300mw京西无烟煤电站锅炉毕业设计说明

1、目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 摘要-1-ABSTRACT-1- HYPERLINK l bookmark4 引言-1- HYPERLINK l bookmark6 第一章锅炉特点-9- HYPERLINK l bookmark8 锅炉型式的选择和性能要求：-9- HYPERLINK l bookmark10 锅炉整体外型的选择：-9- HYPERLINK l bookmark12 性能要求-9-锅炉满足的基本性能：-10-负荷特性-10-运行方式-10-高加解列工况-10-过热器和再热器蒸汽温度控制围-10-炉膛燃烧室承压能力-10-过热器和再热器

2、汽温偏差-11-锅炉效率-11-锅炉启动时间和寿命：-11-第二章锅炉系统流程-12-2.1水汽流程-12-烟、风流程-13-2.3蒸汽系统流程-13-过热蒸汽系统流程-13-再热蒸汽系统流程-13-第三章锅炉的基本结构及特点-13-炉膛及水冷壁-14-炉膛设计特点-14-水冷壁结构-15-汽包-16-过热器、再热器和减温器-16-过热器-17-再热器-17-减温器-18-省煤器-18-燃烧设备-19-空气预热器-20-冷灰斗-21-第四章锅炉辅助设备-22-钢构架和平台楼梯-22-吹灰系统和烟温探针-22-TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark78 4.3炉顶和

3、炉墙密封-23-4.4运行问题-24-4.4.1管结垢-24- HYPERLINK l bookmark84 4.4.2积灰（结渣）-24-4.5锅炉的保护-24-4.5.1旁路系统-24-4.5.2水冷壁系统、过热器系统的保护-25- HYPERLINK l bookmark90 4.5.3再热器系统的保护-25-五、计算部分-25- HYPERLINK l bookmark94 5.1煤的元素分析数据校核和煤种判别-25- HYPERLINK l bookmark96 5.1.1煤的元素各成分之和为100%的校核-25-5.1.2煤种判别-26-5.2燃烧产物计算-26-5.2.1空气平衡

4、表-26-5.2.2燃烧计算表-26- HYPERLINK l bookmark106 5.2.3烟气特性表-27-5.3烟气焓温表-28-烟气焓温表续表：-29- HYPERLINK l bookmark112 5.4锅炉热平衡及燃料消耗量计算-30- HYPERLINK l bookmark114 5.5炉膛设计和热力计算-31- HYPERLINK l bookmark116 5.5.1炉膛结构设计-31- HYPERLINK l bookmark118 5.5.2炉膛几何特性计算-33- HYPERLINK l bookmark120 5.5.3炉膛热力计算-35- HYPERLINK

5、 l bookmark122 5.6屏式过热器计算-39- HYPERLINK l bookmark124 5.6.1屏式过热器结构计算-39- HYPERLINK l bookmark126 5.6.2屏式过热器热力计算-40- HYPERLINK l bookmark128 5.7高温对流过热器设计和热力计算-43- HYPERLINK l bookmark130 5.7.1高温对流过热器结构设计-43- HYPERLINK l bookmark132 5.7.2高温对流过热器结构尺寸计算-44- HYPERLINK l bookmark134 5.7.3高温对流过热器热力计算-45- H

6、YPERLINK l bookmark136 5.8高温再热器设计和热力计算-47- HYPERLINK l bookmark138 5.8.1高温再热器结构尺寸计算-47- HYPERLINK l bookmark140 5.8.2高温再热器结构尺寸数据-49- HYPERLINK l bookmark142 5.8.3高温再热器热力计算-49- HYPERLINK l bookmark144 5.9第一二三转向室及低温再热器引出管结构尺寸计算-51- HYPERLINK l bookmark146 5.9.1第一二三转向室及低温再热器引出管结构计算-51- HYPERLINK l book

7、mark156 5.9.2第一二三转向室及低温再热器引出管热力计-53- HYPERLINK l bookmark148 低温再热器引出管-53- HYPERLINK l bookmark166 低温过热器设计计算-58- HYPERLINK l bookmark168 低温过热器结构尺寸计算-58- HYPERLINK l bookmark170 低温过热器热力计算-59- HYPERLINK l bookmark172 低温再热器热力计算-61- HYPERLINK l bookmark174 低温再热器结构尺寸计算-61- HYPERLINK l bookmark176 低

8、温再热器热力计算-62- HYPERLINK l bookmark178 减温水量校核-64- HYPERLINK l bookmark180 5.13省煤器设计和热力计算-64-省煤器结构设计-64-省煤器结构尺寸计算-66-省煤器热力计算-66-空气预热器热力计算-68-空气预热器结构尺寸-68-空气预热器热力计算-68-热力计算数据的修正-70-数据修正-70-排烟温度校核-71-热空气温度校核-71-热平衡计算误差校核-71-热力计算数据汇总-72-结束语-77-参考文献-77-附录-78-各部分结构尺寸图-78-外文翻译-84-设计任务书-78-开题报告-78-摘要在我国自然资源中，

9、与石油和天然气比较而言，我国煤炭的储量相对比较丰富，占世界储量的11.60%，但煤炭资源人均可采储量仅为世界平均水平的一半。这其中，劣质无烟煤占全国煤炭资源总量的13%，因此，提高无烟煤锅炉的热利用效率与当前造福子后代、建设资源节约型社会的主题相合。本次设计主要是有关300MW锅炉机组的结构设计和热力计算。首先，由燃料的热力特性来确定锅炉结构中各部分的尺寸，并根据锅炉结构的设计尺寸进行热力计算，以满足锅炉基本性能的要求；同时，也对锅炉的本体结构、辅助系统等进行了简单的描述。在热力计算过程中，首先对燃料特性、空气和烟气的容积、平均烟气特性、炉膛热平衡等进行计算，并由此设计锅炉的结构尺寸；第二步则

