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第 1期 2 0 1 2年 1 月 锅炉制造 BOI LE R MANUF ACTURI NG NO ． 1 J a n ． 2 01 2 文章编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 2 0 1 0 0 3 6- 0 3 1 3 5 t ／ h中压 自然循环锅炉的设计 季明彦 哈 尔滨锅炉厂有限责任公司， 黑龙江哈尔滨1 5 0 0 4 6 摘要 本文介绍了一台1 3 5 t ／ h锅炉设计方案， 预期运行性能和设计特点。本锅炉在设计中以用户提供的数 据为依据， 主要热力技术数据以现行的有关计算标准为依据 ， 受压元件强度符合国家标准。布置紧凑合理。 关键词 锅炉； 性能； 特点； 自然循环锅炉 中图分类号 T K 2 2 文献标 识码 A De s i g n o f 1 3 5 t ／ h M i d d l e Pr e s s u r e Na t u r a l Ci r c u l a t i o n Bo i l e r J i Mi n g y a n H a r b i n B o i l e r C o ．L t d ． ， H arb i n 1 5 0 0 4 6 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e d e s i g n s c h e me ， e x p e c t e d p e r f o r ma n c e a n d d e s i gn c h ara c t e r i s t i c s o f 1 3 5 t ／ h b o i l e r a r e i n t r o d u c e d h e r e i n ．T h e d e s i gn i s b a s e d o n e v i d e n t i a l d a t a f r o m c o n s u me r ．C e n t r a l t h e r mo d y n a mi c c o n s u l t c u r r e n t c alc u l a t i o n al s t a n d a r d ．P r e s s u r e p a r t s t r e n g t h a c c o r d wi t h n a t i o n al s t a n d ard ．Di s p o s al i s c o mp a c t an d l o g i c a1 ． Ke y wo r d s b o i l e r ；p e rfo r manc e ；c h ara c t e r i s t i c ；n a t u r al c i r c u l a t i o n b o i l e r 0引言 所示。 本锅炉为中温、 中压、 自然循环 、 单炉膛 、 平衡 通风 、 单汽包 、 自然循环固态排渣煤粉锅炉 ， 采用 钢球磨煤机 中间储仓式热 风送粉系统 ， 四角切 圆 燃烧 ， 采用浓淡偏差燃烧技术和分级配风方式 。 1 锅炉设计参数及燃料特性 1 ． 1 锅炉设计参数 锅炉设计参数如下表 1 所示。 1 ． 2 设计煤种和校核煤种的煤质分析 设计煤种和校核煤种的煤质分析如下表2 表 1 锅炉设计参数 收稿 日期 2 0 1 ll Ol 9 作者简介 季明彦 1 9 7 8一 ， 女 ， 2 0 0 2年 毕业于佳木斯大学热能工程专业 ， 工程师。 从事锅炉设计工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 季明彦 1 3 5 t ／ h中压 自然循环锅炉的设计 3 7 表 2 设计煤种和校核煤种的煤质分析 2 锅炉结构简介 2 ． 1 整体布置 本锅炉为半露天布置。炉型呈倒“ U ” 型 ， 炉 膛截面尺寸为 6 1 4 06 1 4 0 m m 宽 深 。前部 竖井为炉膛 ， 四周布满水冷壁。在炉膛出口窗外 ， 水平烟道内布置高温过热器和低温过热器。尾部 竖井从上到下交叉布置两级省煤器和两级管式空 气预热器。 