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2 2 工业锅炉 2 0 1 5 年第4期 总第 1 5 2期 文章编 号 1 0 0 4 8 7 7 4 2 0 1 5 0 4 - 0 0 2 2 - 0 3 D O I 1 0 ． 1 6 5 5 8 ／ j ． c n k i ． i s s n 1 0 04 8 7 7 4 ． 2 0 1 5 ． 0 4 ． 0 0 6 2 1 6 8 Mw 循环流化床热水锅炉房 设计特点 孙德珍 ， 高天民 ， 朱九喜 1 ．神华国能山东建设集团有限公司， 山东 济南 2 5 0 0 1 0； 2 ．山东省环能设计院有限公 司， 山东 济南 2 5 0 0 1 0 摘要 介绍了威海某热源厂 21 6 8 MW 扩建工程流化床热水锅炉燃烧系统及其辅助设 备配置、 热力系统、 主厂房布置的特点， 对 1 6 8 M W 流化床锅炉热源厂的设计具有一定的参考价 值。 关键词 流化床； 热水锅炉； 系统布置 中图分类号 T K 2 2 9 ． 6 6 文献标识码 A The De s i g n Ch a r a c t e r i s t i c s o f 21 6 8 M W Ci r c u l a t i n g Fl u i d i z e d Be d Ho t W a t e r Bo i l e r Pl a n t 第 一 作 者 孙 德 珍 1 9 7 4一 ， 1 9 9 5年 毕业 于 山东 大学 热 能工程专 业 ， 一直从 事循 环 流化 床 锅 炉 的设 计 研 发 工 作 及 电厂的机务设计。 S UN D e ． z h e n ， GAO T i a n mi n ，Z HU J i u x i 1 ． S h e n h u a G u o n e n g S h a n d o n g C o n s t r u c t i o n G r o u p C o ．L t d ． ， J i n a n 2 5 0 0 1 0 ， S h a n d o n g ， C h i n a ； 2 ． S h a n d o n g E n e r g y D e s i g n I n s t i t u t e C o ． L t d ． ， J i n a n 2 5 0 0 1 0 ， S h a n d o n g ， C h i n a Ab s t r a c t I n t r o d u c e s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e c o mb u s t i o n s y s t e m ， t h e a u x i l i a r y e q u i p me n t c o n fi g u r a t i o n a n d t h e ma i n p l a n t l a y o u t o f t h e h o t w a t e r b o i l e r i n t h e 21 6 8 M W e x p a n s i o n p r o j e c t i n We i h a i ．I t h a s a c e r t a i n r e f e r e n c e v a l u e f o r t h e d e s i g n o f 1 6 8 MW h e a t s o u r c e p l a n t u s e d o f fl u i d i z e d b e d b o i l e r ． Ke y wor dsflui di z e d be d； hot wa t e r bo i l e r； s y s t e m l a yo ut O 工程概 况 在我 国北方供暖地区， 随着城镇居 民的生活水 平和国家环保要求的日 益提高， 目前大中城市都采 用集 中供暖系统 。 