超临界直流锅炉说明书G606.doc

浙江大唐乌沙山发电厂4600MW机组HG-1890/25.4-YM4型锅炉超临界直流锅炉说明书编号：06.1600.009-01编写:校对:审核:审定:批准:哈尔滨锅炉厂有限责任公司二00五年九月II浙江大唐乌沙山发电厂4600MW超临界直流锅炉说明书前 言 本说明书对浙江大唐乌沙山发电厂4600MW超临界直流锅炉主要设计参数、运行条件及各系统部件的规范进行了说明，并介绍了由英国三井巴布科克能源公司进行技术支持的超临界本生直流锅炉的技术特点。 本说明书应结合锅炉图纸，计算书等技术文件参考使用。目 录1.锅炉容量及主要参数12.设计依据22.1燃料22.2点火及助燃油32.3自然条件32.4汽水品质43锅炉运行条件44锅炉设计规范和标准55锅炉性能计算数据表（设计煤种）66锅炉的特点87锅炉整体布置98汽水系统119热结构2210炉顶密封和包覆框架2711烟风系统3212钢结构（冷结构）3213吹灰系统和烟温探针3514锅炉疏水和放气（汽）3615水动力特性37附图:39浙江大唐乌沙山发电厂4600MW机组HG-1890/25.4-YM4型锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进英国三井巴布科克能源公司（MB）的锅炉技术，进行设计、制造的。锅炉为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生（Benson）直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、型布置（见附图01-0104）。锅炉为露天布置。锅炉设计煤种为神府东胜烟煤，校核煤种为大同塔山烟煤。锅炉燃烧器采用30只低NOX轴向旋流燃烧器（LNASB）前后墙布置、对冲燃烧，配有6台HP1003中速磨直吹式制粉系统，B-MCR工况下5台运行，一台备用。锅炉以最大连续负荷(即BMCR工况)为设计参数，在机组电负荷为661.9MW时锅炉的最大连续蒸发量为1890t/h；机组电负荷为600MW(TRL工况)时锅炉的额定蒸发量为1799t/h。1. 锅炉容量及主要参数名 称单位BMCR最大连续蒸发量TRL额定蒸发量过热蒸汽流量t/h18901799过热器出口蒸汽压力MPa(g)25.425.28过热器出口蒸汽温度oC571571再热蒸汽流量t/h16061525再热器进口蒸汽压力MPa(g)4.644.39再热器出口蒸汽压力MPa(g)4.454.21再热器进口蒸汽温度oC319.7313.8再热器出口蒸汽温度oC569569省煤器进口给水温度oC283.7280.1省煤器进口给水压力MPa(g)28.8728.48压力单位中“g”表示表压。“a”表示绝对压力。2. 设计依据2.1 燃料项 目单位设计煤种（神府东胜煤）校核煤种（大同塔山煤）工业分析：收到基全水份Mar%12.014.0(重量比)固有水份Minh%8.49空气干燥基水份Mad%2.01干燥无灰基挥发份Vdaf (可燃基) %36.4433.80收到基灰份Aar%13.011.76收到基低位发热值Qnet.arkj/kg2276024190收到基氢Har%3.623.95收到基碳Car%60.3363.09收到基硫Sar%0.410.45收到基氮Nar%0.700.82收到基氧Oar%9.945.93可磨系数HGI5651灰熔点：变形温度 DT11301500软化温度ST11601500流动温度FT12101500SiO2%36.7148.69Al2O3%13.9935.47Fe2O3%11.365.17CaO%22.923.21MgO%1.280.44K2O%1.230.85Na2O%0.730.34Ti2O%0.72MnO2%0.02SO3%9.302.292.2 点火及助燃油油种：#0轻柴油运动粘度(20时)3.08.0mm2/s实际胶质70mg/100ml酸度10 mgKOH/100ml硫含量0.5%水份痕迹机械杂质无凝固点0闭口闪点不低于65低位发热值Qnet.ar 46158 kJ/kg2.3 自然条件累年平均大气压： 1016.0hPa累年平均气温： 16.9极端最高气温： 38.5 最热月平均最高气温： 31.7极端最低气温： -6.9累年平均相对湿度： 79累年最小相对湿度： 12累年平均水汽压： 17.4hPa累年平均年降水量： 1534.5mm累年最大一日降水量： 244.1mm 累年最大1小时降水量： 93mm累年最长连续降水日数：22d，相应过程降水量203.2mm累年平均年蒸发量： 1412.1mm累年平均年雷暴日数： 