路支管上均装设有一只流量测量元件、一只电动截止阀、一只电动调节阀和一只手动截止阀。为保证喷水减温后的汽温高于饱和温度,10%BMCR负荷下,二级喷水电动截止阀闭锁,减温水不能投用,20%BMCR负荷下,一级喷水电动截止阀闭锁,减温水不能投用。 8.6. 再热器
再热器分为低温再热器和高温再热器两段。
从汽轮机高压缸做功后的蒸汽进入到再热蒸汽冷段管道。在锅炉构架内,锅炉两侧各布置一根φ762×20、SA-106C的再热器冷段管道,与尾部双烟道前部烟道中标高46.626m处的φ762×45、SA-106C低温再热器入口集箱连接。
在两根再热器冷段管道上各布置一只事故喷水减温器,减温器筒身规格和材质与管道相同。再热器喷水水源取自锅炉给水泵中间抽头,减温水总管的规格为φ76×8.5MWT。再热器减温水操纵台布置在炉左标高33.6m平台,总管在此分成两路φ76×8.5MWT的支管路与再热器减温器连接。在每根支管上布置有电动截止阀、流量测量装置、手动截止阀和电动调节阀。再热器减温水管路的最大设计通流量为BMCR工况下再热汽流量的4.5%。在50%BMCR负荷下,再热器减温水管路上的电动截止阀闭锁,减温水不能投用。
低温再热器由三段水平管组和一段立式管组组成。上、中、下部水平再热器沿炉宽布置190片、横向节距为115mm,每片管组由5根管子绕成。下、中部管组的管子规格为φ63.5×4MWT、材料为SA-210C,上部的管子规格为φ57×4MWT、材料为15CrMoG。
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立式低温再热器的片数变为95片,横向节距为230mm,纵向节距为79mm,每片管组由10根管子组成,管子规格为φ57×4MWT、材料15CrMoG。
高温再热器布置于水平烟道内,与立式低温再热器直接连接,采用逆顺混合换热布置。高温再热器沿炉宽排列95片,横向节距为230mm,每片管组采用10根管,入口段管子为φ57×4MWT、材料为12Cr1MoVG,中间段管子为φ51×4MWT、材料为SA-213 T91,出口段的前6根管子为φ51×4MWT、材料为SA-213 TP347H,后4根管子与中间段相同。除一片高温再热器管组出口段与一根出口集箱相接外,其余管组均为两片与一根出口集箱相连接。高温再热器出口集箱的规格为φ273×30、SA-335 P91,共48根。每根出口集箱引出一根φ219×18的连接管与φ864×55、SA-335 P91的高温再热器出口汇集集箱相接。高再出口汇集集箱两端各引出一根φ864×40、SA-335 P91的再热器热段管道将高温再热蒸汽送往汽轮机中压缸。每根管道上装设4只弹簧安全阀。安全阀全部布置于再热器出口,当安全阀动作时,可保证有全部流量的再热蒸汽来冷却再热器受热面管,使得再热器受到充分的保护。
整定压力 温度 排放量 MPag t/h ℃ 6”X8” 1705RWF 5.06 569 187 再热器出口安全阀#1 5.06 569 187 再热器出口安全阀#2 6”X8” 1705RWF 5.14 569 190 再热器出口安全阀#3 6”X8” 1705RWF 5.14 569 190 再热器出口安全阀#4 6”X8” 1705RWF 5.22 569 193 再热器出口安全阀#5 6”X8” 1705RWF 5.22 569 233 再热器出口安全阀#6 6”X8” 1705RRWF 5.22 569 233 再热器出口安全阀#7 6”X8” 1705RRWF 5.22 569 233 再热器出口安全阀#8 6”X8” 1705RRWF 再热器出口安全阀总排量: 1649 t/h (102.47%) 安装位置 阀门规格 阀 门型 号 9 热结构