10、是根据设计尺寸对炉膛传热、屏式过热器、高低温过热器、省煤器等进行几何特性和热力特性计算；最后，由设计尺寸的计算结果来校核设计，以达到锅炉设计的基本性能、寿命、效率、结构合理性、布置紧凑性、安全可靠性等各方面的要求。本课题结合工程实例，对电站锅炉工作原理、设计思想及计算特点进行全面、深入总结分析，在此基础上完成锅炉热力计算、锅炉热平衡计算，绘制锅炉本体图及汽水流程图。达到理论联系实际的目的，提高综合专业素质。关键词:结构设计煤粉锅炉热力性计算AbstractInournaturalresources,coalreservesisrelativelyrichincomparisonwithoila

11、ndgas,accountingfor11.60%ofworldsreserves,butthecoalresourcespercapitarecoverablereservesonlyhalfoftheworldsaverage.Therefore,improvingtheefficiencyintheuseofhotanthraciteboilerisinaccordwiththethemeofbenefitingourde-scendentsandbuildingaresource-conservingsociety.Thisdesignismainlyto300MWboilerunit

12、structuraldesignandheatingpowercalculating.First，confirmedthesizeofeverypartinthestructureoftheboilerbytheheatingpowercharacteristicofthefuel,andcarriedonheatingpowertocalculateaccordingtothesizeofdesignofthestructureoftheboiler,inordertomeettherequirementforbasicperformanceoftheboiler;Meanwhile,car

13、riedonsimpledescriptiontonoumenonnstructure,accessorysystemoftheboiler,etc.too.Inthecourseofcalculatinginheatingpower,fuelcharacteristic,volumeofairandexhaustgas,averageexhaustgascharacteristic,thermalbalanceofburnerhearth,etc.arecalculatedatfirst,andthendesignthephysicaldimensionoftheboiler;Accordi

14、ngtothesizeofdesigning，thesecondstepistoconductheattotheburnerhearth,overheateddevice,theendgradesofoverheateddeviceofrejectingetc.,economizer,etc.carryongeometrycharacteristicandheatingpowercharacteristiccalculate；Finally,theresultofcalculationofdesigningthesizechecksdesigning,inordertoreachthebasi

15、cperformance,life,efficiency,structurerationalitythattheboilerisdesigned,assignsuchrequirementsofvariousfieldsascompactness,safereliability,etc.Theissuecombinedexamplesofprojects,makeanin-depthanalysistotheboilerprinciple,designandcalculationfeatures.Onthebasisofthese,completingthethermalandbalancec

16、alculationofboiler,drawingtheboilerbodymapandsteam-waterflowchart,inordertoachievethepurposeoflinkingtheorywithpractice,improveoverallprofessionalquality.Keywords：StructuraldesignPulverizedcoal-firedboilerThermodynamiccalculations引言近年来，我国的电力工业得到了迅猛的发展。我国煤炭的储量相对比较丰富，占世界储量的11.60%，但煤炭资源人均可采储量仅为世界平均水平的一

17、半。这其中，劣质无烟煤占全国煤炭资源总量的13%。截止到2011年底哦国发电设备总装机容量为10.56亿KW淇中火电装机容量为7.76亿KW，占到总容量的73.5%，并且火电机组大部分都是燃煤机组。火力发电厂既是产能大户，又是耗能大户，哦国的产值能耗是世界上产值能耗最高的国家之一。提高火电厂的经济性，既是火电企业自身降低成本的需要，也是全国一次能源生产、运输和节约的大事，更关系到整个国民经济的可持续发展。无烟煤作为低挥发分的煤种，其比表面和孔隙率低，其他理化特性也很低，着火点都在600C以上，因此，在进行燃用无烟煤锅炉的设计时，重点在于保证煤种的着火、稳燃、燃尽和防止炉膛结焦、降低不投油稳燃负

18、荷、减少NOx排放量。应当强化燃烧器的布置，提高燃烧器局部区域的热负荷，加强喷口间的相互支持，采用大切角的炉膛以及合理优化多级配风等。本设计在此基础上，通过查阅文献资料，参照设计例，运用EXCEL等软件辅助计算，完成锅炉热力计算、锅炉热平衡计算，绘制锅炉本体图及汽水流程图。除此外，对提高机组热效率、改善环境状况试着做最浅层的探究。第一章锅炉特点锅炉型式的选择和性能要求：锅炉整体外型的选择：电厂锅炉的整体布置是指锅炉炉膛、蒸发受热面和尾部受热面之间的相互关系。与锅炉容量、参数和燃料性质等具体条件有关。本次锅炉设计整体外型选用n型布置，选n型布置的理由如下：1）锅炉和厂房的高度都比较低，转动机械和

