1、无锡锅炉150吨高温高压循环流化床锅炉说明书要点UG150/9.8M锅 炉 说 明 书嘉兴JSM1(仅供参考) 编 制 校 对 审 核 标 准 审 定中 华 人 民 共 和 国无锡华光锅炉股份有限公司 （无锡锅炉厂）2017年 1 月目 录一、前言 2二、锅炉基本特性 21.主要工作参数 22.设计燃料 33.安装和运行条件 44.锅炉基本尺寸 4三、锅炉结构简述 41.炉膛水冷壁 52.高效蜗壳式汽冷旋风分离器 63.锅筒及锅筒内部设备 74.燃烧设备 85.过热器系统及其调温装置 106. 省煤器117. 空气预热器118. 锅炉范围内管道129. 吹灰装置1210. 密封装置 1211.
2、 炉墙1212. 构架1313膨胀系统 1414锅炉水压试验1415. 锅炉过程监控 14四、 性能说明 16一、 前言我国电站锅炉的燃料主要以化石燃料为主；锅炉燃烧化石燃料所产生的烟气，携带有SO2、NOx、粉尘等有害物质，是我国许多城市雾霾产生的因素之一，为此2012年国家颁布了火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011，要求新建锅炉烟气有害气体排放中SO2100 mg/m3、NOx100 mg/m3；2014年已在全国主要省区逐步推广，并推广到全国。2015年国家又颁布了环保法，以法律的形式，要求产生污染源的企业，污染排放必须符合国家有关排放规定，为此我们无锡华光锅炉股份有限公司，
3、紧跟市场的需求，按照全新的低氮燃烧、低能耗设计理念，设计制造出低排放、低能耗、高可靠性的新型环保循环流化床锅炉，来满足用户最新的要求。由于脱硫剂加大了NOx原始排放量，因此我们希望在锅炉尾部采用烟气脱硫的工艺进行脱硫；我们在返料腿上设置了脱硫剂加入口，作为炉内临时石灰石脱硫之用。二、锅炉基本特性1、主要工作参数额定蒸发量 150 t/h额定蒸汽温度 540 额定蒸汽压力（表压） 9.8 MPa给水温度 215 锅炉排烟温度 137 排污率 1 %空气预热器进风温度 30 锅炉计算热效率 91.5 %锅炉保证热效率 91 %燃料消耗量 24.3 t/h(设计煤种)一次热风温度 175 二次热风温
4、度181 一、二次风量比 50：50循环倍率 20 25灰渣比 7:32、设计燃料（1）煤质分析资料：名 称符 号单 位设计煤种校核煤种煤质分析碳Car%45.1860.47氢Har%2.514.09氧Oar%6.3517.35氮Nar%1.031.25硫Sar%0.680.60全水分Mt%144.34灰分Aar%30.4111.97干燥无灰基挥发分Vdaf%39.5936.85低位发热值Qnet.arkJ/kg1735821748入炉给煤粒度：煤的入炉粒度要求：粒度范围010mm，50%切割粒径d50=2mm。入炉煤粒径分布与锅炉性能密切相关，请按本说明书中的“燃煤粒度（径）分布曲线”执行。
5、研究证明，循环流化床锅炉的流化风量的大小是影响NOx原始排放的因素之一。流化风量越大，NOx原始排放量就越高；反之亦然。而入炉煤的颗粒度的大小又影响流化风量的大小；入炉煤颗粒度d50越大，所需流化风量就越大，反之亦然。因此要求：粒度范围010mm，50%切割粒径d50=2mm，13mm颗料度所占的比例要5%，详见附图。（2）点火及助燃用油采用床下点火，点火及助燃用#0号轻柴油2.9 锅炉给水质量标准 锅炉给水质量标准符合GB12145火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量3、安装和运行条件 地震烈度 4、锅炉基本尺寸炉膛宽度（两侧水冷壁中心线间距离） 8450mm炉膛深度（前后水冷壁中心线间距离）
6、 4130mm锅筒中心线标高 38000mm锅炉顶板标高 42600mm运转层标高 8000mm操作层标高 5200mm锅炉宽度（两侧柱间中心距离） 9900mm 锅炉深度（柱Z1与柱Z4之间距离） 17560mm三、锅炉结构简述锅炉为高温高压，单锅筒横置式，单炉膛，自然循环，全悬吊结构，全钢架型布置。锅炉运转层以上露天，运转层以下封闭，在运转层8m标高设置混凝土平台。炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部是蜗壳式汽冷旋风分离器，尾部竖井烟道布置两级四组对流过热器，过热器下方布置三组省煤器及一、二次风各三组空气预热器。本锅炉采用无锡华光锅炉股份有限公司最新型的低氮燃烧、低能耗循环流化床锅炉技术，结合我公
