锅炉运行规程终板.docx
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锅炉运行规程终板.docx
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锅炉运行规程终板
武汉凯迪控股投资有限公司
WUHANKAIDIHOLDINGINVESTMENTCO.,LTD
锅炉运行规程
KG120-540/13.34-FSWZ1
(试行)
**凯迪绿色能源开发有限公司
二0一一年四月一日
武汉凯迪控股投资有限公司
WUHANKAIDIHOLDINGINVESTMENTCO.,LTD
锅炉运行规程
KG120-540/13.34-FSWZ1
(试行)
版次
A/O
分发号
文件编号
持有人
状态
受控■非受控□作废□
密级
秘密■机密□绝密□
编制/日期
审核/日期
批准/日期
2010年3月20日编制
前言
为了加强运行管理,确保机组安全、经济、稳定运行,根据部颁电力生产技术管理法规、电业安全工作规程(热力与机械部分)、锅炉运行(地方电厂岗位培训教材第二版),参照我公司自行设计锅炉的有关说明书及同行业电厂相关规程,并结合我公司第一批投产电厂的实际情况和经验编写而成。
一、下列人员应熟悉本规程:
电厂总经理、总工、生产副总经理、发电维护部部长、值长、锅炉专工以及安监、培训等与生产有关的管理人员。
二、下列人员应熟知并认真执行本规程:
总工、生产副总、发电维护部部长、值长、锅炉专工、锅炉运行及检修人员。
三、《锅炉试运行规程》适用于凯迪二期生物质电厂KG120-540/13.34-FSWZ1型锅炉。
解释权归凯迪控股安全生产技术管理中心。
四、本规程在编写的过程中得到公司领导和凯迪工程技术研究总院有关技术人员的大力支持和帮助。
由于编写人员水平有限,时间仓促,同时由于锅炉机组尚未安装竣工和通过调试,并且各项目机组存在设备上的差异,编写中难免有不完善之处,在今后的规程学习和使用过程中,恳请第二批电厂相关人员及时发现问题并提出建议,结合自身实际情况逐步完善。
批准:
审定:
编写:
二〇一一年三月二十日
第一篇锅炉运行规程
第一篇锅炉运行规程
第一章设备的简要特性
第一节设备概况
编号
#1炉
炉型
KG120-540/13.34-FSWZ1
设计单位
武汉凯迪电力工程有限公司
制造厂家
杭州锅炉集团股份有限公司
制造年月
20xx-xx-xx
投产日期
200xx-xx-xx
第二节锅炉整体布置简述
1.锅炉整体布置概述
本工程采用高温超高压参数、单锅筒、自然循环、单段蒸发系统、集中下降管、平衡通风循环流化床锅炉,露天布置。
锅炉主要由炉膛、高温绝热分离器和自平衡“U”形水冷回料阀及尾部3个部分组成。
炉膛蒸发受热面采用膜式水冷壁、尾部第1、第2烟道采用汽冷包墙。
炉膛下部布置水冷布风板,布风板上安装钟罩式风帽,具有布风均匀、防堵塞、防结焦和便于维修等优点。
炉膛上部稀相区布置高温屏式三级过热器(SH3)。
锅炉采用2台高温绝热分离器,布置在炉膛与尾部对流烟道之间,外壳由钢板制造,内衬绝热材料及耐磨耐火材料,分离器上部为蜗壳形,下部为锥形。
防磨绝热材料采用拉钩、抓钉、支架固定。
每台高温绝热分离器回料腿下布置一个非机械型回料阀,回料为自平衡式,流化密封风由高压风机单独供给。
回料立管及回料阀采用膜式壁结构,内衬45mm耐磨耐火材料。
耐磨材料通过销钉固定在膜式壁上。
炉膛、旋风分离器和回料阀三部分构成了循环流化床锅炉的核心部分——物料热循环回路,燃料在炉膛内与循环物料混合并燃烧,产生热烟气,形成气固两相流。
