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1、1第一章、循环流化床锅炉的结构及系统流程简述第一章、循环流化床锅炉的结构及系统流程简述1 1、概述、概述中原大化集团 50 万吨甲醇项目动力站三台锅炉是由济南锅炉集团有限责任公司和中国科学院工程热能物理研究所联合开发的 170t/h 高温高压循环流化床锅炉。锅炉采用单锅筒横置式，单炉膛自然循环，全悬吊结构，全钢架“”布置。运转层标高 8.5m，炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部是汽冷旋风分离器，尾部竖井烟道布置了多组蛇形管受热面和锅炉包覆管受热面及一、二次风空气预热器。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
2、侧风道引入炉下左右水冷风室，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二次风咀进入炉膛，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（携带大量未燃尽碳颗粒）在炉膛上部进一步燃烧放热。离开炉膛并夹带大量物料的烟气经蜗壳式汽冷旋风分离器之后，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，通过向炉内添加石灰石，能显著降低烟气中 SO2的排放，采用低温和空气分级供
3、风的燃烧技术能够显著2抑制 NOx 的生成。其灰渣活性好，具有较高的综合利用价值，因而它更能适合日益严格的国家环保要求。1.1锅炉型号及参数锅炉型号: YG-170/9.8-M2额定蒸发量: 170T/H额定蒸汽压力: 9.81MPa额定给水温度: 1801.2锅炉技术经济指标锅炉热效率: 90.6%脱硫效率（钙硫比2）: 80%燃料消耗量: 22854 kg/h燃料颗粒度要求: 13mm（其中大于 1mm 以上颗粒重量比不小于50%）石灰石颗粒度要求: 2mm排污率: 2%冷风温度: 20一次风预热温度: 150二次风预热温度: 150排烟温度: 140锅炉初始排放烟尘浓度: 15000mg
4、/Nm3灰与渣的比率: 5.5 ：4.5 3高温旋风分离器分离效率: 99.5%，dc50:80um噪声水平: 85dBA1.3 锅炉设计数据锅炉水阻力: 0.25 MPa 锅炉蒸汽阻力: 1.5 M锅炉烟气系统阻力: 3255Pa锅炉烟气量（a=1.5 t=140）: 350000 m3/h锅炉一次风阻力： 12960Pa锅炉二次风阻力： 8750Pa锅炉总风量（a=1.25 t=20）： 188000 m3/h一、二次风比为 1:1 或根据煤种调整为 6:4锅炉宽度: 11000 mm 锅炉深度: 20000 mm锅炉高度: 45637 mm锅炉水容积: 110 m32 2、锅炉结构、锅炉
5、结构2.1 炉膛水冷壁系统炉膛由膜式水冷壁组成，保证了炉膛的严密性。炉膛横截面为45119082mm，炉顶水冷标高 36152.5mm（水冷中心线标高） ，膜式水冷壁由 606（20G，GB5310-1995）锅炉管和 620.5mm 扁钢焊制而成，管节距为 80.5mm；在炉膛的左右中心线处靠近前部水冷壁设置水冷屏，炉膛水冷壁（屏）通过水冷上集箱（包括水冷屏上集箱）由吊杆悬挂于4钢架顶部的框架上。水冷壁集箱采用 27335（20G，GB5310-1995）锅炉管。水冷壁下部焊有销钉用以固定高强度耐高温防磨耐火材料。保证该区域水冷壁安全可靠地工作。水冷壁向下弯制构成水冷风室，水冷布风板。水冷壁
6、上设置测量孔、检修孔、观察孔等。水冷壁上的最低点设置放水排污阀。膜式水冷壁外侧设置数层刚性梁，保证了整个炉膛有足够的刚性。在锅炉炉膛外侧布置止晃装置。由 4 根 32525、1 根 21920 的集中下降管和 28 根下降支管，及 32 根汽水引出管组成 5 个回路的水冷循环系统。5 个回路分前墙 1 个，左右侧墙各 1 个，后墙 1 个，水冷屏 1 个，结构特性如下：回路名称 上升管数 下降支管数 引出管数（606） （13310） （13310）前水冷壁 112 8 9侧水冷壁 56 42 52后水冷壁 112 8 9水冷屏 22 4（18010） 4（10810）2.2 锅筒及锅筒内部设
7、备锅筒内径 1600mm，壁厚 100mm，材料为 P355GH，总长约12500mm，重约 53.5 吨，总重约 67.0 吨。锅筒正常水位在锅筒中心线下 180mm，最高、低安全水位偏离锅筒5正常水位50mm。锅筒内部装置由旋风分离器、给水清洗装置、顶部均流孔板、连续排污管、加药管等组成。旋风分离器直径 290mm，共 36 只。由旋风分离器出来的蒸汽穿过上部清洗孔板（由省煤器来的 50%的清洁水，在清洗孔板上保持 30mm 厚的水层，蒸汽流经清水层其中部分盐溶入清洗水中） ，穿越锅筒顶部的多孔板，然后通过 6 根13310mm（20G GB5310-1995）蒸汽引出管到过热器系统。在大