锅炉的全部受压元件均采用悬吊结构,在正常运行工况下管子加扁钢焊接成的密封膜式壁炉膛和后烟道难以承受外界自然风力、地震、自重和附加负载、炉内负压、爆燃或脉动等荷载及运行中的各向膨胀,尤其在爆燃的非正常工况下还会受到更高的冲击压力。为保证受压元件管墙不被破坏、使锅炉有序膨胀、良好密封和荷载正确传递,故必须设计完整的锅炉本体框架(Boiler Framing)。锅炉本体框架主要是由刚性梁系统组成,但对于采用螺旋水冷壁的直流锅炉还需设置张力板来悬吊螺旋水冷壁,并将与其连接的刚性梁系统及风箱的荷载传递到上部垂直水冷壁。
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张力板和刚性梁等结构件不仅承受受压件的荷载和各种附加荷载,也因与受热元件的接触而接受热量的传递,因此称之为热结构。 9.1. 张力板系统
倾斜布置的螺旋水冷壁管承载能力弱,因此需在其管壁外侧设置焊接张力板来进行其自身重量和附加荷载的悬吊。
螺旋水冷壁前、后墙各布置11条张力板,两侧墙各布置8条张力板,张力板从冷灰斗下部一直向上延伸到螺旋水冷壁和垂直水冷壁的过渡区。在过渡区张力板变为手掌型的张力板,然后与焊接于垂直水冷壁管屏鳍片上的手指型连接板连接,将荷载传递到上部水冷壁。
每条张力板实际上是由两根平行的钢板组成的,间距为50mm,每根钢板的内侧与焊接于螺旋水冷壁鳍片上的垫块(槽型钢)进行焊接连接。垫块起到传递荷载和热量的作用,每隔一根管子布置一块,材料为15CrMo。由于前后墙和侧墙的荷载不同,前、后墙的单根张力板宽度为150mm,两侧墙的单根张力板宽度为90mm,厚度均为35mm,材料为15CrMo。螺旋水冷壁前、后墙布置有一层燃烬风喷口和三层煤粉燃烧器喷口,双根张力板在喷口(垂直方向)区域分开成单根张力板绕过并再合成双根张力板。每根张力板间的连接处采用V型全焊透坡口。
张力板的设计和布置不仅考虑了承受的荷载,也考虑了在不同工况下的锅炉启、停过程中管子和张力板间的温差引起管子的热应力、张力板的热应力和因炉膛内的烟气压力而产生的弯曲应力。因此,锅炉在启、停过程中负荷变化率不允许超过锅炉运行说明书中的规定值。 9.2. 刚性梁系统
刚性梁系统的作用如下:
(1)防止由于炉膛爆燃正压、炉内运行负压、送/引风机事故跳闸因素引起炉内压力变化损坏受压管墙,防止燃烧振荡及烟气压力脉动引起炉墙低频震动,造成管墙管子附加低频弯曲疲劳而降低使用寿命。
(2)建立锅炉整体膨胀中心、死点机构和补偿装置,使管墙各部位按设计确定的方向有规律的膨胀,以便进行锅炉管道整体应力分析,避免因膨胀不畅产生附加应力超限而拉裂管墙,影响安全运行。
(3)建立外荷载有序传递导向。锅炉本体周围管道及其他附件所施加的荷载,地
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震力等能通过导向节点正确传递到钢架上,全部悬吊管墙设置合理导向和支承装置,保持平稳无晃动,膨胀时不受阻。
本锅炉上炉膛的垂直水冷壁布置了9层水平刚性梁,即刚性梁LVL1(EL66250)、LVL2(EL63914)、LVL3(EL61578)、LVL4(EL59242)、LVL5(EL56905)、LVL5A(EL54895)、LVL6(EL52884)、LVL7(EL49764)、LVL7A(EL48264)。螺旋水冷壁和冷灰斗共布置了10层水平刚性梁,即LVL8(EL45600)、LVL9(EL42050)、LVL10(EL38250)、LVL11(EL33330)、LVL12(EL28700)、LVL13(EL23690)、LVL14(EL18644)、LVL15(15517)、LVL16(EL12823)和LVL17(EL10123)。尾部烟道包墙和竖井烟道共设置12层水平刚性梁,上5层与上炉膛垂直水冷壁水平刚性梁标高相同,其余7层刚性梁为LVL18(EL54620)、LVL19(EL52120)、LVL20(EL49620)、LVL20a(EL46275、45955)、LVL21(EL44125)、LVL22(EL41875)和LVL22a(EL40860)。水平刚性梁的层间布置有校平装置,此外,在与水平烟道连接的后水两侧和后烟道前包墙的两侧都设置了垂直刚性梁。 水平刚性梁装配形式