气固两相流在炉膛内向上流动。
在这一过程中大颗粒循环物料在不同高度向下回落,形成循环流化床锅炉的内循环。
其余循环物料随热烟气经炉膛出口进入分离器,进行气固分离,分离下来的固体颗粒经过回料阀返回到炉膛,形成锅炉的外循环。
被净化过的烟气则经分离器出口烟道进入尾部烟道并依次流经布置在尾部第1烟道中的低温屏式过热器、布置在尾部第2烟道的高温过热器、低温过热器、布置尾部第3烟道的省煤器和热管式空气预热器。
过热蒸汽温度由布置在过热器之间的三级喷水减温器调节,减温喷水来自于锅炉给水。
尾部第1、2烟道采用汽冷包墙,膜式壁结构,尾部第3烟道采用护板结构。
炉膛与尾部第1、2烟道包墙均采用水平绕带式刚性梁来防止内外压差作用造成的变形。
锅炉设有膨胀中心,各部分烟气、物料的连接烟道之间设置性能优异的膨胀节,解决由热位移引起的密封问题,各受热面穿墙部位均采用成熟的密封技术设计,确保锅炉的密闭性。
锅炉采用焊接钢构架。
锅炉采用支吊结合的固定方式。
炉膛、尾部第一烟道、尾部第二烟道、过热器系统、省煤器系统和回料阀采用悬吊结构。
分离器、回料阀立管和热管空气预热器采用支撑结构。
2.锅炉整体布置的主要特点
2.1采用按烟气流程四通道布置方式
锅炉从前到后依次是炉膛、分离器及回料阀、尾部第一烟道、尾部第二烟道和第三烟道。
炉膛和旋风分离器相连接,分离器下布置回料阀并通过回料斜管和炉膛下部相连接。
炉膛、分离器和回料阀组成了锅炉的物料循环系统。
炉膛内布置高温屏式过热器(SH3)。
尾部第一烟道内布置低温屏式过热器(SH2)。
尾部第二烟道内布置高温过热器(SH4)、低温过热器(SH1)。
尾部第三烟道内布置省煤器和热管空气预热器。
2.2可靠的防磨措施
循环流化床锅炉中,由于大量高温循环粒子不断流经燃烧室、分离器和回料阀,所以存在着严重的磨损问题,为使锅炉长期安全可靠运行,在以下表面采取了可靠的防磨措施:
Ø高温绝热分离器及料腿内表面
Ø回料阀内表面
Ø高温绝热分离器和对流烟道之间的连接烟道内表面
Ø下部炉膛内表面和布风板上表面
Ø燃烧室出口烟道及出口烟道周围
Ø炉膛开孔及穿墙处
Ø炉内屏式过热器的迎烟气面弯头
Ø屏式过热器的迎烟气面
Ø分离器出口汽包墙的中间隔墙和两侧墙上部
2.3尾部高、低温过热器采用大节距、顺列布置
高、低温过热器采用大节距、顺列布置,有利于减轻受热面的积灰和磨损。
2.4水冷布风板和钟罩式风帽
锅炉采用水冷布风板,使布风板得到可靠的冷却。
布风板管间鳍片上布置有钟罩式风帽,每个风帽由较小直径的内管和较大直径的外罩组成。
这种风帽具有流化均匀、不堵塞、不磨损、安装、维修方便的优点。
由于启动点火时,水冷风室内温度很高,所以,在水冷风室内表面敷设有耐火材料。
2.5屏式受热面
在炉膛上部布置了过热器屏式受热面(SH3),可以降低分离器入口烟气温度,避免分离器内部温度过高,从而避免结渣。
在尾部第1烟道内布置了过热器屏式受热面(SH2)。
一方面,可以降低高温过热器入口烟气温度,避免因高温过热器壁温过高,从而避免局部高温腐蚀。
另一方面,有凝渣作用,可以减轻其后对流受热面的积灰和堵灰。
2.6三向膨胀节
本锅炉采用支吊结合的固定方式,为解决燃烧室与高温绝热分离器、回料阀、冷渣器之间以及高温绝热分离器与回料阀、尾部对流烟道之间的相对三向膨胀,在以上各处装有既能耐高温、又能抗磨损的三向膨胀节。
安装时,要按图纸要求施工,保证金属件、耐磨耐火材料相对尺寸。
2.7高温绝热分离器
采用蜗壳式高温绝热分离器,中心筒采用特殊结构,有利于气固分离,分离效率高、运行可靠。
2.8双H型鳍片省煤器