为保证冬天供 暖系统的安全稳定运行， 一些大 容量的热水锅炉供暖逐渐取代蒸汽供暖。然而纯粹 热源厂的设计又不 同于一般热 电厂的系统设计 ， 以 下就我国 目前最大容量的 1 6 8 MW 热水锅炉 的热源 厂设计作一介绍。 1 主要设备技术参数 1 锅炉 型号 Q X F 1 6 8 1 ． 6 ／ 1 3 0 ／ 7 0 --M 额定热功率 1 6 8 M W 额定出水压力 1 ． 6 M P a 额定 出水温度 1 3 0 o C 额定 回水温度 7 0 o C 收稿 日期 2 0 1 5 - 0 4 2 1 额定循环水量 2 4 0 3 m ／ h 锅炉设计效率 9 0 ． 9 ％ 该锅炉系单锅筒 、 强制循环水管锅炉 ， 半露天布 置。炉膛采用悬吊结构 ， 炉膛四周为膜式水冷壁结 构 ， 省煤器区域均为护板炉墙 。锅炉水系统为低温 回水经回水分配集箱进入前、 后及两侧水冷壁下集 箱 ， 沿膜式水冷壁上行 ， 汇集 于水冷壁上集箱 ， 经水 冷壁上集箱引出管进入锅筒 ， 通过锅筒两侧两根 引 出管引入省煤器进 口集箱 ， 经省煤器蛇形管上行 ， 最 后经热水出口集箱引出。 2 煤质 Ⅱ类烟煤 ， 特性 收到基低位发热量 Q 2 2 0 1 8 H／ k g 收到基全水分 M 6 ． 6 2 ％ 可燃基挥发分 1 8 ． 1 2 ％ 收到基灰分 A 2 3 ． 1 7 ％ 收到基碳 C 6 1 ． 1 0 ％ 收到基氢 H 1 ． 3 7 ％ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 研究与开发 21 6 8 MW 循环流化床热水锅炉房设计特点 收到基氧 0 收到基氮 N 收到基硫 S 5． 78 ％ 0． 9 4％ 1 ． 0 2％ 2 燃烧系统 本工程循环流化床锅炉燃烧系统见图 1 。 1 一锅炉2 一输煤皮带3 一原煤仓4 一皮带给煤机5 一一次风机6 一二次风机 7 一高压流化风机8 一引风机9 一电气除尘器1 O 一烟囱 1 l 一脱硫塔 图 1 燃烧 系统 锅炉采用平衡通风方式， 每台锅炉配一次风机、 二次风机各一 台、 引风机二 台。一次风机流量 q 1 9 6 0 0 0 m ／ h ， 全压 P1 7 0 0 0 P a ，功率 N1 2 5 0 k W； 二 次 风机 流 量 q 1 6 1 0 0 0 m ／ h ， 全 压 P 1 2 0 0 0 P a ， 功率 N7 1 0 k W； 引 风机 流量 Q2 8 3 0 0 0 m ／ h， 全压 P 6 4 6 1 P a ， 功率 N 8 0 0 k W。 燃料 由煤仓经炉前四台给煤机送入燃烧室， 燃 烧所需空气分两路送入。 2 ． 1 一次风系统 由一次风机 出来 的冷风经布置于锅炉尾部烟道 下部的一级空气预热器 ， 升温至 2 3 0℃后 ， 经过炉膛 底部风室通过布风板上均布的风帽进入炉膛 ， 使布 风板上的床料流化 ， 并形成 向上通过炉膛 的气 固两 相流 ， 加热炉膛受热面。其中有一部分一次风 ， 作为 锅炉点火用风 ， 启动时进入床下 2只启动燃烧器 。 2 ． 2 二次风系统 由二次风机出来的冷风经布置于锅炉尾部烟道 上部的二级空气预热器， 升温至 2 3 0 o C后 ， 引至布置 在炉膛中下部的二次风母管 ， 由二次风母管出来 的 二次热风经过上、 下二层布置的喷嘴进入炉膛。