锅炉说明书

大唐宝鸡热电厂2×300MW 锅炉说明书

编制：彭良才

审核：邓化强

武汉锅炉股份有限公司

2007年4月

目录

前言

１．锅炉参数

２．设计条件和锅炉性能３．锅炉系统和组件

3.1 炉膛

3.2 燃烧系统

3.3 水循环系统

3.4 过热器系统

3.5 再热器系统

3.6 省煤器系统

3.7 烟风系统

3.8 锅炉构架和平台扶梯3.9 刚性梁和膨胀中心

3.10 锅炉密封及保温

3.11 管路系统

3.12 吹灰器系统

3.13 门孔和测点

前言

本锅炉是配大唐宝鸡热电厂2×300MW新建工程的1025t/h亚临界自然循环锅炉。该炉是在总结国内300MW机组锅炉运行经验的基础上，结合宝鸡的地理条件、燃煤特点和我公司多年积累的经验而设计的。在设计中采用了Alstom-CE公司典型炉型，成熟可靠技术和设计、制造标准，同时采用运行可靠的结构，满足用户的各种技术要求。

1、锅炉设计条件及性能数据

1.1 锅炉容量和参数

（1）锅炉容量和主要参数（主蒸汽和再热蒸汽的压力、温度、流量等）将与买方最终确定的汽轮机的参数相匹配。

锅炉主要参数：

1) 压力单位中“g”表示：表压力；“a”表示：绝对压力。

2) 锅炉最大连续出力工况（BMCR）对应汽轮机阀门全开工况（VWO）。锅炉额定工况（BEL）对应汽轮机THA工况。

（2）锅炉热力特性（BMCR 工况）

1.2 设计条件和环境条件

(1) 煤质特性

(2) 点火及助燃用油

(3) 环境条件

（4）锅炉运行条件

锅炉运行方式：带基本负荷并具有变负荷调峰能力。

制粉系统：中速磨煤机正压冷一次风直吹式制粉系统，每炉配5台中速磨煤机，其中4台运行，1台备用。

空气预热器进风温度加热方式：冷一、二次风为加装暖风器。

汽轮机旁路系统：容量暂按35～40% BMCR考虑。

1.3 技术说明

1.3.1 锅炉性能

1.3.1.1锅炉可带基本负荷，也可用于调峰。

1.3.1.2锅炉采用定压运行，也可采用定－滑－定的方式运行，

1.3.1.3锅炉能适应设计煤种和校核煤种。负荷为额定蒸发量时，锅炉的保证热效率93.2% （按ASME PTC4.1）。

1.3.1.4在全部高加停用时，锅炉的蒸汽参数能保证在额定值，各受热面不超温，蒸发量也能满足汽轮机在此条件下达到额定出力。

1.3.1.5锅炉在燃用设计煤种时，能满足在低负荷不大于锅炉的30%B-MCR时，不投油全投自动长期安全稳定运行。

1.3.1.6锅炉负荷连续变化率能达到下述要求：

定压运行不低于5%B-MCR/分钟

滑压运行不低于3%B-MCR/分钟

负荷阶跃10%B-MCR/分钟

1.3.1.7过热器和再热器温度控制范围，在锅炉定压运行时，保证在60％~100%B-MCR 负荷内过热蒸汽和再热蒸汽温度都能达到额定值。滑压运行时，保证在50～100％B-MCR范围内达到额定值，允许偏差±5℃。

1.3.1.8锅炉燃烧室的承压能力

锅炉燃烧室的设计压力不小于±5.8Kpa,当燃烧室突然灭火或送风机全部跳闸，吸风机出现瞬间最大抽力时，炉墙及支撑件不产生永久变形。短时不变形承载能力为±9.98Kpa。

1.3.1.9因燃烧室空气动力场分布不均或旋转烟气流未能有效衰减产生的烟温偏差，在炉膛出口左右对称两侧烟温偏差不大于50 C。

1.3.1.10过热器和再热器两侧出口的汽温偏差小于5℃。

1.3.1.11炉墙表面温度在锅炉正常运行条件下，环境温度为27℃时，锅炉的炉墙表面设计温度不超过50℃，散热量一般不超过290W/m2。

1.3.1.12过热器蒸汽侧的压降不大于1.373Mpa (BMCR)。

1.3.1.13再热器蒸汽侧的压降不大于0.176 Mpa (BMCR)。

1.3.1.14省煤器水侧的压降不大于0.392MPa (BMCR)。

1.3.1.15锅炉两次大修间隔能达到5年，小修间隔能达到7500运行小时。在过热器出口，再热器进口，再热器出口设置水压试验检修堵阀。

1.3.1.16燃烧器的检修周期能达到5年，省煤器防磨设施的检修周期也能达到5年。1.3.1.17锅炉各主要承压部件的使用寿命为30年，受烟气磨损的低温对流受热面的使用寿命能达到100000小时，空气预热器的冷段蓄热元件的使用寿命不低于50000小时。

