600MW亚临界锅炉说明书

600MW火电机组HG-2070/17.5-YM9型锅炉设计说明书目录一.锅炉设计主要参数及运行条件1.锅炉容量及主要参数1.1BMCR工况1.2额定工况2.设计依据2.1燃料2.2锅炉汽水品质3.电厂自然条件4.主要设计特点5.锅炉预期性能计算数据表二.受压部件1.锅炉给水和水循环系统2.锅筒3.锅筒内部装置4.省煤器4.1结构说明4.2维护5.过热器和再热器5.1结构说明1)过热器2)再热器5.2蒸汽流程5.3保护和控制5.4运行5.5维护5.6检查36.减温器6.1说明6.2过热器减温器6.3再热器减温器6.4减温水操纵台6.5维护7.水冷炉膛7.1膜式水冷壁结构7.2冷灰斗7.3运行7.4维护三.燃烧器四.空气预热器（删除）五.门孔、吹灰孔、烟风系统仪表测点孔六.汽水系统测点布置七.锅炉膨胀系统八.锅炉构架说明九．炉水循环泵十．锅炉对控制的要求4一.锅炉设计主要参数及运行条件陕西铜川发电厂2×600MW机组锅炉是采用美国燃烧工程公司(CE)的引进技术设计制造的。锅炉为亚临界参数、控制循环、四角切向燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架的∏型汽包炉。1.锅炉容量及主要参数1.1B－MCR工况过热蒸汽流量2070t/h过热蒸汽出口压力17.5MPa.g过热蒸汽出口温度541℃再热蒸汽流量1768t/h再热蒸汽进口压力4.041MPa.g再热蒸汽出口压力3.861MPa.g再热蒸汽进口温度334.4℃再热蒸汽出口温度541℃给水温度283.4℃过热器设计压力19.95MPa.g再热器设计压力4.65MPa.g1.2额定(THA)工况过热蒸汽流量1876.4t/h过热蒸汽出口压力17.45MPa.g过热蒸汽出口温度541℃再热蒸汽流量1642.5t/h再热蒸汽进口压力3.685MPa.g再热蒸汽出口压力3.521MPa.g再热蒸汽进口温度325.3℃再热蒸汽出口温度541℃给水温度277.1℃52.设计依据2.1燃料：项目符号单位设计煤种校核煤种全水分Mt%11.413.7空气干燥基水分Mad%2.171.95收到基灰分Aar%18.3116.31干燥无灰基挥发份Vdaf%36.8735.52收到基碳Car%57.1556.25收到基氢Har%3.553.45收到基氧Oar%8.228.31收到基氮Nar%0.640.58收到基全硫St.ar%0.731.4收到基低位发热量Qnet.arMJ/kg21.4221.02变形温度DT℃12401270软化温度ST℃12801330半球温度HT℃12901360流动温度FT℃13601390哈氏可磨指数HGI6259二氧化硅SiO2%51.1950.98三氧化二铝Al2O3%25.6625.92二氧化钛TiO2%1.080.92三氧化二铁Fe2O3%6.366.72氧化钙CaO%7.848.20氧化镁MgO%1.890.98氧化钾K2O%1.191.03氧化钠Na2O%0.360.30三氧化硫SO3%2.042.00二氧化锰MnO2%1.890.98煤的冲刷磨损指数Ke3.84.332.2锅炉汽水品质：6炉给水质量标准pH值9.0～9.5（无铜系统）硬度mol/L0溶氧（O2）g/L≤7铁（Fe）g/L≤20铜（Cu）g/L≤5油mg/L≤0.3联氨（N2H4）g/L10～30导电率（25℃）S/cm≤0.3炉水：pH值9～10硬度mol/L0总含盐量mg/L≤20二氧化硅（SiO2)mg/kg≤0.25氯离子Cl-mg/L≤1磷酸根mg/L0.5～3导电率（25℃）S/cm＜503.