锅炉设计说明书.doc

福建莆田燃气电厂配套余热锅炉岛采购项目 余热锅炉投标文件技术规范书附件二目录1.简介2.图纸2.1.工艺流程图2.2.布置图3.余热锅炉的描述3.1.自然循环3.2.换热器3.2.a.换热器悬挂系统3.2.b.防震板3.3.汽包3.4. 炉墙3.5.烟道3.5.a.进口烟道3.5.b.出口烟道3.6.锅炉烟囱3.7.管道系统3.7.a.内部管道3.7.b.排污和排气3.7.c.外部管道3.8. 保温3.8.a. 烟囱（外部保温）3.8.b. 烟道和炉墙（内部保温）3.8.c. 管道和压力容器3.9.钢结构和平台3.10.安装 3.11.噪音管理3.12.油漆3.12.a.系统 A : 3.12.b.系统 B : 3.12.c.系统 C : 3.12.d.应用 ：4.辅助设备4.1.给水泵 4.1.a. 低压锅炉给水泵包括：4.1.b. 中压锅炉给水泵包括：4.1.c.高压锅炉给水泵包括 : 4.2.给水箱 （不适用）4.3. 气候挡板4.4. 阀门、管件和安全阀4.4.a.阀门和管件4.4.b.安全阀 4.5. 补燃燃烧器（不适用）4.6.化学加药系统4.7. 取样系统4.8. 仪表4.8.a. 说明4.8.b. 接线图4.8.c. 变送器4.8.d. 流量测量4.8.e. 汽包水位测量4.8.f. 精度4.9.照明配电柜5. 保证5.1. 性能参数5.2. 噪音水平6. 余热锅炉的运行 6.1. 运行 6.1.a.滑压模式下余热锅炉的运行 6.1.b.启动顺序 6.2.控制系统要求6.2.a.控制回路原则 6.2.b.部件的保护 6.2.c.启动联锁 6.3.启动曲线6.4. 锅炉的保养 6.5.蒸汽品质7.水质要求 1. 简介本联合循环电站由燃气轮发电机等设备组成，每套设备均配有一台余热锅炉，及通过它产生的蒸汽驱动的蒸汽轮机。燃气轮机的燃料为天然气。本说明书主要是介绍联合循环系统中的余热锅炉，即由CMI公司作为技术支持方协同无锡华光锅炉股份有限公司共同设计的，专门为适应此种联合循环发电而开发的余热锅炉。余热锅炉为立式设计，燃机的烟气依次向上通过各个受热面。热交换器由水平布置的鳍片管组成，进口和出口联箱之间有回转弯头。通过蒸发器的水循环是由热虹吸效应保证的自然循环。余热锅炉共分三级压力，即通过三个回路产生满足要求的三个不同的压力与温度下的蒸汽流量。余热锅炉中还装有一个再热器来加热蒸汽轮机高压段出口的蒸汽到所需要的过热温度。锅炉的冷端装设有冷凝水预热器，以便从烟气中回收最大的热量。本锅炉适用于以天然气为设计燃料的燃气轮机排气条件，其主要优点有：1、 采用优化的标准化设计，模块化结构，布置合理，性能先进，高效节能。2、 适应燃机频繁起停要求，调峰能力强，启动快捷。3、 采用自然循环方式，水循环经过程序计算，安全可靠，系统简洁，运行操作方便可靠。4、 采用高效传热元件-开齿/闭齿螺旋鳍片管，解决了小温差、大流量、低阻力传热困难的问题。5、 采用全疏水结构，锅炉疏排水方便、彻底。6、 锅炉采用全悬吊结构，受力均匀，热膨胀自由，密封性能好。7、 采用内保温的冷炉墙形式，散热小、热膨胀量小。8、 锅炉受热面采用错列布置，可以在规定的烟气压降范围内提供最优化的热交换，并提供了有效的清理空间。10、控制各受热面内工质压降，工质沿锅炉宽度方向流速分布均匀。2. 图纸2.1. 工艺流程图 请参照所附的 P & I 图：- 1FR00-X：水和蒸汽系统PID- 1FR00-3: 烟气回路PID2.2. 布置图 请参照所附的总体布置（1FR-0C）3. 余热锅炉的描述3.1. 自然循环 通过蒸发器的水循环是由热虹吸效应保证的自然循环。3.2. 换热器 模块化的热交换器是由平行的管束与管板组成的。这些管束与位于烟道外侧的联箱焊接在一起。鳍片管是将螺旋的锯齿状的钢条焊接在钢管是制成的。