3余熱鍋爐0819分解

1、濟南市第二生活垃圾綜合處理廠(焚燒發(fā)電廠)BOT招標投標文件第二卷第五章工藝與裝備5.3余熱鍋爐5.3.1 概述垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱鍋爐熱交換后排出。排煙溫度為180190C。來自化水間的除鹽水經(jīng)除氧器除氧并加熱到130c后，通過給水泵加壓，供鍋爐給水和減溫水。飽和蒸汽通過過熱器和二級噴水減溫器后得到壓力為 4.0MPa溫度為400c 過熱蒸汽。4臺余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽匯集在一條過熱蒸汽集箱中供 2臺汽輪發(fā) 電機發(fā)電。鍋爐加藥水是用除鹽水和藥劑(磷酸三鈉)配制，具裝置為臺架式，加藥 設定值通過加藥泵來控制。為保證蒸汽品質，鍋爐設有連續(xù)排污和定期排污管。5.3.2 余熱鍋爐參數(shù)確定(1)余熱鍋

2、爐臺數(shù)選擇本項目采用四臺日處理500t的機械爐排爐，按照一臺焚燒爐配一臺余熱鍋 爐的原則配置四臺余熱鍋爐。(2)余熱鍋爐主蒸汽參數(shù)的選擇招標文件明確規(guī)定余熱鍋爐采用中溫中壓參數(shù) (4.0MPa, 400c)。(3)余熱鍋爐效率確定和形式的選擇1)余熱鍋爐效率的確定根據(jù)目前國內(nèi)垃圾焚燒廠實際運行經(jīng)驗，垃圾焚燒余熱鍋爐的效率一般為 78%83%,而幾乎所有廠家設計生產(chǎn)的垃圾焚燒余熱鍋爐效率基本不超過83%,因此，我們以各廠家能達到的鍋爐效率的最高值 83%來設計本項目的余熱鍋爐。2)余熱鍋爐形式的選擇垃圾焚燒廠的余熱鍋爐有兩種布置形式：立式和臥式。但也存在較多立式鍋爐與臥式鍋爐相比在造價和占地等方

3、面具有較大優(yōu)勢，上海環(huán)境集團和山東三融集團聯(lián)合體II -5-47濟南市第二生活垃圾綜合處理廠（焚燒發(fā)電廠）BOT招標投標文件第二卷第五章工藝與裝備問題，如：受熱面管束為水平布置，易于造成飛灰靠重力沉積在管束上；清灰較難，采用一般消灰裝置易造成消灰不徹底和損傷管束；受熱面檢修維護吊裝不方便；彎管處易磨損減薄，易爆管；保證年8000小時穩(wěn)定運行的可靠性遜于臥式鍋爐綜合考慮余熱鍋爐運行的可靠性、檢修維護的方便性以及廠房的高度等因 素，確定本項目采用臥式余熱鍋爐。5.3.3 .余熱鍋爐結構與流程考慮到垃圾焚燒余熱的高可利用率以及鍋爐運行的可靠性，在本項目中我 們選擇了 4.0MPa（G）, 400c的

4、臥式鍋爐。垂直式的過熱器在構造上不僅容易完 全地消除附著在管子表面的灰垢，而且相對立式鍋爐具腐蝕及磨損較少，因此 具有較長的使用壽命。帶有過熱器的鍋爐可以有效地使余熱得到利用。該鍋爐為自然循環(huán)式鍋爐，在燃燒室后部有三組垂直的膜式水冷壁組成的 煙氣通道及帶有過熱器、蒸發(fā)器和省煤器的第四水平通道。鍋爐配有必要的平臺可達所有的檢查孔和觀察口。為了便于檢查，鍋爐設 置了必要的人孔及檢修門。受熱面管束的表面采用了有效的機械振打消灰裝置。 鍋爐自身通過自立式，可以進行任何方向的膨脹。通過走廊或階梯可以容易地 到達所有人孔及檢修門以便進入所有的主要設備。余熱鍋爐采用三個垂直通道加一個水平通道的結構布置方式，

5、第一、第二 和第三通道均為空腔冷卻通道，在隨后的水平通道內(nèi)布置了蒸發(fā)器、過熱器和 省煤器。1）鍋爐煙氣側流程煙氣流依次通過下列的鍋爐受熱面：爐膛（耐火材料+部分膜式壁）第一通道輻射區(qū)（膜式壁）上海環(huán)境集團和山東三融集團聯(lián)合體II -5-48濟南市第二生活垃圾綜合處理廠（焚燒發(fā)電廠）BOT招標投標文件第二卷第五章工藝與裝備第二通道（膜式壁）第三通道（膜式壁）第四通道（水平通道）對流區(qū)包括：蒸發(fā)器過熱器省煤器垃圾的可燃成分在爐膛的燃燒室內(nèi)與二次風進行充分的混合，隨后通道為氣密性的膜式壁結構，具表面覆蓋有防腐蝕耐磨損的SiC耐火澆注層，從爐膛出來的垃圾中殘留的可燃成分可實現(xiàn)完全的燃燒。爐膛后面為三個