采用双H型鳍片省煤器,顺列布置。
一方面可以有效的防止省煤器磨损;另一方面又可以防止省煤器的积灰和堵灰。
2.9热管式空气预热器
采用无机传热介质热管式空气预热器,提高空气预热器冷端壁温,防止空气预热器的低温腐蚀。
同时,又可以选用较低的排烟温度,提高锅炉效率,并适应布袋除尘器要求。
热管式空预器工作过程:
若干条热管纵向排列组合置于箱体内,即构成热管式空预器。
箱体被中间隔板分成上下两个区域,上面流动的是空气,下面流动的是烟气。
热管式空预器是一种气—气式换热设备,热管内的工质不断吸收烟气中的热量,传导到上面空气中,完成烟气余热的回收工作。
热管式空预器具有换热效率高、等温性能好、流动阻力小(烟气阻损在300Pa左右)、工作安全可靠、壁温可调可控、清灰容易、维护简单等优良特点,非常适合在腐蚀、多尘的烟气环境中充分回收烟气余热资源。
对于含尘量较大的烟气,一方面可以采用开齿螺旋翅片,以防止灰尘在热管翅片上的积累,另一方面可以采用激波吹灰器,彻底清除热管表面的集灰结焦,保持热管的换热效率。
热管工作原理:
将一根封闭的中空管抽成真空,内部充装一定比例的液体工作介质(工质),即构成了热虹热管。
热管放在热源部分的称为蒸发段,放在冷却部分的称为冷凝段,热侧流体为烟气,冷侧流体为空气,两端之间有隔离层。
蒸发段工质吸烟气热量由液体变成气体,发生相变,气体携带潜热由蒸发段流到冷凝段,把热量传递给管外的空气,放出大量潜热后凝结,管内工质由气体变为液体,在重力的作用下,又回流到蒸发段,继续吸热汽化。
如此反复循环,通过工质的相变使得热管高效快速传递热能,故又称为超导热管。
为了加强热管与气体之间的传热效率,上下段热管均焊有螺旋翅片,以增大换热面积。
2.10全疏水结构
除低温屏式过热器受热面(SH2)外、其余受热面采用全疏水结构,锅炉停炉后可全部疏水,有利于锅炉的停炉保护。
2.11膨胀中心
锅炉设置有膨胀中心,可进行膨胀量计算,作为膨胀补偿、间隙预留和管系应力分析的依据,并便于与设计院所设计的各管道的受力情况相配合,也为锅炉本体的刚性梁,密封结构和吊杆的设计提供了依据。
2.12燃烧室正压运行
锅炉采用平衡通风方式,压力平衡点位于炉膛出口,所以运行时燃烧室处于正压工况,为了防止烟气泄漏,确保燃烧室的密封性,所有门、孔以及管束穿墙处都设有密封盒或焊接密封
3.锅炉汽水流程
锅炉给水经过水冷回料阀到省煤器入口集箱和水平布置的省煤器,进入省煤器的出口集箱,最后由省煤器引出管接至锅筒。
在启动阶段,省煤器再循环系统可以将炉水从锅筒直接引至水冷回料阀进口集箱,从而保护水冷回料阀和省煤器。
锅炉采用自然循环,锅筒内的锅水由集中下降管分配到炉膛水冷壁和和延伸墙水冷壁,经炉膛水冷壁和和延伸墙水冷壁加热后成为汽水混合物,随后经水冷壁上集箱和和延伸墙水冷壁上集箱、汽水引出管引入锅筒进行汽水分离。
被分离出来的锅水进入锅筒水空间,进行再循环。
分离出来的饱和蒸汽由锅筒顶部的饱和蒸汽连接管分别引至第1烟道的前墙、中间墙,汇集到前墙下集箱和中间墙下集箱,再分别经过烟道的侧墙、后墙流入低温过热器入口集箱,然后依次经过低温过热器(SH1)、备用喷水减温器、低温屏式过热器(SH2)、二级喷水减温器、高温屏式过热器(SH3)、三级喷水减温器、高温过热器(SH4),最后将合格的过热蒸汽引向汽轮机。
4.锅炉烟风系统
锅炉设有一次风系统、二次风系统、高压流化风系统和烟气系统。
锅炉采用平衡通风,零压点设置在炉膛出口处,通过引风机挡板的开度进行调节。
燃料在炉膛内燃烧后产生的高温烟气和没有被分离器分离的飞灰流经尾部第1、2、3通道的对流受热面,然后经过除尘系统、引风机,进入烟囱,排向大气。