1.3.1.18锅炉烟气系统的设计能满足单台回转式空气预热器起动、运行的要求。单台空气预热器运行可带60%锅炉额定负荷。

1.3.1.19锅炉从点火到带满负荷的时间，在正常起动情况下能达到以下要求：

冷态起动6~8小时

温态起动3~4小时

热态起动 1.5~2小时

锅炉总图

2、锅炉总体及系统

2.1 锅炉总体布置

锅炉为亚临界参数、自然循环、采用中速磨冷一次风正压直吹式制粉系统、四角切圆燃烧方式、燃烧器摆动调温、单炉膛平衡通风、固态排渣、炉顶设大罩壳、全钢构架的 型汽包炉。锅炉尾部考虑预留今后加装烟气脱硝装置的位置。可采用定压运行，也可采用定—滑—定的运行方式。

炉膛截面为14212×14212mm，宽深比为1，为正方形，配有正四角切向燃烧器，为炉膛四周热负荷均匀提供了良好条件。炉膛截面积为202m2，上排一次风喷口中心线至屏底距离17.2m。炉膛截面热负荷为3.84MW/m2，容积热负荷为86.74KW/m3，炉膛出口烟气温度为987.3℃。

在炉膛上部前墙及两侧墙布置了壁式再热器，炉膛上方布置了分隔屏、后屏、在折焰角及水平烟道上依次布置了屏式再热器、高温再热器和高温过热器。在尾部竖井烟道里自上而下布置了低温过热器和省煤器。尾部受热面的重量通过省煤器中间集箱引出的悬吊管来承载。两台三分仓回转式空气预热器放置在竖井下方的板梁上。

锅炉钢结构采用全钢双排柱高强螺栓连接结构。除空气预热器和出渣装置外，所有锅炉部件悬吊在炉顶钢架上。

锅炉设有膨胀中心，其膨胀零点设置在炉膛深度和宽度中心线上，通过装在炉前、炉后、两侧的导向装置来实现。垂直方向的零点设在炉顶大罩壳上，所有受压吊杆均与膨胀零点有关，对位移量大的吊杆均留有予进量，以减少锅炉运行时的吊杆应力。

锅炉采用全密封结构，炉顶、水平烟道和冷灰斗的底部均采用大罩壳热密封结构，以提高锅炉整体密封性和经济性。

燃烧器为四组直流水平浓淡摆动式燃烧器。

2.2 汽水循环系统

2.2.1 水冷壁

水冷壁按受热情况，沿炉膛高度与宽度的热负荷分布划分28个回路，炉膛水冷壁采用膜式结构，由60×7.5mm，SA210C光管和内螺纹管与6mm厚扁钢相焊制成，节距S=76mm，折焰角处由Φ70×10mm的内螺纹管组成。在炉膛四角处的水冷壁管

子形成燃烧器的水冷套以保护喷口免于烧坏。

水冷壁下集箱内装有邻炉加热装置，锅炉在点火前邻炉蒸汽进入水冷壁下集箱提前加热，以缩短启动时间。

为确保循环系统安全可靠，设计中充分考虑了运行时可能出现的不正常工况，在选择循环系统的结构尺寸时，以安全可靠为原则。为防止水冷壁内出现膜态沸腾，前、后和两侧水冷壁布置足够的内螺纹管，大大提高了安全裕度。

2.2.2 锅筒及内部装置

(1) 锅筒材料13MnNiMo54，壁厚145mm，内径Φ1743mm，筒体直段长度20100mm，由6节筒身和2只球形封头组成。

(2) 锅筒制造采用大型卷板机卷制筒身，纵向焊缝采用窄间隙焊，为国内外生产锅筒的最佳工艺，提高了锅筒制造质量。

(3) 锅筒具有足够的容积，装有一次风离元件108只Φ315旋风分离器，百叶窗二次分离元件及均汽板等。锅筒内部采用了环形夹层结构，以减少锅炉启、停时的锅筒壁温差。

