110吨流化床锅炉设计.doc

太原锅炉集团有限公司设计文件 锅炉设计说明书目 录前 言 11．锅炉概述 12．锅炉基本特性 22.1. 主要工作参数 22.2. 设计燃料 22.3. 锅炉基本尺寸 33．锅炉主要部件结构简述 43.1锅筒 43.2 水冷系统 53.3 过热器系统及汽温调节 63.4 省煤器 63.5 空气预热器 73.6燃烧设备 73.7 分离回料系统 83.8 锅炉范围内管道 93.9 构架 103.10 炉墙 103.11 膨胀设计 103.12 防磨设计 113.13 密封设计 113.14水容积表 124．锅炉设计、制造、检验、安装执行规范 125．特别说明 12编制审定校对 审核标记处数更改文件号签字日期标准 太原锅炉集团有限公司设计文件 锅炉设计说明书前 言循环流化床燃烧是一种新型的高效、低污染的清洁燃煤技术，其主要特点是锅炉炉膛内含有大量的物料，在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部，经过布置在炉膛出口的分离器，将物料与烟气分开，并经过非机械式回送阀将物料回送至床内，多次循环燃烧。

由于物料浓度高，具有很大的热容量和良好的物料混合，一般每公斤烟气可携带若干公斤的物料，这些循环物料带来了高传热系数，使锅炉热负荷调节范围广，对燃料的适应性强循环流化床锅炉具有燃料适应性广、环保性能优异、负荷调节范围广、灰渣易于综合利用等优点，因此在世界范围内得到了迅速发展随着环保要求日益严格，普遍认为，循环流化床锅炉是目前最实用和可行的高效低污染燃煤设备之一在循环流化床燃烧技术快速发展的今天，我们对循环流化床锅炉的磨损、耐火材料、辅机系统三大问题进行研究解决后，使CFB锅炉的可用率得到很大提高太原锅炉集团与清华大学通过多年的密切合作，深入分析了常规循环流化床锅炉面临的问题和挑战，提出了低能耗循环流化床锅炉设计理论和方法，形成了第二代节能型循环流化床锅炉全套设计导则，在此基础上同时完成了第二代节能型循环流化床锅炉的产品结构设计使第二代循环流化床锅炉产品具有供电煤耗低、厂用电率低、锅炉可用率高的技术优势，其技术关键在于分离器效率提高后，循环物料中的细灰份额增加，适当减少床存量低床压运行依然可以保证锅炉正常运行床存量降低后，二次风区域物料浓度降低，二次风穿透扰动效果增强，炉膛上部气固混合效果得以改进，提高了锅炉燃烧效率，降低了锅炉机组的供电煤耗；床存量降低后，物料流化需要的动力减小，锅炉一、二次风机的压头降低，风机电耗下降，从而降低锅炉机组的厂用电率；床存量降低后，炉膛下部物料浓度大幅度减小，从而可以减轻炉膛下部浓相区特别是防磨层与膜式壁交界处的磨损，提高锅炉机组的可用率。

本循环流化床锅炉运用了经过实践检验过的第二代节能型循环流化床锅炉全套设计导则进行设计在燃用设计煤种时，锅炉能够在定压时50～100%额定负荷范围内过热器出口蒸汽保持额定参数；在燃用设计煤种或校核煤种时，在30～100%额定负荷范围内锅炉能够稳定燃烧1．锅炉概述本锅炉为高温高压，单锅筒横置式，单炉膛，自然循环，全悬吊结构，全钢架π型布置锅炉采用室外布置，运转层设置在8m标高锅炉主要由炉膛、绝热旋风分离器、自平衡回料阀和尾部对流烟道组成炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部是绝热旋风分离器，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光管省煤器及一、二次风各三组空气预热器在燃烧系统中，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夹带大量物料的烟气经炉膛出口进入绝热旋风分离器之后，绝大部分物料被分离出来，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循环流化床燃烧方式，灰渣活性好，具有较高的综合利用价值，能适合日益严格的国家环保要求锅炉的给水经过水平布置的三组光管式省煤器加热后经导水管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、水冷壁管、上集箱，然后由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尾部包墙过热器、经低过进口集箱，低温过热器、一级喷水减温器、屏式过热器、二级减温器、高温过热器、集汽集箱，最后将合格的过热蒸汽引出2．锅炉基本特性2.1. 主要工作参数额定蒸发量 110t/h额定蒸汽温度 540℃额定蒸汽压力（表压） 9.8MPa给水温度 220℃锅炉排烟温度 130℃排污率 1 %空气预热器进风温度 20 ℃锅炉设计热效率 92%燃料消耗量 12.96t/h锅炉安全稳定运行的工况范围 80%~100%锅炉型号：TG-110/9.8-M2.2. 设计燃料2.2.1 设计煤质资料为：燃料的入炉粒度范围为：0～10mm。