4.1一次风系统:
一次风系统用风由一次风机提供。
经过一次风机出口的冷风分冷热2路,一路经过空气预热器加热后,成为热风,然后又分为锅炉一次风和锅炉启动用风。
另一路不经过空气预热器,作为锅炉的播料风和给料密封风。
锅炉一次风流经水冷风室和布风板上风帽进入炉膛底部,实现炉膛的物料流化、辅助燃料着火和助燃。
锅炉点火期间,此路风关闭,由启动用风代替。
锅炉的启动用风又分为点火风和混合风。
点火风用于启动燃烧器油点火,混合风用于控制油燃烧后的烟气温度。
锅炉正常运行时,此路风关闭。
不经过空气预热器的冷风直接到炉前给料装置的特定部位,使燃料能够顺利的进入炉膛,同时防止炉膛内烟气返窜,保护给料系统。
4.2二次风系统
二次风系统用风由二次风机提供。
二次风经过空气预热器后,分别进入上、中、下二次风箱及其支管,然后进入到炉膛过渡区和稀相区,用于燃料的助燃。
运行中可以通过调节一、二次风风量的配比来控制炉膛温度。
4.3高压流化风系统
高压流化风机提供的高压流化风,经返料器下部风室,分别进入到回料阀的下料区和返料区,实现回料阀中物料的流化和回料阀的自密封。
4.4物料循环过程
锅炉冷态启动时,在炉膛内加装启动物料后,首先启动床下燃烧器,燃烧产生的高温烟气,通过水冷式布风板送入炉膛,启动物料被流化和加热。
床温上升到约450℃(各厂根据实际燃料情况而定)并维持稳定后,燃料开始分别由炉前给料口送入炉膛下部的密相区内。
锅炉启动完成后,关闭启动燃烧器。
燃烧用空气分为一、二次风,分别由炉底和布风板上部送入。
一次风经床底水冷风室,作为一次燃烧用风和炉内物料的流化介质送入燃烧室,二次风在前后墙沿炉高方向上分3层布置,以保证提供给燃料颗粒足够的燃烧用空气并参与燃烧调整;同时,分级布置的二次风在炉内能够营造出局部的还原性气氛,降低氮氧化物NOX的生成。
燃烧产生的烟气携带大量床料经炉顶转向,通过位于后墙水冷壁上部的两个烟气出口,分别进入两台绝热式蜗壳分离器进行气—固分离。
分离后含少量飞灰的烟气由分离器中心筒引出,进入尾部烟道,对布置在其中低温屏式过热器(SH2)、高温过热器(SH4)、低温过热器(SH1)、省煤器及空气预热器放热,到锅炉尾部出口时,烟温已降至151℃左右。
被分离器捕集下来的灰,通过分离器下部的立管和返料器送返炉膛实现循环燃烧。
炉膛底部设有两个排渣口,通过排渣量大小的控制,使床层压降维持在合理范围以内,以保证锅炉良好的运行状态。
4.5燃料的供给及排渣系统
锅炉给料系统采用前墙集中布置,炉前布置有六个给料口。
一定粒度的燃料经给料机进入布置在前墙的六台给料装置,然后被送入炉膛燃烧。
燃料燃烧后的灰渣分别以底渣和飞灰的形式排出,底渣从炉膛底部排出,飞灰从尾部排出。
燃料的种类、粒度、成灰特性等会影响底渣和飞灰所占的份额。
就本设计燃料和要求粒度而言,按底渣占总灰量的20%及飞灰占总灰量的80%进行设计。
锅炉的排渣采用水冷滚筒冷渣器。
为保证长期停炉的过程中,将床料完全排出,返料器下还设有排灰口,现场可根据实际情况,将其纳入底渣系统
4.6膨胀、密封、吊挂系统
根据锅炉支、吊结构布置方式,整台锅炉在深度方向上共设置了五个膨胀中心:
炉膛中心线、两个旋风分离器中心线、包墙中心线和第3烟道中心。
锅炉的炉膛水冷壁、汽冷包墙、省煤器及护板全部悬吊在顶板上,由上向下膨胀;炉膛通过刚性梁的限位装置使其以炉膛几何中心线为零点向前后、左右膨胀;汽冷包墙也通过刚性梁的限位装置使其以包墙中心线为零点向前后、左右膨胀。
旋风分离器筒体、空气预热器均以自己的支承面为基准向上、下膨胀,前后、左右为对称膨胀。