31.1d最多年雷暴日数： 46d历年最大积雪深度： 10cm 多年平均风速： 4.57 m/s历年最大风速： 26 m/s风向：NW (1974.8.19)全年主导风向： NW (15)地震烈度 6度主厂房零米海拔高度 +2.5m场地土类别 III类2.4 汽水品质1） 锅炉给水质量标准总硬度0mol/l溶解氧(化水处理后)30150g/l铁10g/l铜5g/l钠5g/l二氧化硅15g/l油0mg/lPH值8.09.0电导率250.2S/cm2） 蒸汽品质钠5g/kg二氧化硅15g/kg电导率250.20S/cm铁10g/kg铜5g/kg3 锅炉运行条件锅炉运行方式：带基本负荷，并参与调峰，采用定滑定运行方式。制粉系统：采用中速磨直吹式制粉系统，每台炉配6台HP1003型磨煤机，煤粉细度按R90为18.38%。在B-MCR工况下5台运行，一台备用。每台磨煤机供布置于前(或后墙)一层的LNASB燃烧器，燃烧器喷口数量与磨煤机数量相匹配，前后墙各3层(共6层LNASB型燃烧器)，每层布置5只。在煤粉燃烧器的上方前后墙各布置1层燃尽风，每层有5只风口。给水调节：机组配置250%B-MCR调速汽动给水泵和一台30% B-MCR容量的电动调速给水泵。汽轮机旁路系统：40 %容量两级串联旁路。空气预热器进风：一次风无进风加热装置，二次风系统设置有热风再循环。热风再循环在低负荷及冬季运行工况时投运。4 锅炉设计规范和标准4.1 设计执行的标准：AISC美国钢结构学会标准AISI美国钢铁学会标准ASME美国机械工程师学会标准锅炉及压力容器规范第I、II、V、VII、VIII、IX卷。ASME B31.1美国机械工程师学会压力管道规范动力管道ASME PTC美国机械工程师学会动力试验规程ASTM美国材料试验标准AWS美国焊接学会EPA美国环境保护署HEI热交换学会标准NSPS美国新电厂性能(环保)标准IEC国际电工委员会标准IEEE国际电气电子工程师学会标准ISO国际标准化组织标准NERC北美电气可靠性协会NFPA美国防火保护协会标准多燃烧器锅炉炉膛防爆/内爆标准PFI美国管子制造商协会标准SSPC美国钢结构油漆委员会标准DIN德国工业标准BS英国标准JIS日本标准GB中国国家标准SD(原)水利电力部标准DL电力行业标准JB机械部(行业)标准DL-T831-2002大容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型导则 DL/T820-2002管道焊接接头超声波检验技术规程4.2 设计制造的设备满足下列规程的有关规定：火力发电厂基本建设工程起动及竣工验收规程1996版火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程DL5053-1996电力建设施工及验收技术规范(锅炉机组篇)DL/T5047-95火电工程起动调试工作规定电力工业锅炉压力容器监察规程DL612-1996劳动部蒸汽锅炉安全技术监察规程1996版(与电力部电力工业锅炉压力容器监察规程有矛盾者，以电力部的为准)原能源部防止火电厂锅炉四管爆漏技术守则1992版火力发电厂设计技术规程DL5000-2000劳动部压力容器安全技术监察规程1999版火力发电厂燃煤电站锅炉的热工检测控制技术导则DL/T589-1996水管锅炉受压元件强度计算GB9222-88钢结构设计规范GBJ17-885 锅炉性能计算数据表（设计煤种）名 称单位负 荷 工 况BMCRTRL75%THA过热器出口蒸汽流量t/h189017991215.4过热器出口压力MPa.g25.425.2819.62过热器出口温度571571571过热器系统压降MPa1.781.641.08过热蒸汽温度控制负荷%BMCR35100再热器出口蒸汽流量t/h160615251059再热器进口压力MPa.g4.644.393.06再热器出口压力MPa.g4.454.212.94再热器进口温度319.7313.8307.1再热器出口温度569569569再热器系统压降MPa.g0.190.180.12再热蒸汽温度控制负荷%BMCR50100给水压力MPa.g28.8728.4821.78给水温度283.7280.1257.4预热器进口烟气温度362355323预热器出口排烟温度（修正前）124.3121.0109.3预热器出口排烟温度（修正后）119.4116.0104.3预热器进口一/二次风温20/2020/2020/36.4预热器出口一/二次风温294.3/318.1289.9/312.8271.6/287.6省煤器出口过量空气系数1.191.191.26燃煤耗量t/h235.29225.76162.08锅炉计算热效率（按低位热值）%93.9094.0894.206 锅炉的特点6.1 技术特点本锅炉是采用三井巴布科克能源公司的引进技术设计、制造的超临界燃煤本生直流锅炉。