70MW循环流化床热水锅炉设计说明书

70MW循环流化床热水锅炉设计说明书1. 前言本锅炉的设计采用了哈尔滨工业大学循环流化床锅炉技术。

本锅炉采用了循环流化床燃烧方式，在燃用含硫较高的煤种时，通过向炉的生成和排放；采用低温、分级供风的燃烧能够内添加石灰石，可显著降低SO2的生成，因此它更能适应日益严格的环保要求。

显著抑制NOx锅炉灰渣活性好，具有较高的综合利用价值。

2. 锅炉基本设计条件2.1锅炉型式锅炉型式：单汽包强制循环、高温绝热旋风分离器形式的循环流化床锅炉。

2.2锅炉主要参数及性能指标(燃用设计煤种)2.3燃料煤的入炉粒度要求：粒度范围0～10mm，50%切割粒径d=1.5mm。

设计煤质50分析如下：3. 锅炉总体布置3.1整体概述本锅炉采用单汽包强制循环、平衡通风、绝热旋风分离器的结构。

锅炉采用支吊结合的固定方式，锅炉运转层标高为7000mm。

锅炉采用位于炉膛前墙水冷壁下部的三点给煤，采用位于炉膛底部布风板上的两点排渣。

锅炉采用两级配风，一次风从炉膛底部布风板进入炉膛，二次风从炉膛前后墙进入炉膛。

旋风分离器位于炉膛出口和尾部竖井烟道之间，旋风分离器下的返料器将分离下来的物料送回炉膛。

省煤器和空气预热器依次布置在尾部竖井烟道之中。

3.2锅炉的水系统锅炉给水首先进入一个分配集箱，从分配集箱通过连接管进入前后墙及两侧墙水冷壁下集箱，通过炉膛四周膜式水冷壁上行，进入两侧墙上集箱和前后墙水冷壁上集箱，通过连接管进入汽包，从汽包的两侧通过连接管进入下级省煤器进口集箱，经过水平布置的顺列、三管圈省煤器，进入下级省煤器的出口集箱，然后进入中级省煤器，流经水平布置顺列、三管圈省煤器，进入上级省煤器的进口集箱，由进口集箱进入上级省煤器，流经水平布置、顺列、三管圈省煤器，进入上级省煤器的出口集箱，然后，从上级省煤器的出口集箱通过吊挂管连接到出口集箱，引出合格的热水。

水在炉膛膜式水冷壁及省煤器内，都是上升流动。

在启动阶段，省煤器再循环系统可以将炉水从汽包直接引至省煤器进口集箱，从而保护省煤器。

3.3锅炉烟风系统锅炉采用平衡通风，炉膛出口处烟气压力为-100Pa，通过引风机挡板的开度进行调节。

空气采用两级送风，一次风由一次风机提供，由布风板下的一次风箱进入炉膛。

二次风由二次风机提供，由炉膛下部的二次风喷口进入炉膛。

燃煤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竖井内的对流受热面，然后经过除尘系统、引风机，进入烟囱，排向大气。

3.4锅炉基本尺寸锅筒中心标高30900 mm锅炉运转层标高7000 mm锅炉左、右柱中心宽度8960 mm锅炉前、后柱中心深度14134 mm炉膛布风板尺寸6860×1600 mm2炉膛上部尺寸6860×3632 mm2尾部省煤器下降烟道6280×2800 mm2尾部空器预热器下降烟道6280×2800 mm24. 锅炉主要系统的设计和参数选取4.1燃烧过程组织本锅炉采用循环流化床燃烧方式。

炉膛内的燃煤和空气在流态化状态下掺混燃烧，并与炉膛水冷壁受热面进行热交换，离开炉膛并夹带大量物料颗粒的烟气经过高温旋风分离器之后，绝大部分固体物料被旋风分离器分离下来，经返料器返回炉膛，烟气则进入尾部的烟道。

循环流化床燃烧系统由炉膛，旋风分离器和返料器等核心部分组成。

4.2锅炉炉膛炉膛上部横断面为6860×3632 mm2，工作温度900℃左右，烟气表观速度为4.85m/s。

炉膛下部的前后墙向中间收缩，形成上大下小的结构。

炉膛下部的后墙水冷壁弯制成水冷布风板，布风板成水平布置，水冷布风板的尺寸为6723×1600 mm2，其上布置417只风帽，风帽采用耐磨高温合金精密铸造，风帽的横向和纵向节距皆为160mm。