燃 料在燃烧室 中与空气混合 ， 从鼓 泡状 态进入流化的 气固混合状态， 大量的细颗粒被烟气挟带到炉膛上 部悬浮燃烧。 2 ． 3烟气 系统 锅炉燃烧产生的高温烟气首先经高效绝热式旋 风分离器分离 ， 烟气 中大的颗粒 飞灰被分离出来返 回炉膛循环再燃烧 ， 未被分离器分离下的细小颗粒 由热烟气携带流经锅炉尾部受热面 ， 经过静 电除尘 器收尘后 ， 经引风机进入脱硫系统脱硫 ， 最后经烟 囱 排人大气。 每台锅 炉选 用一 台双 室 四 电场 、 除尘 效率 ≥ 9 9 ． 7 5 ％的高效静电除尘器 ， 以满足当地环保排放要 求。为满足国家环保要求， 在引风机后布置有脱硫 装置。本工程 2台锅炉采用一套脱硫 系统 ， 脱硫采 用石灰石一石膏法湿法脱硫 ， 脱硫效率可达 9 0 ％。 2 ． 4 炉内物料循环燃烧 系统 炉内物料循环燃烧系统的作用在于将高效旋 风 分离器里收集到的未燃尽炙热颗粒经 回料器送 回到 炉膛 ， 实现物料的循环燃烧。 由高效旋风分离器分离出来的固体颗粒依靠重 力进入回料器 ， 回料器两边下部两个风室用高压 风 形成不同的流态化 ， 可将 固体颗粒单 向送 回炉膛 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 工业锅炉 2 0 1 5年第 4期 总第 1 5 2期 在旋风分离器立管 中的固体颗粒建立起来 的料位 ， 能防止炉 内烟气和流化风从 回料器 窜至旋风分离 器。高压流化风机用以提供回料器所需的高压流化 风。每台锅炉设返料风机 3台， 二用一备 。风机流 量 Q 5 0 m ／ ra i n， 全压 P5 0 0 0 0 P a ， 功率 N5 5 k W 。 2 ． 5给煤 系统 本系统采用炉前给煤方式。每台锅炉配 4台耐 压计量式皮带给煤机 ， 采用全封闭壳体 ， 拆装灵活。 破碎后的原煤 粒径 ≤1 0 m m 经输煤皮带进入炉前 原煤仓 ， 然后经落煤管由给煤系统送入锅炉。每 台 锅炉配 2个原煤仓。原煤供给系统采用正压给料， 皮带给煤机的密封风采用冷二次风。热一次风作为 给煤 口密封风。 2 ． 6锅炉 点火 系统 锅炉点火方式为高能电点火器点燃 0 轻柴油 ， 再点燃煤。锅炉采用床下动态点火方式 ， 每台锅炉 床下各布置 2只启动燃烧器。每只油枪出力为 9 0 0 k g ／ h 。油枪蒸汽雾 化 ， 炉前供油母 管压 力为 2 ． 4 5 MP a。 3 热力 系统设计原则 3 ． 1 热 网 回水 及锅炉 给水 系统 热网回水系统采用单母管制 。热 网回水引入循 环水泵进 口， 经循环水泵加压后进入出 口母管。锅 炉进水管 由出口母管引出， 在运转层平 台上由锅炉 前部两侧引入水冷系统下部汇集集箱 ， 再 由下部汇 集集箱分别引入水冷系统各下集箱。沿膜式水冷壁 上行 ， 汇集于水冷壁上集箱 ， 经水冷壁上集箱引出管 进入锅筒 ， 通过锅筒两侧两根引出管引入省煤器进 口集箱 ， 经省煤器蛇形管上行 ， 最后 1 3 0 c I 高温热水 由布置于锅炉顶部的省煤器汇集集箱两侧引出管 D 4 8 0 m m1 2 m m 引出 ， 由水工专业送往厂 区热 网换热站进行换热。 主厂房内主管道 供 、 回水 管径计算 1 条件 2 X 1 6 8 Mw 热水锅炉 ， 高温供暖一次 水温度 1 3 0℃， 回水温度7 0℃， 供水压力 1 ． 6 M P a 。 2 总循环流量 G 1 6 8 X 2 X 0 ． 8 61 0 1 ． O 5 ／ 6 O X 1 0 5 0 5 6 t ／ h 。 