1951年三井巴布科克从西门子公司获得了本生直流锅炉的技术许可证，并于1960年设计、制造了第一台超临界本生直流锅炉。经过半个世纪的发展和研究，其超临界锅炉已在中国、英国、比利时、菲律宾、丹麦、荷兰、芬兰、日本等国家投入使用，可适用于各种变压工况运行，具有较高的锅炉效率和可靠性。其技术特点如下：1）良好的变压、备用和再启动性能锅炉下部炉膛水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，在各种负荷下均有足够的冷却能力，并能有效地补偿沿炉膛周界上的热偏差，水动力特性稳定；采用多只启动分离器，壁厚较薄，温度变化时热应力小，适合于滑压运行，提高了机组的效率，延长了汽机的寿命。2）燃烧稳定、温度场均匀的墙式燃烧系统墙式燃烧系统的旋流燃烧器具有自稳燃能力和较大的调节比，在炉膛中布置的节距较大，相邻的燃烧器之间不需要相互支持；墙式燃烧系统的燃烧器布置为对称方式，沿炉膛宽度方向的热量输入均匀分布，因而在上炉膛及水平烟道的过热器、再热器区域的烟气温度也更加均匀，避免高温区受压元件的蠕变和腐蚀，有效抑制结渣。3）经济、高效的低NOX轴向旋流燃烧器（LNASB）三井巴布科克公司低NOX轴向旋流燃烧器（LNASB）已有2000多只在全球各地使用，其不仅能够高效、稳定地燃烧世界各地的多种燃煤，而且已经作为一种经济实用的手段来满足日益严格的降低NOX排放的需要。4）高可靠性的运行性能三井巴布科克有丰富的变压运行本生直流锅炉设计、制造经验，在燃烧等方面的研究和应用上进行了大量工作，并对已投运的机组积累了大量的调试和研究数据。本工程的炉型为三井巴布科克公司标准化的典型设计，具有成熟的设计和制造经验，机组的可用率和可靠性高，能满足用户的各种技术要求。6.2 结构特点1）本锅炉中、下部水冷壁采用螺旋管圈，上部水冷壁采用一次上升垂直管屏，二者之间用过渡集箱连接。螺旋管圈的同一管带中的各管子以相同方式从下到上绕过炉膛的角隅部分和中间部分，水冷壁吸热均匀，管间热偏差小，使得水冷壁出口的介质温度和金属温度非常均匀。因此，螺旋管圈水冷壁更能适应炉内燃烧工况的变化。2）在螺旋管圈水冷壁部分采用可膨胀的带焊接式张力板垂直刚性梁系统，下部炉膛和冷灰斗的荷载传递给上部垂直水冷壁，保证锅炉炉膛自由向下膨胀。3）布置于上炉膛的屏式过热器采用膜式管屏末端技术，使管屏平整防止结焦、挂渣。4）省煤器为H型鳍片管省煤器，传热效率高，受热面管组布置紧凑，烟气侧和工质侧流动阻力小，耐磨损，防堵灰，部件的使用寿命长。5）燃烧器喉口设计采用水冷壁让管加强喉口冷却，并采用高导热性的、光滑的碳化硅砖敷设喉口表面，以降低燃烧器喉部耐火层表面温度，抑制燃烧器区域的结焦。6）高温受热面采用小集箱和短管接头的结构型式，集箱口径小，壁厚薄，降低了热应力和疲劳应力，提高了运行的可靠性。7）锅炉尾部采用双烟道，根据再热汽温的需要，调节省煤器出口烟道的烟气挡板来改变流过低温再热器和低温过热器的烟气量分配，从而实现再热汽温调节。烟气调温挡板为垂直布置，轴向受力，不易变形、卡涩，动作灵活。7 锅炉整体布置本锅炉采用型布置、单炉膛、尾部双烟道、全钢架、悬吊结构、露天布置、燃烧器前后墙布置、对冲燃烧。炉膛断面尺寸为22.1873m（宽）、15.6323m（深），水平烟道深度为5.3224m，尾部前烟道深度为4.830m，尾部后烟道深度为8.280m，水冷壁下集箱标高为8.0m，顶棚管标高为66.550m。锅炉的汽水流程以内置式启动分离器为界设计成双流程，从冷灰斗进口一直到标高46.459m的中间混合集箱之间为螺旋管圈水冷壁，再连接至炉膛上部的水冷壁垂直管屏和后水冷壁吊挂管，然后经下降管引入折焰角、水平烟道底包墙和水平烟道侧墙，再引入汽水分离器。从汽水分离器出来的蒸汽引至顶棚和包墙系统，再进入低温过热器中，然后再流经屏式过热器和末级过热器。再热器分为低温再热器和高温再热器两段布置，中间无集箱连接，低温再热器布置于尾部双烟道中的前部烟道，高温再热器布置于水平烟道中逆、顺流混合与烟气换热。水冷壁为全膜式焊接水冷壁，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管屏，上部水冷壁为垂直管屏，螺旋管屏和垂直管屏的过渡点在标高46.659m处，转换比为1:3。