某電廠鍋爐設(shè)備及煙氣處理系統(tǒng)案例

1、某電廠鍋爐設(shè)備及煙氣處理系統(tǒng)某發(fā)電廠使用的是凝汽式發(fā)電廠。鍋爐的作用是將水變成高溫高壓的蒸汽。水要變成高溫高壓的蒸汽，必須吸熱，它的熱源來自燃料。燃料在空氣的幫助下燃燒、發(fā)熱、生成高溫的燃燒產(chǎn)物（煙氣），這個(gè)過程就是把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為煙氣的熱能。然后煙氣通過鍋爐的各種受熱面，將這些熱能傳給水，水吸熱后便變成蒸汽。由此可見，鍋爐是進(jìn)行燃料燃燒、傳熱和使水汽化三種過程的綜合裝置。1. 鍋爐的汽水系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、及制粉系統(tǒng)1.1 風(fēng)煙系統(tǒng)本鍋爐為直流鍋爐,風(fēng)煙系統(tǒng)為平衡通風(fēng)系統(tǒng)，即利用一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)來克服氣流流通過程中的各項(xiàng)阻力。平衡通風(fēng)系統(tǒng)不僅使?fàn)t膛及尾部煙道的漏風(fēng)不會(huì)太大，保證較高的經(jīng)

2、濟(jì)性，而且還能防止?fàn)t內(nèi)高溫?zé)煔馔饷?，?duì)于運(yùn)行人員的安全和鍋爐房島的衛(wèi)生條件均有好處。風(fēng)煙系統(tǒng)分為二次風(fēng)系統(tǒng)、一次風(fēng)系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)。1.2二次風(fēng)系統(tǒng)二次風(fēng)系統(tǒng)的作用是供給燃料燃燒所需的大量熱空氣。送風(fēng)機(jī)出口的二次風(fēng)流經(jīng)空氣預(yù)熱器的二次風(fēng)風(fēng)倉(cāng)。在空氣預(yù)熱器出口熱二次風(fēng)道設(shè)置熱風(fēng)再循環(huán)管道；即在環(huán)境溫度比較低的時(shí)候，將空氣預(yù)熱器出口的二次熱風(fēng)引一部分到送風(fēng)機(jī)的入口，以提高進(jìn)入空氣預(yù)熱器的冷二次風(fēng)溫度，防止空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕。每臺(tái)空氣預(yù)熱器對(duì)應(yīng)一組送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。兩個(gè)空氣預(yù)熱器的進(jìn)、出口風(fēng)道都橫向交叉聯(lián)接在總風(fēng)道上，用來向爐膛提供平衡的空氣流。1.3一次風(fēng)系統(tǒng)一次風(fēng)系統(tǒng)的作用是用來干燥和輸送煤粉，并

3、供給燃料揮發(fā)份燃燒所需要的空氣。大氣經(jīng)濾網(wǎng)和消音器進(jìn)入一次風(fēng)機(jī)，壓頭提升后，經(jīng)冷一次風(fēng)總管分為兩路：一路進(jìn)入磨煤機(jī)前的冷一次風(fēng)管；另一路流經(jīng)空氣預(yù)熱器，加熱成熱一次風(fēng)后進(jìn)入磨煤機(jī)前的熱一次風(fēng)管，熱一次風(fēng)和冷一次風(fēng)混合后進(jìn)入磨煤機(jī)。在合適的溫度和流量下，煤粉被一次風(fēng)干燥并經(jīng)煤粉管道輸送到燃燒器噴嘴噴入爐膛燃燒一次風(fēng)的流量取決與燃燒系統(tǒng)所需的一次風(fēng)量和流經(jīng)空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)量。密封風(fēng)機(jī)風(fēng)源來自冷一次風(fēng)，并最終通過磨煤機(jī)而構(gòu)成一次風(fēng)的一部分。一次風(fēng)機(jī)出口到空氣預(yù)熱器進(jìn)口不設(shè)置預(yù)熱裝置。1.4 煙氣系統(tǒng)。省煤器3爐4爐電除塵A空預(yù)器B空預(yù)器引風(fēng)機(jī)送風(fēng)機(jī)一次風(fēng)機(jī)送風(fēng)機(jī)一次風(fēng)機(jī)圖1 風(fēng)煙系統(tǒng)流程圖煙氣系統(tǒng)的

