【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 7 量后再進(jìn)入省煤器。 省煤器和空氣預(yù)熱器采用兩級(jí)配布置，以節(jié)省受熱面，減少鋼材消耗量。 鍋爐采用四根集中下降管，分別供水給 12 組水冷壁系統(tǒng)。 燃燒方式采用四角布置的直流燃燒器。 根據(jù)煤的特性選中速磨煤機(jī)的中儲(chǔ)式系統(tǒng)。 本鍋爐采用了可靠的密封措施和防磨措施。 本鍋爐在爐膛、水平煙道、尾部豎井均裝設(shè)蒸汽吹灰器，并可以實(shí)現(xiàn)程控吹 灰。本鍋爐的定排均有電動(dòng)門，可以實(shí)現(xiàn)程控排污。 鍋爐本體基本尺寸 爐膛寬度（二側(cè)水冷壁中心線間距離） 5884mm 爐膛深度（前、后水冷壁中心線間距離） 5884mm 鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高 8000mm 鍋爐最高點(diǎn)標(biāo)高 32452mm 鍋爐各部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述 鍋筒及鍋筒內(nèi)部設(shè)備 鍋筒是自然循環(huán)的主要部件之一，它與下降管，水冷壁及導(dǎo)汽管等組成鍋爐水循環(huán)回路。 1. 鍋筒 結(jié)構(gòu) 鍋筒內(nèi)徑 ? 1500mm ,筒壁厚度 95mm ,材料為 BHW35，筒身長(zhǎng) ，加封頭后鍋筒全長(zhǎng) 。用 20 號(hào)鋼板制造，鍋筒通過(guò)兩對(duì)吊架吊在頂板上。鍋筒的正常水位在鍋筒中心線下 150mm 處。最高和最低水位在正常水位上下 mm75處。鍋筒下部設(shè)有四根 14325?? 的集 中下降管，為防止抽氣，下降管入口處裝有十字板和柵格。 2. 鍋筒內(nèi)部設(shè)備 鍋筒內(nèi)部設(shè)備的設(shè)計(jì)，在給水品質(zhì)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的情況下，保證蒸汽品質(zhì)符合要求。鍋筒內(nèi)部裝有汽水分離裝置、給水清洗裝置、排污加藥裝置等，從保證蒸汽品質(zhì)。鍋筒為單級(jí)蒸發(fā)，內(nèi)裝有 84 個(gè) mm315? 導(dǎo)流式旋風(fēng)分離器。每 8 個(gè)有一個(gè)連通箱，以均衡各分離器的蒸汽負(fù)荷，后豎井回路單獨(dú)占有 4 個(gè)分離器，分離器上面有平孔板型蒸汽給水清洗裝置，孔中蒸汽流速為 sec/ m ，孔板負(fù)河北 聯(lián)合 大學(xué) 輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 8 荷強(qiáng)度為 2/ MHT ? 。清洗水量約占鍋爐給水量的 %50 ，鍋筒頂部設(shè)有多孔板，孔中蒸汽流速為 sec/ m ， 1） 鍋筒容積：本鍋爐內(nèi)徑 1600? ，筒身直段長(zhǎng) m ，蒸汽容積負(fù)荷hmmR v ?? 33 /264 ，運(yùn)行時(shí)水容積為 317m ； 2）分離元件：鍋筒的汽水分離主要采用兩次分離，一次分離 元件是 315? 導(dǎo)流式旋風(fēng)分離器，每一個(gè)旋風(fēng)分離器的平均負(fù)荷為 時(shí)噸 / ，最大負(fù)荷為時(shí)噸 / ，為保證鍋筒內(nèi)部有足夠的重力分離高度，清洗裝置水平孔板到頂部均汽板的高度為 mm414 ，二次分離元件為均汽板，布置在鍋筒頂部，均汽板的穿孔速度為 sec/ m 。 3）蒸汽清洗裝置：清洗水量約占鍋爐給水量的 50 ％，清洗裝置與正常水位的距離為 mm453 。清洗水層厚度為 ，蒸汽穿孔速度為 sec/ m ，孔板負(fù)荷強(qiáng)度為 2/ mhT ? ，清洗水率為 ％。 其他內(nèi)部設(shè)備主要有給水管加藥管、排污管、事故放水管等等。 