超临界直流锅炉说明书

1、2350MW机组HG-1100/25.4-PM1型超临界直流锅炉说明书（锅炉本体和构架）编号: F0310BT001Q011编写:校对:审核:审定：批准:哈尔滨锅炉厂有限责任公司前言本说明书对2350MW机组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，并介绍了本工程作为国内首台350MW超临界本生直流锅炉的主要技术特点。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43锅炉运行条件64锅炉设计规范和标准75锅炉性能计算数据表（设计煤种）86锅炉的特点97锅炉整体布置118汽水系统

2、129热结构2310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3414锅炉疏水和放气（汽）3615水动力特性37附图:38锅炉炉型是HG-1100/25.4-PM1型，为一次中间再热、超临界压力变压运行直流锅炉，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），采用不带再循环泵的大气扩容式启动系统。锅炉岛为露天布置。设计煤种为贫煤。采用中速磨正压直吹式制粉系统，每台炉配5台中速磨煤机，在BMCR工况下，4运1备。锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，共布置5层燃烧器（前3后2），每层布置4只，共20只低NOX轴向旋流燃烧器。锅炉以最

3、大连续出力工况（BMCR）为设计参数。在任何4磨煤机运行时，锅炉能带BMCR负荷。1. 锅炉容量及主要参数名称单位BMCRBRL过热蒸汽流量t/h1100.0 1045.9 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/h928.37880.81再热器进口蒸汽压力MPa(g)4.524.27再热器出口蒸汽压力MPa(g)4.334.09再热器进口蒸汽温度oC318.7313.1再热器出口蒸汽温度oC569569省煤器进口给水温度oC282.3278.72. 设计依据2 锅炉运行条件3.1热力系统（1）主蒸汽及再热蒸汽系统主蒸汽及再热蒸汽系统均

4、为单元制系统，汽机旁路采用35%容量的一级串联简易大旁路系统。（2）给水系统采用1 100%汽动给水泵和1 50 %电动给水泵。3.2燃烧制粉系统采用中速磨冷一次风直吹系统，每台炉配5台MPS200辊盘式中速磨煤机，在BMCR工况下，4运1备，R90=11%。3.3 燃油系统及辅助设施（1）燃油系统：点火及助燃油为0号轻柴油。（2）为降低启动过程耗油量，前墙底层燃烧器装设等离子点火装置。3.4厂用电高压厂用电压采用6kV，低压厂用电系统采用380V。3 锅炉设计规范和标准可执行下列标准：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ASTM美国材料试验标准

5、AWS 美国焊接学会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DIN 德国工业标准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）标准原电力部火力发电厂基本建设工程起动及竣工验收规程1996版原电力部火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程DL5053-1996原电力部电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇）DL/T5047-95原电力部火电工程起动调试工作规定原电力部电力工业锅炉压力容器监察规程DL612-1996劳动部蒸汽锅炉安

6、全技术监察规程1996版原能源部防止火电厂锅炉四管爆漏技术守则1992版国家电力公司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版原电力部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国家标准水管锅炉受压组件强度计算GB9222-88国家标准钢结构设计规范GBJ17-88特种设备安全监察条例（国务院令第373号）4 锅炉性能计算数据表（设计煤种）名 称单位负 荷 工 况BMCRBRL75%MCR过热器出口蒸汽流量t/h1100.0 1045.9 825.0 过热器出口压力MPa.g25.425.2822.65过热器出口温度571571

7、571过热器系统压降MPa1.411.180.96过热蒸汽温度控制负荷%BMCR35再热器出口蒸汽流量t/h928.37880.81706.25再热器进口压力MPa.g4.524.273.43再热器出口压力MPa.g4.334.093.29再热器进口温度318.7313.1307.1再热器出口温度569569569再热器系统压降MPa.g0.190.180.14再热蒸汽温度控制负荷%BMCR50给水压力MPa.g28.8728.4724.94给水温度282.3278.7264.6预热器进口烟气温度375369355预热器出口排烟温度（修正前）130127.2122.2预热器出口排烟温度（修正后