从炉膛出口至锅炉尾部，烟气依次流经上炉膛的屏式过热器、折焰角上方的末级过热器、水平烟道中的高温再热器，然后至尾部烟道中烟气分两路：一路流经前部烟道中的立式和水平低温再热器、省煤器，另一路流经后部烟道的低温过热器、省煤器，最后进入下方的两台三分仓回转式空气预热器。锅炉的启动系统为带再循环泵式启动系统，内置式启动分离器布置在锅炉的前部上方，其进口为水平烟道侧墙出口和水平烟道对流管束出口连接管，下部与贮水箱相连。在直流负荷（30%BMCR）以下，汽水混合物在启动分离器中分离，蒸汽从分离器顶部引出到顶棚包墙和过热器中，水经分离器进入贮水箱中。当贮水箱中的水位在正常范围内，水经再循环泵排入到省煤器入口的主给水管道中，进行再循环；当水位高于正常水位时，通过打开溢流管的调节阀将水排至疏水扩容器中。过热器采用两级喷水减温器，一级减温器布置在低温过热器和屏式过热器之间，二级减温器布置在屏式过热器和末级过热器之间，每级两点。再热蒸汽采用尾部烟气挡板调温，并在再热器入口管道备有事故喷水减温器。制粉系统采用HP1003中速磨煤机直吹系统，每炉配6台磨煤机，在5台磨煤机运行时能带额定负荷（BRL工况）。每台磨煤机供布置于前、后墙同一层的LNASB燃烧器，前后墙各3层，每层布置5只。在煤粉燃烧器的上方前、后墙各布置1层燃烬风，每层有5只风口。锅炉布置有98只炉膛吹灰器、56只长伸缩式吹灰器、8只半伸缩式吹灰器，每台空气预热器也配有2只伸缩式吹灰器，吹灰器由程序控制。炉膛出口两侧各装设一只烟气温度探针，双侧设置炉膛监视闭路电视系统的摄像头用于监视炉膛燃烧状况。每台锅炉配置两台豪顿华工程公司设计制造的三分仓空气预热器，空气预热器的型号为：31 VNT 1800+150。锅炉除渣采用刮板捞渣机机械除渣装置，装于炉膛冷灰斗下部。8 汽水系统（汽水流程图见附图01-0510）8.1. 给水管道在给水操纵台上的主给水管道上布置有一只20”电动闸阀和一只止回阀，电动闸阀并联有一只8”调节阀，通流能力为30%BMCR，与锅炉的最低直流负荷（本生负荷）相匹配。此调节阀主要用于锅炉启动阶段在未达到直流负荷之前的给水调节。当主给水闸阀全开后，调节阀关闭。阀门在关闭时仍有3%BMCR的通流量，保证省煤器和水冷壁在任何情况下均有适当的冷却。在给水操纵台后的主给水管道上依次有过热器减温水总管、贮水箱过冷管和省煤器再循环管路的接头和一只用于测量再循环流量的长颈喷嘴。长颈喷嘴用来测量进入省煤器中给水和再循环的总流量，这个流量一直等于或大于本生流量（30%BMCR），因此测量的精度可以得到保证。这样，本生流量的测量来自一个单独的流量测量装置，而没有必要将来自两个流量测量装置（给水流量和再循环流量）的信号相加，测量和控制方法简单。此外，在锅炉启动初期，给水流量很小，测量的给水流量精确性差。8.2. 省煤器及出口连接管在尾部的前、后烟道内低温再热器和低温过热器下均布置有省煤器管组。省煤器采用H型双肋片管。肋片间节距均为25mm，基管规格为44.5mm6mm，材质为 SA210C；肋片尺寸为3mm90mm195mm，材质为酸洗碳钢板。低温过热器出口烟道省煤器采用顺列布置的结构形式，纵向节距为100mm，纵向排数为16排，管组高度为1500mm；横向节距为104mm，横向排数为212排，管组宽度为21944mm；管组有效深度为7630mm。低温再热器出口烟道省煤器采用顺列布置的结构形式，纵向节距为100mm，纵向排数为12排，管组高度为1100mm；横向节距为104mm，横向排数为212排，管组宽度为21944mm；管组有效深度为4095mm。两组省煤器均采用悬吊结构的方式来支吊省煤器，每组吊板悬吊在省煤器出口集箱下，分别悬挂两排省煤器管束。吊板采用16mm厚的钢板，材料为12Cr1MoV。在吹灰器工作范围内省煤器管布置防吹损的护板。两组省煤器连接出口集箱的管束，均加装瓦形防磨罩，其材料为1Cr6Si2Mo，厚度为3mm；两组省煤器的最上排均加装梳形防磨罩，其材料为SUS304，厚度为1.5mm。两组省煤器管组与烟道前后墙及两侧墙间均布置烟气阻流隔板，隔板材料为12Cr1MoV，厚度为6mm。每组省煤器管组均有两只273mm50mm、材料为SA-106C的出口集箱，每只集箱上引出95根再热器侧吊挂管为51mm10mm、材料15CrMoG；过热器侧吊挂管为57mm13mm、材料15CrMoG。前后烟道中的4排悬吊管不仅承担省煤器管组的重量，其从下至上穿过尾部烟道，还用以吊挂水平低温受热面管组低温再热器和低温过热器，并穿过后烟道顶棚管与各自的悬吊管出口集箱连接。悬吊管出口集箱均设有放气管，然后合并成一根76mm8.5MWTmm的放气总管与分离器入口的一根引入管相连接。总管上设置有一只电动截止阀。