4、作用是將燃料燃燒生成的煙氣流經(jīng)各受熱面?zhèn)鳠岷筮B續(xù)并及時(shí)地排之大氣，以維持鍋爐正常運(yùn)行。引風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力與鍋爐負(fù)荷、煙道流通阻力相關(guān)。引風(fēng)機(jī)流量決定于爐內(nèi)燃燒產(chǎn)物的容積和爐膛出口后面的所有漏入煙道中的空氣量，其中最大的漏風(fēng)量是空氣預(yù)熱器從空氣側(cè)漏入煙氣側(cè)的空氣量。整個(gè)風(fēng)煙系統(tǒng)的流程圖如圖1所示。1.5制粉系統(tǒng) 該廠鍋爐采用HP磨煤機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐配6臺(tái)磨煤機(jī)。制粉系統(tǒng)的主要作用有：將燃煤從原煤倉(cāng)按與磨煤機(jī)出力相匹配的速度輸入磨煤機(jī)；向磨煤機(jī)提供一定溫度和數(shù)量的干燥劑冷熱一次風(fēng)，使原煤在經(jīng)歷磨制過程的同時(shí)完成干燥過程；使煤粉通過分離器進(jìn)行粒度分級(jí)，保證輸入燃燒器的煤粉細(xì)度合格；通過分離

5、器的合格煤粉被一次風(fēng)輸送，以一定的溫度和風(fēng)煤比，均勻地分配到投運(yùn)的燃燒器。2 鍋爐本體設(shè)備結(jié)構(gòu)鍋爐的主要性能要求如下：鍋爐帶基本負(fù)荷并參與調(diào)峰；鍋爐變壓運(yùn)行，采用定-滑-定的方式，壓力-負(fù)荷曲線與汽輪機(jī)相匹配；過熱汽溫在35100BMCR、再熱汽溫在50100BMCR負(fù)荷范圍內(nèi)，保持在額定值，溫度偏差不超過5；鍋爐在燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)，能滿足負(fù)荷在不大于鍋爐的30BMCR時(shí)不投油長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，并在最低穩(wěn)燃負(fù)荷及以上范圍內(nèi)滿足自動(dòng)化投入率100的要求；鍋爐燃燒室的設(shè)計(jì)承壓能力不低于±5800Pa，當(dāng)燃燒室突然滅火內(nèi)爆，瞬時(shí)不變形承載能力不低于±8700Pa。2.1 鍋爐的啟動(dòng)

6、系統(tǒng) 本鍋爐配有啟動(dòng)系統(tǒng)，以與鍋爐水冷壁最低質(zhì)量流量相匹配。啟動(dòng)系統(tǒng)為內(nèi)置式啟動(dòng)分離系統(tǒng)，包括四只啟動(dòng)分離器、水位控制閥、截止閥、管道及附件等組成。啟動(dòng)分離器為圓形筒體結(jié)構(gòu)，直立式布置。分離器的設(shè)計(jì)除考慮汽水的有效分離，防止發(fā)生分離器蒸汽帶水現(xiàn)象以外，還考慮啟動(dòng)時(shí)汽水膨脹現(xiàn)象。分離器帶儲(chǔ)水箱，鍋爐配置啟動(dòng)循環(huán)泵。啟動(dòng)系統(tǒng)的功能主要如下：1）鍋爐給水系統(tǒng)和水冷壁及省煤器的冷態(tài)和溫態(tài)水沖洗，并將沖洗水通過擴(kuò)容器和冷凝水箱排入冷卻水總管。2）滿足鍋爐冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)、和極熱態(tài)啟動(dòng)的需要，直到鍋爐達(dá)到30BMCR最低直流負(fù)荷，由在循環(huán)模式轉(zhuǎn)入直流方式運(yùn)行為止。3）只要水質(zhì)合格，啟動(dòng)系統(tǒng)可完全回收工質(zhì)及

