蒸汽锅炉结构培训课件

1、蒸汽锅炉结构培训设计二处培训内容一、概论二、锅炉结构的介绍三、拓展产品的介绍一、概论 循环流化床（CFB）锅炉是八十年代发展起来的高效率、低污染和良好综合利用的燃煤技术，由于它在煤种适应性和变负荷能力以及污染物排放上具有的独特优势，使其得到迅速发展。 循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，这是一种界于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。所谓的流态化是指固体颗粒在空气的作用下处于流动状态，从而具有许多流体性质的状态。在循环流化床锅炉炉内存在着大量的床料（物料），这些床料在锅炉一次风、二次风的作用下处于流化状态，并实现炉膛内的内循环和炉膛外的外循环，从而实现锅炉

2、不断往复的循环燃烧。循环流化床的特点:燃料适应性特别好。燃烧效率高。可达9099%。低温燃烧，易于实现炉内廉价脱硫及减少NOx的生成。负荷调节范围大，调节性能好。 调节范围30100%，负荷连续变化速率510%。灰渣含碳量低，易于实现综合利用。一、概论二、锅炉结构 锅炉一般都含有燃烧系统与汽水系统 燃烧系统由给料系统、配风系统、点火系统、炉膛安全监控系统组成。 汽水系统由给水系统、加热系统、蒸发系统、过热系统、汽水品质保证系统、再热系统组成。 烟风系统流程图一次风机送出的空气经一次风空气预热器预热后由风道引入水冷风室，通过水冷布风板上的风帽进入燃烧室二次风机送出的风经二次风空气预热器预热后，通

3、过分布在炉膛上的喷口喷入炉膛，补充空气，加强扰动与混合。烟气流向汽水系统流程（中压、次高压锅炉）给水-省煤器-导水管-锅筒-集中下降管-水冷壁-引出管-锅筒锅筒-饱和蒸汽导汽管-低过进口集箱-低温过热器-喷水减温器-高温过热器-集汽集箱-过热蒸汽引出。 节能型CFB锅炉的产品开发 太锅集团以定态设计理论和流态设计图谱为基础，建立了一整套具有自主知识产权的设计导则和计算方法，形成了多项专利和专有技术 开发出了35-1000t/h节能型CFB锅炉系列产品，35 、 75、130、220t/h锅炉已经投入运行，850t/h锅炉已经形成订单，1000t/h已有开发产品，已投运的新一代产品均表现出了优异

4、的技术性能130t/h中压、次高压锅炉典型布置 锅炉主要由炉膛、高温绝热旋风分离器、自平衡回料阀和尾部对流烟道组成。炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部是绝热旋风分离器，尾部竖井烟道布置过热器，省煤器及空气预热器。130t/h高压锅炉典型布置 锅炉主要由炉膛、高温绝热旋风分离器、自平衡回料阀和尾部对流烟道组成。炉膛采用膜式水冷壁，炉膛内布置二级屏式过热器，锅炉中部是绝热旋风分离器，尾部竖井烟道采用膜式壁包墙结构，对流过热器，过热器下方布置省煤器及空气预热器。锅炉按功能分包括三大系统：1、受热面系统2、构架系统3、燃烧系统受热面系统水冷自然循环系统及锅筒：由于密度差的作用而形成自然循环系统。水蒸发段部分

5、，从饱和水到饱和蒸汽的过程。过热器部分：水的过热段部分，从饱和蒸汽到符合要求的过热蒸汽。省煤器部分：水的加热部分，从过冷水到饱和水的过程空预器部分：利用锅炉尾部的烟气热量来加热燃烧用空气的热交换装置，同时可以降低排烟温度，提高锅炉效率。汽水管路部分：包括：阀门、仪表及其连接管路。是锅炉最主要的辅助设备。燃烧系统布风装置：风帽的作用：有一定的阻力，使布风均匀。给煤系统：将煤送及炉膛，有给煤接口、疏煤风接口、播煤风接口、石灰石料接口点火装置：床下点火燃烧器，启动锅炉时用分离器（返料床）:将烟气夹带的物料分离下来，通过返料器返回炉膛循环再燃二次风箱：补充空气，加强气固扰动与混合。 上述两大系统是与锅