锅筒采用单段蒸发 ， 过热蒸汽温度采用 喷水 减温器进行调节 。 锅炉采用直流燃烧器 ， 分级配风 ， 上部设有顶 部风 ， 正四角切圆燃烧 。 锅炉构架采用钢结构 ， 地震烈度按 7级考虑。 锅炉采用膜式水冷壁。 2 ． 2 锅筒及汽水分离装置 锅筒外径 为 1 6 0 0 m m， 壁厚为 4 6 m m， 筒身 长 8 2 0 0 m m， 锅筒全长约为 9 3 9 0 m m， 两端封头 各装有椭圆形人孔一只， 筒身采用 Q 2 4 5 R钢板卷 制而成 。封头用 同样材料 冲压而成 。 汽水分离采用单段蒸发。在锅筒中装一次分 离元件和二次分离元件等内部设备 。一次分离元 件有旋风分离 器、 波形板分离器 顶 帽 ， 其作用 是消除进入锅筒的汽水混合物的动能， 把蒸汽和 水初步分离 ， 并保持水位平稳 ， 防止水室含汽过 多 ， 以改善下降管的工作条件。由水冷壁来的汽 水混合物从切线方向进入旋风分离器， 靠离心力 作用 ， 进行离心分离 。分 离出来 的水沿分离器 内 壁 向下旋转运动 ， 经底部的导向叶片排 出而进入 水室， 相邻两只旋风筒流出来的水旋转方向相反， 以使水产生的漩涡消失 ， 保持水位平稳 。蒸汽则 向上流动， 经顶帽进入汽空间， 顶帽的作用是使气 流出口速度均匀 ， 并把蒸 汽携带 的水分进一步分 离出来。 二次分离元件包括装在锅筒顶部的多孔板和 顶部波形板分离器 即百叶窗 ， 百叶窗分离器使 蒸汽中的湿分在重力 、 离心力和分子摩擦力的作 用下附在波形板上形成液膜， 靠 自 重不断向下流 动， 使蒸汽携带 的水分减少。多孔板 即利用节流 作用使蒸汽沿锅筒长度、 宽度均匀分布， 防止局部 蒸汽负荷集中， 以便有效的利用蒸汽空间， 降低蒸 汽速度 ， 有利于重力分离 ， 同时还能阻挡一些小水 滴， 起到一定的细分离作用。 2 ． 3 燃烧设备 1 锅炉采用直流式煤粉燃烧器 ， 四角布置切 圆燃烧。 2 燃烧器一次风喷嘴每角三层 ， 总共 1 2个 ， 其中 4个备用 。燃烧器采用水平浓淡技术 ， 保证 稳定燃烧。 3 锅炉的点火采用二级点火 系统 ， 高能点火 器点燃轻油油枪 ， 油枪再点燃煤粉 。电动推进装 置带动点火器及油枪 ， 点燃煤粉后后退 3 0 0 m m， 每个角布置有 2套点火装置 ， 布置在中二次风和 下二次风 内。 2 ． 4过热器及调温方式 过热器按烟气流动方向分为高温过热器和低 温过热器 。由锅筒出来的饱和蒸汽在过热器系统 内的流程为 经过顶棚连接管进入顶棚管人 口集 箱 ， 再 引入包墙过热器 ， 之后进入低温过热器， 加 热后蒸汽经过减温器 ， 再进入炉膛出 口窗处的高 温过热器冷段进行进一步加热 ， 产生合格 的高温 过热蒸汽汇集到过热器 出口集箱 ， 再通过连接管 进入集汽集箱 ， 最后 由集汽集箱端部引出。 低温过热器采用立式顺列逆流布置 ， 包墙管 出口集箱通过连接管引入低温过热器入 口集箱 ， 蒸汽经过蛇形管进行加热之后引至低温过热器出 口集箱。蛇形管用 6 3 8 4 m m的 2 o G B 3 0 8 7 碳 钢管弯制而成。 高温 过热器 采用 立式顺 流布 置， 蛇形管 用 6 4 2 3 ． 5 mm 1 2 C r l Mo V G钢管弯制而成。人 E l 集箱用 4 ,2 7 3 2 0 m m的2 0 G B 3 0 8 7 碳钢管弯制 而成， 出口集箱用材质 1 2 C r l M o V G的钢管制造， 集汽集箱用 1 2 C r l M o V G钢管制造。 过热器采用喷水减温器 ， 布置于高 、 低温过热 器之间。 过热器集箱、 减温器均通过吊杆固定在锅炉 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 8 锅炉制造 总第 2 3 1 期 顶板上。高 、 低温过热器蛇形管通过挂钩悬 吊于 炉顶的横梁上。 2 ． 5 省煤器 省煤器分两级布置在尾部烟道内， 均采用错 列逆流布置形式。由给水操纵台来的给水首先进 入下级省煤器， 逆流而上加热， 最后由上级省煤器 经引出管进入锅筒。上 、 下级省煤器蛇形管均用 4, 3 2 3 ． 5 m m的 2 0 G B 3 0 8 7 碳钢管弯制而成 。 省煤器为单侧进水 ， 所有 省煤器集 箱 共 4 个 均布置于锅炉右侧 ， 集箱用 2 0 G B 3 0 8 7 碳钢 管制造 。 