(4) 锅筒上装有供酸洗、充氮、热工保护、加药、连排、紧急放水、炉水取样、再循环、放气、安全阀等管座。

2.2.3 过热蒸汽系统

过热器由五个主要部分组成：a)后烟道包墙和顶棚过热器；b)低温过热器；

c)分隔屏过热器；d)后屏过热器；e)高温过热器。

1) 包墙过热器分水平烟道包墙、尾部烟道两侧包墙、前包墙和后包墙四部分。除前包墙上段为光管散装外，其余均为膜式结构。

2) 低温过热器布置在尾部烟道中，分为水平部分和垂直部分。水平部分共分为三组管束，每排由5根并联管绕制成。水平过热器最下面两组材料为20G(Φ51×7)，上两组为15CrMoG，垂直段为12Cr1MoVG(Φ51×6)。水平过热器由三排省煤器吊管承重支吊。

3) 分隔屏过热器共有6片，每片由8小片组成。每小片由7根管子绕制而成。管径Φ44.5×7，材料为12Cr1MoVG，屏外圈底部采用T91。

4) 后屏过热器管子Φ54，，共20片，材料为12Cr1MoVG，T91，TP347H。

5) 末级过热器布置在水平烟道后部，管径为Φ51，共82排，材料为12Cr1MoV、T23，T91。

2.2.4 再热器系统

(1) 再热器系统共分为三级，壁式再热器、屏式再热器、高温再热器。

再热系统流程：

高压缸排汽→冷段再热器管道→事故喷水减温器→壁式再热器入口集箱→

壁式再热器→壁式再热器出口集箱→壁式再热器出口连接管→屏式再热器入口集

箱→屏式再热器→屏式再热器出口集箱→微量喷水减温器→高温再热器进口集箱→高温再热器→高温再热器出口集箱→再热器连接管道至汽轮机中压缸。

(2) 再热器各级组件结构

1) 壁式再热器布置在炉膛上部的前墙和两侧墙前部，紧贴水冷壁管，并通过绑带固定在水冷壁上，管径Φ54，材料15CrMoG。

2) 屏式再热器与高温再热器布置在后屏过热器之后，折焰角上方。

屏式再热器共30片，管径Φ63，材料为12Cr1MoVG，T23和TP347H。高温再热器共60片，管径Φ63，材料为T23，T91，TP347H。

2.2.5 汽温调节

过热汽温调节主要靠喷水减温。本炉采用二级喷水，一级减温器布置在低过出口至分隔屏进口的连接管道上，二级减温器布置在后屏与高温过热器之间的连接管道上，减温器结构为多孔笛形管。

再热汽温调节主要靠摆动燃烧器，燃烧器摆角±30°。利用上、下摆动燃烧器角度来改变火焰中心位置，以达到调节汽温目的，此外，在再热器进口管道上装有事故喷水减温器，作为汽温调节的备用手段。屏式再热器与高温再热器之间布置微量喷水减温器，作为汽温调节的微调手段。

2.2.6 省煤器

给水经过止回阀和电动闸阀进入省煤器入口集箱，然后进入省煤器蛇形管。省煤器分两组，材料为20G，水在蛇形管中与烟气成逆流向上流动，以此达到有效的

热交换，同时也减小了蛇形管中出现汽泡造成停滞的可能性。给水在省煤器中加热后，经由出口连接管引入锅筒。

在省煤器入口集箱端部和集中下水管之间连有省煤器再循环管。锅炉启动时，该管可将循环水引到省煤器，在锅炉启动时向省煤器供水，以保护省煤器，防止干烧。

省煤器采用顺列布置，为防止形成烟气走廊造成局部磨损在靠近前、后包墙管烟气流入口处加装阻流板，在每组蛇形管的第一排烟气直接冲刷处装有防磨盖板，又在弯头处装防磨瓦板。

2.3 燃烧系统

2.3.1 对燃料的分析和认识

普华煤燃烧技术开发中心与西安热工研究院等单位在调研和总结了国内大量电站锅炉的设计和运行的基础上对燃煤取样，进一步用各种方法分析研究，总结出的一套根据燃料的性能指数，判断着火稳定性、燃烬性、结渣性、灰的粘污性及磨损性的方法，具有很高的可信度。

