3余热锅炉0819分解

1、济南市第二生活垃圾综合处理厂(焚烧发电厂)BOT招标投标文件第二卷第五章工艺与装备5.3余热锅炉5.3.1 概述垃圾焚烧产生的烟气经余热锅炉热交换后排出。排烟温度为180190C。来自化水间的除盐水经除氧器除氧并加热到130c后，通过给水泵加压，供锅炉给水和减温水。饱和蒸汽通过过热器和二级喷水减温器后得到压力为 4.0MPa温度为400c 过热蒸汽。4台余热锅炉产生的蒸汽汇集在一条过热蒸汽集箱中供 2台汽轮发 电机发电。锅炉加药水是用除盐水和药剂(磷酸三钠)配制，具装置为台架式，加药 设定值通过加药泵来控制。为保证蒸汽品质，锅炉设有连续排污和定期排污管。5.3.2 余热锅炉参数确定(1)余热锅

2、炉台数选择本项目采用四台日处理500t的机械炉排炉，按照一台焚烧炉配一台余热锅 炉的原则配置四台余热锅炉。(2)余热锅炉主蒸汽参数的选择招标文件明确规定余热锅炉采用中温中压参数 (4.0MPa, 400c)。(3)余热锅炉效率确定和形式的选择1)余热锅炉效率的确定根据目前国内垃圾焚烧厂实际运行经验，垃圾焚烧余热锅炉的效率一般为 78%83%,而几乎所有厂家设计生产的垃圾焚烧余热锅炉效率基本不超过83%,因此，我们以各厂家能达到的锅炉效率的最高值 83%来设计本项目的余热锅炉。2)余热锅炉形式的选择垃圾焚烧厂的余热锅炉有两种布置形式：立式和卧式。但也存在较多立式锅炉与卧式锅炉相比在造价和占地等方

3、面具有较大优势，上海环境集团和山东三融集团联合体II -5-47济南市第二生活垃圾综合处理厂（焚烧发电厂）BOT招标投标文件第二卷第五章工艺与装备问题，如：受热面管束为水平布置，易于造成飞灰靠重力沉积在管束上；清灰较难，采用一般消灰装置易造成消灰不彻底和损伤管束；受热面检修维护吊装不方便；弯管处易磨损减薄，易爆管；保证年8000小时稳定运行的可靠性逊于卧式锅炉综合考虑余热锅炉运行的可靠性、检修维护的方便性以及厂房的高度等因 素，确定本项目采用卧式余热锅炉。5.3.3 .余热锅炉结构与流程考虑到垃圾焚烧余热的高可利用率以及锅炉运行的可靠性，在本项目中我 们选择了 4.0MPa（G）, 400c的

4、卧式锅炉。垂直式的过热器在构造上不仅容易完 全地消除附着在管子表面的灰垢，而且相对立式锅炉具腐蚀及磨损较少，因此 具有较长的使用寿命。带有过热器的锅炉可以有效地使余热得到利用。该锅炉为自然循环式锅炉，在燃烧室后部有三组垂直的膜式水冷壁组成的 烟气通道及带有过热器、蒸发器和省煤器的第四水平通道。锅炉配有必要的平台可达所有的检查孔和观察口。为了便于检查，锅炉设 置了必要的人孔及检修门。受热面管束的表面采用了有效的机械振打消灰装置。 锅炉自身通过自立式，可以进行任何方向的膨胀。通过走廊或阶梯可以容易地 到达所有人孔及检修门以便进入所有的主要设备。余热锅炉采用三个垂直通道加一个水平通道的结构布置方式，

5、第一、第二 和第三通道均为空腔冷却通道，在随后的水平通道内布置了蒸发器、过热器和 省煤器。1）锅炉烟气侧流程烟气流依次通过下列的锅炉受热面：炉膛（耐火材料+部分膜式壁）第一通道辐射区（膜式壁）上海环境集团和山东三融集团联合体II -5-48济南市第二生活垃圾综合处理厂（焚烧发电厂）BOT招标投标文件第二卷第五章工艺与装备第二通道（膜式壁）第三通道（膜式壁）第四通道（水平通道）对流区包括：蒸发器过热器省煤器垃圾的可燃成分在炉膛的燃烧室内与二次风进行充分的混合，随后通道为气密性的膜式壁结构，具表面覆盖有防腐蚀耐磨损的SiC耐火浇注层，从炉膛出来的垃圾中残留的可燃成分可实现完全的燃烧。炉膛后面为三个