电厂自然条件3.1气象条件水文气象条件表：项目单位数值发生日期平均气压hPa934.8平均气温℃12.5最热月平均气温℃25.1最冷月平均气温℃-1.4极端最高气温℃39.71972.6.11极端最低气温℃-17.91991平均水汽压hPa10.47项目单位数值发生日期最大水汽压hPa39.11976.8.1最小水汽压hPa0平均相对湿度%62年平均降水量mm540.9一日最大降水量mm96.11988.8.14年平均蒸发量mm1964.4平均风速m/s3.1最大风速m/s20.71982.6.7最大积雪深度cm181975.12.8最大冻土深度cm38平均雷暴日数d22.4最多雷暴日数d35平均沙暴日数d0.3平均大风日数d10.0降水日数d91.93.2岩土工程条件根据区域地质资料，本区出露地层主要有：上部为第四系风积黄土，厚度100m左右；下部为石炭、二叠系海陆交互相的煤层、泥岩、砂岩、页岩、石灰岩沉积层。对本工程建设有直接意义的主要是上部为第四系风积黄土，下部为石炭、二叠系地层由于埋深较大，对本工程无实际意义，这里不再叙述。厂区地表有40cm左右的棕褐色的黑垆土，但不连续，埋深最大0.8m，故未将其单独分层，一并归入下层黄土中。厂区地层上部为Q3黄土（厚7～9m），下部为Q2黄土。根据本次钻孔揭露黄土厚度92m，详细描述及岩土物理力学性质指标见我院2004年4月出版的本工程可行性研究阶段岩土工程勘察报告。8根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），该地区地震动峰值加速度为0.10g（相应的地震基本烈度为7度），特征周期值为0.45s。3.3主厂房零米地坪标高：主厂房零米海拔高度（1985年国家高程基准）暂定为+722.5m。4.主要设计特点(1)锅炉为单炉膛四角布置的直流式摆动燃烧器，切向燃烧，配6台中速磨煤机，正压直吹式系统，每角燃烧器为六层一次风喷口，燃烧器可上下摆动，最大摆角为30；在BMCR工况，燃用设计煤种时，5台运行，1台备用。燃用校核煤种时，6台磨运行。(2)炉膛上部布置墙式辐射再热器和大节距的分隔屏过热器和后屏过热器以增加再热器和过热器的辐射特性。墙式辐射再热器布置于上炉膛前墙和二侧墙，分隔屏沿炉宽方向布置六大片，起到切割旋转烟气流的作用，以减少进入水平烟道沿炉宽方向的烟温偏差。(3)采用CE公司典型的内螺纹管膜式水冷壁的强制循环系统(简称CC)，可以降低锅炉循环倍率至2左右，以便采用低压头的循环泵，减少电耗并提高运行可靠性；对每个水冷壁回路的各种工况均用计算机作精确的水循环计算，以确保水循环的可靠性。膜式水冷壁为光管加扁钢焊接而成。(4)各级过热器和再热器最大限度地采用蒸汽冷却的定位管和吊挂管，以保证运行的可靠性。分隔屏和后屏沿炉膛宽度方向有六组汽冷定位夹紧管，并与墙式再热器之间装设导向定位装置以作管屏的定位和夹紧，防止运行中管屏的晃动；过热器后屏和再热器前屏用横穿炉膛的汽冷定位管定位，以保证屏与屏之间的横向间距，防止运行中晃动；布置于后烟道的水平式低温过热器采用自省煤器出口集箱引出的水冷吊挂管悬吊和定位；省煤器采用金属撑架固定；对于高温区的管屏(分隔屏过热器、后屏过热器、后屏再热器)通过延长最里面的管圈做管屏底部管的夹紧用。(5)根据国内运行经验和设计煤种的特性，在哈锅以往600MW锅炉设计运经验的基础上，加强锅炉对煤种的适应能力，避免在炉膛及各受热面上发生结焦。锅炉的主要设计数据如下：炉膛断面(宽×深)：18.542×17.448m上一次风到屏底距离:21.7m下一次风到冷灰斗上沿距离：5.620m炉膛容积：18308.5m39炉膛容积热负荷(B－MCR工况)：86.59KW/m3炉膛截面热负荷(B－MCR工况)：4903KW/m2炉膛有效投影辐射受热面热负荷(B－MCR工况)：172.0KW/m2燃烧器区域受热面热负荷(B－MCR工况)：167.6KW/m2炉膛出口烟气温度(B－MCR工况)：997C后屏过热器屏底烟气温度(B－MCR)：1336C（以上数据摘自投标书）(6)各级过热器和再热器采用较大的横向节距，防止受热面结渣结灰，同时还便于在蛇形管穿过顶棚处装设密封装置，以提高炉顶的密封性。(7)各级过热器和再热器均采用较大直径的管子，如Φ57、Φ60、Φ63等。