山西化肥厂增建220t h高压蒸汽锅炉及30MW发电机组工程设计总

1、山西化肥厂增建山西化肥厂增建 220t /h 高高压压蒸汽蒸汽锅锅炉及炉及30MW 发电发电机机组组工程工程设计总结设计总结狄炳琪狄炳琪华泰工程公司（化工部第二设计院） 内容摘要内容摘要 文章叙述了 220t/h 高温高压蒸汽锅炉及 30MW 发电机组自备电厂的详细工程设计，着重阐述了主要系统的设计特点、设计思想及设计方案。 关关 键键 词词 煤粉锅炉 汽轮发电机组 系统装置设计一、概述一、概述本文是对由化工部第二设计院（华泰工程公司）承担山西化肥厂增建220t/h 高压蒸汽锅炉及30MW 发电机组装置的工程设计的总结性描述。该项目从 1995 年 5 月开始，至 1996 年 10 月完成详

2、细工程设计。1996 年 1 月至 1998 年 5 月进行土建施工及设备、管道等安装。1998 年 5 月至 10 月进行装置试车及开车。装置的设计范围是：厂区规划；主厂房布置；运输煤系统；锅炉设备及系统；除灰渣系统；汽轮机设备及系统；给排水、循环水、消防系统；电气设备及系统；仪表及控制系统；建筑结构等。山西化肥厂是我国 80 年代引进的第一套以煤为原料的生产硝酸磷肥的装置，年产合成氨30万吨、硝酸磷肥 90 万吨。几年来产量不断提高，其中由西德斯坦寥勒公司设计制造的两台高压蒸汽锅炉不能连续长周期运转是影响化工生产的主要原因之一，合成氨及复肥生产流程长、设备多，一台锅炉停车只能维持部分装置运

3、行，恢复生产需 2-3 天。因此增加一台高压锅炉作为原两台锅炉的补充，对稳定全厂化工生产，提高复肥产量是非常必要和重要的措施；同时配套增加发电机组，年发电8KW.h,既可减少外电网中断供电影响，又可获得发电效益；锅炉燃用粉煤，正好减少了工艺原料煤中粉煤过剩的压力，减少环境污染。二、二、设计设计基基础资础资料料1燃料煤种：山西璐安矿务局王庄贫煤2新增热负荷中压蒸汽： 4.2MPa 415 60t/h 低压蒸汽： 0.8MPa 195 60t/h3. 锅炉给水水质标准硬度 mol/L 铁/L溶解氧7.0 /L 铜/LPH 8.39.3 联氨 1050/L含油 0.3 /L4. 炉水水质标准 氯离子

4、 4 m/L 二氧化硅 2.0 m/L磷酸根 2-10 m/L 含盐量 100 m/L PH （25）三三.工工艺艺描述描述一一一主要设备型号及参数1锅炉制造厂家：四川锅炉厂 型号：CG220/11-M 型式：高压、自然循环汽包锅炉、四角切圆燃烧、全悬吊式全钢炉架、固态排渣、燃用贫煤。 主要参数：额定蒸发量 220t/h额定蒸汽压力 11MPa额定蒸汽温度 540给水温度 215锅炉排烟温度 145锅炉效率 90.89%2汽轮机 制造厂家： 哈尔滨汽轮机厂型 号：型 式： 冲动、双缸、双抽式汽轮机功 率： 25MW（额定）/30MW（最大）主汽门前蒸汽压力：0.49MPa 主汽门前蒸汽温度：

5、535105 进汽量：t/h 排汽压力： 额定/最大供热抽汽参数： 中压抽汽： 60/70t/h （4.2MPa 425） 低压抽汽： 60/70t/h （0.8MPa 251） 额定转速： 3000r/min 旋转方向： 顺时针3发电机 制造厂家： 上海电机厂 型 号： QF-30-2 容 量： 30MW 额定转速： 3000r/min 额定电压： 6300V 额定电流： 3436A 功率因素： 效 率： 97.6% 定子出线： 接4一 原锅炉发电装置概况： 锅炉制造厂家：西德斯坦镠勒公司额定蒸发量： 225t/h额定蒸汽压力：额定蒸汽温度： 535 汽轮机发电装置制造厂家：西德西门子额定发

6、电量： 16MW额定电压： 6300V进汽压力： 100 巴进汽温度： 535耗汽量： 194t/h中压抽汽： 170t/h 38 巴 409 低压抽汽： 13t/h 6 巴 190因增建锅炉蒸汽与原有蒸汽系统并网，故锅炉蒸汽压 力提高至 11MPa。 一一一燃烧制粉系统根据煤种采用技术成熟的钢球磨中间储仓式制粉及热风送粉系统，其优点是煤种适应性强、工作可靠、运行灵活性大、煤粉细度及均匀性好、检修工作量小。缺点系统复杂、初投资高、金属耗量大、噪音大。1一 燃烧制粉系统的特点（1）选择两台 DTM290/350 型钢球磨煤机，既可满足热电额定负荷要求及低稳燃负荷，又可有效地降低入炉三次风率，对锅

7、炉运行较为有利。（2）锅炉出口烟温设计要求不高于145以提高热效率。（3）送吸风机均采用高温离心风机，增强了风机的调节性能，且能在低负荷工况下仍可获得较高的效率。（4）送风机出口风道上装有热风再循环管，在冬季将室外冷空气从-11加热到锅炉要求的进风温度 25，以减少空予器低温段腐蚀。（5）排粉风机采用叶片后弯式耐磨离心风机，该风机流动性好，电机不易过载。（6）为降低入炉三次风率，干燥剂由热风与排粉风机出口再循环组成。2上煤系统利用原有备煤系统，增加转运站，及皮带栈桥可满足锅炉要求。3除尘系统由于该厂污染源比较集中，根据可研环境评价结果，设计采用一台 100 米2单室三电场静电除尘器，除尘效率9