19、笨重设备如送、吸风机、除尘器和烟囱均可采用低位布置，因此减轻了厂房和锅炉构架的负载。2）在水平烟道中，可以采用支吊方式比较简便的悬吊式受热面。3）在对流竖井中，烟气下行流动，便于清灰，具有自身除尘的能力。4）受热面易于布置成逆流方式，以加强对流换热。5）机炉之间连接管道不长，且尾部受热面检修容易。本次设计的锅炉为亚临界参数变压运行汽包锅炉，一次中间再热，单炉膛，尾部单烟道结构，采用挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢构架，全悬吊结构，平衡通风，露天布置。性能要求1）锅炉的蒸发量要满足汽轮发电机组的要求，能够在铭牌参数下长期运行，并具有较强的调峰能力。2）在宽负荷围运行时能够保持正常的汽温和汽压。3

20、）锅炉要具有较高的经济性。4）耗用钢材量要少，以减少初投资，降低成本。5）锅炉在运行中要具有较强的自稳定能力。1.2锅炉满足的基本性能：1.2.1负荷特性锅炉必须适应机组运行负荷特性，带基本负荷，并具有一定的调峰能力。燃用设计煤种时，煤粉细度200目筛通过率80%，其不投油最低稳燃负荷不大于45%B-MCR，并在此最低稳燃负荷及以上围自动化投入率100。1.2.2运行方式锅炉采用定-滑-定运行方式，锅炉负荷连续变化率可按以下数值：a-30%B-MCR以下：2%B-MCR/分钟b-30%50%B-MCR:3%B-MCR/分钟c-50%100%B-MCR:5%B-MCR/分钟d-负荷阶跃：大于10

21、%汽机额定功率/分钟1.2.3高加解列工况在回热系统中，当任何一级或三级全部高压加热器停运时，锅炉的蒸发量仍能使汽轮发电机组达到额定出力，且各受热面不超温。1.2.4过热器和再热器蒸汽温度控制围在稳定工况下，过热汽温在35%100%B-MCR、再热汽温在50%100%B-MCR负荷围时，保持稳定在额定值，偏差不超过5C。1.2.5炉膛燃烧室承压能力锅炉炉膛燃烧室的设计压力为5800Pa，当燃烧室突然灭火爆，瞬时不变形承载能力不低于9800Pa。过热器和再热器汽温偏差过热器两侧出口的汽温偏差在任何运行工况下均小于5C；再热器两侧出口的汽温偏差在50%BMCR负荷以上小于5C，在50%BMCR负荷

22、以下小于10C。在过热器及再热器系统设计中，对金属温度最高的受热面管子留有足够的安全裕度。锅炉效率在燃用给定设计煤种和校核煤种并在允许变化围时，锅炉能良好运行。燃用设计煤种，在BRL工况下锅炉保证效率为93%（按低位发热值，环境温度为20C）。锅炉启动时间和寿命：设计锅炉符符合工程实际及行业标准，其主要承压部件设计使用寿命为30年。在机组预期寿命能满足以下要求：冷态启动（停机超过72小时）500次温热态启动（停机72小时以）4000次热态启动（停机10小时以）5000次整台锅炉在30年寿命期，在上述启停和负荷变化工况下，锅炉寿命损耗不超过寿命的70%第二章锅炉系统流程2.1水汽流程xJLJ17

23、?1G3/-C1.59仁T忙陽.齐L.；g花孑72:r-C妙”僉处3SA577-CGWCP0層叔半JL15.3?7：7仆再5口691S363梵：3S1汽包，2炉膛，3水冷壁，4前屏，5后屏，6第一级喷水减温7低温过热器，8第二级喷水减温，9高温过热器，10高温再热器，11第一、二、三转向室12低温再热器引出室，13低温再热器，14省煤器，15回转式空气预热器图2-1水汽流程及热力系统图自给水管路出来的水由炉前右侧进入位于尾部竖井后烟道下部的省煤器入口集箱，水流经省煤器受热面吸热后，由省煤器出口集箱右端引出经下水连接管进入螺旋水冷壁入口集箱，经螺旋水冷壁管、螺旋水冷壁出口集箱、混合集箱、垂直水冷

24、壁入口集箱、垂直水冷壁管、垂直水冷壁出口集箱后进入水冷壁出口混合集箱汇集后，经引入管引入汽水分离器进行汽水分离，循环运行时从分离器分离出来的水进入储水罐后排往冷凝器，蒸汽则依次经后竖井/水平烟道包墙、屏式过热器、低温过热器和高温过热器。调节过热蒸汽温度的喷水减温器装于后屏过热器之后和低过热器与高温过热器之间。汽机高压缸排汽进入位于后竖井前烟道的低温再热器和水平烟道的高温再热器后，从再热器出口集箱引出至汽机中压缸。烟、风流程送风机将空气送往两台空预器，锅炉的热烟气将其热量传送给进入的空气，受热的一次风与部分冷一次风混合进入磨煤机，然后进入布置在前后墙的煤粉燃烧器，受热的二次风进入燃烧器风箱，并通

25、过各调节挡板而进入每个燃烧器直流二次风、旋流二次风通道，同时部分二次风进入燃烧器上部的燃烬风喷口。由燃料燃烧产生的热烟气将热传递给炉膛水冷壁和屏式过热器，继而穿过高温过热器、高温再热器进入后竖井包墙，继而进入低再，低过，烟气调节挡板布置在低温再热器和省煤器后，烟气流经调节挡板后分成两个烟道进入空预器，在预热器进口烟道上设有烟气关断挡板，可实现单台空预器运行。最后进入除尘器，流向烟囱，排向大气。蒸汽系统流程过热蒸汽系统流程汽包前屏过热器后屏过热器一级减温低温过热器高温过热器汽轮机高压缸。再热蒸汽系统流程冷端再热器管道低温再热器入口集箱低温再热器低温再热器出口集箱再热器喷水减温器末级再热器末级再热

