锅炉厂说明书.doc

南通万达锅炉有限公司 63P00-SM TG-90/5.3-T锅 炉 设 计 说 明 书 (63P00-SM)浙江大学热能工程研究所南通万达锅炉有限公司目 录一、 前言二、 锅炉基本特性1.锅炉规范2.燃料3.锅炉给水炉水品质三、 锅炉结构简介1.锅炉基本尺寸2.锅炉燃烧系统3.锅筒及内部装置4.炉膛5.高温上出气旋风分离器6.返料器7.过热器8.省煤器9.空气预热器10.构架与平台扶梯11.锅炉范围内管道及附件12. 给料及床料加入系统13. 锅炉排渣及冷渣系统14.炉墙、护板和密封15.辅助设施四、 锅炉设计计算1. 锅炉热力计算汇总2. 物料平衡3. 锅炉烟风阻力汇总4. 锅炉汽水阻力一. 前言流化床燃烧技术用于生物质燃烧发电是一项很有发展前景的技术。浙江大学热能工程研究所是我国高等学校在热能与环境工程领域的重要研究与开发基地，在能源工程领域形成了很强的科研开发能力。长期以来一直从事废弃物（洗煤泥、煤泥煤矸石、污泥、生物质及城市生活垃圾等）焚烧方面的科技开发，取得了许多突破性的成果。本台90t/h生物质循环流化床锅炉是利用浙江大学热能所在生物质流化床燃烧技术领域取得的专利和成果开发的新产品。二. 锅炉基本特性1. 锅炉规范 锅炉的主要设计参数名 称单位锅炉额定蒸发量Kg/h90000过热蒸汽出口压力MPa5.3过热蒸汽出口温度485给水温度150锅炉排污率%2锅炉设计效率%88.2冷空气温度20排烟温度1542. 燃料生物质：设计燃料为油菜杆、边角料、竹屑、稻草等农林废弃物。燃料破碎后尺寸为2-3cm，最大尺寸小于10cm。设计燃料：分析数据如表1。 表1燃料分析项目符号单位油菜杆边角料竹屑稻草鲜木片混合混合比例%10.030.05.015.040.028.5碳Car%37.5942.6819.3335.1828.534.21氢Har%4.91 5.412.364.543.514.32氧Oar%38.1440.118.1733.8226.6532.49氮Nar%0.511.840.150.850.160.8全硫Sar%0.260.050.030.150.030.08全水Mar%14.38.658.9915.1439.7625.13灰分Aar%4.291.320.9710.321.392.98挥发分Vdaf%63.5972.7833.5260.5847.8658.1发热量Qnet.arKJ/Kg13314.715458.4553112552.69378.911879.9启动用油：0#柴油闪点（闭口） 70；凝固点 0密度807.3 kg/m3粘度4.818 CST热值42 Mj/kg3.锅炉给水、炉水品质锅炉水汽质量符合GB/T12145火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量。三. 锅炉结构简介本锅炉为单锅筒，自然循环，纯烧生物质循环流化床锅炉，适用于室外半露天布置。1. 锅炉基本尺寸 (单位：mm)锅筒中心标高 33600锅炉运转层标高 7000锅炉左右柱中心宽度 8600锅炉前后柱中心深度 15700布风板标高 4500尾部烟道截面 6800X28002. 锅炉燃烧系统锅炉采用循环流化床燃烧方式和中温分离循环返料的燃烧系统，该系统由炉膛、物料分离收集器和返料器三部分组成。炉膛由膜式水冷壁组成，下部是一个下小上大的倒锥形流化燃烧段，亦称为密相区。底部为水冷布风板，布风板上布置有风帽，布风板下为一次风室。预热后的一次风经风帽小孔进入密相区使燃料开始燃烧，并将物料吹离布风板。二次风由床层上方的二次风口送入炉膛，运行中可以通过调节一、二次风的比例来控制燃烧。这样，既能达到完全燃烧的目的，又可以控制SO2和NOx的生成量。另外，从一次风引出几支风管从前后墙(如播料风管等)进入密相区，以便燃料均匀播散到床料中去，同时加强了密相区下部的扰动。炉膛上部为稀相区，炉膛断面扩展到4.537.43m, 烟气携带物料继续燃烧，同时向炉膛四周放热。由于断面扩大，同时烟气经悬浮段碰撞炉顶防磨层，部分粗物料返回密相区，烟气携带较细物料离开炉膛进入旋风分离器。烟气携带较细的物料进入旋风分离器，将细物料进一步分离和收集起来，通过loopseal型返料器返回到密相区中，继续循环燃烧。