7、司多年来生产循环流化床锅炉的经验，是无锡华光锅炉股份有限公司开发的第三代循环流化床锅炉产品。在燃烧系统中，给煤机将煤送入落煤管进入炉膛，锅炉燃烧所需空气分别由一、二次风机提供。一次风机送出的空气经一次风空气预热器预热后由左右两侧风道引入点火燃烧器后进入水冷风室，通过水冷布风板上的风帽进入燃烧室；二次风机送出的风经二次风空气预热器预热后，通过分布在炉膛前后墙上的喷口喷入炉膛，补充空气，加强扰动与混合。燃料和空气在炉膛内流化状态下掺混燃烧，并与受热面进行热交换。炉膛内的烟气(携带大量未燃尽碳粒子)在炉膛上部进一步燃烧放热。离开炉膛并夹带大量物料的烟气经蜗壳式汽冷旋风分离器之后，绝大部分物料被分离出
8、来，经返料器返回炉膛，实现循环燃烧。分离后的烟气经转向室、高温过热器、低温过热器、省煤器、一、二次风空气预热器由尾部烟道排出。由于采用了新型低氮燃烧循环流化床技术，通过低床温、低氧量、薄料层、分级送风等运行手段，能显著抑制低烟气中N0x的生成，显著降低鼓风机的厂用电率，因而它更能适合日益严格的国家环保和节能减排的要求。锅炉的水、汽侧流程如下：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、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
9、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8450 mm4130mm，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105-605与 51-605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29.4 m，炉膛烟气截面流速4.6m/s。后水冷壁上部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让出二只返料口。前水冷壁下方有3只加煤口，
10、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二排二次风喷口。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42626集中下降管，通过16根15910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5根分散下降管引入。两侧水冷壁上集箱相应各有4根15910连接管引至锅筒，前后墙水冷壁上集箱有10根15910引出。炉膛内设有2片水冷屏，由锅筒底部水空间2根21916的下降管分别引入水冷屏，经过水冷屏后，再有4根15910的引出进入锅筒。水冷壁系统的集箱除前后上集箱合并成325的集箱外，其余均为21925。 炉膛水
11、冷壁回路特性表：回 路前、后水冷壁侧水冷壁水冷屏上升管根数与规格n-s2105-605251-605216-605水连接管根数与规格n-s25-1591023-15910/汽水引出管根数与规格n-s10-1591024-1591022-15910下降管根数与规格n-s2-426262-21916水连接管与上升管截面之比0.370.450.87引出管与上升管截面之比0.370.60.91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4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
12、运行时水冷壁向下热膨胀，最大膨胀量131mm。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，在炉膛出口布置两只汽冷旋风分离器，分离器直径3600mm，用345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850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
13、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16Cr25Ni20Si2。 （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1600mm，厚度为90mm，封头厚度为90mm，筒身长约9000mm，全长约 10860 mm，材料为P355GH。锅筒正常水
14、位在锅筒中心线以下180mm，最高水位和最低水位离正常水位各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30只直径为315mm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
15、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。锅筒采用两个吊架，悬吊在顶板梁下，吊点对称布置在锅筒两端。4. 燃烧设备燃