爐膛水冷壁系統(tǒng) 1. 爐膛設(shè)計(jì)要求 爐膛是蒸汽鍋爐中最重要的部件之一。在爐膛內(nèi)，燃燒與傳熱過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，參與燃 燒與傳熱過(guò)程的各因素互相影響，使?fàn)t膛內(nèi)發(fā)生的過(guò)程十分復(fù)雜。它既是燃燒空間，又是鍋爐的輻射受熱面，其形狀和尺寸的大小，對(duì)鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有很大影響。因此，鍋爐在 結(jié)構(gòu)上 應(yīng)能滿足下列要求： 1）有良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力特性，避免火焰沖撞爐墻，這是保證爐膛水冷壁不結(jié)渣的重要條件。同時(shí)還應(yīng)使火焰在爐膛中有較好的充滿程度，減少爐內(nèi)停滯旋渦區(qū)。停滯旋渦區(qū)對(duì)燃燒是不利的，它使煙氣有效流通截面減小，燃料在爐內(nèi)逗留時(shí)間縮短，以致來(lái)不及完全燃燒。 2）爐膛空間內(nèi)應(yīng)能布置一定數(shù)量的受熱面，將煙氣溫度降到允許的數(shù)值，保證爐膛出口及其 后的受熱面不結(jié)渣。 3）有合適的熱負(fù)荷，按爐膛容積熱負(fù)荷 Vq 和爐膛截面熱負(fù)荷 Fq 確定的爐膛容積、截面尺寸和高度，應(yīng)能滿足燃料空氣流在爐內(nèi)充分發(fā)展，均勻混合和完全燃燒的要求。 從爐膛的傳熱過(guò)程來(lái)看，進(jìn)入爐子的燃料與空氣混合著火燃燒后生成高溫的火焰與煙氣，通過(guò)輻射把熱量傳遞給四周水冷壁管，到爐膛出口處，煙氣溫度冷卻到某一數(shù)值，然后進(jìn)入對(duì)流煙道。爐膛傳熱過(guò)程與許多因素有關(guān)，在一定的燃河北 聯(lián)合 大學(xué) 輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 9 料量及熱空氣溫度等條件下，爐內(nèi)輻射受熱面積愈大， 則傳熱量愈多，爐膛出口煙溫就愈低；反之，爐內(nèi)輻射受熱面積愈小，則傳熱量愈少，爐膛出口煙溫就愈高。爐膛設(shè)計(jì)的任務(wù)是在選定了爐膛出口煙溫時(shí)，確定需要布置多少受熱面積。 2. 水冷壁 水冷壁的采用最初是為了保護(hù)爐墻，降低它的溫度，提高運(yùn)行可靠性，而今天它已成為鍋爐的主要受熱面。水冷壁有以下作用： 1）保護(hù)爐墻，減少熔渣和高溫對(duì)爐墻的破壞作用。裝設(shè)水冷壁后，爐墻的內(nèi)壁溫度大大降低，因此爐墻的厚度可以減小，重量減輕。對(duì)于敷在水冷壁管子上的爐墻，即敷管爐墻，水冷壁也起了懸吊的作用； 2）它是火焰對(duì)水冷壁的輻射傳熱已成 為鍋爐傳熱的重要方式。輻射傳熱與熱力學(xué)溫度的四次方成比例，爐內(nèi)火焰溫度很高，因而水冷壁的輻射吸熱很強(qiáng)烈。 本設(shè)計(jì)爐膛為單爐膛結(jié)構(gòu)，爐寬 mm5884 ，爐深 mm5884 ，爐底冷灰斗出渣口到頂棚管中心線距離為 mm14910 ，爐膛容積為 m ，爐膛四周壁均由mms 64,360 ??? 的光管式水冷壁，材質(zhì)為 20 號(hào)鋼，爐膛四角切角寬度為 mm600切角處布置燃燒器，爐膛下部為冷灰斗，冷灰斗斜坡與水平夾角為 ?50 。后豎井兩側(cè)墻由 mmSmm 80,360 ??? 的鰭片管焊成 mm80 寬的扁鋼，組成節(jié)距為 mm160的膜式側(cè)包墻。爐膛部分由 4 根 mm14350?? 的集中下降管，通過(guò) mm16159?? 的下水連接管，與水冷壁各回路相連，后豎井每側(cè)墻分成三個(gè)回路，從鍋 筒兩端單獨(dú)引出 mm16159?? 