130t振动炉排生物质锅炉设计分析说明

生物锅炉设计说明一、锅炉简介本锅炉是采用丹麦BWE公司先进的生物燃料燃烧技术的130t/h振动炉排高温高压蒸汽锅炉。

锅炉为高温、高压参数自然循环炉，单锅筒、单炉膛、平衡通风、室内布置、固态排渣、全钢构架、底部支撑结构型锅炉。

本锅炉设计燃料为棉花秸秆，可掺烧碎木片、树枝等。

这种生物质燃料含有包括氯化物在内的多种盐，燃烧产生的烟气具有很强的腐蚀性。

另外它们燃烧产生的灰分熔点较低，容易粘结在受热面管子外表面，形成渣层，会降低受热而的传热系数。

因此：在高温受热段的管系采用特殊的材料与结构，以及有效的除灰措施，防止腐蚀和大量渣层产生。

本锅炉采用振动炉排的燃烧方式。

锅炉汽水系统采用自然循环，炉膛外集中下降管结构。

该锅炉采用"M"型布置，炉膛和过热器通道采用全封闭的膜式壁结构，很好的保证了锅炉的密封性能。

过热蒸汽采用四级加热，两级喷水减温方式，使过热蒸汽温度有很大的调节裕量，以保证锅炉蒸汽参数。

尾部竖井内布置有两级省煤器、一级高压烟气冷却器和两级低压烟气冷却器。

空气预热器布置在烟道以外，采用水冷加热的方式，有效的避免了尾部烟道的低温腐蚀。

锅炉采用轻柴油点火启动，在炉膛右侧墙装有启动燃烧器。

锅炉室内布置，购价全部为金属结构，按7级地震烈度设计。

二、设计规范及技术依据—1996版《蒸汽锅炉安全技术监察规程》—JB/T6696—1993《电站锅炉技术条件》—DL/5047—1989《电力建设施工及验收规范》（锅炉机组篇）—GB12145—1989《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》—GB10184—1988《电站锅炉性能试验规程》—GB13223—1996《火电厂大气污染排放标准》—GB12348—1999《工业企业厂界噪声标准》等有关国家标准。

其中设计技术依据：—锅炉热力计算按《锅炉机组热力计算标准方法》—强度计算按GB9222—2008《水管锅炉受压元件强度计算》—烟风阻力计算按《锅炉设备空气动力计算标准方法》等锅炉专业标准三、供用户资料根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》要求，并且保证用户进行锅炉安装、运行、维护和检修有必要的技术依据和资料，锅炉随机提供详尽的技术资料，供用户资料详见：W1305100TM《供客户图纸清单》W1305100JM《供客户技术文件清单》四、锅炉主要技术经济指标和有个数据1、锅炉参数额定蒸发量：130t/h额定蒸汽压力：9.2MPa额定蒸汽温度：540℃额定给水温度：210℃燃料－种类含碳量含氢量含氧最含氮量含硫量含灰量水分挥发分低位发热量C y％H y％0y％N y％S y％A y％. W y％v y％Qdwy％(KJ/Kg)棉花秸秆46.11 5 ．9 35．01 0 ．32 0. 18 2. 57 9.92．71. 1 164603、技术经济指标冷风温度：35 ℃一次风预热温度190 ℃一、二次风预热温度190℃．二次风占总风量之比 1：1排烟温度 124℃锅炉热效率 92%燃料消耗量 22266.02Kg/h燃料粒度要求＜100mm 100%＜50mm 90%>5mm 5%排污率 2%设计数据锅炉外形尺寸宽度（锅炉架中心线） 24687mm深度（锅炉钢架中心线） 32388 nm锅筒中心线标度 23150 mm锅炉本体最高点标高 26074mm5、水质要求锅炉的给水、炉水、蒸汽品质均应符合GB12145 -1 9M0《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》；且符合用户的特殊要求。

6、负荷调节：允许的负荷调节范围：40％～100％调节方法：风燃料比调节7、其它技术指标灰与渣的比率： 8：2NOx排放量＜450mg/Nm3CO排放量＜650mg/Nm3噪声水平＜85 dBA五、锅炉整体布置说明该锅炉是在总结了丹麦BWE公司以往生物质能锅炉的大量设计经验、运行经验，并针对燃料的特点，以及燃烧特性进行开发设计的。