3 管径计算 D0 ． 0 1 8 65 0 5 6 ／ 2 ． 2 0 ． 8 9 1 i n ， 取 D N 9 0 0主管。 3 ． 2补水定压系统 除氧后的除氧水经过一根 1 0 8 m m x 4 mm管道 进 人循环水泵前的回水母管 ， 补水定压点的压力经 计算设定为 0 ． 7 MP a 。 3 ． 3 热力系统辅助设备 3 ． 3 ． 1 循环水泵选型计算 1 循环泵选型计算 供热 系统采用 中央制调 节 ， 变频控制 。 2 工作泵按 2台， 备用泵按 1台。 3 扬程 锅炉本体阻力 锅炉厂水动力计算书 H 1 5 mH2 0 热力站内部除污器至省煤器入 口段阻力损失 H2 1 5 mH2 0 最不利环路供 回水 干管压力损失 H 3 1 5 mH2 0 最不利环路末端用户的压力损失 5 m H ， 0 循环水泵计算扬程 系数 K取 1 ． 2 HK H 十 月 1 ． 2 1 51 51 5 5 6 0 mH 2 0。 4 单 台 1 6 8 MW 热水 锅炉循 环水 泵循 环水 量 G 1 1 ． 1 G ／ 21 ． 1 5 0 5 6 ／ 2 2 7 8 0 t ／ h 。 5 循环水泵参数 流量 Q 2 8 0 0 m ／ h ， 扬程 H 6 0 mH2 0。 3 ． 3 ． 2 补水定压泵选型计算 1 补水泵总体应考虑 2台， 1台运行 1台备 用 ， 变频定压控制。 2 单台泵工作流量按 总循环泵流量的 2 ％考 虑 ， 即7 5 8 5 0 ． 0 21 5 1 ． 7 t ／ h 。 3 补水泵扬程 用户充水高度 由于最高换热站高度均小于锅 炉锅筒 中心线高度 取锅炉 出水点 高度 H 4 7 ． 5 mH 0， 补水定压点取在循环水泵吸人侧管上 ，补水 定压点压力 P k P a 按下式 P 1 0H P。2 0 1 0 X 47． 5 1 7 6 2 0 6 71 k Pa 从水泵出 口到补水定压点阻力为 P 6 0 k P a 。 4 补水定压泵的扬程 p p 。 5 0 6 7 1 6 05 07 8 1 k P a ， 取 Hd8 0 0 k P a ， 即 Ha8 0 m H 2 0 ， 补水点恒压值为P 0 ． 7 8 1 M P a 。 5 补水定压泵参数 流量 Q 6 0 m ／ h ， 扬程 日 8 0 mH2 0。 4问题 及建议 针对 同类型号锅炉在运行中出现 的问题 ， 本工 程采取了以下防范措施 ， 以保证锅炉安全可靠地运 行。 下转第 4 9页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 工艺与标准 有机热载体锅炉安全法规 、 标准体系优化完善探讨 4 9 热水锅炉要复杂得 多 ， 对司炉工 的理论水平和实践 素质都有很高的要求。 从表 2可知 ， 现有 的司炉工类别考试里把蒸汽 锅炉 、 热水锅炉和有机热载体锅炉三类锅炉混在一 起 ， 仅仅靠压力和热容量考虑 ， 未充分考虑介质的特 殊性。有的虽取得了司炉工证件 ， 但 由于蒸汽锅炉、 热水锅炉和有机热载体锅炉知识都是一起学习的 ， 考试 内容 8 0 ％ 一9 0 ％都 是蒸汽锅 炉、 热 水锅 炉 内 容 ， 所 以取证后不知道也不敢操作有机热载体锅炉。 还有以前考取司炉工证和操作过蒸汽锅炉或热水锅 炉的老司炉工 ， 一碰到操作有机热载体锅炉， 就照搬 蒸汽锅炉和热水锅炉的操作程序， 往往导致有机热 载体锅炉积碳泄漏而发生火灾事故。故建议在司炉 工考试分类中把蒸 汽锅炉 、 热水锅炉和有机热 载体 锅炉单独分类 ， 这样就能进行有针对性 的培训 和考 核 ， 培养 出来 的司炉工能更好地操作各类锅炉 。 