6、炉性能有关的最重要的系统，炉墙与构架部分作为上述两大系统的辅助系统，也起着非常关键的作用。 构架系统:构架、顶板、平台扶梯、副钢架、轻型炉顶炉墙部分：炉墙、炉墙金属件、抓钉布置图、炉墙支撑件、尾部护板、外护板、尾部穿墙管密封装置锅炉结构介绍受热面部分锅筒锅筒：又称汽包，是最重要的受压元件锅筒的作用： 1、连接上升管与下降管组成自然循环回路，同时接受省煤器给水，向过热器输送饱和蒸汽。是加热、蒸发、过热三个过程的连接点。2、存有一定水量，有一定蓄热能力。工况变化时，可缓解汽压变化速率，利于运行调节。3、有各种内部装置，可以进行蒸汽净化，从而得到品质良好的蒸汽。锅筒结构： 1、锅筒部分由锅筒、锅筒内

7、部装置、锅筒吊挂（支撑）装置组成。 2、锅筒由筒体、封头、人孔装置构成，锅筒上布置有许多管接头，如给水管、上升管、下降管、饱和蒸汽引出管、事故放水管、连续排污管、加药管，还有连接阀门仪表和控制的管接头，如安全阀、压力表、水位计等。 锅筒内部装置：锅筒内部装置作用：用以净化蒸汽、分配给水、排污、加药。蒸汽净化的必要性：蒸汽的质量包括压力、温度和品质。蒸汽的品质就是指蒸汽中杂质含量的多少。合格的蒸汽品质是保证锅炉和汽轮机安全经济运行的重要条件。 饱和蒸汽中总是含一些杂质的，主要有钠盐、硅酸、二氧化碳和氮等。这些杂质可能引起过热器结垢爆管、汽轮机出力下降、阀门关闭不严等。锅筒支吊装置 1、110t/

8、h以下锅筒由两个活动支座支在顶板梁上2、130t/h级别以上锅炉的锅筒采用两个U型吊架，将锅筒悬吊在顶板梁上 锅炉结构介绍受热面部分水冷 水冷系统构成：由下降管、集箱、膜式壁、导汽管、固定装置、密封装置组成。 作用： 1、最主要的蒸发受热面； 2、燃烧系统最主要的组成部分-炉膛， 燃料燃烧放热的场所。水循环流程： 锅筒-集中下降管-分散下降管-膜式壁下集箱-膜式壁（汽水混合物）-导汽管-锅筒。炉膛:呈长方形布置。炉膛由四面均为管子和扁钢焊成的全密封膜式水冷壁组成。 优点:是密封性能好，减少炉膛漏风，提 高经济性；使炉墙结构和支吊简单. 压力MPa中压3.82次高压5.29高压9.81管子规格m

9、m51*551*551*5节距mm10010080材质20/GB308720G/GB531020G/GB5310鳍片厚度mm555材质Q235AQ235AQ235A水冷吊挂及固定： 1、 整个膜式壁采用全悬吊结构，所以膜式壁全部通过上集箱的吊耳用吊杆吊在顶板上。 2、 固定装置即刚性梁，是为了增加炉膛刚性，避免炉内由于爆燃压力（使膜式壁向外凸）或炉内负压（使膜式壁向内凹）造成膜式壁变形。 锅炉结构介绍-构架锅炉构架由柱、梁、水平支撑、平台扶梯、顶板等部件组成。构架的作用:锅炉构架要支承锅炉本体各部件，并维持它们之间的相对位置，要承受风荷载、雪荷载和地震作用，承受电站设计单位提供并经同意的各种管

10、道，土建及其他作用在锅炉构架上的荷载。除特殊要求外，锅炉构架不考虑直接承受动力荷载。布置原则梁、柱、垂直支撑和水平支撑的布置应根据锅炉本体型式、附属设备支吊或支承要求、荷载作用形式以及荷载传递和构架自身稳定需要。 构件布置应力求传力明确，结构简单。根据传力和经济性原则，应采用较少的构件数和较大的构件截面；应力求柱的数量少且梁的跨度不宜过大，一般不超过12m等。 布置构件应便于安装、便于锅炉的运行和维修。锅炉结构介绍钢架1、锅炉采用框架式钢制构架，全 部构件采用焊接连接。2、锅炉全部重量通过横梁、钢柱传递到地基上，是典型的前吊后支结构。3、锅炉构架布置8根立柱，为便于制造、运输、安装,适当分段。