钢条的宽度一般为15毫米，这样管道的外径可以达到68毫米。每米长度上鳍片数量根据运行时烟气的状况来计算得出。最主要的标准是燃机所燃用的燃料。鳍片的焊接既要获得最大的受热面积，又要使烟气流动时不受任何限制。每个联箱都设有一个窥视孔以便用内窥镜进行内部检查。窥视孔通常位于管道连结的另一端。当联箱是从两端进管时窥视孔也可装在管道上。热交换器通常分成不同的回路，如高压、中压或低压回路。为了产生蒸汽，这些回路由省煤器、蒸发器和过热器组成。这些热交换器的功能如下：省煤器用来回收蒸发器出口的烟气中所含的剩余热量来加热炉水。蒸发器通过与汽包连接的回路产生蒸汽。过热器将汽包压力的饱和蒸汽加热到所需的蒸汽参数。这些热交换器的布置见 P & I 图。3.2.a. 换热器悬挂系统 每根管子都由管板支承，可自由膨胀。 管板悬挂在锅炉的钢结构上，可自由向下膨胀。 管道和弯头之间的连结采用对接焊接形式。3.2.b. 防震板 根据设计的需要，可将防震板插入热交换器。这些也是钢板制成，与管道平行并固定在热交换器上。板的位置和数量经过计算来防止声波和管道后部的卡门涡流。3.3. 汽包余热锅炉中汽包的作用在于：保证给水和炉水之间良好的混合；构成系统水循环所需要的水储备；允许启动时的水膨胀；保证汽水分离。汽水分离由两级组成，其中后面一级为筛孔分离器。由于汽包位于锅炉炉墙的外侧，所以不受热烟气影响。汽包和换热器由管道焊接连结，可以保证管道的膨胀而不会对汽包产生不适当的应力。为保证汽包水位在启动时处于警戒线以内，有必要在燃机启动之前就将余热锅炉的水位降低到刚刚高于低水位的位置。汽包还装有必要的附件：筛孔蒸汽干燥器；初级汽水分离器；给水分配集箱；带防涡流装置的下降管；蒸汽进口和出口管接头； 水位表、安全阀、连续排污、压力表、化学加药等的管接头； 两个人孔锅筒内部结构示意图如下：3.4. 炉墙所有的换热器、联箱和管板都位于一个由焊接钢板制成的密闭围墙之中，即锅炉的炉墙。（炉墙是内保温的） 此外，炉墙还装有检查孔，以便进入到锅炉内部的模块之间的自由空间进行检查。3.5. 烟道 烟道的进口和出口是为了将燃机的排气传输到锅炉和排放到大气中。 烟道由钢板制成，从而能够承受内部烟气的压力。板材等级根据实际的金属温度来选取。进出口烟道都采用内部保温结构。 像锅炉的炉墙那样，烟道也装有适当的加固件来承受内部烟气的压力。 此外，进口烟道还装有一个检查孔，以便进入进口烟道的底部。出口烟 道也装有一个检查孔，以便进入到烟道消音器/最后一级热换器顶部。3.5.a. 进口烟道燃气轮机出口扩散段和余热锅炉之间的烟道布置根据现场条件进行布置，如总平面图所示。3.5.b. 出口烟道锅炉出口烟道起着排放烟气的功能，锅炉出口断面在烟气流动方向上减小以增加烟气的流动速度(25 m/s)，同时也促进热烟气向烟囱上方的流动。3.6. 锅炉烟囱锅炉烟囱是安装在锅炉钢结构上的。烟囱由以下部件构成：碳钢钢板，承受所有由烟囱重量，风和地震负荷所产生的所有应力。在钢板外，保温层覆盖了烟囱，保温层厚度的设计考虑对烟囱进行维护的操作人员的安全和使烟囱内部钢板温度达到酸露点以上。保温层外设有护板起到保护作用。烟囱的重量、高度、直径和操作平台在总布置图中都有表示。3.7. 管道系统3.7.a. 内部管道内部管道用来将水和蒸汽从一个换热器传输到另一个换热器、汽包、泵或者出口连接管。管道通过适当的吊架悬挂在锅炉钢结构上。3.7.b. 排污和排气余热锅炉配备所有必要的排气和排污装置来保证安全可靠的运行。锅炉，集箱和管道都是100%可排空的。在正常启动和停机过程中要操作的阀门都是电动的。3.7.c. 外部管道外部管道是指连接锅炉给水或蒸汽用户的管道，其供货界限如 PID 所示。根据管道工作的压力范围选择采用焊接连接或者标准的法兰连接。2和更小的管道以直管方式供货。3.8. 保温3.8.a. 烟囱（外部保温） 余热锅炉的烟囱是按传统的外保温结构设计。