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再熱煤粉鍋爐本體設(shè)計(jì)-在線瀏覽

2024-08-09 20:21本頁面
  

【正文】 置在地面,鍋爐結(jié)構(gòu)和廠房較低,煙囪也可以建筑在地面上; (2).在對流豎井中,煙氣下行流動,便于清灰,具有自身除灰的能力; (3).各受熱面易于布置成逆流方式,以加強(qiáng)對流換熱;(4).機(jī)爐之間連接管道不長。本鍋爐為超高壓參數(shù),汽化吸熱較小,加熱吸熱和過熱吸熱相應(yīng)較大。為使前屏、后屏過熱器中的傳熱溫差不致過大,在爐頂及水平煙道的兩側(cè)墻,豎井煙道的兩側(cè)墻和后墻均布置包覆過熱器。但是,為了再熱器的調(diào)節(jié),使負(fù)荷在之間變化時,再熱器出口氣溫保持不變,在低溫再熱器旁邊(豎井煙道的前部)設(shè)置旁路省煤器,前后隔墻省煤器采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。根據(jù)鍋爐的參數(shù),省煤器出口工質(zhì)狀態(tài)選用非沸騰式的。在主省煤器的煙道轉(zhuǎn)彎處,設(shè)置落灰斗。鍋爐整體布置如附圖1所示。(2) 水系統(tǒng)的流程給水 主省煤器進(jìn)口集箱 主省煤器管束 主省煤器出 前隔墻省煤器進(jìn)口集箱 前隔墻省煤器管束口集箱 隔墻省煤器出口集 后隔墻省煤器進(jìn)口集箱 后隔墻省煤器管束箱 旁路省煤器進(jìn)口集箱 旁路省煤器及斜煙道包覆管束 旁路省煤器出口集箱 后墻引出管 汽包 下降管 下 左右側(cè)墻水冷壁聯(lián)箱 上聯(lián)箱 汽包。4 鍋爐各部件設(shè)計(jì)方案的選擇及特點(diǎn)(1) 鍋爐總體概況鍋爐為單汽包,自然循環(huán)煤粉爐,呈形布置,適應(yīng)露天。采用4根φ大直徑下降管。燃燒器呈四角大小雙切圓布置。高溫對流過熱器布置在后屏過熱器之后,位于折焰角的斜坡上,低溫過熱器由側(cè)墻包覆管、后墻包覆管及爐頂包覆管組成。全部受熱面采用懸吊和支承相結(jié)合的方式。低溫再熱器受熱面載荷通過懸吊管由爐頂鋼架承重,受熱面向下膨脹。旁路省煤器及隔墻省煤器為懸吊式,主省煤器則由三根鋼架支承,擱置在水泥構(gòu)架梁上。鍋爐煙井周圍有管子包覆,采用重力載荷小、厚度薄的敷管爐墻,除尾部空氣預(yù)熱器、煙風(fēng)道、灰斗及主省煤器外,鍋爐的全部受熱面載荷均懸吊在爐頂鋼梁上,受熱面均向下自由膨脹,爐頂鋼架通過4混凝土構(gòu)架把負(fù)荷傳遞到鍋爐基礎(chǔ)上(見附圖)。此外,在高溫再熱器進(jìn)口處設(shè)置有事故噴水裝置,作為不得已時的降溫調(diào)節(jié)措施。上述的調(diào)溫裝置可以維持過熱蒸汽、再熱蒸汽出口溫度在額定值。本鍋爐按固態(tài)除渣設(shè)計(jì),采用帶有粗破碎機(jī)的刮板式機(jī)械除渣裝置。水冷系統(tǒng)主要是由大直徑下降管、分配集箱及支管、水冷壁上升管及下端的分配集箱、汽包組成的循環(huán)回路。整個水冷壁管,以及敷設(shè)其上的爐墻,均通過上集箱上的吊桿,懸吊在爐頂鋼架上,受熱面作向下自由膨脹。后墻水冷壁上部由分叉管分為兩路,一路折向爐膛,形成折焰角;另一路垂直上升,起懸吊管作用。燃燒時為了防止由于爐膛負(fù)壓波動所引起的水冷壁及爐墻薄壁結(jié)構(gòu)振動而造成的損壞,在水冷壁外面布置了由工字鋼組成的剛性梁,剛性梁在上下方向和水冷壁一起膨脹,沿剛性梁長度方向,在結(jié)構(gòu)上保證可以自由膨脹,剛性梁直接支承于爐膛水冷壁及左右側(cè)包覆和后包覆管上。