当任何燃烧器点火时此阀门关闭，当炉膛内无火焰时此阀门立即打开，目的是在锅炉点火之前将省煤器中产生的蒸汽排出，避免蒸汽进入水冷壁管中影响水动力的安全。4只273mm50mm悬吊管出口集箱的两端分别连接至烟道包墙两侧的508mm70mm、材料为SA106C的过渡集箱，过渡集箱再通过406mm60mm、材料为SA-106C的连接管在标高46.456m处汇集成一根559mm80mm、材料为SA-106C的下降管。此下降管上接出两根38mm6.MWTmm的管路，一根连接至省煤器再循环管，作为循环泵停运时的暖泵管路；另一根与贮水箱溢流管相连，作为溢流管的暖管管路，一直将水引至溢流阀的上游，保持管路的暖态，避免当贮水箱突然产生水位而使管路受到热冲击。这两路暖管管路引入的水最后都会进入到贮水箱中，并被蒸发进入过热器系统。559mm80mm的下降管在标高15.9m处又分成两根406mm60mm、材料为SA-106C的小下降管，并分别引至炉膛冷灰斗处的前后侧与559mm75mm、材料为SA-106C的分配集箱连接。每根下降管分配集箱引出16根114mm20mm、材料为SA-106C的连接管分别与水冷壁入口前、后集箱连接。8.3. 水冷壁、折焰角和水平烟道包墙水冷壁、折焰角和水平烟道包墙均为管子加扁钢焊接成的膜式管屏。给水经省煤器加热后进入规格为219mm45mm、材料为SA-106C的水冷壁下集箱（其标高为8.0m），经水冷壁下集箱再进入水冷壁冷灰斗。冷灰斗的角度为55，下部出渣口的宽度为1426.7mm。灰斗部分的水冷壁由前、后水冷壁下集箱引出的436根直径38mm、壁厚为6.5mm、材料为SA-213T12、节距为53（52.79）mm的光管组成的管带围绕成。经过灰斗拐点（标高为18.144m）后，管带以17.893的螺旋倾角继续盘旋上升。在炉膛的四角，螺旋管屏以250mm的弯曲半径进行弯制。螺旋管屏上升过程中，将绕过前后墙各三层的煤粉燃烧器和各一层的燃烬风喷口形成喷口管屏，燃烬风喷口布置在煤粉燃烧器上方，每层燃烧器为5只，每层燃烬风喷口为5只。螺旋管圈水冷壁在标高46.459m处通过规格为219mm60mm、材料为SA-335 P12的中间集箱转换成垂直管屏。相邻的中间集箱均用1根89mm16mm的压力平衡管连接。垂直管屏由1312根31.8mm5.5mm、材料为15CrMoG、节距为57.5mm的管子组成。前、后墙垂直管屏各由385根管子组成，两侧墙管屏各由271根管子组成。前墙和两侧墙垂直管屏上升并与高于顶棚上方的出口集箱相连接，后墙垂直管屏上升与标高50.861m的219mm65mm后水吊挂管入口集箱相接，此集箱引出95根76mm12.5mm的吊挂管至标高67.6m的吊挂管出口集箱。在水动力分析完成后，为保证四面水冷壁的流量分配均衡，防止吊挂管在低负荷时发生流动停滞，在所有后水吊挂管入口段均加装了节流短管，用以增加管屏的流动阻力。在运行过程中为监控水冷壁的壁温，在螺旋水冷壁管出口装设了146个壁温测点，在前、侧墙垂直管屏和后水吊挂管出口共装设了24个壁温测点。前、侧垂直管屏出口集箱和吊挂管出口集箱分别引出12根、14根和10根共36根168mm35mm、材料为SA-335P12的引出管与上炉膛两侧的各1根559mm的下降管相连。下降管向下再向后在折焰角后标高51.306m处汇合到559mm95mm、材料为SA-335P12的折焰角入口汇集集箱。从折焰角入口汇集集箱引出42根114mm22mm和6根168mm34mm的连接管分别与273mm60mm折焰角入口集箱和219mm52mm水平烟道侧包墙入口集箱相接。折焰角由385根44.5mm6.3mm、材料为15CrMoG、节距为57.5mm的管子组成，其穿过后水吊挂管形成水平烟道底包墙，然后形成纵向4排节距为100.5mm、横向95排节距为230mm的水平烟道管束与出口集箱相连。水平烟道侧墙由92根44.56.3mm、材料为15CrMoG、节距为115mm的管子组成，其273mm60mm的出口集箱与水平烟道管束出口集箱共引出24根168mm30mm的连接管与4只启动分离器相连接。8.4. 启动系统启动系统为内置式带再循环泵系统。锅炉负荷小于30%B-MCR最低直流负荷时，分离器起汽水分离作用，分离出的蒸汽进入过热器系统，水则通过连接管进入贮水箱，根据贮水箱中的水位由再循环泵排到省煤器前的给水管道中或经溢流管排到疏水扩容器中。锅炉负荷在30%BMCR以上时，分离器呈干态运行，只作为一个蒸汽的流通元件。启动系统按全压设计。启动系统由如下设备和管路组成：1）启动分离器及进出口连接管；2）贮水箱；3）溢流管及溢流阀；4）疏水扩容器；5）再循环泵及再循环管路；6）最小流量管路；7）过冷管；8）循环泵暖管管路；9）溢流管暖管管路；10）压力平衡管路。