6、垂直煙道，在這里熱量主要通過輻射方式傳送。這些通道四周由氣密性的膜式壁構成，均 為蒸發(fā)受熱面。在鍋爐的第四通道，設置了蒸發(fā)器管束，過熱器管束以及省煤器管束。過熱器前布置的蒸發(fā)器可使煙氣溫度降至650c以下，減少了高溫煙氣對過熱器的高溫腐蝕。過熱器以及省煤器的管束均采用了高效的機械式振打 灰清裝置進行清掃。2）鍋爐汽水側流程經(jīng)過給水調(diào)節(jié)閥后，鍋爐的給水/蒸汽將通過以下鍋爐受熱面：省煤器汽包蒸發(fā)受熱面過熱器省煤器設計為連續(xù)回路的光管式結構，鍋爐的給水以煙氣的逆流方向流經(jīng) 省煤器，給水從省煤器集箱的出口經(jīng)連接管流入鍋爐汽包。省煤器的集箱均可 進行排氣。鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)的水來自于下降管，爐水從下降管通過連

7、接管道進入蒸發(fā)系 統(tǒng)。蒸發(fā)系統(tǒng)包括爐膛的上部水冷壁、前三個垂直通道的水冷壁、蒸發(fā)器和水上海環(huán)境集團和山東三融集團聯(lián)合體II -5-49濟南市第二生活垃圾綜合處理廠（焚燒發(fā)電廠）BOT招標投標文件第二卷第五章工藝與裝備平通道的水冷壁，連接管將生成的汽水混合物從蒸發(fā)系統(tǒng)的出口導入汽包。整 個蒸發(fā)系統(tǒng)（包括下降管，連接管及上升管）即使在低負荷和超負荷運行時也 能保證水循環(huán)的安全。汽水混合物在汽包內(nèi)通過分離后，飽和蒸汽從汽包頂部連接管進入過熱器， 最終被加熱為過熱蒸汽后進入主蒸汽管道。鍋爐裝有各種監(jiān)測、控制裝置，如各種水位表、平衡容器、緊急放水管、 加藥管、連續(xù)排污管等。在汽包和過熱器出口集箱上各設有

8、一臺彈簧式安全閥。 過熱蒸汽各段測點上均設有熱電偶插座。在鍋爐各高點和最低點均設有放空閥 和排污疏水閥。為了監(jiān)測給水、爐水、蒸汽品質，裝設了給水、爐水、飽和蒸汽和過熱蒸 汽取樣器。3）帶有減溫器的過熱器離開爐膛燃燒室的煙氣流經(jīng) 3個垂直通道，過熱器安裝在第 4通道。每級 過熱器根據(jù)各段的壁溫選擇合適的材質， 高溫段的過熱器管子采用耐熱不銹鋼。減溫器裝置是為保證過熱器蒸汽溫度的穩(wěn)定而設置的，在過熱器之間安裝 有兩級噴水減溫器。噴水減溫器由一個內(nèi)管及外殼構成，采用焊接結構，包括 焊接的頭部和噴嘴。4）蒸發(fā)器除燃燒室以及其后的煙氣通道膜式壁外，在水平通道中，過熱器前安裝了 一組只有較少的受熱面的蒸發(fā)

9、器管束，以確保在所有運行工況下進入的煙氣溫 度減至650c以下。較低的煙氣溫度以及在過熱器前設置小面積蒸發(fā)管束的目 的是為防止煙氣的高溫腐蝕。5）省煤器省煤器設置在鍋爐尾部，由 4組光管管束組成，其功能是用于余熱鍋爐的 給水。上海環(huán)境集團和山東三融集團聯(lián)合體II -5-50濟南市第二生活垃圾綜合處理廠（焚燒發(fā)電廠）BOT招標投標文件第二卷第五章工藝與裝備5.3.4 余熱鍋爐清灰方式論證為有效地清除鍋爐受熱面積灰，保證受熱面清潔，選擇合適的清灰裝置是 十分重要的。目前，常用的鍋爐受熱面清灰方式主要有蒸汽吹灰器、聲波濤灰 器及機械振打等方式。表5.3-1為鍋爐受熱面常用清灰方式的比較。表5.3-1