26、器出口集箱再热器出口导管第三章锅炉的基本结构及特点3.1炉膛及水冷壁图3-1锅炉总体布置图1、汽包2、前屏3、后屏4、高温过热器5、高温再热器6、低温再热器7、低温过热器8、省煤器9、空气预热器10、炉膛3.1.1炉膛设计特点锅炉使用单炉膛分级配风直流燃烧器，前后墙对冲燃烧，配6台MPS中速磨煤机，正压直吹式制粉系统；在BMCR工况时，5台磨煤机运行，一台备用。炉膛水冷壁采用焊接膜式壁，炉膛断面尺寸为12694.8mmx12694.8m。高度为54832mm，整个炉膛四周为全焊式膜式水冷壁，炉膛由下部螺旋盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁两个不同的结构组成，两者间由过渡水冷壁和混合集箱转换连接

27、，炉膛角部为R150mm圆弧过渡结构。炉膛冷灰斗的倾斜角度为50，除渣口的喉口宽度为1.4米。炉膛上部布置墙式辐射再热器和大节距的过热器分隔屏以增加再热器和过热器的辐射特性。墙式辐射再热器布置于上炉膛前墙和二侧墙。分隔屏沿炉宽方向布置六大片，受到切割旋转的烟气流以减少进入水平烟道沿炉宽方向的烟温偏差。各级过热器和再热器最大限度地采用蒸汽冷却的定位管和吊挂管，以保证运行的可靠性。分隔屏和后屏沿炉膛宽度方向有六组汽冷定位夹紧管并与墙式再热器之间装设导向定位装置以作管屏的定位和夹紧，防止运行中管屏的晃动；过热器后屏和再热器前屏用横穿炉膛的汽冷定位管定位以保证屏与屏之间的横向间距，并防止运行中的晃动；

28、省煤器采用金属撑架固定；对于高温区的管屏（过热器分隔屏、过热器后屏、再热器前屏）通过延长最里面的管圈做管屏底部管的夹紧用。（5）根据国运行经验和设计煤种的特性，对流受热面的设计采用较低的烟速。（6）各级过热器和再在热器采用较大的横向节距，防止在受热面上结渣结灰，同时还便于在蛇形管穿过顶棚处装设高冠板式密封装置，以提高炉顶的密封性。（7）各级过热器和再热器均采用较大直径的管子，增加管子在制造和安装过程中的刚性，有利于降低过热器和再热器的阻力；这种较粗管子的顺列布置对降低管子的烟气侧磨损及提高抗磨能力均有利。（8）各级过热器、再热器之间采用单根或数量很少的大直径连接管相连接，能对蒸汽起到良好的混合

29、作用以消除偏差。（9）在用计算机精确计算壁温、阻力和流量分配的基础上，选用过热器、再热器蛇形管的材质；所有大口径集箱的连接管在保证性能和强度的基础上采用无缝钢管。（10）锅炉为半露天布置，运转层以下采用紧身封闭；锅炉构架全部采用钢结构。（11）每台锅炉装有二台空气预热器。由于设计煤种水份不高，采用较低的干燥剂温度，故预热器采用回转式，以获得较高的热二次风温，满足炉燃烧的需要；同时获得较低的一次风温作干燥剂用。（12）过热器出口及再热器进口均装有直接作用的弹簧式安全阀。在过热器出口处装有两只动力控制阀（PCV）以减少安全阀的动作次数。水冷壁结构锅炉炉膛四周炉墙上敷设的受热面通常称为水冷壁。水冷壁

30、是锅筒的主要受热面，吸收炉膛辐射热加热工质并以保护炉墙。本次锅炉设计，炉膛四周水冷壁管全部采用鳍片管密封的膜式水冷壁。水冷壁上设有人孔、看火孔、吹灰孔、打焦孔、防爆门孔、测量孔等。后墙水冷壁上部由分叉管组成两路，一路折向炉膛，形成折焰角，另一路垂直上升，起悬吊管作用。为使两路水量的合理分配，以保证均能安全可靠的工作，在垂直悬吊管的集箱管孔处设置了带有短管的节流孔，伸出集箱底部的短管，从而可以防止因污物进入节流孔而引起的阻塞。炉水沿着水冷壁管向上流动并不断受到加热。炉水平行流过一下三部分管子：前水冷壁；侧水冷壁；后水冷壁管；后水冷壁悬吊管，后水冷壁折烟角，后水冷壁排管和水冷壁延伸侧墙管。炉膛下部

31、水冷壁（包括冷灰斗水冷壁、中部螺旋水冷壁）都采用螺旋盘绕膜式管圈，从水冷壁进口到折焰角下约3米处。螺旋水冷壁管全部采用六头、上升角60的螺纹管，共330根，管子规格60 x6。螺旋水冷壁前墙、两侧墙出口管全部抽出炉外，后墙出口管则是3抽1根管子直接上升成为垂直水冷壁后墙凝渣管，另2根抽出到炉外，抽出炉外的所有管子均进入螺旋水冷壁出口集箱（190.7x44，SA-335P12），由26根连接管（141.3x24/127x22，SA-335P12）引入炉两侧的两个混合集箱（444.5x96，SA-335P12）混合后，由28根连接管（141.3x24/127x22，SA-335P12）引入到垂直水

