第三章锅炉本体概述

1、 DHT1内蒙古岱海发电有限责任公司培训教材 187第三章 锅炉总体概述第一节 总体概述岱海一期B&WB-2028/17.5-M型锅炉为北京巴威公司按美国B&W公司的RBC自然循环燃煤锅炉技术标准进行设计制造。本锅炉为亚临界参数、自然循环、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、全钢构架、紧身封闭、全悬吊结构的倒U型单锅筒锅炉。设计煤种为准格尔煤，校核煤种为内蒙古纳林庙东胜煤。锅炉采用中速磨冷一次风机正压直吹式制粉系统，固态连续排渣，前后墙对冲燃烧方式，并配置B&W公司标准的EI-XCL低NOx双调风旋流燃烧器及降低NOx排放量的NOx喷口。尾部设置分烟道，采用烟气分流挡板调节再热器出口汽温。在尾部竖

2、井下设置两台50%BMCR容量的三分仓容克式回转空气预热器，六台ZGM123G型中速磨煤机,六台电子称重式给煤机,两台动叶可调轴流式送风机, 两台动叶可调轴流式一次风机, 两台静叶可调轴流式引风机,炉后为两台双室五电场静电除尘器。锅炉金属总重量为14100吨。锅炉零米布置的设备还有凝补水箱、除渣污水循环水池、捞渣机及渣仓等。机组运行方式为锅炉带基本负荷，并具有一定的调峰能力。采用定滑定方式运行，也可采用定压方式运行。定压运行范围为50100BMCR，滑压运行范围为30100BMCR，锅炉与上海汽轮机有限公司的600MW汽轮机相匹配。一、巴威公司的锅炉特点介绍:（一）对冲燃烧方式的特点基于对煤和

3、灰长期深入的试验研究成果以及对大量电厂实际运行情况的分析归纳，大型电站锅炉（尤其是600MW及以上容量）采用旋流燃烧器墙式燃烧方式具有明显的优势。根据国内用户的经验，旋流燃烧器墙式燃烧方式至少有如下优点：1良好的着火和启动特性煤粉在炉膛内的着火和稳燃，主要取决于所需的着火热的多少和如何获得所需的着火热。煤粉气流，着火所需热量的主要来源是对流传热。旋流燃烧器靠旋转气流形成的回流区卷吸高温烟气来点燃煤粉气流。对于B&W公司的现代双调风旋流燃烧器，煤粉的着火基本上是在二次风尚未混入的情况下进行的，即是处在煤粉浓度高，所需着火热较小的情况下进行的，因而点火比较容易。燃用神府烟煤的扬州二电厂#1、#2炉

4、的最低不投油稳燃负荷可达190MW(1.861.52（三） 尾部挡板调温技术本锅炉的过热器和再热器的布置特点是：炉膛上方布置分隔屏过热器，炉膛折焰角上方布置有后屏及末级过热器。它们的传热方式是以高温烟气辐射传热为主。在水平烟道处布置了垂直的高温再热器。尾部竖井由隔墙分成前、后两个烟道，前部烟道中布置了水平的低温再热器和省煤器，后部为低温过热器和省煤器。自高温再热器始，及往后的受热面都以对流传热为主进行热交换。通常在亚临界压力下低温过热器的吸热量仅占整个过热吸热量的20%左右。所以，本设计的过热器呈较强的辐射特性，而再热器呈对流特性。这就为烟气挡板调温提供了基础。由于锅炉采用墙式对冲燃烧方式，燃

5、烧器沿炉宽均匀布置，配合过、再热器的上述布置方式，在尾部竖井的前、后烟道的出口设置烟气调节挡板，控制前、后烟道的烟气流量比。例如负荷下降时，再热汽温将下降。通过增大前烟道的流量比，将提高(恢复)再热汽温和降低低温过热器的吸热量，正好协调了过、再热器的传热特性，长期实践，形成了B&W公司颇具特色的调温系统。采用烟气挡板再热汽调温装置具有以下特点：1烟气挡板工作环境温度较低 (400)。B&W积累了该挡板设计、制造的丰富经验，实践证明安装方便、运行灵活可靠、操作简单、调温有效。2受热面系统简单。本设计避免了结构复杂的壁式再热器，简化安装和检修。再热器只有进出口集箱，没有导管，系统简单，减少再热器阻