10、鍋爐常用清灰方式的比較:清灰方式 烝汽吹灰方式聲波清灰方式機械振打方式清灰原理利用高壓蒸汽的射流沖 擊力清除結焦積灰利用聲波的能量與 灰粒產(chǎn)生共振使灰 粒松動而落卜利用迅速地推下重錘而捶 打鍋爐管束，使受熱面產(chǎn)生 振動進行清灰:投資大大小設備系統(tǒng)復雜簡單簡單運行部件有無有能耗種類蒸汽蒸汽、空氣、電壓縮空氣清灰效果用于立式鍋爐效果較好差應用于受熱面為懸吊結構 的臥式鍋爐清灰效果好可靠性差較好好運行費用高較低低維護工作量大小小維護費用高低低對于垃圾焚燒余熱鍋爐，在選擇受熱面消灰方式時，應著重考慮以下因素：煙氣成分復雜，酸性氣體含量高、腐蝕性較強；煙氣中的灰塵黏附性強。因此，對于垃圾焚燒余熱鍋爐，必

11、須選擇具有強力消灰效果清灰方式。聲 波消灰器由于其消灰效果較差而予以排除。目前在電站鍋爐應用較廣泛的蒸汽吹灰方式， 雖然消灰效果較好，但仍具有 一定的局限性，具體表現(xiàn)在：由于采用蒸汽吹灰，增加了煙氣含水量，易對受熱面造成腐蝕。特別 是對于垃圾焚燒余熱鍋爐，由于煙氣中的酸性氣體含量較高，蒸汽吹 灰器的這一局限性尤為突出；消耗過熱蒸汽，降低了全廠熱效率，經(jīng)濟性差；上海環(huán)境集團和山東三融集團聯(lián)合體II -5-51濟南市第二生活垃圾綜合處理廠（焚燒發(fā)電廠）BOT招標投標文件第二卷第五章工藝與裝備裝置本體體積較大，安裝占用空間大；由于蒸汽與管壁溫度相差較大，會使管壁長期受到較大熱應力，加之汽 流沖擊力會

12、使管壁減薄，易造成鍋爐爆管事故；由于結構和工作介質的特點，加上高溫環(huán)境影響，吹灰器槍管常常發(fā)生卡澀、失靈、漏汽等現(xiàn)象，設備故障率很高，維護工作量很大。鑒于以上原因，以及我們在垃圾焚燒余熱鍋爐上長期的使用經(jīng)驗，本項目擬選用重錘式機械振打消灰器。重錘式機械振打消灰器以壓縮空氣為動力，迅速地推下重錘而捶打鍋爐管 束，利用此沖撞力進行清灰。本方式具有投資小、設備簡單、運行可靠、維護 量低等優(yōu)點。缺點是需要消耗一定量的壓縮空氣，對受熱面結構及焊接質量要 求較高。為加強消灰效果，減輕對受熱面造成的捶打損傷，本項目鍋爐受熱面采用 懸吊式結構，捶擊時易于產(chǎn)生振動，增強消灰效果。運行時可通過定時器根據(jù)時間表順次

13、控制多臺消灰器自動運行本項目采用的重錘式機械振打消灰器構成如圖5.3-1所示懸吊結構過熱器集管過熱器管圖5.3.-1機械振打消灰器（參考圖）上海環(huán)境集團和山東三融集團聯(lián)合體II -5-52濟南市第二生活垃圾綜合處理廠(焚燒發(fā)電廠)BOT招標投標文件第二卷第五章工藝與裝備5.3.5 余熱鍋爐組成余熱鍋爐由下列部件組成：汽包、集箱、蒸發(fā)器及水冷壁受熱面過熱器及減溫器省煤器鍋爐內(nèi)部連接管道安全閥、水位計等安全附件鍋爐振打清灰裝置汽水取樣裝置鍋爐外殼及人孔、檢測孔鋼架、平臺、走道及扶梯安裝和維修所需的專用工具維持二年正常運行所需的備件(1)過熱器每臺鍋爐至少設多級過熱器，過熱器入口煙氣最高溫度不高于6

14、50 C ,過熱器將蒸汽溫度加熱到400 C。每兩級過熱器間設置一個噴水減溫器，通過向減溫器噴射鍋爐給水控制過熱 蒸汽的溫度。每個減溫器能處理110%MCR的蒸汽流量。過熱器管束間保留充分的空間以方便巡檢人員進出。過熱器的布置便于使用清灰裝置清除受熱面的積灰。(2)蒸發(fā)器蒸發(fā)器是順列配置，所有蒸發(fā)管采用無縫管。蒸發(fā)器段的布置能夠使用清灰裝置清除受熱面的積灰。管材符合ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范或相關規(guī)范的規(guī)定。上海環(huán)境集團和山東三融集團聯(lián)合體II -5-53濟南市第二生活垃圾綜合處理廠(焚燒發(fā)電廠)BOT招標投標文件第二卷第五章工藝與裝備蒸發(fā)器管束設計成可100%排空，與集箱的連接是100%全強