启动分离器为立式筒体，共4只，布置在锅炉前部的上方，距前水冷壁的中心线距离为3.575m，分离器间的距离为5.52m。分离器外径为610mm，壁厚为65mm，筒身高度为8.36m，材料为WB36。从水平烟道侧包墙和管束出口集箱出来的介质经6根下倾15的切向引入管在分离器的顶端引入，在本生负荷下汽水混合物在分离器内高速旋转，并靠离心作用和重力作用进行汽水分离。在分离器内的中部偏上位置布置有脱水装置，其作用是消除介质旋转和向下的动能，使分离器及与之相连的贮水箱中的水位稳定。在分离器的底端布置有水消旋器并连接一根324mm50mm、材料为SA-335P12的出口导管，将分离出来的水引至610mm65mm、材料为WB36的贮水箱；在分离器的上端布置有蒸汽消旋装置并也连接1根324mm55mm出口导管，将蒸汽引至顶棚过热器入口集箱。每只分离器通过两根吊杆悬吊在锅炉顶板上。贮水箱数量为1只，也是立式筒体，外径为610mm，壁厚为65mm，筒身高度为10m，材料为WB36，在其下部共有4根来自分离器的径向连接管分两层引入分离器的疏水。本工程贮水箱和4只分离器平行、并联布置，因此分离器和分离器出水管都提供一定的有效贮水容积，使得贮水箱的体积相对减小。由于贮水箱和分离器并联可能因相互间的压力不均衡而引起各自的水位波动，因此在贮水箱上部引出4根76mm10MWTmm、材料为15CrMoG的压力平衡管与分离器相连来保持压力的平衡。贮水箱中水被再循环泵循环排至省煤器入口管道，与给水混合以维持水冷壁中的最低质量流量，或当水位高出循环泵的控制区段经溢流管上溢流阀排到疏水扩容器中。贮水箱沿高度从下到上分成如下几个控制区段：1） 从最低的水侧水位取样点开始向上的2.35m。此区段为保护循环泵的最小水位；2） 4.05m的循环泵出口的再循环管路调节阀的控制区段；3） 0.3m自由区段；4） 0.95m溢流阀控制区段；5） 到最高的汽侧水位取样点为止的1.25m的备用区段。最小水位2.35m循环泵出口调节阀控制区段4.05m备用1.25m溢流调节阀控制区段0.95m自由区段0.3m水侧水位取样汽侧水位取样再循环泵出口调节阀根据贮水箱中的相应水位将再循环流量控制在零到30%BMCR范围设计。溢流阀的动作和调节同样根据贮水箱中相应的控制水位范围来进行的。大溢流管路用于锅炉水清洗，小溢流管路在整个亚临界压力范围内都可以投用，控制逻辑将其设计在压力大于20MPa时闭锁。锅炉起动过程中为避免因负荷变化率过大而使贮水箱产生过大的应力，在贮水箱上设置了两只热电偶分别监测内、外壁金属温度。通过监测温度变化率来限制机组的负荷变化率。贮水箱内外壁温差限制在25以内，内壁金属温度变化率限制在5/min，超过以上限制值将报警。贮水箱悬吊于锅炉顶部框架上，下部装有导向装置，以防其晃动。从贮水箱下部引出的溢流管的规格为324mm50mm、材料为SA-335P12。此根溢流管作为公用溢流管在锅炉右侧运转层以下又分成两路，一路管的规格不变，另一路的规格为168mm30mm，并均与疏水扩容器相接。大溢流管路（即冲洗管路）上设置有手动闸阀、电动闸阀和节流孔板各一只，小管路上设置有手动闸阀、电动闸阀、启动调节阀（即溢流阀）和节流孔板各一只。由于锅炉启动过程中汽水膨胀发生的时间短，在贮水箱中水位升高迅速，因此要求溢流阀的动作时间快，溢流阀全开关时间为10s。安装在溢流阀后的节流孔板将控制溢流管路的压降和水量，并防止溢流阀发生汽蚀，因此溢流管路上的阀门和节流孔板应尽可能靠近疏水扩容器布置。贮水箱的出口设有消旋器，并直接与457mm50mm、WB36的循环泵吸入管连接。在泵吸入管上布置有来自给水操纵台后给水管道引出的114mm20mm循环泵过冷水管路，当循环泵运行时，用来自给水管道的给水与贮水箱中的近饱和水混合，避免循环泵入口发生汽蚀。在循环泵入口前的吸入管上布置有热电偶，监控泵入口水温。如果贮水箱运行压力下的饱和水温度与泵吸入管中水温相差小于20，过冷管上的电动截止阀打开，温差大于30时该阀关闭。过冷管的设计通流能力为3%BMCR，并在管路上装有一只流量元件，用于监测过冷水流量。再循环泵为德国KSB公司制造的湿式马达炉水循环泵，型号为LUVAk 250-300/1，随泵本体供货的还有泵马达高压冷却器、泵马达腔温度计、泵壳表面热电偶、高压冷却器低压冷却水流量开关等。循环泵垂直安装，泵壳直接与泵吸入管焊接连接，马达在泵壳的正下方，其间有热屏装置隔绝热量，马达和泵壳通过螺栓连接。泵中充满炉水，压力与系统运行压力相同。循环泵悬吊在吸入管正下方，可自由向下膨胀，因此可以避免因膨胀受限而产生的附加应力。