保温材料为岩棉，外护板由 0.7 mm 厚的波形板板制成。3.8.b 烟道和炉墙（内部保温）HRSG烟道和炉墙将采用冷护板设计，并使用内保温。护板由碳钢钢板制成。内部保温是将硅酸铝纤维棉 (150 kg/m3)做成毯状，通过焊接在炉墙板上的不锈钢锚头来固定，再用不锈钢内衬或用碳钢钢板内衬来保护。厚度可根据需要来进行选择。此外，内部保温可以允许在烟道内对其进行维护和更换。3.8.c 管道和压力容器 管道和压力容器的保温材料是采用带铁丝网的硅酸铝纤维棉垫子，外面包覆一层0.6mm厚的铝板。直径小于2英寸的管子的保温用事先做好的毯状的硅酸铝纤维棉。3.9. 钢结构和平台 锅炉本体、汽包、炉墙、烟囱、管道和所有其他设备都是用根据设备尺寸、现场条件和相关标准和规范而特殊设计的锅炉钢结构来支撑的。汽包四周和人孔的前方设有平台，通过楼梯可由地面到达各层平台。走道设计方便运行和维护诸如阀门、仪表、汽包、检查孔、气候挡板、航空警灯等。3.10. 安装模块化的余热锅炉经过特殊设计的，可以减少换热器上现场焊接的点数，适合现场安装和船运。如果将相邻换热器看成 1, 2 或 3 组, 一个模块就是车间内预制好的这个一组的一部分。根据船运条件的限制，每一组换热器可以由 2 到 3 个模块组成。车间内完成每一个模块后都要进行水压试验，试验完成后，清空模块，在联箱上装上密封帽。安装过程可以简单叙述如下：安装锅炉主要钢结构起吊和先安装带内保温的侧护板起吊和安装构成锅炉最上部热交换器组的模块整体起吊和定位模块安装出口烟道和锅炉烟囱起吊和安装其它护板起吊和安装进口烟道管道安装安装控制设备、变送器等保温模块安装现场图：3.11. 噪音管理在评估噪音衰减的要求时，我们考虑到了所有的音源，从而能在设计中确保特定的噪音要求能得到满足。噪音计算考虑到了炉墙厚度以及通过换热器的声音衰减。在过热器和汽包的安全阀上安装有消音器，在锅炉上部装设有烟道消音器。3.12. 油漆 根据下述原则提供设备：3.12.a. 系统 A :表面准备：喷砂处理。原始层：40 m的环氧富锌漆中间层：260 m的环氧富锌漆或环氧云母漆最后层：50m的聚氨脂润色油漆如在刷漆规格附录里所示，车间里的初步喷漆同最终刷漆是相互匹配 的，其中最后层为现场刷涂。3.12.b. 系统 B : 表面准备：喷砂处理。底层：40 m的环氧富锌漆，在现场安装保温层之前运输和安装过程中提供了防腐蚀保护。车间可焊的初级刷漆系统预留了在现场安装保温层之前运输和安装的腐蚀裕量。3.11.c. 系统 C : 根据供货商的刷漆标准和附录的刷漆规格进行完全刷漆。3.11.d. 应用:系统A：锅炉主结构，平台，扶梯，管道支架，烟道支架，进烟道和护板。系统B：烟囱，烟道，管道和管件等系统C：阀门，泵，仪表4. 辅助设备4.1. 给水泵 每台锅炉高压和中压都设有给水泵，根据TRD401设计选型并配备有最小流量再循环阀。4.1.a 预热器再循环泵和旁路除氧泵包括： 卧式单级泵 泵和电机的共用底座支架 灵活的联轴节，并带有保护装置 电机 就地压力表4.1.b 中压锅炉给水泵包括： 卧式多级环形泵，机械密封和液压平衡叶轮 泵和电机共用的底座支架 灵活的联轴节，并带有保护装置 电机 就地压力表4.1.c 高压锅炉给水泵包括： 卧式多级环形泵，单流量吸入口 带起吊设施的液压平衡盘/平衡反相盘 机械密封 定位润滑油器润滑的滚动轴承 泵和电机共用的底座支架 电机 就地压力表多级给水泵由一个永久Y型网眼过滤器保护。压损通过压差开关报警。4.2. 给水箱（不适用）4.3. 气候挡板在锅炉的顶部，烟囱的下方，有两个水平的翼状挡板。它的作用是： 停运时防止下雨进入锅炉；在锅炉停炉时阻止烟气流动以保持尽可能高的锅炉温度。这个完全由碳钢制成的挡板由电力驱动；带有所有的必要设施防止锅炉运行时关闭；还有带有雨水排放系统。