返料风采用返料风机提供的高压风。在分离器入口区域布置松动风，采用布置风帽的方式布风以防止水平烟道积灰问题。松动风来自一次风空预器出口，风量约为2500Nm3/h。锅炉燃烧后产生的物料(炉渣)，从布风板中心左右两个排渣口放出。锅炉启动采用轻柴油床下点火。3.锅筒及内部装置 锅筒内径1380mm，壁厚60mm，材料Q245。锅筒全长约为11.5m, 包括内部装置总重约为26t。是锅炉单件重量最重的部件。锅筒的一次分离元件为26只290mm的旋风分离器，由省煤器来的水进入锅筒汽水连通罩，水冷壁汽水由引入管进入汽水连通罩，然后一起进入旋风分离器，分离出来的水滴向下流至水空间，蒸汽经分离器上部的波形板再分离后进入汽空间。二次分离元件为均汽孔板，布置在锅筒顶部。锅筒正常水位在锅筒中心线以下50mm处，正常水位范围为75mm。锅筒内设有磷酸盐加药管，连续排污管，紧急放水管，再循环管。底部为下降管。锅筒前部配有7对水位监测接口。双色水位计管座两对和电接点水位计管座两对，平衡容器用管座3对(以备接机械式低读水位计和自控用)。锅筒顶上配有有安全阀管座2只，压力表2只。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90，并且上水速度不能太快，尤其在进水初期更应缓慢。锅筒由吊架吊于钢架的顶部板梁上。4.炉膛炉膛采用全膜式壁结构，上部为长方体形，横断面4.537.43m，下部为下小上大斗形，整个水冷壁炉膛通过水冷上集箱悬吊于钢架的顶部梁格上，以利于水冷壁向下膨胀。在炉膛底部布置水冷布风板，布风板上设有两个219mm的排渣管，以便排放床料和灰渣所用。水冷壁共分为六个回路，其中前后墙各两个回路，左右墙各一个回路，分别由锅筒通过下降管引入。为防止水冷壁磨损，炉膛密相区四周水冷壁均敷设耐火防磨材料。布风板下一次风室为适应床下点火的需要，四周均敷设耐火材料。水冷壁外侧四周沿高度方向装设了刚性梁，以增强水冷壁刚度和承受炉内压力的波动。为监视炉膛的运行工况，沿高度方向分几层布置了烟气温度和烟气压力测点。同时，在适当的位置装设了火焰检测孔、看火孔、检查门、和防爆门等。5.旋风分离器本锅炉采用旋风分离器作为循环物料的气固分离装置。分离器具有较高的分离效率，将烟气中的颗粒分离下来保证烟气排放的粉尘浓度达标，同时实现物料的循环，延长燃料颗粒在炉内停留时间，提高锅炉的燃烧效率；同时可以使炉膛上部空间具有较高的物料浓度，使炉膛整体温度均匀。分离器采用浇注料制作，外衬钢护板，两个分离器并列布置在炉膛出口，分离下来的物料通过返料器送回炉内。6.返料器返料器采用LOOPSEAL结构，分离器底部料腿起到回路密封作用，下部构成一个小型流化床，由返料风机提供风源，返料器装有温度测点，运行时用来监视循环情况。在立管上装有膨胀节，返料器内装有排灰口。7.过热器饱和蒸汽从锅筒引入低温过热器，然后经I级喷水减温器后进入屏式过热器，再经II级喷水减温器后进入高温过热器，最后进入到集汽集箱。屏式过热器位于炉膛顶部靠近炉膛出口处，材料为12Cr1MoVG，管径为384.5,且最下部采用浇注防磨，镍合金喷涂过渡。高温过热器采用双管圈顺列布置，位于尾部烟道中。高温过热器管径为384，材料为TP347H。低温过热器采用双管圈顺列布置在尾部竖井烟道内，管径为384，前两排装防磨盖板。为调节过热器中蒸汽温度, 在低温过热器和屏过及屏过和高温过热器两段之间, 各布置一喷水减温器, 设计减温能力为3.5t/h，采用锅炉给水作为喷水水源（要求锅炉给水水质保证），使用时注意低温过热器与屏过间喷水减温器减温水量要求控制在2.5 t/h以内以防止喷水后蒸汽带水。过热器出口集汽集箱规格为27316mm。集箱上装有压力表2只、安全阀管座1只，向空排汽及反冲洗管座各1只。主蒸汽从集箱右侧端部引出。8.省煤器省煤器布置在尾部竖井对流蒸发管束受热面的下部。省煤器分三组布置在尾部,顺列逆流,为了减轻烟气中飞灰对受热面管子的磨损，在每级省煤器蛇形管组最上面两排、上级省煤器两侧靠墙的两列管子装设防磨盖板，上下级省煤器蛇形管弯头处装设防磨罩。省煤器管径为324, 材料20G (GB5310)。省煤器重量分别支撑在钢梁上。9.空气预热器空气预热器卧管式结构，分成两级布置，上级为二次风空预器，下级为一次风空预器，上级下级均为双行程。