130t振動爐排生物質(zhì)鍋爐設計分析說明

1、生物鍋爐設計說明一、鍋爐簡介本鍋爐是采用丹麥BWE公司先進的生物燃料燃燒技術的130。h振動爐排高溫高壓蒸汽鍋爐。 鍋爐為高溫、高壓參數(shù)自然循環(huán)爐，單鍋筒、單爐膛、平衡通風、室內(nèi)布置、固態(tài)排渣、全鋼 構架、底部支撐結構型鍋爐。本鍋爐設計燃料為棉花秸稈，可摻燒碎木片、樹枝等。這種生物質(zhì)燃料含有包括氯化物在 內(nèi)的多種鹽，燃燒產(chǎn)生的煙氣具有很強的腐蝕性。另外它們?nèi)紵a(chǎn)生的灰分熔點較低，容易粘 結在受熱面管子外表面，形成渣層，會降低受熱而的傳熱系數(shù)。因此：在高溫受熱段的管系采 用特殊的材料與結構，以及有效的除灰措施，防止腐蝕和大量渣層產(chǎn)生。本鍋爐采用振動爐排的燃燒方式。鍋爐汽水系統(tǒng)采用自然循環(huán)，爐膛外

2、集中下降管結構。 該鍋爐采用"M"型布置，爐膛和過熱器通道采用全封閉的膜式壁結構，很好的保證了鍋爐的密封 性能。過熱蒸汽采用四級加熱，兩級噴水減溫方式，使過熱蒸汽溫度有很大的調(diào)節(jié)裕量，以保 證鍋爐蒸汽參數(shù)。尾部豎井內(nèi)布置有兩級省煤器、一級高壓煙氣冷卻器和兩級低壓煙氣冷卻器。 空氣預熱器布置在煙道以外，采用水冷加熱的方式，有效的避免了尾部煙道的低溫腐蝕。 鍋爐采用輕柴油點火啟動，在爐膛右側墻裝有啟動燃燒器。鍋爐室內(nèi)布置，購價全部為金屬結構，按7級地震烈度設計。二、設計規(guī)范及技術依據(jù)1996版蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程JB/T66961993電站鍋爐技術條件DL/50471989

3、電力建設施工及驗收規(guī)范（鍋爐機組篇）GB121451989火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量標準GB101841988電站鍋爐性能試驗規(guī)程GB132231996火電廠大氣污染排放標準GB123481999工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準等有關國家標準。其中設計技術依據(jù)：鍋爐熱力計算按鍋爐機組熱力計算標準方法一強度計算按6892222008水管鍋爐受壓元件強度計算煙風阻力計算按鍋爐設備空氣動力計算標準方法 等鍋爐專業(yè)標準三、供用戶資料根據(jù)蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程要求，并且保證用戶進行鍋爐安裝、運行、維護和檢 修有必要的技術依據(jù)和資料，鍋爐隨機提供詳盡的技術資料，供用戶資料詳見： W1305100TM供客戶圖

4、紙清單W1305100JM供客戶技術文件清單四、鍋爐主要技術經(jīng)濟指標和有個數(shù)據(jù)1、鍋爐參數(shù)額定蒸發(fā)量：130t/h額定蒸汽壓力：9.2MPa額定蒸汽溫度：540額定給水溫度：210燃料一 種類含碳量含氫 量含氧最含氮量含硫量含灰量水分揮發(fā)分低位發(fā)熱量Cy%Hy%0y%Ny%Sy%Ay%.Wy%Vy%Q y% (KJ/Kg)棉花 秸稈46.115 . 935. 010 . 320. 182. 579.92.71. 1164603、技術經(jīng)濟指標冷風溫度：35 一次風預熱溫度190 1：1 124 92% 22266.02Kg/hV100mm 100%V50mm 90% >5mm 5% 2%2

5、4687mm32388 nm23150 mm 26074mm一、二次風預熱溫度190.二次風占總風量之比排煙溫度鍋爐熱效率燃料消耗量燃料粒度要求排污率設計數(shù)據(jù)鍋爐外形尺寸寬度（鍋爐架中心線）深度（鍋爐鋼架中心線） 鍋筒中心線標度 鍋爐本體最高點標高5、水質(zhì)要求鍋爐的給水、爐水、蒸汽品質(zhì)均應符合6812145 -1 9M0火力發(fā)電機組及蒸汽 動力設備水汽質(zhì)量標準；且符合用戶的特殊要求。6、負荷調(diào)節(jié)：允許的負荷調(diào)節(jié)范圍：40%100%調(diào)節(jié)方法：風燃料比調(diào)節(jié)7、其它技術指標灰與渣的比率：8： 2加*排放量V450mg/Nm3排放量V650mg/Nm3噪聲水平V85 dBA五、鍋爐整體布置說明該鍋爐是