循环泵的高、低压冷却水系统由设计院设计、供货。关于循环泵的详细说明请见KSB公司提供的循环泵操作维护手册。循环泵泵壳上的排放管接头与356mm45mm、WB36再循环管连接，泵中排出的水通过再循环管路排到省煤器入口前的给水管道中。再循环管路上沿流动方向依次布置有流量测量元件、电动调节阀、电动闸阀和止回阀。调节阀的调节流量与贮水箱中的水位关系见前图。在再循环管路上引出一根168mm30mm的最小流量管路接至贮水箱底部，用于保证循环泵运行所需的最小流量。最小流量管路上布置有一只电动截止阀。当再循环流量小于37.7kg/s时，电动截止阀打开，当流量大于57kg/s时电动截止阀关闭。当循环泵停运时，电动截止阀将自动关闭。8.5. 过热器过热器系统按蒸汽流程分为顶棚包墙过热器、低温过热器、屏式过热器和末级过热器。来自分离器的24根219mm35mm连接管将蒸汽引到273mm65mm的顶棚入口集箱。上炉膛和水平烟道上部的顶棚过热器由193根63.5mm9.0mm、材料为15CrMoG的管子组成，管子之间焊接10mm厚的扁钢，另一端接至273mm65mm尾部包墙入口集箱。上炉膛顶棚管的节距为115mm，水平烟道上方的顶棚管变为按153.3mm和76.7mm交错的节距布置。尾部包墙入口集箱同时与后烟道前墙和后烟道顶棚相接，蒸汽分成两路流动。后烟道顶棚由192根44.5mm6.3mm、节距为115mm的管子组成，其到后部转弯90下降形成后烟道后墙。后烟道前墙由193根57mm8.1mm的管子组成，其上部为两排通过烟气的管束，横向节距为230mm，纵向节距为85mm，下部为膜式包墙，节距为115mm。后烟道前、后墙与457mm98mm的后烟道下部环形集箱相接，环形集箱又连接后烟道两侧包墙，每面侧包墙由113根63.5mm9mm、节距为115mm的管子组成。侧包墙出口集箱的规格为273mm65mm，其引出24根219mm35mm引出管与273mm65mm后烟道中间隔墙入口集箱相接。与后烟道前墙相似，中间隔墙上方为烟气流通的管束，纵向为两排，横向节距为230mm，纵向节距为90mm，下方为膜式管壁，节距为115mm，管子规格均为63.5mm9mm。中间隔墙向下与273mm67mm隔墙出口集箱连接，隔墙出口集箱与一级过热器相连。后烟道包墙所有膜式管屏的扁钢厚度均为6mm。低温过热器布置于尾部双烟道中的后部烟道中，由3段水平管组和1段立式管组组成，第1、2段水平低温过热器沿炉宽布置190片、横向节距为115mm，纵向节距为79mm，每片管组由4根578.0mm或8.5mm、材料为15CrMoG的管子绕成。至第3段水平低温过热器，管组变为95片，横向节距为230mm，纵向节距为71.1mm，每片管组由8根518.7mm、材料为12Cr1MoVG的管子绕成，立式低温过热器采用相同规格的管子和横向节距，纵向节距为75mm，并穿过后烟道顶棚管连接至508mm95mm、材料为12Cr1MoVG的低温过热器出口集箱。经低温过热器加热后，蒸汽经由低温过热器出口集箱端部引出的2根508mm80mm、材料为SA-335P12的连接管和一级喷水减温器进入508mm85mm、材料为SA-335P12的屏式过热器入口汇集集箱，并通过30根168mm30mm的连接管连接到219mm45mm、SA-335 P12的屏式过热器入口集箱。屏式过热器布置在上炉膛，沿炉宽方向共有30片管屏，管屏间距为690mm。每片管屏由28根并联管弯制而成，根据管子的壁温不同，入口段的管子为38mm5.6mm、SA-213 T91，屏底部及出口外15根管为38mm6.6mm、SA-213 TP347H，管屏底部及出口内13根管采用38mm6.6mm、SA-213 T91。每片屏式过热器均连接有入口及出口集箱各一只，在车间内焊接完成出厂。从219mm45mm、SA-335 P91的屏式过热器出口集箱引出的蒸汽通过168mm30mm的出口连接管引至508mm80mm、SA-335 P91的屏过出口汇集集箱，并经2根左右交叉的同规格的连接管及二级喷水减温器，进入508mm70mm、SA-335 P91的末级过热器入口汇集集箱。为均匀分配集箱内的蒸汽，在末级过热器入口汇集集箱中间位置装设有隔板。为防止屏底部管子翘出而挂焦，屏过底部尖端的15根管子间通过加焊方钢而形成膜式结构，确保热态运行时的平整，并且在管屏入口和出口段沿高度方向均采用了三层环绕管；同时，为保持屏间的节距而采用了汽冷的间隔管沿炉宽方向分别穿过屏过的入口和出口段。间隔管从屏式过热器入口汇集集箱引出，结束至末级过热器出口汇集集箱。为更合理的分配屏式过热器同屏管间的流量，在屏过入口集箱采用了直径不同的开孔。