一、二次风空气预热器下组管箱管子采用402.5mm的搪瓷管。冷一次风从尾部烟道的后墙进入空气预热器的下段，经连通箱后进入空气预热器的上段，然后从尾部烟道的后墙出来供锅炉作一次风使用。冷二次风从尾部烟道的前墙进入空气预热器的下段，经连通箱后进入空气预热器的上段，然后从尾部烟道的前墙出来供锅炉作二次风使用。空气预热器进出口与风道均采用焊接连接，并采用加装隔板等措施以防止震动。10.构架与平台扶梯锅炉构架为全钢结构，按7度地震烈度及半露天布置设计。构架有八根钢柱固接于0 m层 (-500mm)。平台扶梯是根据运行和检修的需要而设置的。除司水小室平台为花纹钢板平台外，其余均采用栅格平台。平台宽度一般为800mm。扶梯净宽大于760mm,坡度45。平台允许载荷为1.96kN/m2, 部分检修平台允许载荷为3.92kN/m2, 且同时受载面积不得超过总面积的20%。11.锅炉范围内管道及附件给水操纵台有三条并行的管道，它们的通径分别为DN150、DN80、DN25，以实现对锅炉给水的调节和控制。每条通道上都配置了必需的阀门。锅筒上的连续排污、紧急放水、水冷壁下集箱的排污管，省煤器、过热器集箱上的疏水管均应纳入排污系统。为监督给水、炉水和蒸汽品质，配备了相应的取样装置和冷却器。在锅筒至省煤器进口集箱间装有再循环管，供锅炉升火时保护省煤器用。锅炉范围内管道及附件的具体连接方式，管路走向以设计院统一设计为准，本厂所供的本体管路图仅供参考。12给料及床料加入系统生物质由四个给料口送入燃烧室; 给料装置布置在燃烧室前墙。给料装置上均设有播料风管, 送入播料风以防止高温烟气回流，以及有利于进料。同时，在给料装置上布置紧急切断阀，防止烟气反串。床料通过补料机从炉前给料口中加入，补料系统由设计院设计，材料用户自理。13锅炉排渣及冷渣系统锅炉在布风板布置两个直径为219的排渣管，并配有放渣门。14.炉墙、护板和密封炉墙分两种：炉膛水冷壁部分为敷管炉墙，尾部烟道为框架式护板炉墙。炉膛水冷壁部分炉墙外表面敷设有金属外护板。为了使锅炉具有良好的密封性能，炉膛出口与水平烟道处采用非金属膨胀节进行连接和密封，其它炉顶、管子穿墙处等均采用高压锅炉常用的密封结构。15.辅助设施锅炉尾部预留吹灰器接口，供布置吹灰器，清除尾部积灰，保证锅炉效率。五、 锅炉设计计算1. 锅炉热力计算锅炉锅炉满负荷运行计算时的参数: 炉膛过量空气系数：1.2； 一二次风比例：60% :40%; 锅炉满负荷运行的热效率和热力计算汇总表数据见表2和表3。表2 满负荷热效率数据No.热损失 (%)计算值1排烟损失9.332气体未完全燃烧损失0.53固体未完全燃烧损失0.634散热损失1.325排渣热损失0.026锅炉热效率88.2 表3 满负荷热力计算汇总表序号项目单位炉膛炉内过热器高 过低 过高省低省二次风空预器一次风空预器1受热面管径mm605424.5384384324324402.5402.52进口烟气温度/766.0676.58608.57465.41368.74234.38191.183出口烟气温度764.1676.58608.57465.41368.74234.38191.18153.24进口工质温度275.6330.5435.95275.6210.45150.020.020.05出口工质温度275.6466.7485.1353.59252.65210.45151.5117.86烟气速度m/s3.53.78.017.468.27.488.638.27工质流速m/s/10.519.2711.5/7.38.788传热量Kcal/kg1475.1309.2107.3234.6176.1229.272.265.99减温水t/h2.32.414南通万达锅炉有限公司 春辉生物质炉（烟风参数）物料平衡见表4项目单位设计工况输入生物质量Bt/h24Ca/S摩尔比-0加入石灰石kg/h0补充床料Kg/h100飞灰量kg/h825底渣量kg/h37锅炉排烟相关参数(按a=1.56计)空预器后排烟温度154空预器后飞灰浓度 g/Nm35.5空预器后SO2浓度mg/Nm3217 NOxmg/Nm3185 H2O%15.3 O2%7.5 由于生物质燃料实际外带灰量较多，选择除尘设备时应考虑。2. 锅炉烟风阻力汇总3.1烟风锅炉阻力汇总（设计工况100