鍋爐本體結(jié)構(gòu)

1、鍋爐本體結(jié)構(gòu)第一節(jié)鍋爐概述在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)或熱力發(fā)電廠中，經(jīng)常利用蒸汽供應(yīng)熱量 或產(chǎn)生動(dòng)力。通常蒸汽是通過(guò)蒸汽鍋爐生產(chǎn)出來(lái)的。目前我國(guó)電廠鍋 爐所用燃料主要是煤，一般線把煤磨成煤粉。然后送入爐膛燃燒。 一、鍋爐分類： 有七種方法：按用途分為：電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、生活鍋爐、機(jī)車船舶鍋爐。按出口介質(zhì)狀態(tài)分為：蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、汽水兩用鍋爐。按蒸汽壓力分為：低壓鍋爐：壓力小于等于2.45MPa中壓鍋爐：壓力為2.944.90MPa高壓鍋爐：壓力為7.8410.8MPa超高壓鍋爐：壓力為11.8-14.7MPa亞臨界壓力鍋爐：壓力為15.7-19.6MPa超臨界壓力鍋爐：壓力大于等于22MPa按

2、蒸發(fā)量分為：按蒸發(fā)量的大小鍋爐有小型（W20T/h）、中型（W 2075T/h）、大型（75T/h）之分，但他們之間沒有明顯的固定的 界限，隨著工業(yè)鍋爐工業(yè)的發(fā)展，鍋爐的容量日益增大，以往的大型 鍋爐目前只能算中型甚至是小型了。按燃料分為：燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t、原子能鍋爐按燃燒方式分為：層燃爐、室燃爐、沸騰爐。按水循環(huán)方式分為：自然循環(huán)鍋爐（循環(huán)倍率430）、強(qiáng)制循環(huán) 鍋爐（循環(huán)倍率310）、直流鍋爐（循環(huán)倍率1）。自然循環(huán)鍋爐、 強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的共同特點(diǎn)是有汽包，直流鍋爐沒有汽包，水在受熱面 中全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?。直流鍋爐即可以用于臨界壓力以下也可以設(shè)計(jì)為 超臨界壓力。目前300MW火電機(jī)

3、組基本上采用直流鍋爐。我公司的鍋爐是自然循環(huán)鍋爐，設(shè)計(jì)循環(huán)倍率如下表:名稱負(fù)荷B-MCR70%整爐循環(huán)倍率4.856.3整爐最低循環(huán)倍率4.025.14二、國(guó)內(nèi)外電站鍋爐發(fā)展趨勢(shì)在火力發(fā)電廠中，鍋爐是主要的設(shè)備之一，隨著電力事業(yè)的不斷 發(fā)展，其發(fā)展趨勢(shì)大體上按以下幾個(gè)方面來(lái)說(shuō)明：1、鍋爐容量不斷增大。容量增大每千瓦的設(shè)備費(fèi)用降低，金屬耗量 減少，所需人員減少，但帶來(lái)的影響是機(jī)組容量越大，適應(yīng)負(fù)荷變化 的能力越差。鍋爐容量100MW的用350T/h的鍋爐,200MW的用 670T/h 的鍋爐,300MW 的用 1030T/h 的鍋爐,600MW 的用 2050T/h 的鍋爐，600MW的用312

4、5T/h.2、蒸汽參數(shù)在提高。由于蒸汽參數(shù)的提高取決于金屬材料的性能， 因此金屬材料是電廠至關(guān)重要的基礎(chǔ)。三、國(guó)產(chǎn)鍋爐型號(hào)的表示方法：鍋爐型號(hào)用三組字碼表示。第一組字碼是鍋爐制造廠的漢語(yǔ)拼音 縮寫，第二組字碼為一分?jǐn)?shù)，分子表示鍋爐容量，分母表示過(guò)熱蒸汽 壓力，第三組字碼表示產(chǎn)品設(shè)計(jì)序號(hào)。以DG670/13.7-19型鍋爐為例 說(shuō)明含義：DG表示東鍋（HG/SG/WG），670/13.7表示鍋爐容量 670T/h，過(guò)熱器出口壓力13.7MPa，19表示第19次設(shè)計(jì)制造的鍋爐。 四、鍋爐本體的構(gòu)成鍋爐本體是鍋爐設(shè)備的主要部分，他由“鍋”和“爐”兩部分 組成。“鍋”包括省煤器和汽包、下降管、水冷壁等