15、度焊接。(3)汽包和水冷壁汽包是把汽水引出管進入的汽水混合物和從溢流管進入的濕蒸氣完全分離 為飽和水和干飽和蒸氣，使鍋爐水的循環(huán)保持在穩(wěn)定和良好狀態(tài)。汽包采用SB480的全焊接筒，配置降水管、溢流管、給水管、飽和蒸氣管、 連排管、安全閥、水位計和其它儀表座等。汽水分離采用構造簡單的遮護板式， 減少蒸氣中的水分，防止在過熱器及汽輪機結垢溢流笆汽水空置蒸汽t蒸汽內(nèi)管溢流管汽水混合體一M面上部集集玲金玉汽水分離1-2/,電""蒸汽3 汽水混合體 一三,-F -側面上部集合管、汽水分離板TNo. 1降水管圖5.3.-2汽包內(nèi)部構造圖汽包下降管的直徑足夠大，布置在煙氣通道外，以避免受

16、額外加熱引起循環(huán) 的擾動。鍋爐汽包依據(jù) ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范或相關規(guī)范進行設計，還采 取必要的內(nèi)部措施使得過熱蒸汽中二氧化硅含量不超過0.02mg/kg。上海環(huán)境集團和山東三融集團聯(lián)合體II -5-54濟南市第二生活垃圾綜合處理廠（焚燒發(fā)電廠）BOT招標投標文件第二卷第五章工藝與裝備第一至第三輻射煙道由膜式水冷壁組成，第一輻射煙道下部構成為二次燃燒 室的一部分，把從主燃燒室流入的未燃氣體在二次燃燒室和煙氣混合用二次風充 分混合，進行完全燃燒。為了維持煙氣溫度在 850c以上停留2秒，在該水冷壁 面的相當范圍敷設耐火材料。水冷壁:圖5.3-3水冷壁構造圖上海環(huán)境集團和山東三融集團聯(lián)合體II

17、 -5-55濟南市第二生活垃圾綜合處理廠（焚燒發(fā)電廠）BOT招標投標文件第二卷第五章工藝與裝備圖5.3.4-表示本項目角管式鍋爐和一般的自然循環(huán)型鍋爐的水循環(huán)的比較。一般的自然循環(huán)型鍋爐（上圖）的汽水混合物都通過汽包循環(huán)，角管式鍋爐因為在 上部集合管內(nèi)也進行汽水分離，在再循環(huán)管中也進行循環(huán)，因此在減輕汽包汽水 分離負擔的同時，可增加循環(huán)水量及循環(huán)力。這是本項目采用的角管式鍋爐循環(huán) 系統(tǒng)的顯著特點。鍋筒般的水管斜爐空理旦第爐高溫傳熱面【儡用傳熱而圖5.3-4本項目鍋爐和一般鍋爐的比較上海環(huán)境集團和山東三融集團聯(lián)合體II -5-56濟南市第二生活垃圾綜合處理廠(焚燒發(fā)電廠)BOT招標投標文件第二卷

18、第五章工藝與裝備(4)省煤器省煤器設計為光管式，任何負荷下省煤器內(nèi)都不能產(chǎn)生蒸汽。省煤器入口處的給水溫度為130c o省煤器管束順列安裝，管束間的空間足夠大以方便維修和檢查。省煤器出口煙氣溫度運行8000小時后，不大于200 C。省煤器易于清灰裝置的操作。省煤器設置足夠的排污、排氣接口。省煤器考慮斷水保護措施。配備必要的儀表，用于測量鍋爐給水的流量、溫度和壓力。省煤器管束都是無縫結構，可以進行部分或全部組件更換。(5)觀察孔、清掃口和維修門每臺鍋爐都配備足夠的觀察孔、清掃口和維修門。觀察孔的玻璃材料為阻火耐熱材料，觀察孔的凈寬度 >150mm(6)取樣設備每臺鍋爐設置給水、爐水、飽和蒸汽和過熱蒸汽的取樣點，樣品減壓和冷卻(7)受熱面清潔裝置清潔裝置能夠自動操作，且不會增加受熱面的磨損，并能在中央控制室監(jiān)視< 鍋爐對流受熱面采用機械振打消灰裝置。(8)灰斗受熱面下部布置灰斗，灰斗設置耐火襯層。灰斗裝配檢修孔?；叶繁谠O計為不易積灰的形狀。(9)閥門和管道鍋爐上設置必要的隔離、排氣和排水閥門。鍋爐疏水口、排氣口