8、直径下降管进口外布置了十字挡板，改善下降管带汽及抽空现象。锅筒上除布置必须的管座外，还布置了紧急事故放水、备用管座等。2.3 燃烧系统 燃烧系统由炉膛、旋风分离器、返料器、布风板、风室组成。布风板上均匀布置风帽，炉膛下部是燃烧室。燃烧室的截面、布风板的布置、炉膛高度能够保证燃料充分的燃烧。燃煤由炉前 4 个给煤装置送入燃烧室，石灰石由炉前两个石灰石喷射器送入燃烧室。给煤管尺寸、位置满足锅炉在不同工况运行时的要求。落煤口上方设置有播煤风。经过预热的一次风由风室经风帽均匀送入炉膛，二次风在燃烧室上部分层送入炉膛。含固体颗粒的烟气经炉膛出口进入旋风分离器，被分离下来的颗粒经返料器送回炉膛进行循环燃烧
9、。离开旋风分离器的烟气进入尾部烟道，冲刷尾部受热面。一、二次风风量各占空气量的 50%（或根据煤种调整为 6：4） 。控制燃烧温度在 850950时，调节一次风量和给煤量、循环灰量，可以6使锅炉符合在 40%110%之间调节。该燃烧系统设置播煤风、点火风、返料风。播煤风、返料风占总风量的 35%。本锅炉设计配有返料专用风机，流量 4200Nm3/h，压头19500Pa。本炉为床下油点火，在风室后侧布置 2 台点火器，点火用油为 0#轻柴油。点火器喷油量单台 650kg/h 油压 2.0MPa。风室两侧设有两个防爆门。本炉点火起动时间不超过 3 小时，整个锅炉的启动到满负荷的时间应控制在 6 小
10、时左右。本炉也可人工床上点火。燃烧完全的灰渣由布风板上的排渣管排出炉外。排渣可定排或连排。本炉布置两台冷渣机，布置排渣管管径和位置与冷渣机匹配，能保证炉渣及时顺利地排出。燃烧设备包括点火系统的燃烧器、水冷布风板、风帽、水冷风室、放灰管、连接管及相应的阀门、法兰、配件、支撑件、紧固件。2.4 过热器及调温装置过热器由屏式过热器、旋分过热器、高温过热器、低温过热器、炉顶管的组成。其蒸汽流程如下：锅筒屏式过热器旋分过热器一级喷水减温器悬吊管低温过热器二级喷水减温器炉顶管高温过热器过热器出口集箱。过热器系统的蒸汽经过二次左右混合与交叉，改善了在烟道宽度上由于烟气温度不均匀而引起过热蒸汽温度的偏差。采用
11、辐射式及对流式过热器，既提高传热效果，节省金属，又改善了当锅炉工况变动时过热汽温的调节性能。减温器的两级布置，可增加蒸汽温度调节的灵敏度。7屏式过热器布置在炉膛出口处，垂直悬吊。沿炉膛宽度分 6 片，每片屏过有 18 根管子，每片间距 1046.5mm，高 10000mm，宽 1170mm。屏采用 385，12Cr1MoVG（GB5310-1995）管子，管间节距 65mm，光管结构。屏过上集箱中间内部有隔板相隔，下集箱连通。下部易磨损区域采用浇注料覆盖。旋分过热器采用 384，15CrMoG 管子。每个旋分过热器共有 200根管子，27332（12Cr1MoVG）的上环形集箱和21925（1
12、2Cr1MoVG）的下环形集箱组焊为一个分离器整体，蒸汽由上环形集箱引入后经过两下两上加热后通过上环形集箱引出。为了减小旋分过热器热应力，蒸汽流向采用了双向流动再汇合引出的措施。旋分过热器内侧布置密排销钉浇注料，销钉密度为 2000 件/m2.低温过热器采用 424.5，15CrMoG（GB5310-1995）管子，节距110mm，共 88 排，逆流布置，分三组吊挂在锅炉尾部竖井内。高温过热器采用 425，12Cr1MoVG（GB5310-1995）管子，节距110mm 共 88 排，分两组吊挂在锅炉尾部竖井内组成。喷水减温器两级布置，采用文丘里式减温器。一级减温器装设在低温过热器入口前。直径
13、为 27328，材料 12Cr1MoVG（GB5310-1995） 。二级减温器装设在高温过热器入口前，直径为 32536，材料为12Cr1MoVG（GB5310-1995） 。2.5 省煤器省煤器四级顺列布置。管子为 384 光管，材料 20G（GB5310-1995） ，共 46 片，平行于前墙逆流顺列布置，节距 74mm。设置有省煤器8进口集箱、中间集箱、出口集箱。省煤器各集箱均采用21925， （GB5310-1995） 。各组省煤器的重量均由通风梁支撑在锅炉钢架上。省煤器易发生局部磨损处加装阻流板和定位防磨板。2.6 空气预热器空气预热器为管式卧式结构，管子规格为 512.5，材料
14、Q235-A，末级材料采用考等钢（10CrNiCuP（A） ） 。空气与烟气成逆流布置。上面一级为二次风预热器，下面一级为一次风预热器。空气分别由二次风机和一次风机送入。空气预热器由预热器管箱、连通罩、框架、护板、膨胀节、人孔装置、防磨装置、紧固件组成。空气预热器设计的烟气流速和空气流速都控制在合理的范围内，提高了空气预热器的换热效率，避免了空气预热器烟气侧积灰。设计的空气预热器膨胀节保证了管箱的自由膨胀和空气侧的密封，保证了烟道的密封，从而避免了空气向烟道的漏风。使锅炉在较低过量空气系数下运行，提高了锅炉性能。2.7 分离、回料系统本炉采用高温旋风分离器和 U 型返料器结构。高温旋风分离器实炉测试分离效率不小于 99.5%。旋风分离器内壁采用耐磨浇注料，热膨胀系数小。由于采用蒸汽冷却旋风分离器，分离器的整个内墙结构简单严密，热惯性小。分离器和炉膛出口处炉墙采用非金属膨胀节进行密封，保证了分离器长期安全可靠运行，分离器采用汽冷结构，避免了返料结9焦、堵塞。U 型返料器由布风板、风帽、风室、返料管、舌型挡板、送风管、落灰管组成，运行中通过调节返料风量来调整返料灰量。分离