32、冷壁进口集箱和水平烟道水冷壁侧墙进口集箱（0190.7x40，SA-335P12），由垂直水冷壁进口集箱拉出三倍于引入螺旋管数量的管子进入垂直水冷壁，垂直管与螺旋管的管数比为3：1。这种结构的过渡段水冷壁可以把螺旋水冷壁的荷载平稳地传递到上部水冷壁。汽包又称锅筒，是自然循环锅炉中最重要的受压元件，重要用于电力生产中中高压亚临界锅炉中。其的作用主要有：1：是工质加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽，保证锅炉正常的水循环。2：部有汽水分离装置和连续排污装置，保证锅炉蒸汽品质。3：有一定水量，具有一定蓄热能力，缓和汽压的变化速度。4：汽包上有压力表、水位计、事故放水、安全阀等设备，保证锅炉安全运行。过热

33、器、再热器和减温器过热器和再热器是电站锅炉的两个重要受热面，它们的功用是：（1）将饱和蒸汽或低温蒸汽加热成为达到合格温度的过热蒸汽。（2）调节蒸汽温度。当锅炉负荷、煤种等运行工况变化时，进行调节，保持其出口蒸汽温度在额定温度的-10C+5C围。过热器过热器是将锅炉的饱和蒸汽进一步加热到所需过热蒸汽温度的部件。对于电站锅炉过热器是一很重要部件，因为过热汽温和电站的循环热效率关系很大，同时过热汽温的高低对汽机末级的蒸汽湿度影响也很大，汽温越高，电站效率越高，汽机末级湿度越小，但同时过热器壁温越高，影响过热器工作的可靠性；相反，汽温越低，电站效率越低，汽机末级湿度越大，影响汽机工作的安全性。过热器受

34、热面由三部份组成，第一部份为布置在尾部竖井后烟道的低温过热器；第二部份是位于炉膛上部的屏式过热器；第三部份是位于折焰角上方的末级过热器。过热器系统按蒸汽流程分为：低温过热器、屏式过热器及末级过热器。按烟气流程依次为：屏式过热器、高温过热器、低温过热器。整个过热器系统布置了一次左右交叉，即屏过出口至末级过热器进口进行一次左右交叉，有效地减少了锅炉宽度上的烟气侧不均匀的影响。锅炉设有两级四点喷水减温，每级喷水分两侧喷入，每侧喷水均可单独地控制，通过喷水减温可有效减小左右两侧蒸汽温度偏差。低温过热器布置在后竖井后烟道，分为水平段和垂直出口段。整个低温过热器为顺列布置，蒸汽与烟气逆流换热。管排横向节距

35、105mm，纵向平均节距85mm；管子为42x3.5，水平段的两排管合成垂直段的一排管，起降低烟速、减小磨损作用。低温过热器水平段管组通过包墙过热器吊挂管悬吊在大板梁上，垂直出口段通过与低温过热器出口集箱相连而由集箱吊架悬吊在大板梁上。经低温过热器加热后，蒸汽经2根连接管和一级喷水减温器进入屏式过热器入口汇集集箱。辐射式屏式过热器布置在炉膛上部区域，在炉深方向布置了2排，两排屏之间紧挨着布置，每一排管屏沿炉宽方向布置19片屏，共28片。屏式过热器管屏的横向节距S1=700mm，纵向节距S2=44.12mm。炉受热面管子均采用SA-213TP347H材料。每片屏由24根管绕成，管子规格为42x5

36、。从屏式过热器出口集箱引出的蒸汽，经2根左右交叉的连接管及二级喷水减温器，进入末级过热器。再热器再热器的作用是将汽轮机高压缸排气加热到较高温度，然后再送到汽轮机的中低压缸继续膨胀做功。再热器对较低压力下的蒸汽进行加热，与过热器有相同的结构形式。由于再热器中的蒸汽密度小，允许的质量流速较低，所以管壁的工作条件更差。从汽轮机高压缸出口来的蒸汽，经过再热器进一步加热后，使蒸汽的焓和温度达到设计值，再返回到汽轮机中压缸。整个再热器系统按蒸汽流程依次分为二级：低温再热器、高温再热器。低温再热器布置在后竖井前烟道，高温再热器布置在水平烟道。低温再热器布置于尾部双烟道的前部烟道中，由5根管子绕制而成，每组之

37、间留有足够的空间便于检修。低再横向节距S1=105，沿炉宽方向共布置140排。末级再热器布置于水平烟道，与立式低温再热器直接连接，逆顺混合换热布置。末级再热器管子排数为101，每排管子根数为5，管排横向节距127mm，管子纵向节距102mm。减温器在过热器连接管道和再热器入口冷端管道上，分别装有减温器，以便于在必要时用于调节蒸汽温度，将蒸汽温度保持在设计值。减温过程如下：在减温器蒸汽入口端通过喷嘴将减温水喷入到蒸汽中以达到降低温度的目的，减温用的喷水主要来自锅炉给水系统。为了防止盐分在过热器或再热器中沉积，或者进入汽轮机，喷水必须洁净，不能含有悬浮物和溶解盐（可含有规定允许浓度的有机挥发成份）

38、。过热器减温器分二级布置，数量为四只。第一级布置于立式低温过热器出口集箱至分隔屏入口集箱之间的连接管道，分左、右各一只，喷嘴直径为114mm，共有直径为8mm的喷孔232个，沿圆周方向分六排，呈错列布置。第二级布置于过热器后屏出口集箱至末级过热器入口集箱之间的连接管道上，也分左、右各一只。3.4省煤器省煤器是利用锅炉排烟余热加热锅炉给水的换热部件，从即将离开锅炉的烟气中回收热量，以此来降低锅炉排烟温度，提高锅炉效率。省煤器布置在低温过热器下方，省煤器以顺列布置，以逆流方式与烟气进行换热。省煤器蛇形管由管子32x4光管组成，3管圈绕，横向节距80mm，共162排，采用上下两组逆流布置。给水经过省