7、其所含的熱量。4）在最低直流負(fù)荷以下運(yùn)行時(shí)，貯水箱出現(xiàn)水位，將根據(jù)水位的高低自動(dòng)打開相應(yīng)的水位調(diào)節(jié)閥，進(jìn)行爐水再循環(huán)。2.2省煤器在雙煙道的下部均布置有省煤器，省煤器以順列布置，以逆流方式與煙氣進(jìn)行換熱。給水經(jīng)省煤器的入口匯集集箱分別供至前后的省煤器入口集箱。省煤器的管子規(guī)格為51×6mm，材料為SA-201C，管組橫向節(jié)距為115mm，共190排。省煤器向上形成共4排吊掛管，用于吊掛尾部煙道中的水平過熱器和水平再熱器吊掛管的規(guī)格為51×9mm、材料為SA-213 T12。吊掛管的4只出口集箱兩端與兩根下降管相連，下降管將水供至水冷壁下集箱。在省煤器煙氣入口的四周墻壁上設(shè)置

8、了煙氣阻流板，避免形成煙氣走廊而造成局部磨損。省煤器的工作參數(shù)如表1。表1省煤器的工作參數(shù)163M3 省煤器總水容積13SA-210C省煤器管材質(zhì)1139/51mm省煤器管內(nèi)/外徑919178/2670m2 受熱面積（蛇形管/懸吊管）7371設(shè)計(jì)進(jìn)口溫度（BMCR）5H型鰭片管省煤器管型331.5MPa省煤器設(shè)計(jì)壓力（BMCR）1400設(shè)計(jì)出口溫度（BMCR）6煙氣阻流板省煤器管的防磨設(shè)施12115mm省煤器管節(jié)距100.15MPa省煤器壓降（BMCR）8順列布置布置方式428.86 MPa省煤器工作壓力（BMCR）2數(shù) 值單位項(xiàng) 目序號(hào)2.3爐膛與水冷壁 爐膛水冷壁采用焊接膜式壁，爐膛斷面尺

9、寸為22187mm×15632mm。給水經(jīng)省煤器加熱后進(jìn)入外徑為219mm、材料為SA-106C的水冷壁下集箱，經(jīng)水冷壁下集箱進(jìn)入冷灰斗水冷壁。冷灰斗的角度為55°，下部出渣口的寬度為1400mm?；叶凡糠值乃浔谟伤浔谙录湟龅?36根直徑38mm、壁厚為6.5mm材料為SA-213T12、節(jié)距為53mm的管子組成的管帶圍繞成。經(jīng)過灰斗拐點(diǎn)后，管帶以17.893°的傾角繼續(xù)盤旋上升。螺旋管圈水冷壁在標(biāo)高43.61m處通過直徑為219mm、材料為SA-335 P12的中間集箱轉(zhuǎn)換成垂直管屏，垂直管屏由1312根31.8mm、材料為SA-213 T12、節(jié)距為5

10、7.5mm的管子組成，垂直管屏（包括后水吊掛管）出口集箱的30根引出管與2根下降管相連，下降管分別連接折焰角入口集箱和水平煙道側(cè)墻的下部入口集箱。折焰角由384根44.5×6、節(jié)距為57.5mm的管子組成，其穿過后水冷壁形成水平煙道底包墻，然后形成4排水平煙道管束與出口集箱相連。水平煙道側(cè)墻由78根44.5×6mm的管子組成，其出口集箱與煙道管束共引出24根168mm的連接管與4只啟動(dòng)分離器相連，汽水混合物在其中分離。水冷壁管型都為光管。水冷壁總受熱面積為4260m2。水冷壁的水容積為67m3。2.4 過熱器。 水蒸氣再過熱氣中的流程如圖2所示。圖2 水蒸氣過熱器示意圖經(jīng)四