5、組成的蒸發(fā)設(shè)備 以及過(guò)熱器、再熱器組成的汽水系統(tǒng)?！盃t”包括爐膛、煙道、燃燒 器及空預(yù)器等組成的燃燒系統(tǒng)。4.1、汽包的作用：汽包是加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱三過(guò)程的連接樞紐。汽包中存有一定 量的水，因而有一定的儲(chǔ)熱能力，在負(fù)荷變化時(shí)可以減緩汽壓變化速 度；汽包中存有一定量的水，可以防止或減輕鍋爐負(fù)荷瞬時(shí)增加或給 水中斷造成的嚴(yán)重事故；汽包中裝有各種設(shè)備，用以保證蒸汽品質(zhì)。 汽包上還裝有壓力表、水位計(jì)和安全閥等附件，以保證鍋爐的安全。4.2、省煤器的作用：利用鍋爐排煙中的余熱加熱給水的熱交換器稱為稱為省煤器。他 可以降低排煙溫度，提高鍋爐效率，并能提高進(jìn)入汽包的給水溫度， 確保爐水正常循環(huán)，改善了汽包工

6、作條件。4.3、水冷壁的作用：直接吸收燃料燃燒時(shí)放出的輻射熱量，把爐水加熱、蒸發(fā)為飽和蒸汽。由于水冷壁保護(hù)作爐墻，可以保護(hù)爐墻免受高溫?zé)煔鉄龎摹Ｎ諣t膛出口的煙氣溫度，防止鍋爐結(jié)焦。4.4、過(guò)熱器的作用：將飽和蒸汽加熱成具有一定過(guò)熱度的過(guò)熱蒸汽的熱交換器，減少 汽輪機(jī)最后幾級(jí)的蒸汽濕度，避免葉片被水侵蝕。4.5、再熱器作用：再熱器的作用和過(guò)熱器一樣，都是將蒸汽過(guò)熱提高其溫度的設(shè) 備，但與過(guò)熱器不同的是再熱器里加熱的不是從鍋爐來(lái)的飽和蒸汽， 而是在汽機(jī)高壓缸已經(jīng)作過(guò)功的壓力和溫度均較低的蒸汽，這些蒸汽 通過(guò)再熱加熱器提高溫度后，再進(jìn)入汽機(jī)中壓缸和低壓缸作功。第二節(jié)鍋爐本體結(jié)構(gòu)以我公司DG670/

7、13.7-19型鍋爐為例說(shuō)明鍋爐本體結(jié)構(gòu)。一、鍋爐基本特性1.1.1鍋爐型式DG670/13.7-19型鍋爐為超高壓、中間再熱、自然循環(huán)、全懸吊、平衡通風(fēng)、n型煤粉固態(tài)排渣爐。1.1.2鍋爐參數(shù)1.1.2.1過(guò)熱蒸汽名稱單位B-MCR （最大連續(xù)負(fù)荷）ECR（額定負(fù)荷）蒸發(fā)量t/h670627.5出口壓力MPa13.713.61出口溫度C5405401.1.2.2再熱蒸汽名稱單位B-MCRECR蒸發(fā)量t/h581546進(jìn)/出口壓力MPa2.88 / 2.692.71/2.53進(jìn)/出口溫度C326 / 540320 / 5401.1.2.3給水溫度名稱單位B-MCRECR給水溫度C2522501

8、.1.2.4空氣預(yù)熱器進(jìn)、出口風(fēng)溫名稱單位B-MCRECR進(jìn)口風(fēng)溫C2020出口風(fēng)溫C3593581.1.4鍋爐主要界限尺寸（見表）序號(hào)名稱單位數(shù)據(jù)1鍋爐深度（F柱-L柱間）mm450002鍋爐寬度（兩外側(cè)柱間距）mm320003鍋爐寬度（兩內(nèi)側(cè)柱間距）mm180004汽包頂梁標(biāo)高mm601305爐頂大板梁標(biāo)高mm596006汽包中心線標(biāo)高mm527007過(guò)熱蒸汽出口集箱標(biāo)高mm502008再熱蒸汽出口集箱標(biāo)高mm517009頂棚管標(biāo)高mm4870010再熱蒸汽進(jìn)口集箱標(biāo)高mm3120011省煤器進(jìn)口集箱標(biāo)高mm1741512水冷壁下集箱標(biāo)高mm620013鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高mm1000014爐膛