6、在總結了丹麥BWE公司以往生物質(zhì)能鍋爐的大量設計經(jīng)驗、運行經(jīng)驗，并針對燃料 的特點，以及燃燒特性進行開發(fā)設計的。1、燃料供應鍋爐的主要燃料是棉花秸稈，另外可摻燒碎木片、樹枝等生物質(zhì)燃料。這些燃料經(jīng)過加工到 一定的尺寸后由輸料機進入爐頂料倉，然后由幾級螺旋給料機送入爐膛下部燃燒。2、燃燒方式選擇根據(jù)環(huán)境保護、潔凈燃燒的要球，以及這種生物質(zhì)燃料的燃燒特性，選用水冷振動爐排前部 風力給料的燃燒方式。振動爐排由振動機構、風室、支撐件和爐排水冷壁組成，爐排水冷壁由 .專業(yè)知識編輯整理.全膜式壁組成，其上開有許多小孔，一次風進入爐底風室后，再由爐排水冷壁上的小孔進入爐 膛，為燃料提供所需的氧。燃料由于強風

7、的作用進入爐膛時被拋至爐排后部，在此處由于高溫煙氣和一次風的作用逐步 預熱，干燥、著火、燃燒。隨著振動機構的工作，燃料邊燃燒邊向爐排前部運動，直至燃盡， 最后灰渣落入爐前的除渣口。在爐膛下部，前后墻各布置有許多二次風口，這些二次風約占總風量的一半。二次風在此 鍋爐的燃燒中起到十分關鍵的作用，二次風攪拌爐內(nèi)氣體使之混合，使爐內(nèi)煙氣產(chǎn)生漩渦，延 長懸浮的飛灰及飛灰可燃物在爐內(nèi)的行程，使飛灰及飛灰可燃物進一步降低。它的合理使用可 以使飛灰量減少，使飛灰可燃物降低。另外對懸浮可燃物供給部分空氣，有利于提高鍋爐效率， 有利于降低鍋爐初始排煙濃度，有利于設計鍋爐的節(jié)能與環(huán)保。3、熱力系統(tǒng)（1）煙氣流程：按

8、爐膛（含三級過熱器）、第二煙氣通道（含四級過熱器）、第三煙氣通道（含一、一二 級過熱器）和尾部對流受熱面（包括省煤器和煙氣冷卻器）?？諝忸A熱器不在煙氣通道內(nèi)，它 是由熱水和空氣換熱。（2）各受熱面間的吸熱量分配和布置受熱面面積。根據(jù)高溫高壓蒸汽鍋爐加熱、蒸發(fā)、過熱的熱量分配比例、特點和方便過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)的要求合理布置各受熱面。六、鍋爐汽水系統(tǒng)鍋爐正常運行時，不但要保證蒸發(fā)受熱面水循環(huán)可靠，而且還必須保證給水及省煤器不發(fā) 生水擊，過熱蒸汽不發(fā)生偏流等，本鍋爐的汽水系統(tǒng)針對上述問題進行了合理設計。1、給水流程：鍋爐給水分高壓給水和低壓給水，高壓給水經(jīng)給水調(diào)節(jié)閥后分為兩路，一路直接進入省煤 器，另

9、一路經(jīng)由高壓空氣預熱器、高壓煙氣冷卻器后進入省煤器，最后從省煤器進入鍋筒。低 壓給水從除氧器經(jīng)過兩臺低壓循環(huán)水泵進入低壓空氣預熱器、低壓煙氣預熱器后再回到除氧器。2、 蒸汽流程：蒸汽由鍋筒引出后依次經(jīng)過：一級過熱器、一級減溫器、二級過熱器、二級減溫器、三級過 熱器、三級減溫器、四級過熱器，最后由主蒸汽管進入汽輪機。3、為了保證鍋爐運行，鍋爐汽水系統(tǒng)還布置了有排污、疏水、加藥、取樣等系統(tǒng)。詳見W1305100-3-0汽水系統(tǒng)圖。1、鍋筒：鍋筒內(nèi)徑為1600巾巾，壁厚為100mm，筒體全長12120mm，筒身由P355GH鋼板卷焊而成，封 頭是用同種鋼板沖壓而成。鍋筒內(nèi)部裝置由孔板分離裝置、鋼絲網(wǎng)