8、9%，由于燃煤含硫量为 0.29%,SO2排放量大大低于国家排放标准，故不考虑脱硫措施。电除尘器除下的粉煤灰采用气动管道输送，中间接力送至排渣场。距离公里。4一 除渣系统锅炉采用固态排渣，其炉渣落下经刮板捞渣机至翻斗汽车运到排渣厂。锅炉耗煤量： 锅炉排渣量： 锅炉排灰量： 烟囱高度： 135 米 烟囱上口径： 米(三)热力系统增建一台 220t/h 高压蒸汽锅炉，配一台双抽凝汽机组。中压抽汽参数： 4.2MPa 425 低压抽汽参数： 0.8MPa 251两级抽汽均设置减温器以满足化工用汽温度。另外设置两台减温减压器：中压减温减压器： 11/4.2MPa 540/415 70t/h 低压减温减

9、压器： 11/0.8MPa 540/195 70t/h机组正常运行工况下蒸汽平衡表机组正常运行工况下蒸汽平衡表 工 况名 称额 定 冬 季夏 季 锅炉供汽 T/H200220190 中压抽汽 T/H607070 低压抽汽 T/H60700 发 电 KW250002500030000热力系统计算结果表热力系统计算结果表数 值序号名 称单 位冬夏1装机型式2装机容量MW25303供热量t/h4全年发电量1085发电标煤耗k6供热标煤耗k/GJ7发电汽耗率k8年利用小时数h236441369厂用电率%10全厂热效率%1.主蒸汽系统主蒸汽：中压及低压蒸汽均采用母管制。在通向工厂及汽机的主蒸汽管道上分别

10、装电动闸阀 。若德国锅炉事故，应切换发电机机组给全厂供汽 。正常运行时，分段母管处于热备用。2.给水系统主给水系统采用单元制，设置两台电动给水泵，一开一备。3.除氧系统除氧器初设为高低压热力除氧器各一台，施工图改为旋膜 HXC-230t/h 一台，系统较为简单，节省投资，运行可靠，除氧效果好。4.化学水原脱盐水装置出力不够，由固定床改为双室沸腾床，可满足全厂脱盐水的需求。5.自控水平采用了 DOS 系统对炉机进行集中控制，在就地人员的配合下实现机组的启停；实现正常运行工况的监视和调整；实现异常工况的报警和紧急事故的处理。控制室采用大屏幕模拟屏对生产过程进行动态流程显示，并配以工业电视装置对汽包

11、水位和炉膛火焰进行监视。6.主厂房布置该工程按一台 220t/h 锅炉及 25/30MW 发电机组设计布置，不考虑扩建，在原自备电厂东侧独立布置，要求尽可能布局合理，工艺流程顺畅，建筑标准适中，考虑必要的检修设施和场地。主厂房布置主要尺寸表主厂房布置主要尺寸表序 号名 称尺寸（m）1主厂房柱距82运转层标高83汽机房跨度244汽机房屋架下 玄标高205汽机房长度486除氧间跨度97除氧间长度488除氧层标高159煤仓间跨度10煤仓间给粉层标高1511煤仓间输煤层标高2412煤仓间长度3213锅炉房跨度3314锅炉房屋顶下 玄标高4315吸风室长度3016吸风室宽度917吸风室顶标高1018减温

12、减压器管道间长度4819减温减压器管道间宽度620减温减压器管道间顶标高21主厂房长度四、四、结结束束语语该工程为我院近几年来承担的较大自备热电厂工程，在施过工过程中也出现一些问题，进行了现场修改。经过一年的并网运行行，各项性能指标均达到设计要求，设计水平上了一个新台阶。作者作者简简介介狄炳琪 华泰工程公司公用工程室 该工程设计经理（付）（上接第 132 页）在此前提下，经详细计算。变压器容量由2 台 800KVA 改为 1 台 800KVA 和 1 台1250KVA。经改扩容后，首先保证了热水锅炉正常运行，又最大限度的降低了变压器容量。仅供电贴费就减少了万元。经过 98 年采暖期运行实践，9

13、8 年电费为万 元，97 年电费为万元。同期供热面积分别为 113万 m2，93 万 m2。采用变频调速后节电 27.4%。4. 除渣系统改造根据上述，杭州道供热站在九三年规划设计是按最终容量四台 14MW 热水锅炉设计的。四台锅炉除渣系统采用大链条除渣机-皮带输送机-渣仓。为了解决新建 29MW 热水锅炉厂房布置用地，将原有皮带栈桥和渣仓拆除。将四台14MW 和一台 29MW 锅炉除渣系统统一考虑。新建除渣皮带栈桥和渣仓。两条大链条除渣机分别将 29MW锅炉和四台 14MW 锅炉的炉渣送上除渣皮带机和渣仓，然后定期由汽车运输。改造后的除渣皮带栈桥布置在新、老厂房的狭缝之中，布置紧凑、合理、满足了锅炉除渣。5. 降低噪音为周围创造良好环境杭州道供热站在原有主厂房的西侧扩建一座 29MW 热水锅炉房。建成后，厂房轴线距厂区围墙仅有 3m 间距，离最近的居民楼建筑物仅13m。如何防止噪音干扰，也是这次改扩建设计的重要内容之一。采取措施如下：鼓、引风机布置在室内；鼓、引风机进、出口管道安装消声管段；风机采用低噪音风机。循环水泵进、出口管道加装可挠曲合成橡胶接头