39、煤器止回阀和省煤器电动闸阀进入省煤器入口导管，再经过省煤器入口集箱进入蛇形管。水在蛇形管中与烟气成逆流向上流动，以此达到有效的热交换，同时也减小了蛇形管中出现气泡造成停滞的可能性。给水在省煤器中被加热后，进入省煤器出口集箱经水冷吊挂管进入水冷吊挂管出口集箱，经出口导管引入锅炉。在省煤器入口集箱端部和后水冷壁下集箱之间连有省煤器再循环管。在锅炉启动时，该管可将炉水引到省煤器，防止省煤器中的水产生汽化。启动时，再循环管路中的阀门必须打开，直到连续供水时在关上。省煤器系统通过包墙系统引出的吊挂管悬吊，悬吊管吊杆将荷载直接传递到锅炉顶部的钢架上。为防止省煤器管排的磨损，在省煤器管束与四周墙壁间设有阻流

40、板，在每组上两排迎流面及边排和弯头区域设置防磨盖板。省煤器进口集箱位于后竖井环形集箱下护板区域，穿护板处集箱上设置有防磨装置，进口集箱由位于烟气调节挡板处的支撑梁支撑。3.5燃烧设备煤粉燃烧器采用中速磨煤机正压直吹式制粉系统，每炉配6台磨煤机(5台运行，1台备用)。系统采用前后墙对冲燃烧方式，燃烧器布置图见图5。24只HTNR3燃烧器分三层布置在炉膛前后墙上，沿炉膛宽度方向热负荷及烟气温度分布更均匀。燃烧器上部布置有燃尽风(OFA)风口，12只燃尽风风口分别布置在前后墙上。中间4只燃尽风风口距最上层一次风中心线距离为7004.6mm。两侧*前后墙2只燃尽风风口距最上层一次风中心线距离为4272

41、.3mm。在HT-NR3燃烧器中，燃烧的空气被分为三股，它们是：直流一次风、直流二次风和一次风】一次风由一次风机提供。一次风管靠近炉膛端部布置有一个锥形煤粉浓缩器。【直流二次风、旋流二次风】燃烧器风箱为每个HT-NR3燃烧器提供直流二次风和旋流二次风。每个燃烧器设有一个风量均衡挡板，该挡板的调节杆穿过燃烧器面板，能够在燃烧器和风箱外方便地对该挡板的位置进行调整。旋流二次风旋流装置设计成可调节的型式，并设有执行器，可实现程控调节。调整旋流装置的调节导轴即可调节旋流二次风的旋流强度。【燃尽风(OFA)】燃尽风风口包含两股独立的气流：中央部位为非旋转的气流，它直接穿透进入炉膛中心；外圈气流是旋转气流

42、，用于和靠近炉膛水冷壁的上升烟气进行混合。【大风箱】燃烧器区域设有大风箱，大风箱被分隔成多层风室，每层燃烧器一个风室。大风箱对称布置于前后墙，设计入口风速较低，风箱风量的分配取决于燃烧器自身结构特点及其风门开度，保证燃烧器在相同状态下自然得到相同风量，利于燃烧器的配风均匀。3.5.2油燃烧器及其点火器锅炉共设24只简单机械雾化点火油枪，8只蒸汽雾化启动油枪，点火油枪位于旋流二次风通道中，其出力250kg/h；启动油枪位于煤粉燃烧器的中心，其出力4700kg/h。每只HT-NR3燃烧器装有1支点火油枪用于点火。在锅炉前墙中层和锅炉后墙中层共装有8只启动油枪用于暖炉和低负荷稳燃。每只点火油枪配有自

43、身的高能点火器。高能点火器、油枪及其各自的推进器设计成组合一体型式，结构紧凑，并且能够完全满足程控点火的要求。3.6空气预热器采用32#、VI型回转式空气预热器，每台锅炉配置两台空预器。转子直径为17000m。采用垂直轴受热面回转的形式。空气预热器的作用是利用省煤器后排出烟气的热量加热燃烧用的空气以利于燃料的着火和燃烧，并可降低排烟温度，提高锅炉效率。电站锅炉广泛采用的空气预热器有管式和回转式两种。管式空气预热器的传热方式是：热量连续的通过管壁从烟气传给空气，属间接传热方式。回转式空气预热器以再生方式传递热量，烟气与空气交替流过受热面。当烟气流过时，热量从烟气传给受热面，受热面温度升高，并积蓄

44、热量；当空气再流过时，受热面将积蓄的热量放给空气。其工作原理是烟气通过波纹板蓄热元件时，将热量传给波纹板蓄存，冷空气流过波纹板，吸收热量温度升高。回转式空气预热器与管式空气预热器相比有以下优点：结构紧凑。在相同体积，可布置的受热面面积是管式空气预热器的68倍。节省钢材。前者耗用的钢材量约为后者的1/3。因后者管壁厚度为1.5mm，而前者双面受热的波纹板厚度仅为0.51.25mm.耐腐蚀性能好。可降低排烟温度，提高锅炉效率。因为，当烟气流过受热面，对受热面加热时，不象管式空气预热器的管壁外侧有冷却空气，所以烟气接触的受热面壁温较高，不易结露和引起腐蚀。受热面受到磨损、腐蚀时，不增加空气预热器的漏