8、）124122.2116.1预热器进口一/二次风温26/2326/2326/23预热器出口一/二次风温310.6/328.3308.3/324.4305/317.8省煤器出口过量空气系数1.191.191.23燃煤耗量t/h148.5 142.4 116.8 锅炉计算热效率（按低位热值）%92.7692.91 92.74 5 锅炉的特点6.1 技术特点主要技术特点如下：1）良好的变压、备用和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；采用二只启动分离器，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

9、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轴向旋流燃烧器截止目前，已有近1000只旋流燃烧器在各地使用，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哈锅依据已经投运的超临界

10、和超超临界锅炉的锅炉设计、制造经验，在燃烧等方面的研究和应用上进行了大量工作，已投运的机组积累了大量的调试和研究数据，哈锅据此设计开发出了国内首台350MW超临界锅炉，保证机组具有较高的可用率和可靠性，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，

11、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夹块固定和冷却间隔管，不仅使管屏平整，而且有利于不同管材沿炉膛高度方向的自由膨胀。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

12、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。6 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，燃烧器前后墙布置、对冲燃烧。炉膛断面尺寸为15.287m宽、13.217m深，水平烟道深度为4.747m，尾部前烟道深度为5.06m，尾部后烟道深度为5.98m，水冷壁下集箱标高为6.5m，顶棚管标高为59.0m。锅炉的主汽系统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39.0m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

13、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。再热器系统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39.2m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，另一路流经后

14、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。锅炉的启动系统为不带再循环泵的大气扩容式启动系统，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。当锅炉处于启动或低负荷运行时（30%BMCR以下），来自水冷壁的汽水混合物在启动分离器中分离，蒸汽从分离器顶部引出，进入顶棚包墙和过热器系统，分离下来的水经分离器进入贮水箱中。经贮水箱出口的溢流管路排入扩容器，经扩容后排到下面的疏水箱，经疏水泵回收。过热器主要采用煤水比调温，并设两级喷水减温器，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

15、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。制粉系统采用中速磨正压直吹系统，每炉配5台磨煤机，在4台磨煤机运行时能带额定负荷。每台磨煤机供布置于前墙或后墙同一层的燃烧器，前墙布置3层后墙2层，每层布置4只。在煤粉燃烧器的上方前、后墙各布置2层燃烬风，每层有4只风口。锅炉布置有52只炉膛吹灰器，14只长伸缩式吹灰器布置于上炉膛和水平烟道、60只燃气脉冲吹灰器布置在尾部烟道内，4只空气预热器吹灰器（2只蒸汽吹灰器和2只燃气脉冲吹灰器），吹灰器由程序控制。在水平烟道的高温再热器入口两侧各装设一只烟气温度探针，在下炉膛设置了炉膛监视闭路电视系统的摄像头用

16、于监视炉膛燃烧状况。锅炉除渣采用一台刮板式捞渣机，装于炉膛冷灰斗下部。7 汽水系统8.1. 给水管道从高加出口引来的锅炉主给水管道布置在锅炉构架内的左侧，在给水操纵台上的主给水管道上布置有一只16”的电动闸阀和一只止回阀，电动闸阀并联有一只8”的旁路调节阀，调节阀的通流能力为30%BMCR，满足锅炉启动和最低直流负荷（本生负荷）的需要。此调节阀主要用于锅炉启动阶段的给水调节。当主给水闸阀全开后，旁路调节阀关闭。在给水操纵台后的主给水管道上有过热器减温水总管和一只用于测量省煤器入口水流量的长颈喷嘴。长颈喷嘴用来测量进入省煤器中给水总流量，并保证这个流量一直等于或大于本生流量（30%BMCR），由

17、于此流量的测量来自一个单独的流量测量装置，测量和控制方法简单可靠，并可保证有足够的测量精度。8.2. 省煤器及出口连接管在尾部的后烟道内低温过热器下布置有省煤器管组。省煤器出口设有放气管，设置有一只电动截止阀。当任何燃烧器点火时此阀门关闭，一旦出现炉膛内无火焰，此阀门将立即打开，该管路除用于锅炉上水时排放空气外，另一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。与省煤器出口集箱相连连接管，将省煤器中被加热的水引入水冷壁下集箱，下降管又分成两根32440的小下降管，并分别引至炉膛冷灰斗处的两侧与分配集箱连接。每根下降管分配集箱引出的连接管分别与水冷壁入口前