6、垂直烟道，在这里热量主要通过辐射方式传送。这些通道四周由气密性的膜式壁构成，均 为蒸发受热面。在锅炉的第四通道，设置了蒸发器管束，过热器管束以及省煤器管束。过热器前布置的蒸发器可使烟气温度降至650c以下，减少了高温烟气对过热器的高温腐蚀。过热器以及省煤器的管束均采用了高效的机械式振打 灰清装置进行清扫。2）锅炉汽水侧流程经过给水调节阀后，锅炉的给水/蒸汽将通过以下锅炉受热面：省煤器汽包蒸发受热面过热器省煤器设计为连续回路的光管式结构，锅炉的给水以烟气的逆流方向流经 省煤器，给水从省煤器集箱的出口经连接管流入锅炉汽包。省煤器的集箱均可 进行排气。锅炉蒸发系统的水来自于下降管，炉水从下降管通过连

7、接管道进入蒸发系 统。蒸发系统包括炉膛的上部水冷壁、前三个垂直通道的水冷壁、蒸发器和水上海环境集团和山东三融集团联合体II -5-49济南市第二生活垃圾综合处理厂（焚烧发电厂）BOT招标投标文件第二卷第五章工艺与装备平通道的水冷壁，连接管将生成的汽水混合物从蒸发系统的出口导入汽包。整 个蒸发系统（包括下降管，连接管及上升管）即使在低负荷和超负荷运行时也 能保证水循环的安全。汽水混合物在汽包内通过分离后，饱和蒸汽从汽包顶部连接管进入过热器， 最终被加热为过热蒸汽后进入主蒸汽管道。锅炉装有各种监测、控制装置，如各种水位表、平衡容器、紧急放水管、 加药管、连续排污管等。在汽包和过热器出口集箱上各设有

8、一台弹簧式安全阀。 过热蒸汽各段测点上均设有热电偶插座。在锅炉各高点和最低点均设有放空阀 和排污疏水阀。为了监测给水、炉水、蒸汽品质，装设了给水、炉水、饱和蒸汽和过热蒸 汽取样器。3）带有减温器的过热器离开炉膛燃烧室的烟气流经 3个垂直通道，过热器安装在第 4通道。每级 过热器根据各段的壁温选择合适的材质， 高温段的过热器管子采用耐热不锈钢。减温器装置是为保证过热器蒸汽温度的稳定而设置的，在过热器之间安装 有两级喷水减温器。喷水减温器由一个内管及外壳构成，采用焊接结构，包括 焊接的头部和喷嘴。4）蒸发器除燃烧室以及其后的烟气通道膜式壁外，在水平通道中，过热器前安装了 一组只有较少的受热面的蒸发

9、器管束，以确保在所有运行工况下进入的烟气温 度减至650c以下。较低的烟气温度以及在过热器前设置小面积蒸发管束的目 的是为防止烟气的高温腐蚀。5）省煤器省煤器设置在锅炉尾部，由 4组光管管束组成，其功能是用于余热锅炉的 给水。上海环境集团和山东三融集团联合体II -5-50济南市第二生活垃圾综合处理厂（焚烧发电厂）BOT招标投标文件第二卷第五章工艺与装备5.3.4 余热锅炉清灰方式论证为有效地清除锅炉受热面积灰，保证受热面清洁，选择合适的清灰装置是 十分重要的。目前，常用的锅炉受热面清灰方式主要有蒸汽吹灰器、声波涛灰 器及机械振打等方式。表5.3-1为锅炉受热面常用清灰方式的比较。表5.3-1