1、燃料供应锅炉的主要燃料是棉花秸秆，另外可掺烧碎木片、树枝等生物质燃料。

这些燃料经过加工到一定的尺寸后由输料机进入炉顶料仓，然后由几级螺旋给料机送入炉膛下部燃烧。

2、燃烧方式选择根据环境保护、洁净燃烧的要球，以及这种生物质燃料的燃烧特性，选用水冷振动炉排前部风力给料的燃烧方式。

振动炉排由振动机构、风室、支撑件和炉排水冷壁组成，炉排水冷壁由全膜式壁组成，其上开有许多小孔，一次风进入炉底风室后，再由炉排水冷壁上的小孔进入炉膛，为燃料提供所需的氧。

燃料由于强风的作用进入炉膛时被抛至炉排后部，在此处由于高温烟气和一次风的作用逐步预热，干燥、着火、燃烧。

随着振动机构的工作，燃料边燃烧边向炉排前部运动，直至燃尽，最后灰渣落入炉前的除渣口。

在炉膛下部，前后墙各布置有许多二次风口，这些二次风约占总风量的一半。

二次风在此锅炉的燃烧中起到十分关键的作用，二次风搅拌炉内气体使之混合，使炉内烟气产生漩涡，延长悬浮的飞灰及飞灰可燃物在炉内的行程，使飞灰及飞灰可燃物进一步降低。

它的合理使用可以使飞灰量减少，使飞灰可燃物降低。

另外对悬浮可燃物供给部分空气，有利于提高锅炉效率，有利于降低锅炉初始排烟浓度，有利于设计锅炉的节能与环保。

3、热力系统（1）烟气流程：按炉膛（含三级过热器）、第二烟气通道（含四级过热器）、第三烟气通道（含一、一二级过热器）和尾部对流受热面（包括省煤器和烟气冷却器）。

空气预热器不在烟气通道内，它是由热水和空气换热。

（2）各受热面间的吸热量分配和布置受热面面积。

根据高温高压蒸汽锅炉加热、蒸发、过热的热量分配比例、特点和方便过热蒸汽温度调节的要求合理布置各受热面。

六、锅炉汽水系统锅炉正常运行时，不但要保证蒸发受热面水循环可靠，而且还必须保证给水及省煤器不发生水击，过热蒸汽不发生偏流等，本锅炉的汽水系统针对上述问题进行了合理设计。

1、给水流程：锅炉给水分高压给水和低压给水，高压给水经给水调节阀后分为两路，一路直接进入省煤器，另一路经由高压空气预热器、高压烟气冷却器后进入省煤器，最后从省煤器进入锅筒。