11、 顶板系统由顶板梁、水平支撑等组成，形成一个刚性较大的顶板梁格，用以完成对本体部分各部件的支吊。锅炉结构介绍钢架锅炉结构介绍平台扶梯1、锅炉平台采用双通道环通结构形式，在炉顶前部及两侧布置了便于操作的平台。在集箱、人孔等处，凡需要操作巡视之处均设有专用平台。2、给煤平台和点火操作平台、炉顶锅筒处平台处铺花纹板，其余平台均采用栅格结构。平台重量全部由撑、托架支撑在钢架上。 锅炉结构介绍炉墙部分 循环流化床锅炉的典型特征是烟气流速较高，烟气中灰浓度大、颗粒粒度大，对炉墙冲刷严重。因此对炉墙砌筑材料的理化指标、施工工艺、炉墙砌筑等方面的质量提出了非常严格的要求。从已经投运的循环流化床锅炉产品来看，炉

12、墙砌筑的质量问题已成为制约锅炉正常运行的重要因素。炉墙砌筑质量差会给用户带来很大的经济损失，即锅炉产品短时间运行后就发生开裂、剥落、塌陷等问题 锅炉结构介绍炉墙部分1、炉墙及保温层作用：绝热、密封、组成烟气的通道。（1）炉膛部分：硅酸铝纤维毡，岩棉外有波形板作为外护板. 炉膛内卫燃带及出烟口处均用60mm厚的耐磨耐火可塑料捣打。（2）分离器：内侧为90mm厚高强度耐磨耐火浇注料用于防磨，中间层为70mm厚轻质浇注料，外层为160mm厚轻质保温砖。浇注料的支撑件为Y型抓钉。 (3)分离器后水平烟道及尾部竖井烟道使用了重型炉墙的结构，外侧护有钢护板。高温区厚度为345mm，低温区厚度为245mm锅

13、炉结构介绍炉墙部分2、炉墙金属件：包括测量套管、检查门、密封箱、保温钉、镀锌铁丝网等炉墙辅助密封材料。3、抓钉布置图 ：提供炉墙砌筑用的所有Y型抓钉和V型抓钉，设计规范有详细的布置原则。4、炉墙支撑件：提供分离器及返料装置部分所用的支撑件，其中分离器中心筒支撑材料为0Cr25Ni20，其它部分材料均为1Cr20Ni14Si2。5、尾部护板：对尾部炉墙起进一步密封的作用，支撑过热器、省煤器重量，传递载荷到钢架锅炉结构介绍受热面部分过热器作用：将蒸汽从饱和温度加热到额定过热温度。按结构分：对流过热器、屏式过热器、包墙过热器。 布置方式： 中压：锅筒饱和蒸汽导汽管低温过热器导汽管喷水减温导汽管高温过

14、热器集汽集箱。高压：锅筒饱和蒸汽导汽管包墙低温过热器导汽管（一级喷水减温）屏过导汽管（二级喷水减温）高温过热器集汽集箱。 紧固装置1、低温过热器管束采用支撑结构。2、高温过热器管束采用吊挂管悬吊方式。3、高压锅炉则通过省煤器吊挂管与过热器一起悬吊于炉顶。防磨的设计 1、在末级过热器管排的第一管，低温过热器管排的第一排管、所有管排弯头处、悬吊管迎风面加防磨护瓦。 2、屏过防磨：在底部打销钉，用可塑料覆盖防磨，防磨高度应超过第一排管直段600-800mm。锅炉结构介绍受热面部分省煤器作用：利用锅炉尾部的烟气热量加热给水的一种热交换装置。其开始是为了降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料，因此称为省煤

15、器。分类：按水被加热的程度分为非沸腾式和沸腾式省煤器。 按材料可分为铸铁式和钢管式省煤器。结构：1、中压、次高压锅炉省煤器管系由省煤器通风梁支承2、高压锅炉通过吊挂集箱将三组省煤器悬吊 防磨设计： 在每级省煤器管排的第一、所有管排弯头处、悬吊管迎风面需设置防磨护瓦。锅炉结构介绍受热面部分空预器部分作用：利用锅炉尾部的烟气热量来加热燃烧用空气的热交换装置，同时可以降低排烟温度，提高锅炉效率。我厂采用管式空预器，特点结构简单，制造方便，漏风量小，体积大，耗钢多。典型布置:1、由相互平行的钢管、管板、连通箱、导流板等部件组成。2、管子两端分别焊在两端管板上，构成立方体管箱，管子在管箱内呈错列布置3、