3 加强 国际合作 与交 流， 参考 和翻译学 习 国 外成熟的有机热载体锅炉安全技术规范和标准 ， 一 方面减少摸索期 ， 另一方面使有机热载体锅炉规范、 标准与国际接轨 ， 减少产品出口的重复性检验， 这样 上接第 2 4页 1 热风道特别是热一次风道压力高 、 管径大 ， 因此 内应力很大。热一次风道上的个别非金属膨胀 节容易发生撕裂。因此在风道 的适 当位置增设了限 位和固定支架 。 2 由于一次风机噪音大 ， 因此尽量在风道上 加装导流板 ， 以及在风机外壳上设计有保 温隔音措 施。 3 锅炉厂推荐的启动床料系统复杂。因本工 程的煤质灰分 大 2 8 ． 4 ％ 一3 3 ． 4 8 ％ ， 正常运行不 需要添加床料 ， 只在第一次和锅炉大修时使用 ， 业主 要求采用一次性的简易启动床料斗和电动单轨吊。 但实际上， 电厂也未采用， 而是人工加的启动床料。 有利于提升我 国特 种设备安全技术规范 、 标 准在 国 际上的地位， 影响进一步扩大。强 参考文献 [ 1 ] 宋继红． 我国特种设备安全规范标准体系现状与发展 [ J ] ． 劳动保护， 2 0 0 5 1 0 7 1 1 9 ． [ 2 ]彭小兰． 有机热载体锅炉积碳检测技术及安全评价研究 [ D ] ． 长沙 中南大学． 2 0 1 4 ． [ 3 ]彭小兰， 吴超， 殷先华． 有机热载体锅炉事故与积碳检测 技术发展[ J ] ． 工业锅炉 ， 2 0 1 3 4 61 0 ． [ 4 ]吴涓． 有机热载体锅炉系统故障分析及改进措施[ J ] ． 工 业 锅炉 ， 2 0 0 2 4 4 54 6 ． [ 5 ]胡洪， 余笑枫． 有机热载体锅炉辐射管泄漏原因分析及 预防措施[ J ] ． 工业锅炉， 2 0 0 5 4 5 4 5 7 ． [ 6 ]史文彬． 有机热载体锅炉安装使用应注意的问题[ J ] ． 工 业锅炉， 2 0 0 5 6 5 3 5 6 ． [ 7 ]张煜民． 有机热载体锅炉膨胀槽超温现象的分析[ J ] ． 工 业锅炉， 2 0 0 5 3 4 6 4 7 ． [ 8 ]张海田． 一起有机热载体锅炉爆管事故的原因分析[ J ] ． 工业锅炉 ， 2 0 0 7 3 5 6 5 8 ． [ 9 ]常静， 李建业， 张葵东． 一起有机热载体锅炉爆管事故浅 析[ J ] ． 工业锅炉， 2 0 0 7 1 6 0 6 1 ． 国内的同类型电厂 ， 此系统有多种型式 ， 建议对此进 一 步优化， 使之既实用又造价低。 5 结语 本工程的成功运行表明， 国内 1 6 8 M W 等级大 型循环流化床热水锅炉的技术 已臻于成熟 ， 其燃烧 系统的设计和辅机配置是合理 、 可行的； 流化床锅炉 的热力系统设计和主厂房布置也是合理 的。该工程 既有经济效益， 又有社会效益和环保效益， 值得推 广。强 参考文献 [ 1 ] 李善化， 康慧． 实用集中供热手册[ M] ．北京 中国电力 出版社， 2 0 1 4 ． ， ’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’ l 工业锅炉 欢 迎 投 稿 2 欢 迎 投 稿 ● 。 一 一 ’ ’ 欢 迎 订 阅 叭 y J uJ ’，l’，，l ，，，’ ，，，、 欢迎刊登广告l t t tI I I I Il ‘ I II ● ● t tt I I I‘ l I l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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