的管子與之相連，組成獨(dú)立的循環(huán)回路，后墻水冷壁上部形成折焰角，折焰角之后每三根水冷壁管子中抽出一根作為后墻懸吊管，其余管子向后延伸成水平煙道斜底包墻，水平煙道側(cè)包墻是由側(cè)墻上部折焰角處的 20 根水冷壁分別引入中間集箱和兩只水平煙道下集箱，然后分別引入組成折焰角上部側(cè)墻及水冷壁煙道側(cè)墻的包墻管。水冷壁下集箱均可進(jìn)行定期排污。 爐膛水冷壁管共 364 根，前、后墻水冷壁管各 90 根，左、右側(cè)水冷壁管為92 根。 通過(guò)水循環(huán)核算，在滿負(fù)荷情況下?tīng)t膛水冷壁部分的計(jì)算 循環(huán)流速約為sec/ m 以上，最小循環(huán)倍率為 ，一般在 5 以上。為加速啟動(dòng)過(guò)程，在水冷壁下集箱和鍋筒內(nèi)部裝設(shè)外來(lái)蒸汽加熱裝置，參數(shù)為 13 ～ 16 2/cmkg ， 320 ～350 ℃ 的蒸汽，耗量為 15 ～ ht/20 。 另外，在爐膛水冷壁燃燒器區(qū)域上部共布置了 28 只短伸縮式蒸汽吹灰器，在冷灰斗側(cè)墻布置了 10 個(gè)固定式過(guò)熱水打焦噴嘴，在折焰角上部布置 8 只長(zhǎng)伸縮蒸汽吹灰器，在尾部豎井布置了 8 只固定旋轉(zhuǎn)式蒸汽吹灰器，爐膛內(nèi)所有門孔都河北 聯(lián)合 大學(xué) 輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 10 設(shè)有防焦孔板。 整個(gè)水冷壁被鋼 性梁連結(jié)成剛 性吊筐式結(jié)構(gòu)，整個(gè)水冷系統(tǒng)向下作自由膨脹。在水冷壁四周每隔 3 米高度布置一圈剛性帶，防止由于燃燒不穩(wěn)定發(fā)生爐膛爆炸時(shí)所引起的水冷壁局部變形。燃燒器外殼與水冷壁燃燒器區(qū)彎管相焊，隨水冷壁向下膨脹，燃燒器中心向下膨脹量約為 mm50 。設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)風(fēng)、粉管道時(shí)應(yīng)考慮向下膨脹的影響。 過(guò)熱器及氣溫調(diào)節(jié) 1. 過(guò)熱器的任務(wù)、基本型式 過(guò)熱器是將蒸汽從飽和溫度加熱到額定過(guò)熱溫度加熱裝置。在鍋爐負(fù)荷或其它工況變動(dòng)時(shí)，應(yīng)保證過(guò)熱溫度的波動(dòng)處在允許的范圍之內(nèi)。在現(xiàn)代電站鍋爐中，蒸汽過(guò)熱器是鍋爐的一個(gè)必備的重要部件，在很大程 度上影響著鍋爐的緊急性和運(yùn)行安全性。 過(guò)熱器受熱面中的工質(zhì)是溫度和壓力都很高的蒸汽，受熱面又常放于煙氣溫度比較高的地方以得到足夠高的壓力，有時(shí)甚至是放在爐膛中，直接接觸火焰輻射，因此其管壁溫度很高，有時(shí)必須用耐火熱合金鋼來(lái)制造，才能使它可靠地工作。 過(guò)熱器可以根據(jù)它所采用得傳熱方式來(lái)分為對(duì)流過(guò)熱器、半輻射式過(guò)熱器及輻射式過(guò)熱器三種。對(duì)流過(guò)熱器是放在爐膛外面的對(duì)流煙道里的過(guò)熱器，它主要是以對(duì)流傳熱方式吸收流過(guò)它的煙氣的熱量。半輻射式過(guò)熱器也稱為屏式過(guò)熱器，一般放在爐膛上部出口附近，它即吸收爐膛中火焰的輻射熱， 又以對(duì)流方式吸收流過(guò)它的煙氣熱量。輻射式過(guò)熱器是放在爐頂或者爐墻上的過(guò)熱器，它基本上只吸收爐膛里火焰和煙氣的輻射熱。過(guò)熱器系統(tǒng)按蒸汽流程分為：低溫過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器。 對(duì)流式過(guò)熱器布置在對(duì)流煙道內(nèi)，主要靠對(duì)流傳熱從煙道中吸收熱量。按對(duì)流過(guò)熱器布置方式可分為垂直式和水平式兩種。