燃燒器的一、二、三次風(fēng)噴口的布置,自上至下為(三)(二)(二)(一)(二)(一)(一)(二),一次風(fēng)噴口分為上下兩組分隔,以提高一次風(fēng)氣流的剛性。為了調(diào)整燃燒工況和控制爐膛出口煙溫,可根據(jù)燃料特性或運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來擺動噴嘴傾角,當(dāng)一個噴嘴在水平位置時,相鄰噴嘴只能擺動左右,若所有噴嘴一起同向擺動時可擺動約。點(diǎn)火輕油槍采用機(jī)械壓力霧化方式。(4) 過熱器采用輻射、半輻射和對流形式。過熱蒸汽由出口集箱兩端引入到汽輪機(jī)高壓缸,前屏過熱器共片,為全輻射過熱器,后屏過熱器共片,為半輻射過熱器,高溫對流過熱器共片,作順流布置。(5) 再熱器再熱器分高溫再熱器和低溫再熱器兩部分。低溫再熱器管系共片、為排管,按煙氣流向作逆流順列排布置,整個低溫再熱器管系重力由懸吊管過熱器承載,作向下自由膨脹。在低溫再熱器進(jìn)口管道上設(shè)有事故噴水裝置,為緊急事故時作降溫調(diào)節(jié)作用。(6) 省煤器 省煤器由主省煤器、隔墻省煤器和旁路省煤器三部分組成。主省煤器出來的工質(zhì),由出口集箱左右二端φ 的連接管引出,連接管共根,每端根,并進(jìn)入旁路煙道的前、后隔墻管,工質(zhì)并聯(lián)向上流動,到爐頂匯集進(jìn)入隔墻省煤器出口集箱。由隔熱省煤器出口集箱二端引出工質(zhì),經(jīng)爐外φ的管道下降至旁路省煤器進(jìn)口集箱。旁路省煤器在進(jìn)口端的彎管傾斜,以組成煙道擋板的框架,旁路省煤器管延伸至斜煙道包覆管,按旁路省煤器出口集箱。最后經(jīng)旁路省煤器出來的工質(zhì)由12根φ的后墻引出管引入汽包,作為給水?;剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器主要特性數(shù)據(jù)如下:轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為φ;轉(zhuǎn)子高度為;受熱面高度為,其中熱端為,冷端為;受熱面積為;預(yù)熱器轉(zhuǎn)速為;預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)。腐蝕和積灰是目前預(yù)熱器存在的一個主要問題,他直接影響到預(yù)熱器傳熱元件的使用效果和壽命,因此還考慮了吹灰和沖洗裝置的設(shè)計(jì)。鍋爐寬度方向采用鍋爐的標(biāo)準(zhǔn)柱距為,爐前柱1和2之間柱距為,2和3之間為,3和4之間為,4和5之間為,自1至5柱均系單排柱列布置。4柱子頂部各置有一根大板梁(主梁),該梁和水泥柱頂之間采用鉸接支座。為了提高梁的穩(wěn)定性,在梁容易失去穩(wěn)定的區(qū)域設(shè)置有加強(qiáng)筋。鍋爐按露天布置,鍋爐構(gòu)架設(shè)計(jì)考慮了風(fēng)雪載荷和地震烈度的要求。鍋爐平臺采用爐頂鋼梁懸吊及水泥柱預(yù)埋托架相結(jié)合的支承方式。為了滿足鍋爐露天布置不積水的要求,一般平臺采用拉網(wǎng)板制成,但對經(jīng)常需維修的平臺,為了防止工具零件下落,保證安全起見,采用花紋鋼板制成。扶梯寬度一般為(個別地方為)。(9) 爐墻密封該鍋爐爐膛部分為全焊膜式水冷壁結(jié)構(gòu),因而保證了爐墻的嚴(yán)密性,煙氣不會直接沖刷爐墻使?fàn)t墻的內(nèi)壁溫度接近于水冷壁的溫度,因此爐墻可采用輕質(zhì)巖棉板的保溫材料,外面涂上厚的抹面涂料。為滿足鍋爐露天布置的需要,在爐墻外裝置金屬護(hù)板。