增加管子在制造和安装过程中的刚性，并有利于降低过热器和再热器的阻力；这种较粗管子的顺列布置有利于降低管子的烟气侧磨损，提高抗磨能力。(8)各级过热器、再热器之间采用单根或数量很少的大直径连接管相连接，对蒸汽起到良好的混合作用，以消除偏差。各集箱与大直径连接管相连处均采用大口径三通。(9)在用计算机精确计算壁温、阻力和流量分配的基础上，选用过热器、再热器蛇形管的材质；所有大口径集箱和连接管在保证性能和强度的基础上采用与国内常用钢材相近的美国牌号的无缝钢管。(10)锅炉采用露天布置，锅炉构架全部采用钢结构。(11)每台锅炉装有二台三分仓容克式空气预热器。(12)锅炉的锅筒、过热器出口及再热器进出口均装有直接作用的弹簧式安全阀。在过热器出口处装有两只动力控制阀(PCV)以减少安全阀的动作次数。(13)汽温调节方式：过热器采用二级喷水。第一级喷水减温器设在低温过热器与分隔屏过热器间的大直径连接管上，分左、右各一点。第二级喷水减温器设在后屏过热器与末级过热器间的大直径连接管上，分左、右各一点。减温器采用笛管式。再热器的调温主要靠燃烧器摆动，在再热器的冷端进口管道上装有两只雾化喷嘴式的喷水减温器，主要作事故喷水用。过量空气系数的改变对过热器和再热器的调温也有一定的作用。(14)根据燃煤的沾污特点，在炉膛、各级对流受热面和回转式空气预热器处均装设不同型式的吹灰器。其中炉膛布置100只蒸汽吹灰器，受热面布置40只长伸缩式吹灰器。吹灰器的运行采用程序控制，在2～4小时可全部运行一遍。10(15)锅炉除按ASME法规计算受压部件的元件强度外，还充分考虑了二次应力对强度的影响，对主要管系和很多特殊区域广泛进行了系统应力分析，以确保运行的可靠性。(16)锅炉设有膨胀中心，可进行精确的热位移计算，作为膨胀补偿，间隙预留和管系应力分析的依据，并便于与设计院所负责的各管道的受力情况相配合。在锅炉本体的刚性梁，密封结构和吊杆的设计中也有相应的考虑。膨胀中心的设置对保证锅炉的可靠运行和密封性改善有着重大的作用。(17)锅炉刚性梁按炉膛内最大瞬间压力为±8.7kPa设计。此设计压力系考虑紧急事故状态下主燃料切断、送风机停运，引风机及脱硫风机出现瞬间最大抽力时，炉墙及支撑件不产生永久变形。此数据符合美国国家防火协会规程(NFPA)的规定。锅炉水平刚性梁的布置系先按各部位烟侧设计压力、跨度和管子应力等条件，通过应力分析以确定各处的最大许可间距，而根据门孔布置等具体条件所确定的刚性梁实际间距均小于此处的最大许可间距。由于锅炉水平烟道部位的两侧墙跨度最大，为减少挠度，每侧设有两根垂直刚性梁与水平刚性梁相连。(18)在锅炉的尾部竖井下集箱装有容量为5%的起动疏水旁路。锅炉起动时利用此旁路进行疏水以达到加速过热器升温的目的。根据经验，此5%容量的小旁路可以满足机组的冷热态起动。(19)锅炉装有炉膛监察保护系统(FSSS)。用于锅炉的起停，事故解列以及各种辅机的切投。其主要功能是炉膛火焰检测和灭火保护，对防止炉膛爆炸和“内爆”有重要意义。(20)机组装有协调控制系统，进行汽机和锅炉之间的协调控制。它将锅炉和汽机作为一个完整的系统来进行锅炉的自动调节。(21)机组既可按定压运行，也可按滑压运行。当锅炉低负荷运行及起动时，推荐采用滑压运行，以获得较高的经济性。5.锅炉性能计算数据表详见热力计算汇总二.受压部件1.锅炉给水及水循环系统在本锅炉下降管系统中装有低压头炉水循环泵，可保证水冷壁系统具有可靠的水循11环。在水冷壁下集箱内，每根水冷壁管的入口处都装有节流孔圈，而节流孔圈的阻力要占到整个回路阻力的一半以上，保证在任何工况下，每个回路流量的合理分配。炉水循环的流程图见附图1《锅炉给水及水循环系统布置示意图》。图中部件序号是按流动方向排列的，平行流动的部件，其序号相连。锅炉给水经由止回阀、电动闸阀进入省煤器入口集箱(W－1)，进入省煤器蛇形管(W－2)，水在省煤器蛇形管中与烟气成逆流向上流动，被加热后汇集到省煤器出口集箱(W－3)，从省煤器出口集箱引出水冷吊挂管(W－4)来悬吊