低压给水从除氧器经过两台低压循环水泵进入低压空气预热器、低压烟气预热器后再回到除氧器。

2、蒸汽流程：蒸汽由锅筒引出后依次经过：一级过热器、一级减温器、二级过热器、二级减温器、三级过热器、三级减温器、四级过热器，最后由主蒸汽管进入汽轮机。

3、为了保证锅炉运行，锅炉汽水系统还布置了有排污、疏水、加药、取样等系统。

详见W1305100-3-0汽水系统图。

1、锅筒：锅筒内径为1600 mm，壁厚为100mm，筒体全长12120mm，筒身由P355GH钢板卷焊而成，封头是用同种钢板冲压而成。

锅筒内部装置由孔板分离装置、钢丝网分离器，连续排污管等组成。

由孔板分离装置出来的蒸汽经过钢丝网分离器后，由蒸汽引出管进入过热器系统。

在集中下降管进口处布置了十字挡板，改善下降管带汽及抽孔现象。

锅筒上除布置必需的管座外，还布置了再循环管座，备用管座。

为防止低温的给水与温度较高的锅筒壁直接接触，在管子与锅筒筒壁的连接处接有套管接头，给水进入锅筒之后，进入给水分配管，使给水沿锅筒纵向均匀分布。

锅筒内正常水位在锅筒中心线处，最高、最低安全水位即正常水位为上下各50mm。

锅筒装有两只就地水位表，此外还装有三只电接点水位表、三只平衡容器，可把锅筒水位显示在操纵盘上并具有报警的功能。

为提高蒸汽的品质，降低炉水的含盐浓度，锅筒上装有连续排污管连续排污率为1％。

锅筒支撑在两根集中下降管上，另外与水冷集箱和过热器系统的连接管起到稳固作用，锅筒可沿轴向自由胀缩。

2、水冷系统水冷系统受热面由炉排水冷壁、侧水冷壁、前水冷壁、后一、后二、后三水冷壁、后三中间水冷壁以及炉顶水冷壁组成。

炉膛横截面为9120 X 5760mm2,炉顶标高为21500mm。

炉排水冷壁由φ38X6的管子和6 X 22mm扁钢焊制而成，扁钢上钻有不同间距的φ4.5的小孔，作为一次风的通风孔。

侧水冷壁由φ57X7的管子和6 X 23mm扁钢焊制而成。

前水冷壁、后一、后二、及炉顶水冷壁由φ57X5的管子和6 X 23mm扁钢焊制而成。

后三及后三中间水冷壁由φ38X4和6X42mm扁钢焊制而成。

整个水冷壁受热面形成三个烟气通道，分别为炉膛、烟气通道二和三。

汽水引出管由φ168 X 10及φ133 X 10钢管组成，2根φ406 X 28大直径下降管由锅筒引出后布置在炉侧，再由φ133管子引入两侧下集箱。

在两集中下降管上分别装有加酸、加碱、取样装置。

集中下降管由底部装置支撑在基础上，在其上方与侧墙下集连接，起加固作用。

水冷壁两侧下集箱由φ273 X 50的管子制成，通过其下方的支座支撑在底部支撑装置上。

两集箱之间有连接管，作为前后水冷壁的下集箱和连通集箱，这些集箱有一个膨胀中心，向四个方向膨胀，因此，侧下集箱的支座与底部支撑装置之间是可相对移动的。

水冷壁及其与之相连的其他部件、附件的重量全部通过侧下集箱传至底部支撑装置上。

水冷壁上设置测量孔、检修孔、观察孔等。

水冷壁上的最低点设置放水排污阀。

膜式水冷壁外侧设置数层刚性梁，保证了整个炉膛有足够的刚性。

3、燃烧系统燃烧系统由燃烧室、炉排、风室组成。

炉排水冷壁上开有很多φ4.5的小孔，作为一次风的通风口，炉排下部是风室。

燃烧室的截面、炉排的面积大小、炉膛高度能保证燃料充分的燃烧。

燃料由炉前6个螺旋绞笼给料装置送入燃烧室。

给料管尺寸、位置满足锅炉在不同工况运行时的要求。

炉膛进料口处设有送料风，取自空气预热器后的热风，用来把燃料送入炉排后部。

经预热的一次风由风室经炉排水冷壁上的小孔送入燃烧室，一二次风在燃烧室的前后墙送入。

一、二次风风量各占总空气最的50%，调节一、二次风量、给料量，可以使锅炉负荷在40%～100%之间调节。

燃烧后的灰渣由炉前的排渣口排出炉外。

在排渣口下方设有捞渣机，能使灰渣安全有效的排出炉外。

在二、三烟气通道下方设有一个落灰口，从过热器落入的灰渣可坠落后进入下方的捞渣机，排出炉外。

4.过热器本锅炉过热器分四级，饱和蒸汽由锅筒上的饱和蒸汽连接管引入饱和蒸汽汇集集箱，沿连接管进入一级过热器，一级过热器逆流顺列布置，从一级过热器出来后经过一级减温器减温后进入二级过热器，然后再经过二级减温器、三级过热器、三级减温器、四级过热器后进入主蒸汽管。

一、二级过热器管系均由φ38 X 4. 5的管子组成，顺列布置，位于第三烟一、二级过热器管系均由φ38X4.的怜子组成，顺列布置，位于第三烟气通道。

三、四级过热器均由φ33.7 X 5. h的管子组成，顺列混流布置，分别位于炉膛出口和第二烟气通道。

过热器系统采用喷水减温，这样既可保证汽轮机获得合乎要求的过热蒸汽，又能保证过热器管不致于因工作条件恶化而烧坏，使过热器的辐射吸热份额增加，可使锅炉在100-70%负荷范围内汽温特性不随负荷变化，喷水调节量大大减少。