6、力提高了循环效率。3可调性好。从开始调整至再热汽温开始变动的延时时间30，高)88(90，高)高，控制烟速5.1(6.45，低)51(23%碱酸比0.55(MgO+CaO)/Fe2O35.0MgO+CaO+Fe2O320%SiO2/ CaO200次； 温态起停 1200次； 热态起停 4500次；极热态起停 500次； 阶跃突变负荷（10汽轮机额定功率） 12000次锅炉主要设计以最大连续负荷（B-MCR）为设计参数。当电负荷为673.8MW时，锅炉蒸发量为2028t/h，过热蒸汽出口压力为17.5MPa（g）。锅炉极热态、热态、温态和冷态启动以及负荷变动(包括负荷阶跃变化)的寿命损耗数据如下

7、：1. 汽包低周疲劳寿命损耗按GB9222附录D推荐方法计算。对内壁考核点的峰值应力取偏于保守的组合。见下表：启动工况次数每次损耗值%寿命损耗累计值%冷态启动(停炉大于72小时)200次0.0387.6温态启动(停炉1072小时)1200次0.01416.8热态启动(停炉小于10小时)5000次0.007839.0极热态启动(停炉小于1小时)500次0.00140.7阶跃突变负荷(10汽轮机额定功率)12000次0.0001251.5共计65.62. 高温集箱的寿命耗损按B&W公司标准计算，取用温度最高的集箱值。见下表：启动工况次数每次耗损值%寿命耗损累计值%冷态启动(停炉大于72小时)200

8、次0.0336.6温态启动(停炉1072小时)1200次0.00910.8热态启动(停炉小于10小时)5000次0.005628.0极热态启动(停炉小于1小时)500次00负荷阶跃变化(10汽轮机额定功率)12000次00共计45.4机组预期寿命为30年，具有快速启动能力，且满足负荷变化要求。辅助设备能适应安全经济运行的要求。在30年内机组寿命消耗不大于75%。第二节 岱海锅炉参数一、锅炉容量和主要设计参数名称单位B-MCR（VWO）锅炉最大连续蒸发量(B-MCR)t/h2028过热器出口蒸汽压力MPa(g)17.5过热器出口蒸汽温度541再热蒸汽流量t/h1678再热器进口蒸汽压力MPa(g

9、)3.835再热器出口蒸汽压力MPa(g)3.665再热器进口蒸汽温度326再热器出口蒸汽温度541省煤器进口给水温度280省煤器进口给水压力MPa(g)19.162省煤器设计压力MPa(g)20.2锅筒设计压力MPa(g)19.8再热器设计压力MPa(g)4.83减温水温度（高加进口）171喷水温度171锅炉保证热效率（按低位发热量）93.53锅炉不投油最低稳燃负荷30%BMCR二.锅炉热力特性（B-MCR工况、设计煤种）：干烟气热损失 LG 4.13燃料中水份及含氢热损失LMH 0.45空气中水份热损失LMA 0.10未完全燃烧热损失LUC 1.02表面辐射及对流散热热损失Lb 0.17不

10、可测量热损失LUN 0.3锅炉计算热效率(按低位发热量) 93.83制造厂裕度 0.30锅炉保证热效率(按低位发热量) 93.53炉膛容积热负荷 84.9 KW/m3炉膛截面热负荷 4425 KW/m2有效的投影辐射受热面热负荷(EPRS) 205 KW/m2燃烧器区域面积热负荷 1185 KW/m2空气预热器出口热一次风温度 332 空气预热器出口热二次风温度 349 炉膛出口过剩空气系数 1.20省煤器出口空气过剩系数 1.21省煤器出口烟气温度(再热器侧/过热器侧) 352/384 炉膛出口烟气温度 997空气预热器出口烟气修正前温度 120 空气预热器出口烟气修正后温度 115 空气预