18、、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水冷壁下集箱（其标高为6.5m），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1429mm。螺旋管圈水冷壁在中间集箱转换成垂直管屏。相邻的中间集箱均用压力平衡管连接。前墙和两侧墙垂直管屏上升并与位于顶棚上方的出口集箱相连接，中间混合集箱结构简图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56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77个壁温测点。前、侧垂直管屏出口集箱和吊挂管出口集箱的引出管与上炉膛两侧下降管相

19、连。下降管向下再向后在折焰角后汇合成折焰角入口汇集集箱。从折焰角入口汇集集箱引出的连接管与折焰角入口集箱和水平烟道侧包墙入口集箱相接。折焰角穿过后水吊挂管形成水平烟道底包墙，然后形成的水平烟道管束与出口集箱相连。水平烟道侧墙出口集箱与水平烟道管束出口集箱的连接管与2只启动分离器相连接。8.4. 启动系统启动系统为内置式不带再循环泵的大气扩容式系统。锅炉负荷小于30%B-MCR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，经溢流管路排入疏水扩容器中。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

20、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、疏水箱及疏水泵；5）溢流管暖管管路；6）压力平衡管路；7）过热器二级减温水旁路。启动分离器为立式筒体，共2只，布置在锅炉前部的上方，筒身高度为8.363m，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。贮水箱数量为1只，也是立式筒体，外径为610mm，筒身高度为10m，材料为WB36，在其下部共有2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2只分

21、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2根7612.5的压力平衡管与分离器相连来保持压力的平衡。贮水箱溢流管路由两只并联的相同容量的溢流调节阀组成，在锅炉启动时，根据贮水箱水位的高低顺序打开或关闭阀门。在锅炉启动过程中，首先通过给水泵和溢流管路调节阀的配合，建立稳定的水循环，然后点火。在燃烧器附近的高热负荷区，水冷壁管内的工质首先被加热汽化，体积迅速膨胀，并在短时间内将产汽点后的水挤出，这个过程被称作汽水膨胀或渡膨胀。确保将渡膨胀期间的疏水顺利排出，

22、以便锅炉能够顺利启动是锅炉启动系统的另一项主要功能。本工程溢流管路容量的设计已充分考虑到锅炉正常启动疏水、渡膨胀期疏水等各种工作条件的要求并有较大裕量。另外，建议在渡膨胀前，将贮水箱水位控制在低点附近（2.85m），扩容器下面的凝结水箱的水位均也应置于低点，以便接收渡膨胀期间大量的疏水，充分保证启动过程的顺利完成。另外，锅炉启动时的系统压力，炉膛燃烧率的大小以及升负荷速度等对渡膨胀期间的疏水量和时间均有较大影响。经过渡膨胀阶段后，水冷壁内的工质均匀产汽开始蒸发，水冷壁出来的汽水混合物在分离器中进行汽水分离，分离出来的饱和蒸汽进入过热器系统被继续加热。而其余的饱和水则通过连接管排入贮水箱，经溢流

23、管路排入扩容器。随着锅炉负荷的增加，水冷壁的产汽量越来越大，贮水箱的水位也随之逐渐下降，溢流管路上的疏水调节阀逐渐关小。当负荷增加到本生负荷时，贮水箱水位降到最低，溢流管路调节阀关闭，锅炉由再循环模式转入纯直流状态下运行，此时给水流量与蒸汽流量相匹配。在锅炉直流运行时，为保持启动系统保持热备用状态，设置了溢流管暖管管路，该管路取自省煤器出口，使溢流阀及其管路保持较高的温度水平，以保证该管路始终保持在“热备用”状态，一旦需要可以立即投入运行。此暖管管路的水最终进入贮水箱，导致贮水箱水位升高。为避免贮水箱满水位，系统设置了二级减温水旁路管路并设有调节阀，以便在锅炉直流运行时，能够有效控制贮水箱的水