垂直式通常布置在爐膛出口的水平煙道中，這種布置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單吊掛方便，結(jié)灰較少，應(yīng)用廣泛。但停爐后管內(nèi)積水難以排除。水平式布置在尾部煙道中，在塔式和箱式鍋爐中常采用它。這種布置易于疏水，但支吊較為復(fù)雜。常采用管子吊掛的方式。 隨著鍋爐容量的增 大和蒸汽參數(shù)的提高，必然把過(guò)熱器布置在高溫?zé)焻^(qū)，以減少過(guò)熱器的金屬耗量，因此在爐膛出口處、進(jìn)入對(duì)流煙道之前布置管屏，主要吸收爐膛中的輻射熱，也吸收煙氣流過(guò)時(shí)的對(duì)流熱，稱為半輻射屏式過(guò)熱器。屏河北 聯(lián)合 大學(xué) 輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 11 式過(guò)熱器的設(shè)置使過(guò)熱器輻射吸熱比例增大，改善了過(guò)熱器汽溫調(diào)節(jié)特性。 輻射過(guò)熱器布置在爐膛壁面上直接吸收輻射熱，一般采用高參數(shù)大容量鍋爐。對(duì)改善汽溫調(diào)節(jié)特性和節(jié)省金屬消耗有利。由于爐膛熱負(fù)荷高，管子工作條件差，為確保運(yùn)行可靠，管子中工質(zhì)質(zhì)量流速應(yīng)保持在 )/(1 5 0 01 0 0 0 2 smkg ?? 的范圍內(nèi)。在鍋爐啟動(dòng)運(yùn)行和 低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)要保證過(guò)熱器管的冷卻。 低參數(shù)及中參數(shù)鍋爐一般只采用一級(jí)或二級(jí)對(duì)流過(guò)熱器。在鍋爐參數(shù)較高時(shí)，過(guò)熱器經(jīng)常由幾級(jí)組成，有時(shí)既有輻射過(guò)熱器、半輻射式過(guò)熱器，還有一級(jí)以上的對(duì)流過(guò)熱器。 2. 過(guò)熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié) 對(duì)于鍋爐過(guò)熱器來(lái)說(shuō)，過(guò)熱蒸汽的調(diào)節(jié)是必要的。對(duì)于電站鍋爐來(lái)說(shuō)，過(guò)熱蒸汽的調(diào)節(jié)更加要求嚴(yán)格，正常情況下只允許過(guò)熱蒸汽的溫度即氣溫在額定值查 177。5 ℃ 的范圍里波動(dòng)，短期可 177。10℃ 的范圍內(nèi)波動(dòng)。另外，從保護(hù)過(guò)熱器受熱面來(lái)說(shuō)，除了氣溫保持正常之外，還要保護(hù)某一級(jí)過(guò)熱器的管壁不超過(guò)這一級(jí)過(guò)熱器所采用的鋼 材的需用溫度，因此鍋爐氣溫調(diào)節(jié)除了滿足汽輪機(jī)的要求之外，還有要保護(hù)過(guò)熱器本身的作用。 3. 過(guò)熱器的熱偏差 煙氣在離開(kāi)鍋爐爐膛時(shí)，由于爐內(nèi)傳熱的規(guī)律，離開(kāi)水冷壁比較近的煙氣溫度較低，而中間的煙氣溫度較高，同時(shí)左右兩側(cè)煙氣溫度也常不同，有偏差。因此，煙氣在對(duì)流過(guò)熱器中，還保持著溫度不均、有偏差的特點(diǎn)。這樣在煙道中間的受熱面較強(qiáng)，在煙道兩側(cè)的受熱面?zhèn)鳠彷^弱。同時(shí)，對(duì)整個(gè)煙道寬度來(lái)說(shuō)，其左右受熱也不均。受熱面不均就會(huì)使受熱面中工質(zhì)產(chǎn)生熱偏差，有時(shí)還會(huì)使受熱面超溫。 總而言之，吸熱不均、流阻不均、壓差不均都可以使 過(guò)熱器個(gè)管圈中出現(xiàn)流量不均和熱偏差，有時(shí)還會(huì)引起管壁過(guò)熱而燒壞。