11、热器入口空气温度（一次风/二次风）29/22注：（1）炉膛容积的定义为：下部取冷灰斗高度一半处截面为下界面，上部取折烟角突缘至炉顶棚的垂直平面为上界面，且扣除节距小于457mm管束所占炉膛内区域的容积。（2）燃烧器区域选取为：燃烧器区壁面积定义为最上排及最下排一次风喷口中心线分别向上及向下各1.5m的有底无顶的五面体。（3）热负荷值根据炉膛净输入热量计算。炉膛净输入热量是锅炉在B-MCR工况下的计算燃煤量（即考虑q4损失后的燃煤量）与燃料低位发热量的乘积。炉膛截面积（图3-1a），燃烧器区域面积（图3-1b），炉膛有效辐射面积（图3-1c），炉膛容积（图3-1d）的计算示意图如下：a b c

12、d图3-1炉膛参数示意图三.设计条件及燃料1. 设计依据燃用煤种：烟煤(1)锅炉设计煤种和校核煤种的煤质分析：项 目符号单位设计煤种校核煤种全水分收到基水分Mar13.2514.30工业基分析一般分析煤样水分Mad3.848.94收到基灰分Aar265.35收到基挥发份Var23.0927.44收到基固定碳FCar37.6752.91干燥无灰基挥发份Vdaf3834.15元素分析基收到基碳Car47.6265.64收到基氢Har3.013.59收到基氮Nar0.880.79收到基全硫St.ar0.470.12收到基氧Oar8.7710.21收到基低位发热量Qnet.arMJ/kg17.9812

13、4.60哈氏可磨指数HGI5762煤灰熔融性（弱还原性气氛）变形温度DT12501100软化温度ST14001170半球温度HT1180流动温度(液化温度)FT1180(2)灰成分分析（重量百分数）：项 目符号单位设计煤种准格尔煤校核煤种内蒙古纳林庙东胜煤二氧化硅SiO240.7535.81三氧化二铝Al2O347.2615.24三氧化二铁Fe2O34.735.59氧化钙CaO0.8926.59氧化镁MgO0.205.95二氧化硫SO21.065.54氧化钠Na2O0.330.47氧化钾K2O0.390.38二氧化钛TiO21.841.17其它2.553.262. 锅炉点火及助燃用油：采用10

14、号轻柴油，油质的特性数据见下表：序号项 目单 位数 值1恩氏粘度0E1.21.672灰份0.0253硫份0.24水份痕迹5闭口闪点不低于656凝固点不高于107比重t/m30.83248低位发热量KJ/kg425703.锅炉给水品质应满足：PH值（25）8.89.3硬度 0mol/l溶氧（O2）7g/l铁 （Fe）20g/l铜 （Cu）5g/l油 0.3mg/l联氨（N2H4） 1050g/l导电率（25） 0.3s/cm4.炉水质量标准：PH值 910硬度 0mol/l总含盐量 20mg/l二氧化硅（SiO2）0.25mg/l氯离子Cl-1mg/l磷酸根 0.53mg/l5.锅炉出口蒸汽品质

15、要求：铁（Fe） 20g/kg铜（Cu）5g/kg钠（Na）10g/kg二氧化硅（SiO2）20g/kg导电率（25） 0.3s/cm四现场运行条件序号项 目单位统计值备注1土壤最大冻结深度m1.432多年最大积雪厚度cm333多年最多大风日数D234多年最多雷暴日数D555多年最多沙暴日数D346多年10min内最大风速m/s20.07多年平均风速m/s2.58多年平均气温5.39最冷月（一月份）平均气温-12.810最热月（七月份）平均气温20.611多年绝对最高气温3612多年绝对最低气温-34.513多年平均绝对湿度HPa6.314多年平均相对湿度5415多年平均气压hPa875.21

16、6多年平均蒸发量mm1908.817多年平均降雨量mm420.218一日最大降雨量mm94.2全年最大风频为11，盛行风向为WSW全年最小风频为1，盛行风向为SF和SSE冬季最大风频为12，盛行风向为SW和WSW夏季最大风频为8，盛行风向为SW和WSW按建筑荷载规范GB50009-2001，50年一遇基本风压采用0.55KN/m2，50年基本雪压0.4 KN/m2。按国家建筑抗震设计规范 GB50011-2001附录A，厂址区的地震基本烈度为VII度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计特征周期值Tg为0.45s。建筑场地类别为III类。厂区地下水位为地表下0.72.9m。主厂房零米地坪标高

