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1、福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 2x310t/h 循环流化床锅炉技术建议书 Page 1 of 24 第 1 章 工艺说明 第 1 章 工艺说明 1.0 概述 1.0 概述 福斯特惠勒公司为中化泉州石化有限公司重油深加工项目提供 2 台循环流化床(CFB) 锅炉。 CFB 锅炉参数如下： 最大连续负荷最大连续负荷 过热器出口蒸汽流量 t/h 310 过热器出口蒸汽温度 540-10+5 过热器出口蒸汽压力 MPa(g) 9.810.49 省煤器入口给水温度 215 锅
2、炉的侧视图和平面图见本技术协议的附件第 9 章。福斯特惠勒公司提供的性能保证 见第 7 章。 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 2x310t/h 循环流化床锅炉技术建议书 Page 2 of 24 锅炉及辅助设备说明 锅炉及辅助设备说明 下列内容介绍了福斯特惠勒 CFB 锅炉及主要辅助系统的技术描述, 不作为福斯特惠勒 公司供货范围的说明。供货范围详见第 3 章。同时该技术描述也仅基于报价阶段的假定， 最终设计见锅炉合同设计阶段资料。请参阅第 9 章中相关 P&ID 图
3、，以理解相应的系统。 本设计是福斯特惠勒公司结合近几年 CFB 锅炉发展及改进的基础上做出的优化设计， 其中包括： 炉内受热面布置优化、 冷渣器采用最新设计以及采用最新的箭头型流化风喷嘴。 1.11.1 受压件 受压件 概况 所供的材料、设备及附件都是高质量的，适合预期的锅炉运行的工况。所供的材料及 设备都是新的、未使用过的。 设计、材料、制造方法及工厂测试都符合 ASME 锅炉标准。福斯特惠勒公司锅炉受压 件的制造将由其当地锅炉压力容器检验所进行监检，并出具符合“蒸汽锅炉安全技术监察 规程”的监检证书。 所有焊接都按照合格焊接程序进行。焊接工艺评定及焊工资格证书都符合 ASME 锅炉 及压力
4、容器标准和 ASME B31.1 压力管道标准。 受压件流程示意图可参见附录中的汽水侧 P&ID 图。 炉膛 炉膛是由焊接的鳍片管屏组成的气密全膜式水冷壁 (Monowall)。管子是焊接在集箱 和锅筒上的。管子、集箱、上升管和下降管的壁厚均符合 ASME 锅炉标准有关使用材料的 规定。 炉膛底板由上面衬有耐火材料的膜式水冷壁结构制成(见图 1-1)。耐热钢的箭头型喷 嘴焊接在膜式壁水冷管之间的鳍片上(图 1-2)。从风箱来的一次风流经这些喷嘴提供燃烧 空气以及使床料流态化。箭头型喷嘴的设计可最大限度地避免在锅炉停炉和低负荷运行时 床料漏入风箱。 整个炉膛组件(见总布置图)是按自然循环布置的。
5、 饱和水从锅筒通过下降管进入供水 管,自然循环至炉膛下集箱。从炉膛水冷壁的汽水混合物进入炉膛上集箱并通过上升管返 回锅筒，并在锅筒中进行汽/水分离。 炉膛在烟气侧微正压下运行；水冷壁外侧配有根据福斯特惠勒标准设计的刚性梁(见 图 1-3)来承受87mbar 的压力。 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 2x310t/h 循环流化床锅炉技术建议书 Page 3 of 24 炉膛下部衬有薄层耐火材料以防磨损和防止由于在还原性气氛下运行可能产生的化 学腐蚀。福斯特惠勒公司的专利
6、技术“踢出”管设计(见图 1-4), 可在耐火材料和管子的 结合处将磨损减至最小。 翼墙蒸发屏和翼屏过热器位于炉膛上部。该受热面由膜式屏组成，垂直于炉膛的上部前 墙。翼墙蒸发屏给水来自下降管；加热后产生的汽水混合物由上升管循环至锅筒。翼屏下部区 域敷设耐火材料以防磨损(见图 1-5)。 图图 1-1 水冷风箱 炉膛下炉墙耐火材料衬里 流化风喷嘴 一次风入口 水冷布风板 没有周边的泄漏 没有膨胀节 与锅炉回路成一整体 成熟的设计 模块化设计 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项
7、目 2x310t/h 循环流化床锅炉技术建议书 Page 4 of 24 图图 1-2 水冷布风板上的箭头型流化风喷嘴 图图 1-3 典型的炉膛刚性梁角部连接 炉底水冷布风管排 箭头型喷嘴 31-150UC SC(Std 5)福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 2x310t/h 循环流化床锅炉技术建议书 Page 5 of 24 图图 1-4 炉膛“踢出管”设计 炉墙管子耐火材料 销 钉 侧视图 辅助视图 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重