24、位。当水位高于7.35m时，该管路开启，调节阀逐渐打开将水排入二级减温器喷入过热器系统，该调节阀的开度同样是由贮水箱水位控制的，当水位上升至9.0m时，调节阀全开，以确保锅炉在正常或事故停炉时，贮水箱能有一个清晰的水位。二级减温水旁路管路只在锅炉干态（30%BMCR直流负荷以上）时能够运行。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2.85m；2） 2.85m5.25m为溢流阀A的控制区段；3） 0.3m自由区段；4） 4.95m7.35m为溢流阀B的控制区段；5） 7.35m为过热器二级减温水旁路开启，9.0m过热器二级减温水旁路调节阀全开；6） 到最高

25、的汽侧水位取样点为止的2.05m的备用区段。100009400 水位测量-蒸汽侧 9000 自由段（2050mm） 7350 减温水旁路阀开启水位 B溢流阀控制范围 (52507350 mm) 5250 4950 自由段（300mm） A疏水阀控制范围 (28504950 mm) 2850 最低水位 (2300 mm) 550 水位测量-水侧 ( 0 mm) 0 图1 贮水箱水位控制范围图2 溢流阀开度控制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

26、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为公用溢流管在锅炉右侧运转层以下又分成两路支管，规格为27340，并与疏水扩容器相接。溢流支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。8.5. 过热器过热器系统按蒸汽流程分为顶棚包墙过

27、热器、低温过热器、屏式过热器和末级过热器。来自分离器的连接管将蒸汽引到顶棚入口集箱。上炉膛和水平烟道上部的顶棚过热器管子之间焊接10mm厚的扁钢，另一端接至尾部包墙入口集箱。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。后烟道顶棚到后部转弯90下降形成后烟道后墙。后烟道前墙上部为两排通过烟气的管束，后烟道前、后墙与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，每面侧包墙侧包墙出口集箱的与中间隔墙及吊挂管入口集箱相接。与后烟道前墙相似，中间隔墙上方为烟气流通的管束。中间隔墙向下进入隔墙出口集箱即一级过热器入口集箱，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

28、的扁钢厚度均为6mm。同时在中间隔墙及吊挂管入口集箱分别引出了过热器侧和再热器侧吊挂管，沿锅炉深度方向布置两排，来吊挂低温再热器；低过侧吊挂管沿锅炉深度方向布置两排，来吊挂低温过热器，过再热器吊挂管均引到中间隔墙吊挂管出口集箱，尾部烟道中间隔墙下部管自中间隔墙吊挂管出口集箱引入到隔墙出口集箱即一级过热器入口集箱。低温过热器布置于尾部双烟道中的后部烟道中，由2段水平管组和1段立式管组组成，立式低温过热器穿过后烟道顶棚管连接至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连接管和一级喷水减温器并通过左右交叉后进入屏式过热器入口汇集集箱，并通过连接管连接到屏式过热器入口

29、集箱。屏式过热器布置在上炉膛，从屏式过热器出口集箱引出的蒸汽通过出口连接管引至屏过出口汇集集箱，并经2根左右交叉的同规格的连接管及二级喷水减温器，进入末级过热器入口汇集集箱。为防止屏底部管子翘出而挂焦，屏过采用夹块固定以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的连接管连接到末级过热器入口集箱。末级过热器位于折焰角上方

30、，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。从末级过热器出口集箱引出的蒸汽通过出口连接管引至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主蒸汽管道在炉前汇成一根管道引向汽轮机。在两根主蒸汽管道上对称布置有4只弹簧安全阀和2只动力排放阀（PCV）。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。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

31、热器系统设置两级喷水减温器，每级减温器均为2只。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，锅炉左侧布置一根再热器冷段管道，与尾部双烟道前部烟道中低温再热器入口集箱连接。在两根再热器冷段管道上布置一只事故喷水减温器

32、，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，总管在再热器减温水操纵台分成两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。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。高再出口汇集集箱左侧引出一根再热器热段管道将高温再热蒸汽送往汽轮机中压缸。出口管道上装设5只弹簧安全阀。安全阀全部布置于再热器出口，当安全

33、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。8 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。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。张力板和刚性梁等结构件不