45、风量，且为组装式受热面，更换方便。由于空气预热器具有上述优点，尽管其结构复杂，漏风系数稍大，但仍被大容量电站锅炉普遍采用。预热器采用先进的径向、轴向和环向密封系统，径向、轴向密封采用双密封结构，密封周界短，效果好，并配有性能可靠的带电子式敏感元件的具有自动热补偿功能的密封间隙自动跟踪调节装置，在运行状态下热端扇形板自动跟踪转子的变形而调节间隙，以减少漏风。预热器采用可靠的导向和支承轴承。导向轴承采用双列向心滚子球面轴承，导向轴承装置本身可随转子热胀和冷缩而上下滑动，并能带动扇形板侧上下移动，从而保证扇形板侧的密封间隙保持恒定。导向轴承结构简单，更换、检修方便，配有润滑油冷却水系统，并有温度传感

46、器接口。空气预热器的支承轴承采用向心球面滚子推力轴承，使用可靠，维护简单，更换容易，配有润滑油冷却水系统。每台预热器配有一套中心传动装置，包括主电机、辅助电机和盘车装置，电机配备变频调速启动装置，实现软启动、无级变速。当主传动电机发生故障时，能自动切换辅助电机投入运行，确保予热器安全运行。一旦停转，转子停转报警器发出声光报警。传动装置减速机齿轮全部为硬齿面，减速机体积小、重量轻，安装调整方便，运行平稳可靠。3.7冷灰斗冷灰斗型式取决于燃料种类和灰分性质。本锅炉采用的为开式冷灰斗。炉膛前、后水冷壁相对炉膛中心倾斜下降以形成冷灰斗斜底。炉膛里落下的灰渣通过底部开口直接落到正下方的灰渣斗中。根据炉膛

47、高度不同，在炉膛和灰渣斗之间需留出足够的间隙，在此处装有水封装置或机械密封装置以防止空气从此间隙漏入。第四章锅炉辅助设备钢构架和平台楼梯锅炉构架（钢结构或钢筋混凝土结构）是用来支承集箱，受热面，部分或全部炉墙平台扶梯和其他构件的结构，并保持其相对位置。现代锅炉中普遍采用悬吊式结构，对锅炉构架的要：（1）保证构架有足够的强度和最少的材料消耗以节省投资费用。（2）构架结构便于制造、运输、安装。（3）柱梁斜撑应不妨碍锅炉各部件的检修、更换和运行操作。（4）构架有足够的钢性，不致因构架变形而引起锅炉各部件的相对位移和破坏连接处的严密性。本锅炉构架采用全钢结构，主要构件的接头采用扭剪型高强度螺栓连接，比

48、较次要的构件的接头采用高强度螺栓或焊接连接。主要承力构件材料为抗腐蚀性能良好的高强度低合金钢Q345，比较次要的构件材料为Q235。除回转式空气预热器支撑在构架上以外，锅炉其余部分全悬吊于构架上。楼梯采用炉前两侧集中布置，并与电梯相对应。平台和步道的布置以方便运行、检修和维护为原则。除燃烧器平台采用花纹钢板平台外，其余平台的铺板均采用钢格栅板。由于锅炉为露天布置，燃烧器区域设防雨罩。吹灰系统和烟温探针为了保持锅炉各级受热面的清洁，提供了足够数量的炉膛吹灰器、及用来吹扫过热器、再热器省煤器的长伸缩式吹灰器和加长枪式吹灰器，分布在炉膛、水平烟道、后竖井、省煤器区域。炉膛水冷壁上预留有炉膛吹灰器和长

49、伸缩式吹灰器墙箱。吹灰系统采用66只长伸缩式吹灰器和98只炉膛吹灰器，采用德国贝尔格曼公司产品。长伸缩式吹灰器对称布置于上炉膛、水平烟道和尾部烟道的两侧墙，屏式过热器布置10只，末级过热器布置8只，末级再热器布置6只，尾部烟道中共布置42只。炉膛吹灰器分6层布置，1至3层布置在燃烧器区域的两侧墙，4至6层布置在燃烧器上方的前后及两侧墙，每侧面墙除1层布置3只外，其余均布置5只，前后墙每层布置7只，炉膛吹灰器共98只。回转式空气预热器的吹灰器2只，布置于空气预热器的冷端。本体吹灰系统和空气预热器吹灰系统的蒸汽汽源均取自一级过热器出口集箱，汽源压力为26.44MPa，温度为467C，当锅炉启动初期

50、或低负荷运行时，空气预热器采用辅助汽源。吹灰系统设置1个减压站，减压站配置气动减压阀、安全阀、压力开关和流量开关等。吹灰管路的疏水系统为温控式热力疏水，热力疏水阀由气动温度控制器自动控制启闭，当管道的蒸汽具有设定的过热度时疏水阀自动关闭。在炉膛出口处的两侧墙各布置1只烟温探针，在锅炉启动初期用于监测炉膛出口烟气温度，保护受热面不过热烧坏。炉顶和炉墙密封为了使火焰和烟气与外界隔绝，防止锅炉负压运行时空气漏入正压运行时烟气漏出，尽量减少锅炉的散热损失，炉膛及烟道都要用炉墙封闭起来。因此，炉墙必须具有良好的耐热性、性和密封性。同时要求炉墙具有足够的机械强度、重量轻、结构简单、价格低廉等。锅炉炉墙有三