9、寬度mm1192015爐膛深度mm1088016水平煙道深mm340017尾部豎井深mm91001.1.5鍋爐汽、水、煙、風(fēng)阻力(設(shè)計(jì)煤種,B-MCR負(fù)荷)一次汽阻力：1.47MPa(15.kgf/cm2)二次汽阻力：0.19MPa(1.94kgf/cm2)省煤器阻力：0.392MPa(4.0kgf/cm2)1.1.5.4燃燒器一次風(fēng)阻力：1100Pa1.1.5.5燃燒器二次風(fēng)阻力：1200Pa1.1.5.6燃燒器三次風(fēng)阻力：2300Pa1.1.5.7修正后鍋爐本體煙氣阻力:2400Pa(包括尾部豎井自生通風(fēng)300Pa)1.1.5.8鍋爐本體空氣阻力:2600Pa1.1.6鍋爐的水容積(見表)

10、部件名稱水壓試驗(yàn)時(shí)m3運(yùn)行時(shí)m3汽包4217水冷壁7575過(guò)熱器690再熱器740省煤器1212共計(jì)272104二、本體結(jié)構(gòu)1、汽包汽包是自然循環(huán)鍋爐的主要部件之一，是分離汽水混合物的場(chǎng)所，是省煤器、過(guò)熱器、水冷壁的分隔容器，使各受熱面界限明顯。1.瞇喊己杞瑟W陽(yáng)4,找5,逑iU澆割并 一如衲竣橙H汽包置于爐頂前側(cè)。汽包內(nèi)徑1600mm，壁厚95mm，材料為 13MnNiMo54，筒身直段長(zhǎng)20m，汽包全長(zhǎng)21.81m，總重（包括汽包內(nèi) 部設(shè)備）約94.5t，由左右兩套“U”形吊桿將汽包懸吊于頂板下方。汽包正常水位在汽包中心線下150mm，運(yùn)行中允許水位波動(dòng)50mm， 最低安全水位為汽包正常水

11、位下230mm。汽包在最大連續(xù)負(fù)荷下工作 壓力為15.2MPa，最高設(shè)計(jì)壓力為16MPa。在汽包兩端球形封頭上各設(shè)有一套無(wú)盲區(qū)云母雙色水位計(jì)、一套 電接點(diǎn)水位計(jì)和兩只彈簧安全閥。汽包筒身部位設(shè)置三套單室平衡容器供水位保護(hù)和水位調(diào)節(jié)用， 兩只就地壓力表，此外還有三個(gè)獨(dú)立的壓力管接頭，用于壓力保護(hù)和 壓力調(diào)節(jié)。在汽包筒體上設(shè)有六對(duì)上下筒外壁溫度測(cè)點(diǎn)，在飽和蒸汽引出管 口附近和集中下水管口附近還有兩對(duì)外壁溫度測(cè)點(diǎn)，可供間接監(jiān)測(cè)汽 包相應(yīng)部位壁溫用。汽包內(nèi)部設(shè)備裝有汽水分離裝置、給水蒸汽清洗裝置、排污加藥 裝置、鄰爐蒸汽加熱裝置等。汽水分離裝置：汽包內(nèi)裝有84只315 mm導(dǎo)流式旋風(fēng)分離器作 為一次分