17、1227 m(黄海基准)。五锅炉预期性能数据详见下列文件：03-G11700-0 热力计算汇总04-G11700-0 汽水阻力计算汇总07-G11700-0 烟风阻力计算汇总六锅炉性能保证值（按设计煤种、低位发热量、B-MCR工况）锅炉最大连续出力 2028t/h锅炉效率不低于 93.53主蒸汽出口温度 5415再热蒸汽出口温度 5415主蒸汽压降（从锅筒到过热器出口）不超过1.27MPa再热器进出口压降 不超过0.17MPa省煤器压降 不超过0.392Mpa运行一年后，由于锅炉质量原因而引起的强迫停用率小于2%，且锅炉能连续运行大于半年时间。锅炉强迫停用率锅炉质量引起的强迫停炉小时数运行小时

18、数+锅炉质量引起的强迫停炉小时数100%七、锅炉总体布置锅炉总体布置见G11700-0锅炉总图。本锅炉采用美国B&W公司RBC自然循环燃煤锅炉的标准布置。系单炉膛、平衡通风，固态排渣，全悬吊结构。尾部分烟道倒L型布置。炉膛由膜式水冷壁构成。炉膛上部布置屏式过热器，炉膛折焰角上方有二级高温过热器。在水平烟道处布置了垂直再热器。尾部竖井由隔墙分隔成前后两个烟道。前部布置水平再热器和省煤器。后部布置一级过热器和省煤器。在分烟道底部设置了烟气调节挡板装置，用来分流烟气量，以保持控制负荷范围内的再热蒸汽出口温度。烟气通过调节挡板后又汇集在一起经两个尾部烟道引入左右各一的回转式空气预热器。为了使锅炉运行时

19、能按预定的三向膨胀位移运动，本锅炉设有膨胀中心，其位置是左右方向处于炉膛对称中心上，前后位置为后水冷壁中心线向前2000mm处，其轴线与顶板下沿交合处即为膨胀中心（三向膨胀量均为0），标高为75840 mm，而设定的膨胀中心又是通过整个吊杆和刚性梁系统以及止晃装置等结构设计来实现的，同时它又作为锅炉各部位膨胀量和管子应力与柔性分析的计算根据。此外膨胀中心的设定也有利于实现良好的锅炉密封，特别是炉顶密封。本锅炉炉膛冷灰斗下部配有刮板捞渣机，由设计院布置，用户自行采购。为了清除受热面的结渣和积灰，锅炉设置了吹灰系统，基于对设计煤种的结渣和积灰指数的判断数据，并作了充分的裕度后，确定了吹灰器的规格、

20、数量和安装位置，具体布置见G11700-7“吹灰器布置、编号及吹灰顺序图”，具体技术要求见生产厂的“吹灰系统说明书”。吹灰器均采用蒸汽吹灰，具体参数要求为：炉膛和对流受热面：吹灰器入口蒸汽压力 1.96MPa蒸汽温度 350380空气预热器：吹灰器入口蒸汽压力 1.2MPa蒸汽温度 130过热度八、炉膛压力锅炉通风方式 平衡通风炉膛设计承压能力 5.8kPa炉膛最大瞬时承受压力 /8.7KPa九、汽水四大管道接口处允许的力和力矩根据B&W公司设计手册计算的锅炉四大汽水管道接口允许的用户管道传来的最大推力和力矩的说明如下：1.坐标系的确定：按右手定则确定坐标系，其中X轴的正向沿锅炉中心线由炉前指

21、向炉后，Y轴正向垂直向上；2.计算所给出的力和矩，皆指对各集箱一个接口的限制的绝对值，即对力和矩在某一坐标方向上的正反两向限制是相同的；3. MB是由MX和MY计算而得的合成弯矩，MT为集箱一端承受的管道传来的扭矩。根据B&W的设计要求，既要限制传到集箱端部的扭矩，同时要求扭矩与合成弯矩的共同作用。以下数据指对集箱各出口处的限制，不包括过渡管接头，弯头及延伸段。二过出口集箱：再热器出口集箱：再热器进口集箱：省煤器进口集箱：十锅炉水容积表序号名称水压试验水容积m3正常运行水容积m31锅筒65332水冷系统217.2115.7?3过热器系统（含包墙）238.94再热器系统合计213.35省煤器系统130.0130.06锅炉范围内管道9.49.4锅炉水容积合计874288第三节 锅炉受热面部件一