為了加強(qiáng)爐頂密封,本鍋爐的爐頂密封采用了微正壓結(jié)構(gòu),并用金屬板進(jìn)行二次密封。爐頂除采用二次密封外,尚有爐頂罩殼、爐頂蓋板等,以此保護(hù)爐墻,防止露天風(fēng)雪的侵入。(10) 運(yùn)行工況與氣溫調(diào)節(jié)鍋爐運(yùn)行與汽溫調(diào)節(jié)有密切的關(guān)系,運(yùn)行工況的變動會影響到汽溫的調(diào)節(jié)。在負(fù)荷為時,定壓運(yùn)行,過熱蒸汽采用噴水調(diào)節(jié),一級噴水量為,二級噴水量為,按額定負(fù)荷設(shè)計(jì)的過熱器受熱面已考慮了一、二級噴水減溫所需的增加的過熱受熱面。過熱蒸汽的噴水水源來自經(jīng)高壓加熱器的給水母管,再熱蒸汽的噴水水源來自給水泵中間抽頭。由于噴水減溫的水源為鍋爐給水,而噴水和蒸汽直接混合,因而要求電廠運(yùn)行時嚴(yán)格保證鍋爐給水品質(zhì),否則將會使出口蒸汽品質(zhì)惡化。第一級旁路是過熱蒸汽不經(jīng)過高壓缸而經(jīng)過減溫減壓裝置直接進(jìn)入再熱器。當(dāng)鍋爐出口壓力由于某種原因而超過設(shè)計(jì)允許值時,為使主安全閥門盡量不動作,以免安全閥門因頻繁起跳而引起泄露,此時一級旁路就會自動打開,流經(jīng)部分蒸汽以降低汽壓,待鍋爐出口壓力恢復(fù)正常后,一級旁路就會自動進(jìn)行關(guān)閉。5 燃燒產(chǎn)物和鍋爐熱平衡計(jì)算 燃燒產(chǎn)物計(jì)算(1) 理論空氣量及理論煙氣容積理論空氣量理論氮?dú)馊莘e三原子氣體的容積理論水蒸氣容積理論煙氣容積(2) 空氣平衡表及煙氣特性表根據(jù)該鍋爐的燃料屬劣質(zhì)煙煤,可按表27①選取爐膛出口過量空氣系數(shù),又按表29選取各受熱面煙道的漏風(fēng)系數(shù),然后列于空氣平衡表。(3) 煙氣焓溫表計(jì)算表3列出的各項(xiàng),此表為煙氣焓溫表。表4鍋爐熱平衡及燃料耗量計(jì)算序號名稱符號單位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源數(shù)值1燃料帶入熱量181332排煙溫度℃假定1353排煙焓查焓溫表34冷空氣溫度℃給定205理論冷空氣焓查焓溫表36機(jī)械不完全燃燒熱損失取用27化學(xué)不完全燃燒熱損失取用08排煙熱損失9散熱損失查圖21510灰渣物理熱損失011保熱系數(shù)12鍋爐總熱損失13鍋爐熱效率14過熱蒸汽焓查蒸汽特性表p=,t=540℃343415給水焓查水特性表p=,t=235℃16過熱蒸汽流量已知42010317過熱蒸汽出口焓查蒸汽特性表p=,t=540℃18過熱蒸汽進(jìn)口焓查蒸汽特性表p=,t=330℃19再熱蒸汽流量已知350 10320再熱蒸汽焓增量21鍋爐有效利用熱10922實(shí)際燃料消耗量10323計(jì)算燃料消耗量103①—正文和表格中所需查的表和圖均取自參考文獻(xiàn)[2]。6 爐膛設(shè)計(jì)和熱力計(jì)算 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(帶前屏過熱器)爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(帶前屏過熱器)列表5表5 爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(帶前屏過熱器)序號名稱符號單位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源數(shù)值(一)爐膛尺寸的確定1爐膛容積熱強(qiáng)度按表211選取1601032爐膛容積22003爐膛截面熱強(qiáng)度按表212選取1064爐膛截面積5爐膛截面寬深比按選取6爐膛寬度選取值使7爐膛深度8冷灰斗傾角按選取509冷灰斗出口尺寸按選取10冷灰斗容積按附圖A4部分結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算11折焰角長度按選取12折焰角上傾角按選取4513折焰角下傾角按選取3014前屏管徑及壁厚取用3815前屏管內(nèi)工質(zhì)質(zhì)量流量按表221選取100016前屏管子總流通面積17前屏每根管子面積(dn為內(nèi)徑)10318前屏總管子數(shù)N根A/A17219前屏橫向管距按選取135020前屏片數(shù)片按選取621前屏單片管子數(shù)根按選取2822前屏縱向節(jié)距按選取4223前屏最小彎曲半徑按選取7524前屏深度241825前屏與前墻之間距離選取124026前后屏之間距離選取78027爐膛出口煙氣流速選取628爐膛出口煙氣溫度℃按表220選取115029爐膛出口通流面積30爐膛出口高度31前屏高度按選定1032水平煙道煙氣流速選取1033水平煙道高度按選取34折焰角高度按選取35爐頂容積按附圖中A1和A2部分計(jì)算36爐膛主體高度(二)水冷壁1前后墻水冷壁回路個數(shù)個(按每個回路加熱寬度)4序號名稱符號單位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源數(shù)值2左右側(cè)墻水冷壁回路個數(shù)個(按每個回路加熱寬度)33管徑及壁厚按表213選取6064管子節(jié)距按選取5前后墻管子根數(shù)根按選取1206左右側(cè)墻管子根數(shù)根按選取112 為了保證后墻水冷壁在折焰角處的剛度,便于后墻水冷壁的懸吊,其中有根水冷壁用分叉管,即有根上升管在折焰角處呈三叉管結(jié)構(gòu),考慮到流動阻力的影響,在根上升叉管上方裝有φ的節(jié)孔,使有足夠的汽水混合物流過折焰角處的上升管,以免燒壞。 燃燒器的設(shè)計(jì) 本鍋爐燃燒器是根據(jù)煤的大小,按表214選用的四角布置的直流燃燒器。這樣有利于加強(qiáng)爐內(nèi)氣流擾動,使燃料在爐內(nèi)的停留時間增長。此外,噴口還可擺動一角度,單個噴口的擺動為,聯(lián)動時能上下擺動,這樣可改變火焰中心的高度。圖1 折焰角示意圖 圖2 燃燒器風(fēng)口布置圖3 燃燒器噴口結(jié)構(gòu)尺寸圖4 前屏過熱器結(jié)構(gòu)尺寸燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算列于表6。表7 爐膛結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算序號名稱符號單位計(jì)算公式或數(shù)據(jù)來源數(shù)值1側(cè)墻面積據(jù)附圖35,據(jù)附圖35,據(jù)附圖35,據(jù)35 +++2前墻面積據(jù)附圖35 3后墻面積附圖 35 4爐膛出口煙窗面積據(jù)附圖35,5爐頂包覆面積據(jù)附圖35 6前屏面積據(jù)圖36 7燃燒器面積據(jù)附圖35 ( 和6m )8前后側(cè)墻水冷壁角系數(shù)按膜式水冷壁選取9爐頂角系數(shù)查附錄三圖Ⅰ()10前屏角系數(shù)查附錄三圖Ⅰ()5. 42/38=11爐膛出口煙窗處角系數(shù)選取12整個爐膛的平均角系數(shù)
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