末级过热器入口汇集集箱引出30根168mm25mm的连接管连接到219mm35mm、SA-335 P91的末级过热器入口集箱。末级过热器位于折焰角上方，沿炉宽方向排列共30片管屏，管屏间距为690mm。每片管组由20根管子绕制而成，入口段的管子44.5mm7.5mm、SA-213 T91，底部和出口段的管子为44.5mm7.5mm、SA-213 TP347H。每片末级过热器均连接有入口及出口集箱各一只，在车间内焊接完成出厂。从273mm65mm、SA-335 P91的末级过热器出口集箱引出的蒸汽通过219mm40mm的出口连接管引至508mm100mm、SA-335 P91的末级过热器出口汇集集箱，并经出口汇集集箱两端引出的两根508mm80mm、SA-335 P91的主蒸汽管道引向汽轮机。在两根主蒸汽管道上对称布置有6只弹簧安全阀和2只动力排放阀（ERV）。动力排放阀的整定压力比弹簧安全阀的整定压力低，这样可在过热蒸汽侧超压时首先动作，起到先期警报的作用。按照ASME规范的要求，动力排放阀和弹簧安全阀的总排量大于100%BMCR过热蒸汽流量。本工程安全阀的设定压力如下：安装位置阀门规格阀 门型 号整定压力MPag温度排放量t/h过热器出口ERV阀#12.5 X 4E09114N7BWRA5P127.00571108过热器出口ERV阀#22.5 X 4E09114N7BWRA5P127.50571111过热器出口ERV阀总排量: 219 t/h ( 11.59%)过热器出口安全阀#13M8HCA-118W-C12A28.67571253.422过热器出口安全阀#23M8HCA-118W-C12A29.84571265.398过热器出口安全阀#33M8HCA-118W-C12A31.00571276.727过热器出口安全阀#43M8HCA-118W-C12A31.00571276.727过热器出口安全阀#53M28HCA-118W-C12A32.17571318.378过热器出口安全阀#63M28HCA-118W-C12A32.17571318.378过热器出口安全阀总排量: 1709.03 t/h ( 90.42%)过热器出口ERV阀及安全阀总排量: 1928.03 t/h (102.0%)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273mm33mm、SA-106C，然后其在炉前减温水操纵台处分成四路108mm13mm、SA-106C的过热器减温水支管支管分别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762mm20mm、SA-106C的再热器冷段管道，与尾部双烟道前部烟道中标高45.426m处的762mm45mm、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76mm8.5MWTmm。在再热器减温水操纵台处总管分成两路76mm8.5MWTmm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、止回阀和电动调节阀。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3%。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63.54mm、材料为15CrMoVG，上部的管子规格为574mm、材料为15CrMoVG。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574mm、材料为15CrMoVG。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，没有布置中间连接集箱，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574mm、材料为12Cr1MoVG，中间段管子为514mm、材料为SA-213 T91，出口段的管子为514mm、材料为SA-213 TP347H。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273mm30mm、材料为SA-335 P91，共48根。每根出口集箱引出一根219mm18mm的连接管与864mm55mm、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864mm40mm、SA-335 P91的再热器热段管道将高温再热蒸汽送