省煤器蛇形管用压制的波形撑架支撑于支撑 梁上 ， 支撑梁又支在省煤器护板 上， 并应通风冷 却。省煤器集箱分别用支架固定于锅炉构架上 。 为防止飞灰对蛇形管 的磨损， 管组 的最上两 排管子装有防磨装置。 2 ． 6 空气预 热 器 空气预热器采用管式立式。分上 、 下两级与 省煤器交叉布置于尾部对流竖井 内， 在下级空气 预热器中将一 、 二次风又分开布置。上下级空气 预热器管子都是错列布置 ， 且上 、 下级空气预热器 由并列的四组管箱组成 ， 左侧三组为二次风口， 右 侧一组为一次风 口。上级管箱采用 4 , 5 0 X 2 m m材 料 Q 2 3 5一A钢管制造 ， 下级管箱采用 1 2 m m 材料 C o r t e n钢管制造。上 、 下级空气 预热器之间 均有连通箱连接， 空气预热器采用逆流热交换方 式 ， 烟气在管内 自上而下流动 ， 空气在管外横 向流 过 ， 被加热的热空气 由上级预热器引出。 为保证烟道的密封和管箱的 自由膨胀 ， 在上 、 下管箱之间的连通箱上和管箱上面四周均装有钢 板压制的膨胀接头 ， 为防止管子人 口段的磨损 ， 在 每个管箱烟气人 口处均加装有防磨套管。 2 ． 7 构架与平台楼梯 锅炉构架为金属焊接框架结构 。锅炉布置有 2 2根柱子， 宽度方 向柱距为 8 0 0 0 m m， 深度方 向 柱距 分 别 为 4 5 0 0 mm， 5 3 6 0 m m， 2 8 7 0 mm， 4 0 0 0 mm。 柱间布置有横梁 ， 组成框架结构 ， 用箱 式截面。 为了美观及减少漏风 ， 在炉膛 、 过热器区域的 水平烟道及省煤器区域的烟道的炉墙外面都包上 金属护板或外护板。 在炉顶 、 锅筒前 面司水 区 、 燃烧 器 区域及人 孔 、 窥视孔 、 打焦孔 、 吹灰孔等需要巡视和操作的 地方设 有平台。平 台之 间有楼 梯连接。楼梯 按 4 5度角布置， 平台和楼梯均采用栅架铺设 。 3 结束语 本文简要介绍了 1 3 5 t ／ h锅炉 中压 自然循环 锅炉的设计和结构， 此台锅炉 已投入运行 ， 根据用 户反馈信息 已成为性能优 良， 安全可靠的产品。 [ 上接第 3 5页] 2 粉仓爆炸时， 根据规程作如下处理 立即 停止向该煤粉仓制粉及输送煤粉 ， 关闭粉仓下粉 挡板及输粉机下粉挡板 ， 关闭吸潮 门， 并做好隔绝 工作 ； 停止相应 的给粉机 ， 关一次风 门， 关给粉机 下粉挡板 ； 使用灭火装置灭火后 ， 走空煤粉仓 ， 并 修复煤粉仓防爆 门及损坏设备 ； 清扫煤粉仓后重 新恢复向该粉仓送粉 、 制粉。清扫粉仓应先作好 外部检查 ， 并分析有关表计 ， 确无火苗 ， 再打开检 查门、 孔， 以防发生人身事故。 发生制粉系统煤粉自燃或爆炸后， 锅炉检修 应及时组织人员根据燃烧痕迹对制粉系统积粉地 方进行消缺。 4 结束语 根据以上粉仓爆炸事故的原 因分析可知， 本 锅炉制粉系统粉仓发生爆炸主要是粉仓顶部等地 方积粉氧化 自燃而造成的。只要破除煤粉爆炸的 四个条件中的任一条件 ， 就能有效防止其爆炸， 而 爆炸的前兆就是粉仓积粉 自燃 ， 所 以实际预防粉 仓爆炸的重点应放在预防粉仓 自燃工作上。根据 制粉系统的实际布置及运行工况 ， 本文提出了一 系列切实可行 的预防及事故处理措施 ， 这对制粉 系统的安全运行有积极的技术指导意义。 参考文献 [ 1 ] 罗永浩． 大型燃煤电站锅炉若干重大问题的原因分 析及改进措施[ J ] ． 锅炉技术， 1 9 9 9 ． 3 [ 2 ] 岑可法， 周吴， 池作和． 大型电站锅炉安全及优化 运行技术[ M] ．北京 中国电力出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 3 ] 丁明航 ， 时静茹． 锅炉设备及运行技术 7 0 0题 [ M] ． 南京 河海大学出版社 ， 1 9 9 3 ． [ 4 ] 张永涛． 锅炉设备及系统 [ M] ．北京 中国电力出 版社 ， 1 9 9 8 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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