而且，当烟气压力达到大约 100 毫米水柱时，挡板可以自动打开。类型：双翼4.4. 阀门、管件和安全阀4.4.a. 阀门和管件 锅炉的所有的阀门和管件都要求安全可靠的运行，在 P & I D 图中所示也可以从中看出阀门的驱动类型。 所有直径超过 2”的隔离阀通常都是闸阀。 连接： 低于 2 (ND 50) : 插焊 高于 2 (ND 50) : 对焊 仪表和闭路循环冷却回路：丝扣 控制阀：法兰 法兰 : 如果特殊的阀门直接安装在泵上。阀门在锅炉启动和停机时是按照顺序驱动的，开-关驱动带有限位开关和扭矩限制装置，连续可调的驱动有一个附加的位置传感器。4.4.b. 安全阀根据相关的规范确定安全阀的数量、安装位置和排放量。安全阀为弹簧型的，在车间内进行测试和设定。汽包和过热器的蒸汽部分和省煤器的水部分装有安全阀。4.5. 补燃燃烧器（不适用）4.6. 化学加药系统每台机组主厂房设置三套加药装置：给水加氨成套装置（1箱2泵式）1套，给水加联氨成套装置（1箱3泵式）1套，炉水加磷酸盐成套装置（1箱4泵式）1套。加药装置为机、电、控一体化设备，组合在一个底座上，并完整安装。管道和阀门（过流部分）全部采用不锈钢(00Cr19Ni11或304L)。设备底座、操作平台采用碳钢材料。并配有氨和联氨（电磁隔膜计量泵）的输送设备。每台溶液箱的容积按正常运行加药24小时考虑，且不小于1m3。配置加氨、加联氨和加磷酸盐溶液的制备箱各一台，其容积能分别满足四台机组加氨、加联氨和加磷酸盐装置的一天的加药量，且每台的的容积不小于2m3。加氨装置、加联氨装置和加磷酸盐装置采用自动加药方式，能自动进溶液，自动调节加药量。加联氨装置可同时适用于停炉保护加药的要求。电磁阀采用原装进口德国宝德产品。4.7. 取样系统4.7.a. 说明 1主厂房水汽取样分析装置一台机一套，采用高温盘与低温盘分开布置的形式。2 高温盘包括：各高温样点减温减压系统的全部管道、阀门、冷却设备和盘架等。3 低温盘包括：样水恒温装置、全部测量仪表、人工取样设备、管道、阀门等。4 取样系统的全部阀门和管道的材质均为不锈钢00Cr19Ni11或304L。5 取样系统中各带仪表的测点均具有样水超温超压保护装置(超温保护装置采用数字温度表加电磁阀控制方式)，钠表、氧表具有样水断流保护装置。经恒温装置后的样水达到251的恒温要求。而其它样水达到40的要求。6 交换柱采用不锈钢材质（带窥视孔），内装变色阳离子交换树脂。7 取样装置的冷却水采用除盐水，冷却水进口水温高高关闭给水阀LP 汽包水位 高高高 高锅炉跳闸中压汽包 IP 汽包水位 高高关闭给水阀IP 汽包水位 高高高 高锅炉跳闸HP 高压汽包 HP 汽包水位 高高关闭给水阀HP 汽包水位 高高高 高锅炉跳闸蒸汽系统蒸汽温度 高报警蒸汽压力 高报警 余热锅炉IP 和 HP 给水泵故障一种或几种情况的发生会造成锅炉跳闸.HP 汽包水位低低HP 汽包水位高高IP 汽包水位低低IP 汽包水位高高LP 汽包水位低低 LP 汽包水位高高6.2.c. 启动联锁锅炉在水位不能满足启动条件的情况下不能启动(LP 汽包, IP 汽包, HP 汽包)只要有一个给水泵不能运行时锅炉不能启动。6.3. 启动曲线仅仅是作为一个说明，下图记录的是9F机组锅炉的启动曲线。如图中所示，锅炉的启动阶段很短。锅炉的运行灵活性非常特出，这在需要经常启动的电站中是决定性的优势。6.4. 锅炉的保养受压件的内部覆盖着Fe3O4可保护锅炉不受腐蚀，其厚度很薄，要求运行和停炉时保持正确的炉水化学特性才能维护好。保养方法和原则锅炉保存方法的选择取决于锅炉停机时间的长短，任何一种干式保存法而言，炉水在清空以前必须都是无盐的。可采用不同的原则：只关机一夜，可将锅炉维持在蒸汽压力下。长期停机时采用充氮保护。将锅炉充入处理水，覆盖氮气 (水 + 50 ppm NH3 + 50 ppm N2H4 或 水 + 300 ppm