34、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、后墙燃烧器区域各布置5条张力板，燃烧器以上区域各布置9条张力板，炉膛冷灰斗区域区域各布置9条张力板；两侧墙各布置3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

35、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

36、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，地震力及露天布置锅炉所受的风力等能通过导向节点正确传递到钢架上

37、，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（EL57500）、LVL2（EL55200）、LVL3（EL52900）、LVL4（EL50600）、LVL5（EL48300）、LVL6（EL46100）、LVL6A（EL44597）和LVL7（EL43097）、LVL8（EL40797）。螺旋水冷壁和冷灰斗共布置了10层水平刚性梁，即LVL9（EL38133）、LVL10（EL33333）、LVL11（EL28488）、LVL12（EL23918）、LVL13（EL19918）、LVL14（EL15418）、

38、LVL15（EL12612）、LVL16（10810）、LVL17（EL8944）和LVL17a（EL6860）。尾部烟道包墙和竖井烟道共设置8层水平刚性梁，上4层与上炉膛垂直水冷壁水平刚性梁标高相同，其余4层刚性梁为LVL18（EL48400）、LVL19（EL46200）、LVL20（EL43900）、LVL21（EL41900）。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l 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

39、，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。l 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。l 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

40、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

41、。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有如下三种：l 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。l 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。l 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

42、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

43、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。水平刚性梁固定形式：在零膨胀点处放置一特殊的固定结构，使其将水平力传到刚性梁上，通过挡块作为约束,即传递了水平力又限制了刚性梁的膨胀。校平装置的作用垂直管屏的校平装置：刚性梁设在管墙外侧，刚性梁重心远离管墙中心线，必然对管墙产生附加弯矩，而增加管子的弯曲应力，为了抵消此附加弯矩，故在各层刚性梁之间设有校平装置，使刚性梁保持水平，同时起到刚性梁的侧向支撑作用。螺旋管圈的校平装置：与垂

44、直管屏校平装置的作用相同。它与大、小连接相连，炉膛压力首先通过大、小连接作用到校平装置上，再由校平装置传递到上、下层刚性梁上。校平装置结构滑动连接：校平装置端部用两个角钢和螺栓与刚性梁连接，角钢长度方向与校平装置内翼缘每边留有2mm间隙，两角钢背靠背留有50mm间隙，校平装置的端部与其连接板，留有18mm间隙。角钢与校平装置腹板有一安装用定位螺栓，待校平装置安装完毕后，将螺栓拆掉。固定连接：校平装置上端用一钢板与刚性梁用螺栓连接，在下端板与刚性梁连接板之间放置一个12mm临时垫片，该垫片应在安装保温之前就撤掉。因炉膛压力是通过大、小连接传至校平装置上，再由校平装置传到水平刚性梁上，水平刚性梁不

45、直接承受炉膛压力。零膨胀点的设置锅炉本体采用全悬吊结构，使锅炉本体的每个部分能够比较充分的热膨胀，大大地减少了由于热膨胀受阻而产生的热应力。锅炉的自然热膨胀中心除了与锅炉的几何尺寸有关之外，还与温度的分布有关。而锅炉在启动低负荷、满负荷和停炉工况下温度的分布是不一样的。因此，锅炉的自然热膨胀中心是随着工况的变化而变化的。为了进行比较精确的热膨胀位移计算，以便进行系统的应力分析和密封设计，需要有一个在各种工况下都保持不变的膨胀中心，作为热膨胀位移计算的零点。这个膨胀中心就是所谓的人为的膨胀中心，通过一定的结构措施就能实现它。如前所述，本锅炉某些层刚性梁的内绑带与衬垫焊接，通过固定钢板将水平力传到

46、刚性梁上，通过挡块作为约束来实现零膨胀点。同时，利用与刚性梁和冷钢结构相铰接的刚性梁导向装置，将刚性梁上的水平荷载传递到刚结构上。炉膛水冷壁共设置了4层导向装置，尾部烟道设置了2层导向装置。炉膛前、后墙及后烟道前、后墙的膨胀中心设置在锅炉对称中心线；螺旋水冷壁侧墙膨胀中心设置在距炉膛后墙中心线1204mm处，垂直管屏水冷壁侧墙的膨胀中心设置在距炉膛后墙中心线1217mm处。所附热膨胀系统图（见附图01-11）表示了锅炉各部位的膨胀情况。箭头方向表示膨胀方向，箭头旁的数字表示这个方向上的膨胀量（单位mm）。9 炉顶密封和包覆框架锅炉顶棚管的标准节距（M）为115mm。炉内受热面穿顶棚时尽可能保证