12、離元件，來(lái)自水冷壁的汽水混合物進(jìn)入汽包內(nèi)兩側(cè)的10個(gè) 連通箱，每個(gè)連通箱連接8只分離器，以均衡各分離器的蒸汽負(fù)荷。 尾部豎井回路單獨(dú)占有兩個(gè)連通箱4只旋風(fēng)分離器。每個(gè)旋風(fēng)分離器 的平均負(fù)荷為9.2t/h，最大負(fù)荷為10.4t/h。為保證汽包內(nèi)部有足夠 的重力分離高度，在分離器上面85 mm有平孔板型蒸汽清洗裝置，清 洗孔板上方414 mm的汽包頂部設(shè)置了作為二次分離元件的清洗板， 蒸汽通過(guò)均流板的速度為5m/s。給水蒸汽清洗裝置：進(jìn)入汽包內(nèi)的給水，其中50%送到清洗孔板， 經(jīng)清洗蒸汽后，飽和水從兩側(cè)的40只溢水槽引入水空間下部。另外50%給水由8根76X4管子引到汽包底部的給水分配管，然后直接

13、送 到集中下水管入口以下400 mm后與飽和水混合。排污、加藥管裝置：在汽包兩端的下部設(shè)有二個(gè)連續(xù)排污管孔。排污管在正常水位下250mm，沿汽包縱向布置，以保證在汽包沿整個(gè) 長(zhǎng)度上排污。加藥管沿整個(gè)汽包長(zhǎng)度布置在正常水位下355mm處，加 藥管入口在汽包中部。鄰爐蒸汽加熱裝置：在汽包的左右部各有一個(gè)鄰爐加熱蒸汽入 口。加熱管布置在汽包下部，沿汽包整個(gè)長(zhǎng)度方向加熱管有出汽孔。 鄰爐加熱汽源參數(shù)為壓力1.271.57MPa，溫度320350C左右。此外在汽包內(nèi)還有緊急放水管。為防止水位波動(dòng)，在水位表的水 側(cè)管設(shè)有防護(hù)罩。2、省煤器簡(jiǎn)介省煤器利用鍋爐煙氣中的余熱加熱鍋爐給水的熱交換設(shè)備，鍋爐 裝設(shè)省

14、煤器，可降低排煙溫度，提高爐效率，降低燃料消耗量，同時(shí)， 提高了進(jìn)入汽包給水的溫度，大大改善了鍋爐汽包工作條件。湘料B.湘料B.本鍋爐省煤器為非沸騰式，其主要受熱面布置在一、二級(jí)空氣預(yù) 熱器之間。蛇形省煤器管排采用順列布置，兩圈并繞，管徑為38X 5啞，S1=110啞，S2=97啞，橫向排數(shù)為100排，為防止煙氣灰粒及 吹灰對(duì)管子的磨損，在省煤器蛇形管排的前二排設(shè)有防磨蓋板，此外 在省煤器蛇形管彎頭等易磨損處，設(shè)置了防磨裝置，省煤器管系與四 周墻壁間裝設(shè)了防止煙氣偏流的阻流板。給水加熱后進(jìn)入省煤器出口 集箱，經(jīng)16根108X 10賦管子引入鍋爐尾部豎井煙道（再熱器側(cè)和 過(guò)熱器側(cè)）的吊掛下集箱，

15、然后分別引出規(guī)格為42X5 mm的經(jīng)過(guò)低 溫再熱器和低溫過(guò)熱器的省煤器吊掛管，吊掛管兩側(cè)焊有吊耳以承載 低過(guò)、低再重量，向上穿出頂包墻引入吊掛上集箱，最后通過(guò)16根 0108X10 mm的連接管引入鍋筒。為保護(hù)省煤器，在過(guò)熱器側(cè)（再熱器側(cè)）省煤器進(jìn)口集箱和集中下降 管之間分別布置了一兼60X6.5 mm的再循環(huán)管道。3、水冷壁簡(jiǎn)介水冷壁是鍋爐最重要的蒸發(fā)受熱面，水冷壁布置在燃燒室四周及 水平煙道和后豎井兩側(cè)墻，其作用主要是吸收燃燒室的輻射熱，使水 受熱產(chǎn)生飽和蒸汽，其次是保護(hù)爐墻，減少熔渣和高溫對(duì)爐墻的破壞 作用；另外水冷壁還起懸吊爐墻的作用。水冷壁采用20G鋼8 60 X 6.5mm管子，共