? 单独梁:刚性梁为固定连接,它只承受此刚性梁和与之相连的校平装置的自重及所
有外加垂直荷载,它随管墙一起向下膨胀。与之相邻的刚性梁属于另一组,不与之一起向下膨胀,故与之相连的校平装置连接端为固定连接,另一端为滑动连接。 ? 两根梁:一根刚性梁为固定连接,另一个刚性梁为自由连接。自由连接的刚性梁随
固定连接的刚性梁(按固定刚性梁的膨胀量)一起向下膨胀。固定连接的刚性梁同时承受两个刚性梁和校平装置的自重和所有外加垂直荷载,故校平装置两端均为固定连接。
? 三根梁:三根刚性梁中有一根为固定连接,另外两根刚性梁为自由连接。自由连接
的刚性梁随固定刚性梁一起按固定刚性梁的膨胀量向下膨胀。固定连接的刚性梁同时承受此三根刚性梁和与之相连的校平装置的自重和所有外加垂直荷载,故两根校平装置与刚性梁连接均为固定连接。 垂直管屏水平刚性梁结构
内绑带通过内绑带固定夹中的销与管墙连接起来。内绑带固定夹通常只与鳍片相焊,不与管子相焊。内绑带通过立板用刚性梁固定夹将刚性梁与立板连接起来,刚性梁内翼缘与刚性梁固定夹内翼缘留有1.6mm的间隙,以保证刚性梁与管墙可以相对滑动。内绑带固定夹与内绑带边缘之间留13mm间隙,销在内绑带固定夹内允许垂直方
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向移动。
刚性梁固定夹与刚性梁边缘要留有一定的间隙以满足不同的垂直膨胀量。刚性梁固定夹与刚性梁内翼缘之间有一定的间隙用临时垫片在厂内固定在膨胀间隙的位置,在安装过程中保留,这些临时垫片在安装保温之前撤掉。
角部用一短内绑带与主内绑带交迭相焊,再通过销轴、连接板与焊在短内绑带上的角部支撑板连接起来,使其形成一个完整的刚性梁体系。短内绑带宽度比主内绑带小50mm。连接处有一个偏移量,其为膨胀量的一半。
水平刚性梁固定形式(Anchor)有如下三种:
? 刚性梁/内绑带和内绑带/管墙:用于零膨胀点处,即内绑带与衬垫焊接,通过固定
钢板将水平力传到刚性梁上,通过挡块作为约束。这种固定既传递了水平力又限制了刚性梁的膨胀。
? 刚性梁/管墙:用于后烟道侧墙,固定钢板与衬垫相焊,通过固定钢板将水平力传到
刚性梁上。通过挡块为约束,由于刚性梁不与内绑带连接,故只传递水平力,膨胀不受约束。
? 内绑带/管墙:用于小梁的零膨胀点处。 螺旋管屏刚性梁结构
螺旋管屏与垂直管屏的水平刚性梁装配形式相同(即分三种),但其附件及传递荷载原理不同。螺旋管圈承受垂直荷载的能力较差,所以必须加强螺旋管圈的强度,采用焊接张力板来加强,使螺旋管屏和焊在鳍片上的垫块及张力板形成一体,共同将垂直荷载传递到炉膛上部的垂直管屏上。炉膛压力通过大、小连接传至校平装置上,再由校平装置传到水平刚性梁上,刚性梁不直接承受炉膛压力。
大连接:一端与校平装置相焊,另一端用水平放置的”L”耳板与块及张力板相连,以传递炉膛压力,中间用二个连接板与之相连,连接板中两销轴偏移量为该点的膨胀量的一半。在大连接下端用两块垂直放置的”L” 耳板与张力板相连,以承受垂直荷载。
小连接:一端与校平装置相焊,另一端用水平放置的”L” 耳板与块及张力板相连,以传递炉膛压力,中间用二个连接板与之相连,连接板中两销轴偏移量为该点的膨胀量的一半。在小连接下端没有垂直”L” 耳板,故小连接只承受炉膛压力,不承受垂直荷载。
角部结构:角部用手指板与角部块和角部支撑板相连,再通过销轴将连接板与角部支撑板连接起来,使其形成一个完整的刚性梁体系。
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