16、烧设备主要有给煤装置、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）给煤装置本锅炉给煤机由用户自理。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120mm)。给煤装置的给煤量应能够满足在一台给煤装置故障时，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三根400250间距为2.04m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在距布风板1350mm处进入炉膛。给煤量通过改变给煤机的转速来调整，给煤机内通入一次风冷风作为密封风，由于给煤管内为正压（约有
17、5000Pa的正压），给煤机必须具有良好的密封，故应在给煤机上设置密封风。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通过点火装置引入风室。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83301900，其上均匀布置风帽。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铸钢，风帽横向节距为160 mm，纵向节距为170 mm。为了保护布风板，布风板上的耐火浇注料厚度为150 mm。（
18、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30%、飞灰占总灰量的70%。 底渣从水冷布风板上的两根219水冷放渣管排出炉膛，放渣管可接冷渣机，每台冷渣机按3t/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。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55007500Pa。一般来讲定期排渣的大渣含碳量较低，能小于1%，而连续排渣的大渣含碳量会有所升高。（4）给石灰石本台锅炉按添加石灰石脱硫设计，石灰
19、石通过气力输送经二次风口送入炉膛。脱硫的石灰石耗量每小时835Kg，按钙硫比2.2计算。脱硫效率为85%。锅炉炉内脱硫仅作为临时脱硫措施使用，建议用户使用尾部脱硫。（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 50m/s。运行时二次风压一般为50006500Pa为了精确控制风量组织燃烧，降低NOx原始排放量，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600kg/h，工作油压2
20、.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。点火用油量及风量：油枪工作油压： 2.5MPa每只油枪喷油量： Q=600Kg/h点火总风量 38100Nm3/h其中混合风 23300Nm3/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05mm，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
21、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 旋风分离器下接有返料器，均由钢外壳与耐火材料衬里组成，耐火材料分内、外二层结构，里层为高强度耐磨浇注料，外层为保温浇注料。返料器内的松动风与返料风采用高压冷风，由小风帽送入，松动风与返料风的风帽开孔数量有差别，返料风大，松动风小，并采用分风室送风。小风帽的材质为ZG16Cr25Ni20Si2，入口风管母管上要装设流量计、压力计和风量调节阀门。冷态起动总风量900Nm3/h，其中上升段总风量360 Nm3/h，水平段总风量360 Nm3/h，下降段总风量180 Nm3/h。返料器的布风板还设有一
22、根1084放灰管。5. 过热器系统及其调温装置锅炉采用辐射和对流相结合，并配以二级喷水减温器的过热器系统。饱和蒸汽从锅筒由6根13310的管子引至旋风分离器下环行集箱，蒸汽经膜式壁上行到上环行集箱后引至尾部包墙的两侧上集箱，随后下行，流经两侧过热器包墙。再由转角集箱进入后包墙、顶包墙和前包墙（包墙管均为515），前包墙出口下集箱作为低温过热器入口集箱，低温过热器384.5光管顺列布置。为减少磨损，一方面控制烟速，另一方面加盖防磨盖板。过热蒸汽从低温过热器出来后，经连接管进入一级喷水减温器进行粗调，减温可以通过调节减温水量来实现。过热蒸汽经一级减温后进入屏式过热器，屏式过热器布置在炉膛上部，采用