11、只汽水分離器引出的蒸汽進(jìn)入外徑為219mm的頂棚入口集箱，頂棚過熱器由192根63.5mm、材料為SA-213 T12、節(jié)距為115mm的管子組成，管子之間焊接6mm厚的扁鋼，另一端接至外徑為219mm頂棚出口集箱。頂棚出口集箱同時(shí)與后煙道前墻和后煙道頂棚相接，后煙道頂棚轉(zhuǎn)彎下降形成后煙道后墻，后煙道前、后墻與后煙道下部環(huán)形集箱相接，并連接后煙道兩側(cè)包墻。側(cè)包墻出口集箱的24根168mm引出管與后煙道中間隔墻入口集箱相接，隔墻向下引至隔墻出口集箱，隔墻出口集箱與一級(jí)過熱器相連。除煙道隔墻的管徑為57mm外，煙道包墻的其余管子外徑均為44.5mm。一級(jí)過熱器布置于尾部雙煙道中的后部煙道中，由3段

12、水平管組和1段立式管組組成，第1、2段水平過熱器沿爐寬布置190片、橫向節(jié)距為115mm，每片管組由4根57×8mm、材料為SA-213 T12的管子繞成。至第3段水平過熱器，管組變?yōu)?5片，橫向節(jié)距為230mm，每片管組由8根51×6.6mm、材料為SA-213 T12的管子繞成，立式一級(jí)過熱器采用相同的管子和節(jié)距，并引至出口集箱。經(jīng)一級(jí)過熱器加熱后，蒸汽經(jīng)2根508mm的連接管和一級(jí)噴水減溫器進(jìn)入屏式過熱器入口匯集集箱。屏式過熱器布置在上爐膛，沿爐寬方向共有30片管屏，管屏間距為690mm。每片管屏由28根并聯(lián)管彎制而成，管子的直徑為38mm，根據(jù)管子的壁溫不同，入口段

13、材質(zhì)為SA-213 T91，外圈管及出口段采用SA-213 TP347H。從屏式過熱器出口集箱引出的蒸汽，經(jīng)2根左右交叉的直徑為508mm連接管及二級(jí)噴水減溫器，進(jìn)入末級(jí)過熱器。末級(jí)過熱器位于折焰角上方，沿爐寬方向排列共30片管屏，管屏間距為690mm。每片管組由20根管子繞制而成，管子的直徑為44.5mm，材質(zhì)為SA-213 T91。蒸汽在末級(jí)過熱器中加熱到額定參數(shù)后，經(jīng)出口集箱和主蒸汽導(dǎo)管進(jìn)入汽輪機(jī)。過熱器進(jìn)、出口集箱之間的所有連接管道均為兩端引入、引出，并進(jìn)行左右交叉，確保蒸汽流量在各級(jí)受熱面中的均勻分配，避免熱偏差的發(fā)生。2.5 再熱器。 鍋爐有低溫再熱器和高溫再熱器兩級(jí)再熱器。1）

14、低溫再熱器。低溫再熱器布置于尾部雙煙道的前部煙道中，由3段水平管組和1段立式管組組成。1、2、3段水平再熱器沿爐寬布置190片、橫向節(jié)距為115mm，每片管組由5根管子繞成，1、2段的管子規(guī)格為63.5×4.3mm、材料為SA-210C，3段的管子規(guī)格為57×4.3mm、材料為SA-209T1a。立式低溫再熱器的片數(shù)變?yōu)?5片，橫向節(jié)距為230mm，每片管組由10根管子組成，管子規(guī)格為57×4.3mm、材料為SA-213 T22。2） 高溫再熱器高溫再熱器布置于水平煙道內(nèi)，與立式低溫再熱器直接連接，逆順混合換熱布置。高溫再熱器沿爐寬排列95片，橫向節(jié)距為230mm