16、計(jì)662根，以節(jié)距，= 80mm加扁鋼焊接成膜式水冷壁，后豎井兩側(cè)墻各由860X6.5mm的管 子58根，以節(jié)距S= 160mm加扁鋼焊接成膜式側(cè)包墻，前后水冷壁 墻結(jié)構(gòu)相同，各有152根管，按水循環(huán)系統(tǒng)布置要求各分為四組，前、 后墻水冷壁進(jìn)水各由8 159X 16mm下水連接管16根，8 133X 13mm汽 水引出管24根，兩側(cè)墻水冷壁，每側(cè)各有121根管。在標(biāo)高34.6m 處后墻水冷壁向內(nèi)彎曲30組成折焰角。在標(biāo)高26.4m處水冷壁四角有燃燼風(fēng)系統(tǒng)，在標(biāo)高13.3m處后前墻水冷壁向內(nèi)彎曲55組成冷灰斗，后豎井兩側(cè)墻由中60 X 6.5mm管 子，以節(jié)距S= 160mm加扁鋼焊接成膜式側(cè)包

17、墻，由汽包兩端引出分 散下降管中159X16管子12根與此相連，組成獨(dú)立的水循環(huán)回路。4、過(guò)熱器簡(jiǎn)介4.1蒸汽流程從鍋筒引出的飽和蒸汽，進(jìn)入到各級(jí)過(guò)熱器中逐步加熱，按蒸汽 流程依次經(jīng)過(guò)頂棚過(guò)熱器、包墻過(guò)熱器、二級(jí)（低溫）過(guò)熱器到大屏 過(guò)熱器后，經(jīng)一級(jí)減溫器到后屏過(guò)熱器，再經(jīng)二級(jí)減溫器，到一級(jí)（高 溫）過(guò)熱器，最后從一次蒸汽的集汽集箱進(jìn)入電廠主蒸汽管道。 4.2過(guò)熱器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：從鍋筒引出16根108X10啞的連接管將飽和蒸汽引至頂棚過(guò) 熱器入口集箱，在連接管上設(shè)置了4只飽和蒸汽取樣器。頂棚過(guò)熱器由100根60X6.5啞，材料20G的管子，管子中心 線節(jié)距為120mm，管間焊有6X60啞的扁鋼制成

18、焊接氣密的膜式管壁， 所有在煙道內(nèi)穿越頂棚的各種管子都有相應(yīng)的密封措施。頂棚過(guò)熱器在爐頂中部由頂棚中間集箱分三路進(jìn)入尾部豎井的 包墻部分為前包墻、中隔墻、后包墻三路并行，向下流至包墻下集箱。 前包墻、中隔墻和后包墻與后豎井兩側(cè)墻水冷壁一起構(gòu)成后豎井煙 道。前包墻管子為111根，中隔墻管子為111根，后包墻管子為110 根，它們是由38X5啞，材料20G的管子，節(jié)距為107.5啞，管間 加焊扁鋼組成氣密膜式結(jié)構(gòu)組成。二級(jí)過(guò)熱器蛇形管是由中隔墻、后包墻下集箱引出的（其中前包 墻通過(guò)連接管引入中隔墻）中隔墻引出二排，后包墻引出一排，共三 排并繞，逆流布置。蛇形管為42X5啞，水平段材料20G、垂直段

19、 材料為15CrMoG的管子，沿爐寬有110排，順列布置，橫向節(jié)距107.5mm，每排由3根管子并繞成上、中、下三個(gè)管組。懸垂于爐膛上部的全大屏過(guò)熱器屬輻射型過(guò)熱器，共有8屏，分成四排排列。每片大屏由29根42X5啞的管子繞成“U”型。除全大屏的夾持管和屏下端的外圈管子由SA-213MT91制成外， 其余均為12Cr1MoVG。在爐膛上部，全大屏的后部，布置有16片懸垂式的屏式過(guò)熱器。它屬半輻射半對(duì)流式過(guò)熱器，每片屏均由14根42X5啞的鋼 管繞成“U”型。所用材料除夾持管和屏下部的外1至4圈管子采用 SA-213MT91 外，其余均為 12Cr1MoVG。一級(jí)（高溫）過(guò)熱器布置在折煙角上方，