10、分離器，連續(xù)排污管等組成。由孔板分離裝置出來 的蒸汽經(jīng)過鋼絲網(wǎng)分離器后，由蒸汽引出管進入過熱器系統(tǒng)。在集中下降管進口處布置了十字擋板，改善下降管帶汽及抽孔現(xiàn)象。鍋筒上除布置必需的 管座外，還布置了再循環(huán)管座，備用管座。為防止低溫的給水與溫度較高的鍋筒壁直接接觸，在管子與鍋筒筒壁的連接處接有套管接頭，給水進入鍋筒之后，進入給水分配管，使給水沿鍋筒縱向均勻分布。鍋筒內(nèi)正常水位在鍋筒中心線處，最高、最低安全水位即正常水位為上下各50mm。鍋筒裝有 兩只就地水位表，此外還裝有三只電接點水位表、三只平衡容器，可把鍋筒水位顯示在操縱盤上 并具有報警的功能。為提高蒸汽的品質(zhì)，降低爐水的含鹽濃度，鍋筒上裝有連

11、續(xù)排污管連續(xù)排污率為1%。鍋筒支撐在兩根集中下降管上，另外與水冷集箱和過熱器系統(tǒng)的連接管起到穩(wěn)固作用，鍋筒 可沿軸向自由脹縮。2、水冷系統(tǒng)水冷系統(tǒng)受熱面由爐排水冷壁、側水冷壁、前水冷壁、后一、后二、后三水冷壁、后三中間 水冷壁以及爐頂水冷壁組成。爐膛橫截面為9120 X 5760mm2,爐頂標高為21500mm。爐排水冷壁由 Q38X6的管子和6 X 22mm扁鋼焊制而成，扁鋼上鉆有不同間距的Q 4.5的小孔，作為一次風的通 風孔。側水冷壁由057*7的管子和6 X 23mm扁鋼焊制而成。前水冷壁、后一、后二、及爐頂水冷 壁由057*5的管子和6 X 23mm扁鋼焊制而成。后三及后三中間水冷壁

12、由038*4和6X42mm扁鋼焊制 而成。整個水冷壁受熱面形成三個煙氣通道，分別為爐膛、煙氣通道二和三。汽水引出管由Q 168 X 10及Q133 X 10鋼管組成，2根Q406 X 28大直徑下降管由鍋筒引出 后布置在爐側，再由Q 133管子引入兩側下集箱。在兩集中下降管上分別裝有加酸、加堿、取樣 裝置。集中下降管由底部裝置支撐在基礎上，在其上方與側墻下集連接，起加固作用。水冷壁兩側下集箱由0 273 X 50的管子制成，通過其下方的支座支撐在底部支撐裝置上。 兩集箱之間有連接管，作為前后水冷壁的下集箱和連通集箱，這些集箱有一個膨脹中心，向四 個方向膨脹，因此，側下集箱的支座與底部支撐裝置之

13、間是可相對移動的。水冷壁及其與之相連的其他部件、附件的重量全部通過側下集箱傳至底部支撐裝置上。水冷壁上設置測量孔、檢修孔、觀察孔等。水冷壁上的最低點設置放水排污閥。膜式水冷壁外側設置數(shù)層剛性梁，保證了整個爐膛有足夠的剛性。3、燃燒系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)由燃燒室、爐排、風室組成。爐排水冷壁上開有很多0 4.5的小孔，作為一次風的 通風口，爐排下部是風室。燃燒室的截面、爐排的面積大小、爐膛高度能保證燃料充分的燃燒。燃料由爐前6個螺旋絞籠給料裝置送入燃燒室。給料管尺寸、位置滿足鍋爐在不同工況運 行時的要求。爐膛進料口處設有送料風，取自空氣預熱器后的熱風，用來把燃料送入爐排后 部。經(jīng)預熱的一次風由風室經(jīng)爐排水冷