15、，每片管組采用10根管，入口段管子為57×4.3mm、材料為SA-213 T22，其余管子為51×4.3mm、材料為SA-213 T91及TP347。2.6 氣溫調(diào)節(jié)裝置 過熱器系統(tǒng)設(shè)有兩級(jí)噴水減溫器，每級(jí)減溫器均為2只。一級(jí)噴水減溫器裝在一級(jí)過熱器和屏式過熱器之間的管道上，外徑為508mm，壁厚為84mm，材料為SA-335 P12；二級(jí)噴水減溫器裝在屏式過熱器和末級(jí)過熱器之間的管道上，外徑為508mm壁厚為68mm，材料為SA-335 P91。再熱蒸汽的汽溫調(diào)節(jié)主要采用尾部煙氣擋板調(diào)溫，本鍋爐在低溫再熱器入口管道配置2只事故噴水減溫器，減溫器的外徑為610mm，壁厚為2

16、5mm，材料為SA-106C。過熱器配置兩級(jí)噴水減溫裝置，左右分別調(diào)節(jié)。過熱器一級(jí)噴水減溫水量（BMCR）為58.7T/H；二級(jí)噴水減溫水量（BMCR）為58.7T/H?？偭髁坎怀^BMCR工況12.6過熱蒸汽流量。再熱器噴水減溫總流量約為3再熱蒸汽流量（BMCR工況）。2.7 空氣預(yù)熱器。 每臺(tái)鍋爐配有兩臺(tái)半模式、雙密封、三分倉(cāng)容克式空氣預(yù)熱器，立式布置，煙氣與空氣以逆流方式換熱。預(yù)熱器型號(hào)為31.5-VI（T）-1833-SMR，轉(zhuǎn)子直徑為12935mm，傳熱元件總高度2000mm。預(yù)熱器轉(zhuǎn)子采用半模式扇形倉(cāng)格結(jié)構(gòu)，熱端和熱端中間層傳熱元件采用DU板型。所有傳熱元件盒均制成較小的組件，檢修

17、時(shí)可全部從側(cè)面檢修門孔處抽出，更換非常方便。冷端傳熱元件及元件盒的材料采用耐低溫腐蝕的Corten鋼制作，可保證使用壽命大于50000小時(shí)。 預(yù)熱器采用雙徑向、雙軸向密封系統(tǒng)。熱端靜密封采用美國(guó)ALSTOM-API新結(jié)構(gòu)，為迷宮式密封結(jié)構(gòu)，既保證密封性能，又可使扇形板上下移動(dòng)；冷端靜密封采用脹縮節(jié)式，既保證了不漏風(fēng)，又可以調(diào)整扇形板位置；熱端和冷端靜密封由通常的單側(cè)密封改為雙側(cè)密封，既減少了漏風(fēng)又提高了使用壽命2.8鍋爐風(fēng)機(jī)鍋爐風(fēng)機(jī)主要有送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)。1）送風(fēng)機(jī) 該廠送風(fēng)機(jī)型式為動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)ASN2730/1400，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。調(diào)節(jié)方式為液壓動(dòng)葉調(diào)節(jié)。水平對(duì)稱布置，垂直

18、進(jìn)風(fēng)，水平出風(fēng)。安裝在室外，由沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)。2) 引風(fēng)機(jī) 該廠引風(fēng)機(jī)型式為靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)AN35e6（V13+40 ），兩臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。調(diào)節(jié)方式為靜葉調(diào)節(jié)。水平布置，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的冷卻風(fēng)機(jī)對(duì)稱布置，可調(diào)節(jié)前導(dǎo)葉電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝位置從電機(jī)一端看均在風(fēng)機(jī)右側(cè)。臥式、垂直進(jìn)氣。由成都電力機(jī)械廠生產(chǎn)。3) 一次風(fēng)機(jī) 該廠一次風(fēng)機(jī)型式為動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)AST-1792/1120，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。調(diào)節(jié)方式為液壓動(dòng)葉調(diào)節(jié)。水平對(duì)稱布置，垂直進(jìn)風(fēng)，水平出風(fēng)。葉輪級(jí)數(shù)為兩級(jí)。由沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠有限公司生產(chǎn)。 2.9 火電廠主要回?zé)峒訜崞骰痣姀S的回?zé)峒訜崞魇侵咐闷啓C(jī)的中間抽汽來加熱機(jī)組凝結(jié)水或給水的裝置?；?zé)峒訜崞鞯念愋桶醇訜崞髦衅?/p>