在炉膛下部的两侧墙分别设有炉门，供清理维修用。

4.3气固分离器与返料本锅炉采用旋风分离器作为烟气与物料的分离器，它具有分离效率高和强化燃烧的优点。

旋风分离器将被烟气夹带离开炉膛的固体物料分离下来，固体物料通过返料器返回炉膛，烟气则流向尾部对流受热面。

整个物料分离和返料回路的工作温度为900℃左右。

旋风分离器的筒体内壁面及入口通道内壁面均敷设高温耐磨材料，壁面必须光滑，保证旋风分离器既有较高的分离性能，又有较长的使用寿命。

4.4锅炉配风本锅炉燃烧系统采用两级配风，一次风经空气预热器升温至160℃，进入水冷风室，经过布风板上的风帽进入炉膛的燃烧室。

二次风经空气预热器也升温至160℃，进入二次风箱。

从二次风风箱引出24个支管，二次风经过这些支管进入炉膛。

一、二次风风量比为0.55:0.45，布风板下的一次风室风压大约为8000-10000Pa，二次风风箱内的风压大约为4000-6000Pa。

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。

从一次风风道引出六支风管，接到炉前三个进煤管的特定部位，在进煤口的下部形成气垫使煤能够顺利的进入炉膛。

风量占锅炉运行风量的4.7%。

返料器用的流化风由罗茨风机提供，总风量为600Nm3/h，风机压头30kPa。

4.5锅炉排渣煤燃烧后的灰渣以底渣的形式从炉膛底部排出，飞灰从尾部排出。

煤的种类、粒度、成灰特性等会影响底渣和飞灰所占的份额。

就本设计煤种和要求粒度而言，按底渣占总灰量的55%及粒度0.1～10mm、飞灰占总灰量的45%及粒度0～0.1mm来设计。

底渣从布风板上的三个放渣管排出炉膛，其中两个排渣口与滚筒冷渣器相连，另一个排渣口作为事故排渣。

出渣量以维持合适的料层压差为准。

通常运行时的料层差压(一次风室静压和密相区出口间的压差)为9000Pa。

4.6锅炉的点火启动锅炉设置两台床下风道点火燃烧器，点火燃烧器由点火油枪、高能点火器及火焰检测装置组成。

点火油枪为机械雾化，燃料为0#轻柴油，油枪的出力为500kg/h，油压2.8Mpa，油枪所需助燃风为一次风。

床下风道点火燃烧器布置在炉膛水冷风室侧墙的一次风道内，同时高能点火器及火焰检测装置也布置在一次风道内，以保证锅炉的安全启动。

空气和油燃烧后形成800℃左右的热烟气，从炉底均匀送入，其热量损失小，能将床温均匀加热到650℃以上，在一次风道靠近油枪处布置有防爆门。

为便于了解油枪的点火情况，风室的另一侧设有观火孔。

锅炉冷态启动顺序如下：首先在流化床内加装启动床料，并且使床料保持在充分流化状态，启动高能点火器，点燃油枪，在点火风道中将空气加热至800℃，热风通过水冷布风板进入流化床，加热启动床料，床料在流化状态下将温度升至650℃，维持稳定后开始投煤。

可先断续少量给煤，当床料温度达到900℃左右时，维持床温不变，不断加大给煤量，调节风煤比，使锅炉的负荷达到额定值，这样完成锅炉的启动。

如果设计煤种为无烟煤，建议用烟煤进行锅炉的点火启动。

4.7锅炉给煤一定粒度的燃煤经给煤机进入布置在前墙的三个Φ426的给煤管，借助自身重力和引入的播煤风，在布风板上方1500mm处进入炉膛。

为防止给煤管内堵煤，在给煤管的转弯处和给煤管下部出口处均引入播煤风。

由于给煤管内为正压，给煤机必须有很好的密封性。

4.8过程监控本锅炉燃烧系统调控的基本原则是：按负荷要求调整给煤量；调煤的原则是加煤前先加风，减煤后再减风。

按负荷、煤和氧量调一、二次风总风量；一次风保证物料流化和维持一定的物料循环量。

通过调整一、二次风比例控制炉膛温度。

调整引风机开度控制炉膛出口的负压值。

除常规煤粉锅炉的自动和联锁保护装置外，根据循环流化床锅炉的特点，增加以下要求：(1)料层压差—将布风板下一次风室压力和密相区顶部压力接入压差计，作为燃烧控制和排渣的一项参数。