16、烟气在管内流动，空气在管外流动，各有通路，交叉流动，烟气热量通过管壁传给空气。4、管子采用502的钢管设计: 1、管内烟气平均流速取10-11m/s，管间空气流速取烟气流速的一半。 2、防磨设计，管子进口处加防磨套管。3、低温腐蚀考虑：排烟温度不能太低；下级空预器管子采用耐腐蚀的高耐候钢。膨胀密封设计： 管箱与护板之间、管箱与管箱之间、联通箱之间、管箱与连接烟道之间均加装膨胀节。锅炉结构介绍燃烧部分布风装置1、风室由前或后水冷壁及两侧水冷壁组成。2、燃烧室一次风从两侧风道引入风室。3、风室与炉膛被布风板相隔，布风板系水冷壁与扁钢焊制而成，其上均匀布置风帽。一次风通过这些风帽均匀进入炉膛，流化床

17、料。4、风帽为易更换夹套钟罩式风帽，采用ZG8Cr26Ni4Mn3N高温合金材料。5、 低阻力、不漏渣的风帽结构锅炉结构介绍燃烧部分给煤装置1、炉膛前墙布置给煤管，给煤机与落煤管通过膨胀节相连，解决给煤机与炉膛水冷壁之间的膨胀差。2、落煤管上端有送煤风，下端靠近水冷壁处有播煤风，给煤借助自身重力和引入的送煤风沿着落煤管滑落到下端。3、给煤量通过改变给煤机的转速来调整，由于给煤管内为正压，给煤机必须具有良好的密封。锅炉结构介绍燃烧部分点火装置1、床下点火燃烧器并列布置在炉膛水冷风室前（后）侧2、由点火油枪、高能电子点火装置组成。3、点火油枪为机械雾化，燃料为0#轻柴油。油枪所需助燃空气为一次风。

18、4、空气和油燃烧后形成热烟气，从水冷风室上的布风板均匀送入炉膛。锅炉结构介绍燃烧部分分离器 1、锅炉采用高效绝热旋风分离器，该装置由中心筒，圆柱形旋流筒体和圆锥形加速段、料腿，返料床组成。2、炉膛出口与分离器的入口处及料腿处均设有耐高温烟气的非金属膨胀节。3、中心筒向前向内偏置，用销轴支撑。 材质：耐磨耐热钢0Cr25N20。4、旋风分离器由外壳（用8mm钢板制作）与耐火材料衬里组成。5、分离器的直段、锥段、料腿以及返料器的重量支撑在钢架上。 锅炉结构介绍燃烧部分返料床1、在返料器的底部装有返料风装置，使物料流化返回炉膛。2、返料器支撑在钢构架上，回料斜管一端与水冷壁相焊接，另一端通过膨胀节与

19、返料器相连接，回料斜管随水冷壁一起向下膨胀，其重量一部分作用在水冷壁上，另一部分通过两根吊杆吊在构架的梁上。3、选取合适的返料隔墙高度，在任何情况下可确保防止炉内烟气反窜。4、尽可能短的水平段，充裕的空间高度，减少物料水平运动阻力，保持高流率。1、二次风箱由环形风箱及支风管组成。2、二次热风由环形风箱后部给入，再经过二次风管喷嘴分别送入炉膛下部高度的空间。3、二次风单层设置，每个二次风支管设有独立调节门。4、二次风口数量少、流速高、刚度大，保证一定的热态流速。锅炉结构介绍燃烧部分二次风箱锅炉结构介绍受热面部分汽水管路汽水管路部分主要包括：阀门、仪表及其连接管路。是锅炉最主要的辅助设备。阀门：包

20、括闸阀、截止阀、调节阀、止回阀、安全阀等。仪表：水位计、压力表、温度计等。拓展产品掺烧煤泥1、煤泥是煤碳洗选过程中分离出的煤碳细颗粒并含有杂质的高水分排放物质，其固态发热量15000-19000kJ/kg。2、颗粒细，水分高，粘性大，不易转运。3、设计时采用炉膛上部高位给料，在流化床内燃烧。在炉顶水冷壁上让管设计出煤泥给料口及其密封4、最大掺烧量通常要求为30%左右。拓展产品掺烧燃气1、燃气：包括焦炉煤气，沼气，合成气，驰放气等所有可燃气体。2、根据用户提供的燃料参数设计煤气喷嘴，（掺烧量通常要求为30-40%左右）煤气喷嘴布置在二次风入口处，随二次风一起进入炉膛。3、煤气投入必须在流化床运行正常后投入，所以煤气投入后自然引燃。煤气掺烧必须配有相应的保护措施。4、燃烧器前燃气压力值不低