因此，在過(guò)熱器的設(shè)計(jì)中必須盡量避免以上現(xiàn)象出現(xiàn)，或者設(shè)法消除或抵消它們的影響。 當(dāng)然，在結(jié)構(gòu)上可以盡量采用比較合理的結(jié)構(gòu)，不過(guò)在煙道中煙氣溫度熱偏差是不可避免的，因此在設(shè)計(jì)中常采用一些措施以抵消煙氣溫度不均勻而造成的影響。一般采用的是交叉與混合及煙道分段的方法。混合的方法是把過(guò)熱器分成幾級(jí)，對(duì)某一級(jí)來(lái)說(shuō)，把受熱不同的管子聯(lián)到同一聯(lián)箱，再引到另一聯(lián)箱，蒸汽在經(jīng)過(guò)引出管時(shí)就會(huì)混合起來(lái)，并消除前面產(chǎn)生的熱偏差使各級(jí)的熱偏差不會(huì)重疊及累加。因此，交叉的 辦法是消除煙道左右兩側(cè)溫度不均的有效方法。 總的來(lái)說(shuō)，有三種調(diào)節(jié)氣溫的方式，一種是用過(guò)熱器和對(duì)流過(guò)熱器配合的方河北 聯(lián)合 大學(xué) 輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 12 法；一種是蒸汽減溫調(diào)節(jié)；一種是煙氣側(cè)的調(diào)節(jié)。 第一種方法就是把鍋爐過(guò)熱器制成幾級(jí)串聯(lián)，一部分做成爐內(nèi)的輻射過(guò)熱器，一部分做成對(duì)流過(guò)熱器，這樣在兩種過(guò)熱器的吸熱量大小合適時(shí)，在負(fù)荷增大時(shí)，輻射過(guò)熱器吸熱量比例減少，對(duì)流過(guò)熱器吸熱量比例增大，兩者互相抵消，就可以在負(fù)荷變化時(shí)保持氣溫不變。 第二種方法就是冷卻蒸汽，使之溫度降低。蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)蒸汽溫度的主要手段是減溫器，它是用冷卻水（減溫水）間接火直接冷卻蒸汽 的辦法來(lái)達(dá)到減溫的目的。在減溫器內(nèi)蒸汽溫度只能降低，不能升高，因此減溫器是單向的蒸汽溫度調(diào)節(jié)設(shè)備。減溫器在過(guò)熱器系統(tǒng)中的位置需綜合考慮汽溫調(diào)節(jié)的靈敏性和對(duì)過(guò)熱器的保護(hù)。減溫器布置在過(guò)熱器系統(tǒng)的前部，可保護(hù)過(guò)熱器，但汽溫調(diào)節(jié)的延遲較大，減溫器布置在過(guò)熱器的后部，汽溫調(diào)節(jié)靈敏，但過(guò)熱器得不到保護(hù)，因此在大型電站鍋爐上常見(jiàn)的方式是將過(guò)熱器系統(tǒng)分為串聯(lián)的幾級(jí)，減溫器布置在兩級(jí)過(guò)熱器之間和末級(jí)過(guò)熱器前。 蒸汽側(cè)減溫調(diào)節(jié)方式分為： 表面式減溫器、噴水減溫器、汽 —汽熱交換設(shè)備 第三種方法煙氣側(cè)調(diào)節(jié)蒸汽溫度，主要有兩種方式 ：即改變經(jīng)過(guò)過(guò)熱器和再熱器的煙氣量，或改變進(jìn)入過(guò)熱器和再熱器的煙氣溫度。減少煙氣量采用旁通煙道；增加煙氣量采用煙氣再循環(huán)；增減煙氣量采用煙氣擋板。上升或下降煙氣溫度采用擺動(dòng)燃燒器或調(diào)整上、下排燃燒器負(fù)荷；降低煙氣溫度采用煙氣再循環(huán)。煙氣側(cè)調(diào)節(jié)汽溫可以按升高或降低，是雙向調(diào)節(jié)方式，但調(diào)節(jié)精度較差，常作為粗調(diào)節(jié)。煙氣擋板的調(diào)節(jié)特點(diǎn)： 1）擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫有一定的滯后性，一般在擋板動(dòng)作 1 分半鐘后再熱汽溫才開(kāi)始變化，十分鐘左右趨于穩(wěn)定。 2）良