23、426，12Cr1MoVG的管子，wing-wall结构形式，使屏过不会产生磨损，再经连接管交叉后引至二级喷水减温器进行细调，最后经高温过热器加热后引入出口集箱，高温过热器采用384.5，12Cr1MoVG与T91的管子。减温水调节范围控制在减温水设计值的50150%以内。 主蒸汽出口电动闸阀Pw5414V、DN225。 防磨结构上采用如下布置形式：（1） 高、低温过热器管均采用顺列布置，第1排管子加防磨盖板，弯头也有防磨板，防止磨损。（2） 屏式过热器采用膜式过热器，仅受烟气纵向冲刷，在屏式过热器的下部浇注耐磨浇注料，距布风板距离大于10米。屏式过热器处的烟速为4.6m/s。6. 省煤器（1
24、） 尾部竖井烟道中设有三组光管省煤器，均采用324的管子，错列布置，上组横向节距101mm，下两组横向节距为86 mm，具有较好的抗磨性能。省煤器管的材质为20G/GB5310高压锅炉管。（2） 省煤器管束最上排装设防磨盖板，蛇形管弯头与四周墙壁间装设烟气挡板。上组省煤器的平均烟气流速控制在7.8m/s，下两组省煤器的平均烟气流速控制在7.2m/s左右。 （3） 在锅筒和下级省煤器之间设有再循环管道，以确保锅炉在启动过程中省煤器有必要的冷却。（4） 锅炉尾部烟道内的省煤器管组之间，均留有人孔门，以供检修之用。（5） 省煤器出口集箱设有排放空气的管座和阀门，省煤器入口集箱上设有两只串联DN20的
25、放水阀。（6）上下级省煤器之间布置留有足够空间供SCR脱硝设备安装。7. 空气预热器（1） 在省煤器后布置3组空气预热器，分别加热一次风和二次风。采用卧式顺列布置。两组之间均留有800 mm以上的空间，便于检修和更换。（2） 空气预热器管子迎风面前排管子采用423.5的厚壁管。（3） 每级空气预热器及相应的连通箱均采用全焊接的密封框架，以确保空气预热器的严密性。（4） 空气预热器下组采用耐腐蚀的搪瓷管。8. 锅炉范围内管道本锅炉给水操纵台的布置及给水操纵台至省煤器的管路由设计院布置，我公司提供阀门。给水操纵台为两路管道给水。给水通过给水操纵台从锅炉右侧引入省煤器进口集箱。锅筒上装有各种监督、控
26、制装置，如装有两只高读双色水位表，三个低读电接点水位表，三组平衡容器。二只安全阀以及压力表、连续排污管、紧急放水管、加药管、再循环管、自用蒸汽管等管座。定期排污设在集中下降管下端以及各水冷壁下集箱。主汽集箱上装有生火和反冲洗管路，2个安全阀，以及压力表、疏水、放气、旁路等管座。此外，在减温器和主汽集箱上均装有供监测和自控用的热电偶插座。为了监督运行，装设了给水、锅水、饱和蒸汽和过热蒸汽取样装置。在主汽集箱的右端装有电动闸阀，作为主蒸汽出口阀门。9. 吹灰管孔为了清除运行过程中受热面上的积灰，保证锅炉的效率和出力，本锅炉在尾部烟道侧墙上预留了吹灰管孔。10. 密封装置本锅炉的顶棚管及包墙管分别采
27、用605和515的管子与扁钢焊接组装成膜式壁出厂，工地安装时再将各组件拼接在一起构成与炉膛水冷壁一样的全密封型壁面。尾部烟道对流过热器蛇行管穿出处，管子上加护罩与密封罩焊接，以加强密封效果。顶棚管、水冷风室与侧水冷壁之间的密封采用密封填块加焊折板的结构。工地安装时应尽量在地面组装时将密封填块先焊好。分离器与炉膛及尾部烟道之间的联接、屏式过热器穿过炉顶处均采用耐高温非金属膨胀节。返料器下端采用耐高温不锈钢金属膨胀节。11. 炉墙炉膛、汽冷分离器及尾部包墙均采用膜式壁结构，管壁外侧为保温材料并罩上梯形波纹外护板。炉墙上设有人孔门、观察孔和测量孔。炉膛内密相区四周、分离器内、料腿、返料器等磨损严重区
28、域采用敷设高温耐磨浇注料、可塑料、内衬等措施。分离器出口联接烟道、省煤器外采用轻型护板炉墙。炉墙厚度如下：炉膛和包墙管： 200mm顶棚： 200mm分离器出口联接烟道： 350mm省煤器: 240mm12. 构架锅炉为室外布置，锅炉本体采用全钢构架，构架承受以下主要荷载：锅炉前部、中部、尾部的全部悬吊重量，尾部的支撑重量，锅炉本体管道和检修的有效荷载，锅炉房范围内各汽水管道烟风管道、运转层平台的局部荷载，司水小室、炉顶轻型屋盖及炉顶单轨吊的荷载。（1）各承重梁的挠度与本身跨度的比值不超过以下数值：大板梁： 1/850次梁： 1/750一般梁： 1/500空气预热器支撑大梁： 1/1000（2） 平台和扶梯为栅格式，有足够的强度和刚度，运转层大平台的活荷载为8KN/m2；检修平台的活荷载为4KN/m2；其余各层平台的活荷载为2.5KN/m2；扶梯的活荷载2KN/m2，平台宽度1m。护脚板高度100mm，扶梯斜度45，扶梯宽度800 mm。平台、楼梯已按运行和检修需要设置，兼顾到避开锅炉本体管道、烟风道、空气预热器等部件能抽出检修。（3） 锅炉钢结构采用框架式全钢结