47、顶棚管不让管以保证管屏的规律性且易于密封，因此各受热面的横向节距均是M的整数倍，如屏式过热器、末级过热器的横向节距为690mm，高温再热器横向节距为230mm。顶棚管采用膜式密封结构即连续鳍片，在受热面穿顶棚处加套管密封防止烟气溢出，同时又起到吊挂顶棚的作用。其典型密封结构有以下三种：对于顶棚与侧水、前水处的密封见详图1和详图2：采用密封填块打底将管子找齐，其上焊接钢板，然后再与顶棚管边鳍密封焊连接，对于窄间隙处采用圆钢密封焊接。对于受热面穿顶棚处的密封见详图3：采用受热面管子在穿顶棚处加装套管，然后用密封板将套管与顶棚管鳍片连接，这样一举两得，既达到了密封的作用又起到了吊挂顶棚的目的。屏过、

48、末过及高温再热器小集箱导向装置是独特的结构。上述部件的每片屏都有各自独立的小集箱，工质进入该集箱后经连接管道进入汇集集箱。由于每片屏穿顶棚处都采用套管密封形式与顶棚管相焊，这样就使得其与顶棚形成一体，在锅炉运行时一起膨胀，而小集箱由于与大连接管相连，且处于炉外，其膨胀量与管屏（顶棚管）不同，所以会相对顶棚运动。为了限制其相对顶棚的位移量，使管道、集箱按设计确定的方向有规律性地膨胀，以便进行锅炉管道的整体应力分析，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，加装了导向装置，具体结构见详图4：即先将小集箱两端处顶棚管用填块找齐，其上铺设钢板，再对称焊两块角钢作为导向架，在集箱两端焊接导

49、向板，使导向板在导向架内运动。顶棚包覆框架的主要作用是对锅炉顶部管道、集箱的保温和二次密封。由于炉膛内烟温很高，为保证顶棚包覆框架内温度控制在455左右，在顶棚管上铺设耐火浇铸料，四周用框架护板形成“保温大包”。顶棚包覆框架由框架、护板、吊挂和导向装置四部分组成。框架由型钢组成，分为顶部框架、两侧框架、前后框架和底部框架；护板采用3钢板，也分为顶部护板、两侧护板、前后护板和底部护板。所有框架间用型钢连成一体，外部铺上相应的护板，并将底护板用梳形密封板与受热面管屏相连。整个包覆框架的重量是通过两种方式共同将其重量传递到构架主梁上：一种是通过框架顶部四周的耳板经自身的吊杆将包覆框架部分重量悬挂于构

50、架主梁上，且每处耳板的安装方向与该点和膨胀中心的连线方向相一致，以满足其膨胀要求；另一种是经过顶部框架内部沿炉宽方向布置的若干横梁借助于炉顶各管道、集箱已有吊点的吊杆将包覆框架部分重量吊到构架主梁上。此种方式又分两种：其一是借助吊管，即在吊管上对称焊两块钢板形成两翼将顶部框架挂在其上，具体结构见详图5；其二是借助吊杆，即在吊杆上加装管夹，将顶部框架挂在其上，具体结构见详图6。此处管夹经过了特殊处理：在管夹圆弧段内侧应先去除油污及氧化皮，并均匀涂抹506胶，使其粘牢一层颗粒0.5mm细砂轮铁末，但不油漆，此种处理的目的是加大摩擦力。由于顶棚包覆框架与膜式壁是一体的，锅炉在运行过程中，会随膜式壁一