（1）着火稳定性指数Rw

（2）燃烬性指数R

J

燃煤在炉内燃烧效率(燃烬度)不仅与燃煤的燃烧特性——着火及燃烬特性有关，而且与过剩空气系数、一次风比、R

、?燃烧工况组织、炉膛结构参数、炉膛

90

高度……诸多因素有关。实践表明煤粉气流在炉膛内的最小视在停留时间对煤粉的燃烬程度影响极大。

（3）结渣特性指数Rz

煤的结渣是一个复杂的物理、化学过程，影响结渣的因素很多，它不仅与煤本身的灰熔点、灰成份有关，而且与锅炉结构、燃烧器设计、运行工况等有关。

（4）煤灰的沾污指数H

W

煤灰的沾污特性与煤的种类、灰粒大小有关，但主要取决于煤种的灰成份。

：

煤灰的沾污指数H

W

（5）煤灰的磨损指数H

M

灰的磨损特性与颗粒度、燃烧温度有关，但主要取决于灰的含量。

煤灰的磨损指数H

M

2.3.2 制粉系统

本炉型采用中速磨煤机冷一次风直吹式制粉系统，每炉配五台中速磨煤机，热风加冷风为干燥剂。BMCR工况下四台投运，一台备用，每台磨煤机带一层共四只煤粉喷口。

2.3.3 燃烧器设计

燃烧器采用美国CE公司引进技术设计制造，采用大风箱、大切角、四角切圆、直流摆动式燃烧器，并采取一系列优化与改进措施。燃烧器每角布置有16个喷口，其中5个一次风，顶部设有2个OFA喷口和3个SOFA喷口，采用分级送风。

燃烧器喷口为摆动式，所有喷口均通过汽缸与内、外连杆，根据汽温调整需要调整各喷口倾角，调节范围为±30°。

燃烧器箱体设计参照CE传统风箱结构，用隔板将燃烧器风箱隔成若干个风室，

各风室出口布置喷嘴，入口处布置风门挡板，用来调节各风室的风量，燃烧器箱壳用螺栓连接固定在水冷壁上，同水冷壁同步膨胀。

燃烧器设计参数（BMCR工况）见表：

燃烧器喷口及平面布置图

2.3.4 燃烧器设计特点

1) 正方形炉膛、大切角、较小切圆，保证炉内有良好的炉内空气动力场，避免发生气流偏转贴墙，利于防止结渣。

2) 燃烧器分成上下两组,上下两排一次风喷口距离达7.64m，降低了燃烧器区域热负荷，有利于防止或减轻结渣和高温腐蚀，降低NOx生成量。

3) 采用水平浓淡燃烧器，向火侧为浓煤粉气流，背火侧为淡煤粉，能防止结渣和高温腐蚀，对降低NOx排放与低负荷稳燃十分有利。

锅炉与燃烧器的设计要求能够同时达到稳燃，提高燃烬率，防止结渣与高温腐蚀，减少NOx排放。为达到上述要求所采取办法往往相互矛盾，例如提高燃烧效率和稳定性的重要措施之一是提高燃烧区域的温度，但这又往往会引起结渣和高温腐蚀，并使NOx排放量增加。根据国内实践证明采用水平浓淡分离技术燃烧器能够同时达到上述各项要求。

4) 一次风喷嘴四周布置了周界风，背火侧为向火侧周界风的近二倍，可有效地防止气流贴壁，同时在水冷壁附近形成氧化气氛，防止结渣和高温腐蚀。增减周界风也可以改善燃烧和保证低负荷的稳燃性。

5) 燃烧器最上排布置了二层OFA及三层SOFA，OFA与主气流反切12°,SOFA的喷嘴可水平摆动±15°。这种布置方式即保证了燃烧器下部着火区域有一定的旋转“火球”效应，强化着火，又可减少炉膛出口处气流的“残余旋转”，达到减少炉膛出口左、右侧烟温偏差的目的。同时这种分级送风也有利于降低NOx。

6)摆动机构及其所有连杆布置都在燃烧器箱壳外的喷嘴转轴处,在锅炉热态运行时，摆动机构及其所有连杆不存在受热膨胀，减少了卡涩的可能。

同时在摆动机构的主动摆臂上装有平衡重锤，用来平衡燃烧器喷嘴的自重，使摆动气动执行器的作用主要只用于克服摆动的磨擦力，不再兼作燃烧器喷嘴自重的平衡器。

7) 喷嘴尾部采用圆弧形设计，喷嘴在转动过程中与风箱隔板前端的距离保持定值，既使间隙风量基本与喷嘴水平时一致,又避免喷嘴摆动时与隔板相碰。

8) 燃烧器喷嘴四角设计成圆弧形，有利于保持射流刚性，减少燃烧器掉粉。

9) 燃烧器煤粉管和一次风喷嘴能够从外部进行拆装，检修方便。

10) 燃烧器喷嘴采用新型耐热合金材料，具有稳定的抗磨组织，有利于防止喷

嘴烧坏及磨损。

11) 燃烧器的二次风门挡板关闭严密，每个风门均可单独实现自动调节。

12）最下层燃烧器采用等离子点火燃烧器，实现无油点火。

2.3.5 点火油系统

除最下层燃烧器采用等离子点火燃烧器实现无油点火外，每台锅炉还配备有12只自动点火油枪及高能点火器，单只油枪出力为～1700kg/h，占锅炉总出力的30%。两级点火，油枪采用蒸汽雾化喷嘴。油枪和高能点火器组成一个整体，可分别由压缩空气驱动的气缸推动，点火器工作完毕后，可自动退出。