14、壁上的小孔送入燃燒室，一二次風在燃燒室的前后 墻送入。一、二次風風量各占總空氣最的50%,調(diào)節(jié)一、二次風量、給料量，可以使鍋爐負荷在40%100%之間調(diào)節(jié)。燃燒后的灰渣由爐前的排渣口排出爐外。在排渣口下方設有撈渣機，能使灰渣安全有效 的排出爐外。在二、三煙氣通道下方設有一個落灰口，從過熱器落入的灰渣可墜落后進入下方的撈渣 機，排出爐外。4.過熱器本鍋爐過熱器分四級，飽和蒸汽由鍋筒上的飽和蒸汽連接管引入飽和蒸汽匯集集箱，沿連 接管進入一級過熱器，一級過熱器逆流順列布置，從一級過熱器出來后經(jīng)過一級減溫器減溫后 進入二級過熱器，然后再經(jīng)過二級減溫器、三級過熱器、三級減溫器、四級過熱器后進入主蒸 汽管

15、。一、二級過熱器管系均由Q38 X 4. 5的管子組成，順列布置，位于第三煙一、二級過熱器 管系均由Q38X4.的憐子組成，順列布置，位于第三煙氣通道。三、四級過熱器均由Q33.7X5. h的管子組成，順列混流布置，分別位于爐膛出口和第二煙氣通道。過熱器系統(tǒng)采用噴水減溫， 這樣既可保證汽輪機獲得合乎要求的過熱蒸汽，又能保證過熱器管不致于因工作條件惡化而燒 壞，使過熱器的輻射吸熱份額增加，可使鍋爐在100-70%負荷范圍內(nèi)汽溫特性不隨負荷變化，噴 水調(diào)節(jié)量大大減少。一為保證安全運行，一、二級過熱器采用l5CrMoG (GB5310-1995)、空氣預熱器由025X3.2 的螺旋鰭片蛇形管組成，橫

16、向排列在空氣通道內(nèi)，由兩側的鋼板支撐。高低壓空氣預熱器在廠內(nèi)組裝完畢，方便安裝?？諝忸A熱器設計的水流速和空氣流速都控制在合理的范圍內(nèi)，提高了空氣預熱器的換熱效 率。12CrMoVG (GB5310-1995)的無縫鋼管，三四級過熱器采用TP347H的不銹鋼管，防止高溫 腐蝕對管子造成大的損害，增加了運行的可靠性。5、省煤器和煙氣冷卻器省煤器和煙氣冷卻器由0 38X4 20G (6853101995)管子彎制而成的方形鰭片蛇形管組 成，支撐在尾部豎井內(nèi)的兩側支撐板和通風梁上。給水沿蛇形管自下而上與煙氣成逆向流動，可將管內(nèi)可能產(chǎn)生的氣體及時帶出，管子沿煙 氣方向順列布置，縱橫節(jié)距均為79mm。省煤

17、器分兩組，煙氣冷卻器有高低壓之分。高壓煙氣冷卻器與省煤器串聯(lián)，低壓煙氣冷 卻器與低壓空氣預熱器形成單獨的回路，用來冷卻尾部煙氣，使達到理想的排煙溫度。各組蛇形管每組之間布置了人孔門，便于檢修、清灰。省煤器和煙氣冷卻器處設有內(nèi)護板，起到密封和防低溫腐蝕的作用。蛇形管穿墻處采用 嚴格密封結構，保證管子熱膨脹時爐墻的密封性。6、空氣預熱器空氣預熱器布置在煙氣通道外，為水加熱空氣的形式，分為高壓空氣預熱器和低壓空氣 預熱器。高壓空氣預熱器中的水冷卻后進入高壓煙氣冷卻器中加熱，再并入給水管進入省煤器。低壓空氣預熱器在低壓循環(huán)管路上，由兩臺低壓循環(huán)水泵從除氧器中給水，空氣與水成 逆流布置?？諝忸A熱器由0