考虑到锅炉的密封和运行的可靠性,各单独的膨胀体系通过金属或非金属膨胀节连接。
所有穿墙管束在穿墙处封焊或密封固定,或通过膨胀节形成柔性密封,以适应热膨胀和变负荷的要求。
4.7吹灰系统
为了保持受热面的清洁,本锅炉设计了燃气(乙炔)脉冲(激波)吹灰系统。
第三节设计规范
锅炉汽水参数
序号
项目
符号
单位
BMCR
设计燃料
1
额定蒸发量
D
t/h
120.46
2
给水量
Dgs
t/h
116.6
3
过热器减温水量
Dps
t/h
7.49
4
主蒸汽压力
P
Mpa(g)
13.34
5
主蒸汽温度
T
℃
540
6
给水温度
Tgs
℃
240.5
7
给水压力
Pgs
Mpa(g)
15.10
8
锅筒压力
Pgt
Mpa(g)
14.75
锅炉热效率
序号
项目
符号
单位
数值
1
飞灰含碳量
Chz
%
12
2
底渣含碳量
Cfh
%
2
3
排烟热损失
q2
%
6.73
4
气体不完全燃烧热损失
q3
%
0.8
5
机械不完全燃烧热损失
q4
%
1.15
6
散热损失
q5
%
0.8
7
灰渣物理热损失
q6
%
0.03
8
总热损失
Qe
%
9.51
9
锅炉效率
η
%
90.49
10
保热系数
φ
%
0.991
锅炉主要参数汇总
序号
项目
符号
单位
BMCR
1
锅炉排污率
ρpw
%
3
2
减温水温度
Tjw
℃
240.5
3
减温水压力
Pjw
Mpa
15.1
4
一级减温水量
D1jw
t/h
0
5
一级调温幅度
T1jw
℃
0
6
二级减温水量
D2jw
t/h
4.79
7
二级调温幅度
T2jw
℃
26.3
8
三级减温水量
D3jw
t/h
2.7
9
三级调温幅度
T2jw
℃
19.02
10
环境温度
thj
℃
20
11
冷空气温度
tlk
℃
30
12
一次风温度
tfw1
℃
236
13
二次风温度
tfw2
℃
236
14
炉膛床温
tlt
℃
822
15
炉膛出口温度
tlck
℃
854
16
排烟温度
tpy
℃
151
17
炉膛出口过量空气系数
α
-
1.3
18
飞灰份额
afh
%
80
19
锅炉保证效率
η
%
90.09
第四节锅炉主要计算数据
下列计算数据如果与热力计算汇总表不符,以锅炉热力计算汇总表为准
4.1汽水运行参数
项目
工质温度(℃)
工质压力(Mpa)
工质流量
质量流速
入口
出口
温升
入口
出口
压降
t/h
kg/m2.s
m/s
省煤器
240.5
321.2
80.66
15.096
14.81
0.28
116.6
610.1
0.8
锅筒
341.6
14.75
水冷壁
341.6
14.75
包墙过热器
341.6
366.4
24.83
14.75
14.58
0.221
112.97
一级过热器SH1
366.4
406.3
39.9
14.58
14.288
0.292
112.97
616.6
9.5
一级减温器
406.3
406.3
0.0
14.288
14.285
0.003
0
二级过热器SH2
406.4
451.3
44.90
14.285
14.108
0.177
112.97
554.9
10.2
二级减温器
451.3
425.0
-26.3
14.108
14.105
0.002
4.79
三级过热器SH3
425
523.7
98.7
14.105
13.805
0.300
117.76
810.6
17.2
三级减温器
523.7
504.7
-19.0
13.805
13.803