8、油深加工项目 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 2x310t/h 循环流化床锅炉技术建议书 Page 6 of 24 图图 1-5 炉膛翼屏受热面布置 锅筒 锅筒由碳钢板制成，为焊接结构，圆柱形筒体和半球形的封头。在锅筒的每一端装有带 有铰链门盖的人孔门。锅筒上所有的管接头已有焊接坡口。锅筒初步尺寸如下： 锅筒内径 1600 mm 锅筒长度 9.0 m 高效的锅筒内件有两个基本的功能。一是将蒸汽从汽水混合物中分离出来，使得下降 管所提供的是除去了蒸汽的水，以满足良好和安全的锅水自然循环的需要。另一功能是将 水分从蒸汽中分离出来以提供高纯度的蒸汽。福
9、斯特惠勒锅筒内件的设计是通过两级分离 的方法，能高效地提供上述两种功能。第一级分离是为锅炉的水循环系统提供不含蒸汽的 水，而第二级分离则是从分离出的蒸汽中除去最后的微量水分和杂质。锅筒内件(参见图 1-6)由位于沿着锅筒两侧的离心式分离器和沿着锅筒顶部布置的百叶窗干燥器组成。 翼屏进口集箱 水冷壁前墙 翼屏炉膛顶棚管水冷壁前墙 上集箱 翼屏出口集箱 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 2x310t/h 循环流化床锅炉技术建议书 Page 7 of 24 来自锅炉水冷壁的汽
10、水混合物全部通过围绕的水冷夹套被导入离心式分离器。分离器 的曲线流道将汽水分离；蒸汽离开分离器后进入干燥器，而水则在锅筒底部通过特殊结构 的排水口离开锅筒。离开分离器的蒸汽须通过设在锅筒顶部的干燥器组件。这些干燥器将 低的蒸汽流速和几个蒸汽流道的突变结合起来，而蒸汽流道有很大的表面可将携带出的水 分黏附下来。通过这些内部装置，离开锅筒的蒸汽将具有极高的干度。 采用螺栓连接法兰将分离器固定在围绕的水冷夹套上以确保其紧密性。锥形的喷嘴固 定在完全焊接的接口上以确保干燥器组件的紧密性。 锅筒装有内部给水分配管均匀地分配给水、以及化学加药和连续排污的内部管道。 图图 1-6 锅筒内件 福斯特惠勒公司
11、日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 2x310t/h 循环流化床锅炉技术建议书 Page 8 of 24 汽冷分离器 汽冷分离器如图 1-7a 所示，为全汽冷膜式壁构成的气密性烟气/飞灰分离装置。分离 器内衬有薄层耐磨的耐火材料；关于耐火材料详见以下的说明。 汽冷分离器的主要功能是分离出被烟气携带的部分飞灰， 使其经由双返料腿 “J” 阀(如 图 1-7b 所示)返回炉膛下部。 作为福斯特惠勒专利发明的设计，主要优点列出如下： ? 汽冷分离器的膜式壁包墙采用传统制造技术，用吊杆在顶部支撑
12、很简单，比板式 /耐火材料旋风分离器更轻、更易安装。 ? 采用膜式壁包墙，不需如板式/耐火材料旋风分离器使用那么厚的高温耐火材料。 ? 汽冷分离器的烟道只需要 25mm 厚的耐火材料，而板式/耐火材料旋风分离器需要 300-460mm 厚的耐火材料。这样缩短了冷启动时间、提高了周期运行能力、降低 了重量和维修成本。 ? 采用具有耐磨性能的耐火材料，敷设在焊到膜式壁上的不锈钢销钉和锚钉上。 ? 汽冷分离器包墙外部敷有保温层和外护板，其表面温度与锅炉其余部位相同，与 板式/耐火材料旋风分离器相比大大减少了辐射热损失。 汽冷分离器采用顶部吊挂，与炉膛和对流通道一样向下膨胀延伸。 过热器流程 过热器流
13、程由对流受热面及辐射受热面组成，包括汽冷分离器包墙、对流烟道包墙、 一级过热器、翼墙过热器和末级过热器。 汽冷分离器包墙、对流烟道包墙 汽冷分离器包墙和对流段包墙是由气密的膜式壁构成，由刚性梁和连接杆固定、包墙 管内有蒸汽进行冷却。蒸汽流程是：从锅筒出来的蒸汽首先进入汽冷分离器入口段，经入 口段出口集箱到汽冷分离器包墙下集箱，向上流经汽冷分离器包墙，出汽冷分离器包墙上 集箱，进对流烟道上部侧墙集箱，向下流进侧墙，再向上至前墙和后墙。过热器和省煤器 管屏是通过吊挂管进行支撑的。典型过热器支撑布置参见图 1-8。 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 福斯
14、特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 2x310t/h 循环流化床锅炉技术建议书 Page 9 of 24 图图 1-7a 汽冷分离器汽冷分离器 图图 1-7 b 双返料腿“J”阀 双返料腿“J”阀 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 福斯特惠勒公司 日期：2007 年 08 月 27 日 中化泉州重油深加工项目 2x310t/h 循环流化床锅炉技术建议书 Page 10 of 24 一级过热器(SH) 一级过热器由位于对流烟道内下部且逆流布置的三级水平蛇形管组成。一级过热器出 口到翼屏过热器的两根连接管中均设有一级喷水减温器。 翼屏过热器(SH) 翼屏过热器位于炉膛上部，由 4 块屏组成。一级过热器来的蒸汽分配到翼屏过热器入 口集箱，经过翼屏过热器到出口集箱。翼屏过热器相对炉墙的胀差通过炉顶穿墙处密封的 膨胀盒来补偿。图 1-9