燃煤主要特性分析表 名称符号单位设计煤种碳Car%52.66氢Har%3.48氧Oar%10.57氮Nar%0.93硫Sar%0.33灰份Aar%20.20水份War%11.83挥发份Vdaf%35.85低位发热量Qnet,arKJ/Kg200002.2.2 点火系统锅炉采用床下油点火，流化床下设置两个燃烧器，所需助燃空气为一次风2.2.3根据用户煤种，入炉煤的粒度要求范围0-10mm，切割粒径d50=1mm，小于200mm的份额不大于20%，粒度大于6mm的不大于10%，见下图的推荐范围2.3. 锅炉基本尺寸炉膛宽度（两侧水冷壁中心线间距离） 6690mm炉膛深度（前后水冷壁中心线间距离） 3730mm锅筒中心线标高 37500mm高温过热器出口集箱标高 36440mm锅炉顶板标高 42000mm运转层标高 8000mm操作层标高 5200mm锅炉宽度（两侧柱间中心距离） 9000mm 锅炉深度（前后柱间中心距离） 18400mm (主8000+6600+3800)3．锅炉主要部件结构简述3.1锅筒锅筒规格Ф1600mm×100mm，两端采用球形封头，材料为P355GH/DINEN10028-2。

锅筒筒身顶部设有饱和蒸汽引出管接头、安全阀管接头、压力表管接头；给水引入套管接头；筒身前后水平处设有汽水混合物引入管接头；筒身底部设有大直径集中下降管接头、紧急放水管接头、再循环管接头、排污和加药管接头；筒身前部设有两组水位表管接头、两组电接点水位计、三组平衡容器；同时锅筒上设有上下壁温测量点，在锅炉启动点火升压过程中，锅筒的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℃（一般为30~70℃），并且上水速度不能太快，尤其在进水初期更应缓慢球形封头上设有人孔锅筒正常水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真实水位的测定与控制对锅炉的运行是非常重要的汽包水位控制保护限定值见下表：热控联锁测点正常水位允许水位事故放水解列解列水位汽包中心线以下180mm±50mm+150 mm+175 mm-200 mm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采用单段蒸发系统，布置有旋风分离器和顶部百叶窗等内部设备锅筒内装有24只直径为Ф315mm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。

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，然后蒸汽再经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挡板锅筒采用两个U型吊架，将锅筒悬吊在顶板梁上，吊点对称布置在锅筒两端，可向两端自由膨胀3.2 水冷系统3.2.1水冷壁炉膛截面呈长方形布置炉膛由四面均为管子和扁钢焊成的全密封膜式水冷壁组成管子节距为80mm，规格φ51×5，材质为20G/GB5310前后水冷壁下部密相区处的管子与垂直线成一定夹角收缩，形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向前弯曲与两侧水冷壁组成水冷风室，使布风板上具有合理的流化速度前、后、侧水冷壁分成四个循环回路，由锅筒底部水空间引出集中下降管，再通过分散下降管向炉膛水冷壁给水汽水混合物由两侧水冷壁上集箱及前后墙水冷壁上集箱连接管引出至锅筒在后水冷壁上部炉膛出口处采用弯管的方式形成向分离器入口处的导流加速段，下部锥体对称让出两个返料口；前水冷壁处有3个给煤口；侧水冷壁下部设置供检修用的专用人孔，炉膛密相区前、后水冷壁分别布置有二次风喷口。

3.2.2 炉膛水冷壁回路特性回 路前水冷壁后水冷壁侧水冷壁上升管根数与规格n-φ×s83-φ51×583-φ51×52×46-φ51×5分配给水管根数与规格n-φ×s6-φ133×106-φ133×102×3-φ133×10汽水引出管根数与规格n-φ×s12-φ133×102×3-φ133×10集中下降管根数与规格n-φ×s2-φ377×25分配给水管与上升管截面之比％54.954.949.5引出管与上升管截面之比％54.954.949.53.2.3 固定装置水冷壁及其附着在水冷壁上的零部件全部重量都通过吊杆装置悬吊在顶板上集中下降管用吊杆将其悬吊于刚性平台上3.2.4 其它为了运行和检修的需要，水冷壁上在不同的高度设置了人孔、温度测点、炉膛压力测量孔，水冷壁顶部设置检修绳孔水冷壁、集箱、连接管的材质均为20G/G。