51、起运动。为了使包覆框架按设计确定的方向有规律的膨胀，经过应力分析计算装设顶棚包覆框架导向装置，避免因膨胀不畅产生应力超限而拉裂管墙，影响安全运行。该装置共有五点导向，其中在锅炉膨胀中心为死点，具体结构见详图7；其余四点分别设在锅炉深度方向膨胀零点轴线（锅炉中心线）前后各一点，炉宽方向膨胀零点轴线两侧对称各一点，这四点都以膨胀中心为基点分别向四个方向膨胀，具体结构见详图8。10 烟风系统烟风系统中的回转式空气预热器、风箱、燃烧器请分别参见空气预热器运行和安装说明书、燃烧器说明书。11 钢结构（冷结构）锅炉构架整个结构为露天布置，运转层标高12.6m，采用钢格栅板大平台。构架采用全钢结构，承载体系

52、为桁架，连接形式采用铰接，主要承载杆件之间采用M22扭剪型高强度螺栓连接，次要杆件及平台采用焊接结构。锅炉构架由柱、梁、垂直支撑、水平支撑、支吊梁、支承梁、大板梁、平台楼梯、屋顶等部件组成，整个主结构的杆件约5000根。构架的支撑宽度37.4m，纵深43.222m，大板梁顶标高71.65m。构架沿锅炉高度划分成五层（下表），各层的区间范围为：-0.512.6，12.624.4，24.434.9，34.956.85和56.8569.65m。整个钢结构在平面上共设置八层平面（水平支撑），即6.0、12.6、24.4、34.9、46.6、56.85、64.0和69.65m；在立面上共设置五片立面框架

53、（抗剪平面）,即B0、B37.4、BE、BH、BK，通过水平支撑和立面框架（抗剪平面）来保证整个结构的稳定及将风荷载、地震荷载等水平载荷传递到基础。柱共分七段，接头位置高出各层水平支撑标高1150mm，零米处共布置32根柱，见附图01-12、附图01-13和附图01-14。锅炉构架各部件明细名 称范 围第一层构架EL-500EL12600第二层构架EL 12600EL 24400第三层构架EL 24400EL 34900第四层构架EL 34900EL 56850第五层构架EL 56850EL69650第六部分构架屋顶、管道生根梁等锅炉构架按其作用可划分为柱梁和支撑系统、顶板系统和平台楼梯三个部

54、分。12.1 柱梁和支撑系统柱梁和支撑系统包括地脚螺栓、柱底板、柱、梁、垂直支撑、水平支撑等部分。12.1.1 锅炉构架柱通过柱底板与基础采用预埋地脚螺栓连接，柱与柱底板采用分离式柱脚形式；柱与柱间的连接为铰接，轴力的70%通过柱与柱间顶紧来传递，轴力的30%通过柱接头的连接板传递，见附图01-15；12.1.2 梁与柱、梁与梁及水平支撑与梁的连接均采用角钢连接，见附图01-16；12.1.3 垂直支撑的作用是将风和地震等水平荷载传递至基础，同时也起到保证构架稳定和控制构架侧移的作用；12.1.4 水平支撑的作用形成刚性平面，使各柱接头具有足够的刚性，保证柱的平面稳定，同时将非立面桁架节点上的

55、水平荷载传递至立面桁架。12.2 顶板系统顶板系统由支吊梁、支承梁、大板梁和端部支撑组成，形成一个刚性较大的顶板梁格，上标高为71.65m。锅炉本体受压部件通过吊杆支吊在支吊梁和支承梁上，支吊梁与支承梁采用搁置形式。本工程共设置A-1、A-1反、A-2、B、C、D、E等共8根大板梁， B、C、D大板梁直接搁置在柱顶支座上，而A-1、A-1反、A-2、E等5根大板梁两端与柱采用高强螺栓连接；大板梁的截面尺寸、作用荷载、外形尺寸及总重量等（见下表）：大板梁的截面尺寸、作用荷载、外形尺寸及总重量名称截面形式长度数量总重量大板梁A-1A-1反A-2I160036016147.7米2单根重2.5/2.0吨大板梁BI4000850803022米150.8吨大板梁CI400013001003222米176.0吨大板梁DI400014001003222米179.9吨大板梁EI2000450321611米2单根重5.8吨12.3 平台楼梯凡有人孔、看火孔、测量孔、吹灰器、阀门