锅炉配备锅炉本体范围内的燃油管道系统包括管材、阀门和附件。所供阀门及控制设备能够满足程控点火的要求。

2.4 烟风系统

2.4.1 空气系统

锅炉燃烧所用的空气由送风机送至空气预热器。空气预热器为三分仓式，一次风系统在空气预热器前分两路，其中一路进空气预热器，加热后的一次风作为送粉风，另一路作为冷风旁路，可用来调节进入磨煤机的一次风量。二次风送入空气预热器经加热后进入炉室两侧的大风箱，作为燃烧用的辅助风。

2.4.2 烟气系统

燃烧后的烟气离开炉膛后，经分隔屏、后屏、屏式再热器、高温再热器、高温过热器进入后烟井，烟气经过四组低温过热器，两组省煤器后进入空气预热器，再经过除尘器被引风机排至烟囱。在每台预热器的进口烟道内设有烟气挡板，当单只预热器出故障时可关闭相应一侧的挡板。

2.5 锅炉构架、平台扶梯

2.5.1 锅炉构架

锅炉构架采用全钢双排柱扭剪型高强螺栓连接结构，构架由炉顶钢架、柱、梁、水平支撑及垂直支撑构成一个立体桁架体系。柱由主柱与副柱组成，主柱主要用来传递垂直荷重，副柱通过水平支撑和垂直支撑与主柱相连形成空间桁架，保证锅炉构架在各平面内稳定，沿锅炉深度方向垂直支撑布置在副柱平面桁架内，除传递水平力外，同时还保证副柱的平面内稳定。地震力、风力及锅炉导向块通过水平

支撑作用在各柱上。沿锅炉高度设7层刚性平台作为水平支撑。

炉顶钢架是由主梁、次梁等组成的网格与端部垂直支撑及水平支撑组成，除了支吊锅炉的所有悬吊部分重量外，还支撑大屋顶的重量。大板梁上标高为73.0m。

主梁以绞接的形式支搁在柱顶上。

构架主要构件的材料为：Q345-B(16Mn)。高强螺栓副扭剪型，性能等级10.9级，螺栓材质20MnTiB，螺母材质15MnVB，垫圈材质45。

本锅炉构架除承受锅炉本体荷载外，还能承受锅炉范围内的各汽水管道，烟风煤粉管道、吹灰设备、紧身封闭、运转层平台部分载荷等。

2.5.2 平台扶梯

锅炉主平台布置在锅炉四周，共布置20多层。主要扶梯采用炉前两侧集中布置，便于运行操作。平台扶梯具有足够的强度和刚性，运转层大平台能承受活荷载10.0KN/m2，检修平台允许活荷重4.0KN/m2，其余各层平台包括扶梯踏板允许活荷载2.5KN/m2，扶梯的活荷载力2KW/m2。

凡有门孔、测量孔、吹灰器、阀门、燃烧器处均布置了操作维护平台，除司水平台采用花纹钢板外，其余均采用刚性良好的防滑格栅平台，步道宽度不小于1m，平台与步道净高尺寸＞2.1m，所有平台、扶梯的栏杆为1.1m，围板100mm。扶梯宽度不小于800mm，倾角为45°。

2.6 膨胀中心、锅炉密封

2.6.1本炉设有膨胀中心，其膨胀零点设置在炉膛深度与宽度中心线上，通过装在

炉前、后、两侧上的导向装置来实现。垂直方向的零点设在炉顶大罩壳上，可以精确地计算热位移量，预留膨胀间隙，有利于锅炉密封。所有受压吊杆均与膨胀零点有关，对位移量大的吊杆均留有预进量，以减少吊杆的应力。

2.6.2锅炉采用全密封结构，炉膛四周、水平烟道、尾部炉顶及包墙均采用膜式包

复结构。炉顶管和分隔屏穿墙处采用小罩壳包复结构，后屏、高温过热器、屏式再热器和高温再热器均采用高冠板结构。整个炉顶采用大罩壳集中密封，大罩壳内温度控制在400～420℃，以减少吊杆间的膨胀差。水平烟道及冷灰斗处采用罩壳密封。所有孔处都装有密封连接件，整台炉外部装有外护板。