20、屬對(duì)流式過(guò)熱器，與煙道 順流布置。沿爐寬布置有49排管排，其橫向節(jié)距為240mm，每排由6根42X5啞的管子繞成“U”型。在爐外約2.4m管段為12Cr1MoVG,爐 內(nèi)部分為SA-213MT91，管排中管子用帶狀管夾定位，橫向采用蒸汽 冷卻定位管，分成左右兩組連接定位。在高過(guò)出口蒸汽連接管之后布置有集汽集箱，每側(cè)集汽集箱上各 裝有一套彈簧安全閥（DRESSER公司，1739WD型）、PCV閥（DRESSER 公司，3526W型）和排汽閥，此外在每側(cè)集汽集箱上還設(shè)有滑動(dòng)支座， 以便減小管道對(duì)鍋爐高溫過(guò)熱器的推力。5、再熱器簡(jiǎn)介低溫再熱器布置在尾部豎井前包墻和中隔墻之間，分垂直段和水 平段兩部分

21、。110片管排從該集箱引出穿過(guò)前包墻過(guò)熱器的管墻，每 片8根管子水平（垂直）并繞，低溫再熱器蛇行管均為42X3.5啞， 下半管組管材為 20/GB3087-1999，上部管組管和出口垂直段為 12Cr1MoVG，管排橫向節(jié)距為107.5mm。高溫再熱器布置在水平煙道內(nèi)，呈懸垂或“ U”管排，沿爐寬共 58排，每排8根51X3.5啞的管子單繞成“U”型，與煙氣流一致 作順流布置。共計(jì)有464根管子，材料為SA-213MT91，橫向節(jié)距為 200mm。6、減溫器簡(jiǎn)介本爐采用的一、二級(jí)減溫水都來(lái)自給水。噴水減溫器，主要由減 溫器聯(lián)箱，減溫水噴咀，減溫水管內(nèi)套管等組成，減溫器聯(lián)箱由377 X36啞鋼管

22、組成，一級(jí)減器聯(lián)箱的材質(zhì)為12Cr1MoV鋼，二級(jí)減溫器 聯(lián)箱的材質(zhì)為12Cr1MoV，減溫器總長(zhǎng)為3396mm。7、空氣預(yù)熱器簡(jiǎn)介空氣預(yù)熱器是利用鍋爐煙氣中排煙余熱，將進(jìn)入鍋爐的空氣加熱 到所需要溫度的熱交換設(shè)備，它減少了排煙損失，改善吸風(fēng)機(jī)的工作 條件。由于提高了空氣溫度，就可大大改善燃燒條件，使燃料燃燒較 為完全，減少了鍋爐機(jī)械和化學(xué)未完全燃燒熱損失?？諝忸A(yù)熱器分上級(jí)空預(yù)器、下級(jí)中部空預(yù)器、下級(jí)下部空預(yù)器三 層，每層20個(gè)管箱共91240根管。管長(zhǎng)分別為3600mm，6000mm，3200mm。另外，熱風(fēng)在制粉系統(tǒng)中，起著干燥和輸送煤粉的作用，可以保 證制粉系統(tǒng)良好工作。本爐采用鋼管式空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱受熱面均用中40X1.5賦 的有縫鋼管制成。管子材質(zhì)入3鋼，煙氣在管內(nèi)自上而下流動(dòng)，空氣在 管外橫向沖刷自下而上地由連通箱流經(jīng)各組管箱，每組管箱上管板管 口都有防磨套管。8、噴燃器簡(jiǎn)介8、噴燃器簡(jiǎn)介煤粉燃燒器布置在爐膛四角，切圓燃燒，四角燃燒器中心線與爐 膛中心形成兩個(gè)假想切圓相切，兩個(gè)假想切圓的直徑分別是736mm 和391mm，每角燃燒器有四層一次風(fēng)噴口、二層三次風(fēng)噴口，一、 三次風(fēng)噴口均布置有周界風(fēng)。一次風(fēng)管設(shè)計(jì)成可抽出式，檢修時(shí)可以方便地從爐夕卜將一次風(fēng)噴口和一次風(fēng)管整體抽出檢修。