10、锅炉常用清灰方式的比较:清灰方式 烝汽吹灰方式声波清灰方式机械振打方式清灰原理利用高压蒸汽的射流冲 击力清除结焦积灰利用声波的能量与 灰粒产生共振使灰 粒松动而落卜利用迅速地推下重锤而捶 打锅炉管束，使受热面产生 振动进行清灰:投资大大小设备系统复杂简单简单运行部件有无有能耗种类蒸汽蒸汽、空气、电压缩空气清灰效果用于立式锅炉效果较好差应用于受热面为悬吊结构 的卧式锅炉清灰效果好可靠性差较好好运行费用高较低低维护工作量大小小维护费用高低低对于垃圾焚烧余热锅炉，在选择受热面消灰方式时，应着重考虑以下因素：烟气成分复杂，酸性气体含量高、腐蚀性较强；烟气中的灰尘黏附性强。因此，对于垃圾焚烧余热锅炉，必

11、须选择具有强力消灰效果清灰方式。声 波消灰器由于其消灰效果较差而予以排除。目前在电站锅炉应用较广泛的蒸汽吹灰方式， 虽然消灰效果较好，但仍具有 一定的局限性，具体表现在：由于采用蒸汽吹灰，增加了烟气含水量，易对受热面造成腐蚀。特别 是对于垃圾焚烧余热锅炉，由于烟气中的酸性气体含量较高，蒸汽吹 灰器的这一局限性尤为突出；消耗过热蒸汽，降低了全厂热效率，经济性差；上海环境集团和山东三融集团联合体II -5-51济南市第二生活垃圾综合处理厂（焚烧发电厂）BOT招标投标文件第二卷第五章工艺与装备装置本体体积较大，安装占用空间大；由于蒸汽与管壁温度相差较大，会使管壁长期受到较大热应力，加之汽 流冲击力会

12、使管壁减薄，易造成锅炉爆管事故；由于结构和工作介质的特点，加上高温环境影响，吹灰器枪管常常发生卡涩、失灵、漏汽等现象，设备故障率很高，维护工作量很大。鉴于以上原因，以及我们在垃圾焚烧余热锅炉上长期的使用经验，本项目拟选用重锤式机械振打消灰器。重锤式机械振打消灰器以压缩空气为动力，迅速地推下重锤而捶打锅炉管 束，利用此冲撞力进行清灰。本方式具有投资小、设备简单、运行可靠、维护 量低等优点。缺点是需要消耗一定量的压缩空气，对受热面结构及焊接质量要 求较高。为加强消灰效果，减轻对受热面造成的捶打损伤，本项目锅炉受热面采用 悬吊式结构，捶击时易于产生振动，增强消灰效果。运行时可通过定时器根据时间表顺次

13、控制多台消灰器自动运行本项目采用的重锤式机械振打消灰器构成如图5.3-1所示悬吊结构过热器集管过热器管图5.3.-1机械振打消灰器（参考图）上海环境集团和山东三融集团联合体II -5-52济南市第二生活垃圾综合处理厂(焚烧发电厂)BOT招标投标文件第二卷第五章工艺与装备5.3.5 余热锅炉组成余热锅炉由下列部件组成：汽包、集箱、蒸发器及水冷壁受热面过热器及减温器省煤器锅炉内部连接管道安全阀、水位计等安全附件锅炉振打清灰装置汽水取样装置锅炉外壳及人孔、检测孔钢架、平台、走道及扶梯安装和维修所需的专用工具维持二年正常运行所需的备件(1)过热器每台锅炉至少设多级过热器，过热器入口烟气最高温度不高于6

14、50 C ,过热器将蒸汽温度加热到400 C。每两级过热器间设置一个喷水减温器，通过向减温器喷射锅炉给水控制过热 蒸汽的温度。每个减温器能处理110%MCR的蒸汽流量。过热器管束间保留充分的空间以方便巡检人员进出。过热器的布置便于使用清灰装置清除受热面的积灰。(2)蒸发器蒸发器是顺列配置，所有蒸发管采用无缝管。蒸发器段的布置能够使用清灰装置清除受热面的积灰。管材符合ASME锅炉和压力容器规范或相关规范的规定。上海环境集团和山东三融集团联合体II -5-53济南市第二生活垃圾综合处理厂(焚烧发电厂)BOT招标投标文件第二卷第五章工艺与装备蒸发器管束设计成可100%排空，与集箱的连接是100%全强