0.002
2.700
四级过热器SH4
504.7
540.0
35.3
13.803
13.34
0.463
120
754.7
18.3
4.2烟气运行参数
项目
BMCR
烟气温度(℃)
烟气速度
入口
出口
温降
m/s
炉膛
854
3.70
屏式(三级)过热器
854
854
3.70
分离器
854
854
-
屏式(二级)过热器
854
712
142
8.96
转向室
712
696.5
15.5
-
高温(四级)过热器
696.5
620
76.5
8.02
低温过热器
620
499
121
7.17
省煤器
499
275
224
空气预热器
275
151
124
4.3燃烧侧流量(过量空气系数α=1.3)
项目
单位
燃料1
总烟气量
Nm3/h
147688
烟气密度
㎏/Nm3
1.2636
总的湿空气量
Nm3/h
113233
总的干空气量
Nm3/h
111456
空气密度
㎏/Nm3
1.285
燃料消耗量
㎏/h
30210
计算燃料消耗量
㎏/h
29904
飞灰量
㎏/h
1991
底渣量
㎏/h
498
总灰量
㎏/h
2489
补充床料量
㎏/h
1000
4.4锅炉风量分配
项目
单位
BRCM
数值
比率
风量分配
一次风量
Nm3/h
50955
45.%
二次风量
Nm3/h
45584
40.26%
播料风量
Nm3/h
8153
7.2%
密封风风量
Nm3/h
5662
5.%
高压流化风风风量
Nm3/h
2880
2.54%
通过布风板风量
Nm3/h
50955
一次风
上二次风风量
Nm3/h
17094
二次风
中二次风风量
Nm3/h
17094
二次风
下二次风风量
Nm3/h
11396
二次风
点火风风量
Nm3/h
2×4900
启动用风
混合风风量
Nm3/h
2×11000
启动用风
4.5主要部件水容积
名称
单位
锅 筒
水冷系统
过热器系统
省煤器系统
总 计
水压时
M3
20
50
29
8
107
正常运行时
M3
8
50
0
8
66
4.6锅炉整体布置基本尺寸
锅炉深度(前后外支柱中心距离)
29300mm
锅炉宽度(两侧外支柱中心线距离)
13200mm
锅炉顶板标高
41100mm
锅炉运转层标高
8000mm
锅筒中心线标高
36550mm
省煤器进口集箱标高
23215mm
过热器出口集汽集箱标高
20000mm
4.7锅炉受压元件的规格材料汇总表
序号
名称
规格
材料
1
锅筒
φ1780×90
13MnNiMoR
2
炉膛前、后水冷壁上集箱
φ273×45
20G
3
炉膛前、后水冷壁下集箱
φ273×45
20G
4
炉膛侧水冷壁上集箱
φ219×32
20G
5
炉膛侧水冷壁下集箱
φ219×32
20G
6
炉膛出口烟道集箱
φ219×28
20G
7
水冷壁延伸墙入口集箱
φ219×28
20G
8
水冷壁延伸墙出口集箱
φ219×28
20G
9
炉膛出口烟道立管
φ159×16
20G
10
炉膛水冷壁管子
φ60×6.5
20G
11
延伸墙水冷管子
φ60×6.5
20G
12
布风板水冷壁管子
φ60×10
15CrMoG
13
水冷壁下水分配管
Φ508×60
20G
14
炉膛集中下降管
φ457×35
20G
15
延伸墙下水分配管
Φ377×52
20G
16
延伸墙集中下降管
φ325×30
20G
17
延伸墙汽水引出管
φ159×16
20G
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