(2)悬浮段压差—将密相区顶部压力和炉膛出口烟压接入压差计，作为锅炉循环物料量监控的一项参数。

(3)密相区内安装带有防磨套管的热电偶来监视料层温度，热电偶露出炉墙的长度为150—200mm。

4.9锅炉的防磨循环流化床锅炉燃烧系统的循环回路内由于灰浓度较高，受热面的防磨要慎重处理。

为了保证锅炉长期工作可靠，本设计中特别考虑了防磨问题。

在一些极易发生磨损的部位采用带销钉的耐磨可塑料。

一般部位采用加防磨罩的防磨措施；局部的特殊部位采用了金属喷涂。

4.10炉墙、护板和密封本锅炉炉膛部分采用敷管炉墙，并配有外护板。

旋风分离器和尾部烟道、料腿、返料器采用砖砌炉墙，内墙是耐火砖，外墙是保温砖，必须采用外护板结构，且要进行满焊。

如需要采用耐火浇注料和保温混凝土，必须将不锈钢Y 型钉焊在外护板上，以防止浇注料的脱落。

炉顶水冷管的穿墙部位，省煤器的穿墙部位，旋风分离器和炉膛、返料器、分离器出口水平烟道的接口部位，炉膛与返料器连接部位都采用特殊的密封和膨胀结构，使整台锅炉具有较好的密封性。

5. 锅炉的受热面布置5.1炉膛水冷壁炉膛水冷壁采用膜式壁结构，水冷壁管的规格为Φ51×5，节距为80mm，悬吊于钢架的顶部横梁上，整体向下膨胀。

炉膛上部尺寸为6860×3632mm2，炉膛下部的前后墙向中间收缩，在炉膛底部达到6860×1600mm2，水冷布风板的管规格是Φ51×4，形成水冷风室，管节距为160mm，在水冷管上焊有销钉，用以固定防磨耐火浇注料。

为防止水冷壁磨损，燃烧室密相区四周水冷壁敷设防火耐磨浇注料，炉膛烟气出口附近的后墙水冷壁和侧墙水冷壁亦敷设防火耐磨浇注料。

布风板下一次风室为适应床下点火的需要，采用了水冷风室，内侧均敷以耐火浇注料。

水冷壁四周外侧在不同高度装设刚性梁，以增加水冷壁刚度。

为监视炉膛运行工况，沿高度方向分几层布置了温度和压力测点。

如一次风室的温度和压力测点；布风板上的温度测点；密相区顶部的温度和压力测点；炉膛上部的烟温和压力测点等；同时在指定位置设有看火孔、检查门等(应特别关注测点处水冷壁的防磨)。

5.2省煤器在尾部竖井烟道中依次布置了上级省煤器、中级省煤器、下级省煤器共三级省煤器。

顺列布置，采用三管圈省煤器。

省煤器管子之间用管夹进行固定，省煤器采用耐热钢管夹吊挂。

管子规格为Φ42×3mm，每级省煤器的前两排管、弯头和穿墙部位必须采取防磨措施，如加装防磨盖板。

吊管管的迎风面加装防磨盖板。

5.3空气预热器空气预热器采用卧式结构，分为三级，烟气走管外，空气在管内流动。

一、二次风的冷风风道分别从烟道后墙方向引入，热风风道从烟道前墙方向引出。

空气预热器的各段管箱的管子规格均为：各级前两排采用Φ40×3mm，其余采用Φ40×1.5mm。

为了防止腐蚀，最下级空预器采用考登钢。

为防止管子磨损，管板上装有防磨套管。

5.4锅炉的吹灰锅炉尾部对流受热面需装设吹灰器，在省煤器处安装有固定式脉冲吹灰器。

6. 停电保护考虑突然停电导致炉膛水冷壁管内水汽化，使得锅炉整体晃动，影响锅炉安全运行，本循环流化床热水锅炉在回水分配集箱与锅筒之间设有4根循环管，其中2根是电磁阀自动控制的，正常运行情况下，电磁阀关闭，当突然停电时，电磁阀自动打开，从锅筒引水进入回水分配集箱，给炉膛四周水冷壁供水，形成自然循环；另外两根采用手动阀门，一旦电磁阀不能正常工作，司炉可以手动打开阀门，给水冷壁供水。