18、25X3.2的螺旋鰭片蛇形管組成，橫向排列在空氣通道內(nèi)，由兩側的鋼板 支撐。高低壓空氣預熱器在廠內(nèi)組裝完畢，方便安裝?？諝忸A熱器設計的水流速和空氣流速都控制在合理的范圍內(nèi)，提高了空氣預熱器的換熱 效率。高低壓空氣預熱器之間設有人孔門，便于檢修?？諝忸A熱器設計的水流速和空氣流速都控制在合理的范圍內(nèi)，提高了空氣預 熱器的換熱效率。高低壓空氣預熱器之間設有人孔門，便于檢修。低壓空氣預熱器進出口處設有水旁路，當出口水溫過低時開啟旁路閥門，可以有效的避免 低溫腐蝕的發(fā)生，有利于保護低壓煙氣冷卻器出口管子。7、鍋爐鋼架鍋爐本體鋼架分為鍋爐主鋼架和外圍副鋼架，為焊接連接的鋼結構。按地震烈度7度設防。 鍋爐立

19、柱從鍋爐層零米起，鋼柱與基礎采用螺栓連接和埋入式連接，具體連接方式由設計院設 計。鋼架計算的荷載統(tǒng)計，包括支吊水管，煙風道、平臺扶梯的荷載，需承受運轉層荷載必須經(jīng) 我公司同意方可實施。鋼架散裝出廠，滿足運輸條件。8、平臺、扶梯在鍋爐的人孔門、檢查門、看火孔、測量孔、集箱手孔處以及應操作的閥門處都設置了運行檢修平臺。上下平臺之間設有扶梯。平臺之間凈空間設計合理，方便觀察、 操作、維修。檢修平臺允許的最人荷載為250kgf/m2。平臺和扶梯邊緣都裝設高度1.2米的防護欄桿，平臺采用柵格板式，并裝設高度120mm的 踢腳板。9、爐墻與保溫爐膛部分以及所有膜式水冷壁外側均采用敷管式輕型爐墻，為柔性保溫

20、材料，爐墻重量 分別通過水冷壁傳到基礎上。爐膛爐墻外護板表面溫度小于50。爐膛落渣口處四周內(nèi)側澆注復合材料耐火混凝土，該材料耐溫達12000C。該材料性能可以有效地阻止由于爐溫變化而引起的交變熱應力，由于發(fā)生化學反應引起的相 關變化，而造成體積變化所產(chǎn)生的微裂紋擴展，從而大大提高了材料的高溫強度，耐溫性能 和高溫中的抗磨損抗灰渣侵蝕損性能及熱穩(wěn)定性。尾部受熱面外側有內(nèi)護板，內(nèi)外護板間填滿柔性保溫材料，具有可靠的保溫性能，所以 爐墻的外表面溫度小于50。人孔門、檢查門內(nèi)均有耐火混凝土.該處外表面溫度小于50。各種門孔都能開啟自如，門把上的自鎖裝置，使爐門處有良好的密封性。鍋爐管道保溫層表面溫度小

21、于50。10、儀表控制鍋爐控制主要分為汽水側控制和煙氣側控制。（1）汽水側控制（詳見汽水系統(tǒng)圖）（2）煙氣側控制（詳見鍋爐燃燒系統(tǒng)圖）鍋爐煙氣側的控制為：爐內(nèi)燃料控制，爐膛溫度控制等。a：在爐膛、風室、空氣預熱器、引風機前煙道分別裝有風壓、煙壓、風溫、煙溫、風量、 氧量測點，以控制鍋爐的燃燒過程。上通過對入爐燃料量控制，滿足對鍋爐負荷變化的要求。世通過控制一、二次風量，入爐燃料量控制爐內(nèi)燃燒溫度，達到最佳的燃燒效果。八、鍋爐所配安全附件本鍋爐設有安全閥、溫度計、壓力表、雙色水位計、平衡容器、電接點水位計等安全附 件。九、鍋爐密封、高溫腐蝕、低溫腐蝕等措施的說明1 .密封、膨脹鍋爐密封性能對鍋爐運行十分垂要，既保證了鍋爐的安全性、清潔性，又捉高了鍋爐的 熱效率。本鍋爐爐膛和各級過熱器對流煙道處均采用膜式水冷壁，尾部對流煙道采用內(nèi)外兩 層護板，保證了鍋爐的嚴密性，保證了鍋爐運行的可靠性。在鍋爐需膨脹位置都設有全密封的膨脹裝置。2 .高溫腐蝕由于生物質(zhì)燃料含有包括氯化物在內(nèi)的多種鹽，燃燒產(chǎn)生的煙氣具有很強的腐蝕性，在 三、四級過熱器區(qū)域會對受熱面管子產(chǎn)生高溫腐蝕。根據(jù)丹麥BWE公司多