15、度焊接。(3)汽包和水冷壁汽包是把汽水引出管进入的汽水混合物和从溢流管进入的湿蒸气完全分离 为饱和水和干饱和蒸气，使锅炉水的循环保持在稳定和良好状态。汽包采用SB480的全焊接筒，配置降水管、溢流管、给水管、饱和蒸气管、 连排管、安全阀、水位计和其它仪表座等。汽水分离采用构造简单的遮护板式， 减少蒸气中的水分，防止在过热器及汽轮机结垢溢流笆汽水空置蒸汽t蒸汽内管溢流管汽水混合体一M面上部集集玲金玉汽水分离1-2/,电""蒸汽3 汽水混合体 一三,-F -侧面上部集合管、汽水分离板TNo. 1降水管图5.3.-2汽包内部构造图汽包下降管的直径足够大，布置在烟气通道外，以避免受

16、额外加热引起循环 的扰动。锅炉汽包依据 ASME锅炉和压力容器规范或相关规范进行设计，还采 取必要的内部措施使得过热蒸汽中二氧化硅含量不超过0.02mg/kg。上海环境集团和山东三融集团联合体II -5-54济南市第二生活垃圾综合处理厂（焚烧发电厂）BOT招标投标文件第二卷第五章工艺与装备第一至第三辐射烟道由膜式水冷壁组成，第一辐射烟道下部构成为二次燃烧 室的一部分，把从主燃烧室流入的未燃气体在二次燃烧室和烟气混合用二次风充 分混合，进行完全燃烧。为了维持烟气温度在 850c以上停留2秒，在该水冷壁 面的相当范围敷设耐火材料。水冷壁:图5.3-3水冷壁构造图上海环境集团和山东三融集团联合体II

17、 -5-55济南市第二生活垃圾综合处理厂（焚烧发电厂）BOT招标投标文件第二卷第五章工艺与装备图5.3.4-表示本项目角管式锅炉和一般的自然循环型锅炉的水循环的比较。一般的自然循环型锅炉（上图）的汽水混合物都通过汽包循环，角管式锅炉因为在 上部集合管内也进行汽水分离，在再循环管中也进行循环，因此在减轻汽包汽水 分离负担的同时，可增加循环水量及循环力。这是本项目采用的角管式锅炉循环 系统的显著特点。锅筒般的水管斜炉空理旦第炉高温传热面【儡用传热而图5.3-4本项目锅炉和一般锅炉的比较上海环境集团和山东三融集团联合体II -5-56济南市第二生活垃圾综合处理厂(焚烧发电厂)BOT招标投标文件第二卷

18、第五章工艺与装备(4)省煤器省煤器设计为光管式，任何负荷下省煤器内都不能产生蒸汽。省煤器入口处的给水温度为130c o省煤器管束顺列安装，管束间的空间足够大以方便维修和检查。省煤器出口烟气温度运行8000小时后，不大于200 C。省煤器易于清灰装置的操作。省煤器设置足够的排污、排气接口。省煤器考虑断水保护措施。配备必要的仪表，用于测量锅炉给水的流量、温度和压力。省煤器管束都是无缝结构，可以进行部分或全部组件更换。(5)观察孔、清扫口和维修门每台锅炉都配备足够的观察孔、清扫口和维修门。观察孔的玻璃材料为阻火耐热材料，观察孔的净宽度 >150mm(6)取样设备每台锅炉设置给水、炉水、饱和蒸汽和过热蒸汽的取样点，样品减压和冷却(7)受热面清洁装置清洁装置能够自动操作，且不会增加受热面的磨损，并能在中央控制室监视< 锅炉对流受热面采用机械振打消灰装置。(8)灰斗受热面下部布置灰斗，灰斗设置耐火衬层。灰斗装配检修孔。灰斗壁设计为不易积灰的形状。(9)阀门和管道锅炉上设置必要的隔离、排气和排水阀门。锅炉疏水口、排气口