51、种基本结构型式：重型炉墙、轻型炉墙和敷管式炉墙，现在大容量锅炉都采用敷管式炉墙。这种炉墙直接敷贴在锅炉受热面管子上面，要求管子节距要小或采用膜式水冷壁。炉墙采用绝热性能较优良的材料做成，可不用沿高度分段且总高度不受限制。设计锅炉炉膛时还应考虑在炉墙的不同部位设安全门、人孔、检查孔，、点火孔、吹灰孔、打焦孔、测量孔和检修起吊孔（安装检修后堵死）。该锅炉炉膛部分为全焊膜式水冷壁结构，因而保证了炉墙的严密性。烟气不会直接冲刷炉墙使炉墙的壁温度接近于水冷壁的温度，因此炉墙可采用轻质岩棉板的保温材料，外面涂上抹面涂料。为满足锅炉露天布置的需要，在炉墙外装置金属护扳。为了加强炉顶密封，本锅炉的炉顶密封采用

52、了微正压结构，并用金属板进行二次密封。同时在炉顶管与水冷壁管及侧包覆管接触处用密封垫块密封使其成为一个平面，并在穿过炉顶的所有管系处采用金属梳形板密封，炉顶管开孔处和两侧采用密封钢板作为一次密封。炉顶除采用二次密封外，尚有炉顶罩壳、炉顶盖板等，以此保护炉墙，防止露天风雪的侵入，炉顶盖板中部分采用拉网板，以加强罩壳通风降低吊杆温度。运行问题管结垢由于水冷壁的设计热负荷通常很高，因此一定要注意避免水冷壁管子部产生结垢和铜铁氧化物的沉积。要做到这点，就需要保证炉水和给水的品质。水垢是附在管子壁面上的绝热薄膜沉淀，可造成管子向火面金属壁温升高，使管子过热。为避免产生结垢，水处理时要用不结垢成份取代给水

53、中的结垢成份。在高压锅炉中，由给水系统携入的铜铁氧化物可在其沉淀部位导致部腐蚀，引出管子损坏。为了避免这种腐蚀，水处理时要在给水系统中加入控制腐蚀的成份。锅炉投入运行前进行酸洗可将受热面部清理洁净。在锅炉长时间运行后，特别是在锅炉水工况不当，存在结垢和氧化物沉淀的情况下，也要对锅炉进行酸洗。积灰（结渣）结渣的量和速率主要取决于燃料性质。水冷壁表面不可能完全没有积灰或结渣，但必须维持在一个合理的限度上，正确使用吹灰设备可避免产生严重的局部结渣。炉膛在运行中逐渐受到污染，从而使炉膛出口烟气温度逐渐升高，随之引起蒸汽出口温度升高。继续发展下去，蒸汽出口温度有可能超过控制值，这时就要使用墙式吹灰器进行

54、吹灰，使蒸汽出口温度降回控制围。在燃烧更换时，例如从煤到油或从油到煤，特别是代用燃料燃用时间较长时，要用现有吹灰系统对炉膛进行一次彻底清理。如果从油改烧煤的经验，预见到由于燃料特性的变化又可能产生严重结渣时，更需要在长期投入运行前，对炉膛进行彻底吹扫.锅炉的保护旁路系统锅炉在运行中，必须对过热器、再热器系统提供必要的监视和保护手段，尤其在锅炉启动、停炉阶段，由于此时所处的工作条件差，更需对过热器和再热器进行保护。本机组采用了汽机二级串联旁路系统，容量约为35%B-MCR。当锅炉启动、停炉或事故（电网事故、汽机停机等）时，旁路系统可作为一种保护手段。在汽机冲转前与事故停炉时，锅炉仍处于运行状态，

55、蒸汽可通过旁路系统而不通过汽机进行循环。这时锅炉产生的蒸汽流经各级过热器后，经过高压旁路减温减压后进入再热器系统，保证再热器在不同工况下均有蒸汽流过，可有效地保护再热系统，由再热器出来的蒸汽通过低压旁路减温减压后排入凝汽器。4.5.2水冷壁系统、过热器系统的保护压力保护：在过热器出口管道上装设了两只动力控制泄放阀（PCV阀），一只安全阀，在屏式过热器进口管道上装设了四只安全阀。出口管道PCV阀和安全阀的整定压力幅度低于屏过进口管道安全阀的整定压力幅度，因此当锅炉超压引起出口管道PCV阀和安全阀启跳时，能确保整个过热器系统中总有足够的蒸汽流过。而出口管道PCV阀的整定压力幅度低于过热器出口安全阀

56、，使安全阀免于经常动作而得到保护。温度监测保护：水冷壁系统、过热器系统的温度测点是锅炉在启停、运行时对蒸汽温度和管子金属壁温进行监视和保护的重要手段。水冷壁系统、过热器系统蒸汽温度的监视是通过设置在系统管道上不同位置的热电偶来实现的，管子金属壁温的监视是通过装设在水冷壁、过热器各级受热面出口段的壁温测点来实现的。4.5.3再热器系统的保护再热器进、出口管道上分别设置了6只和2只弹簧安全阀。再热器出口管道上的安全阀整定压力低于再热器进口管道上的安全阀整定压力，因此出口管道上的安全阀先起跳，安全阀动作时，再热器中有足够的蒸汽流过，确保再热器得到有效的保护。再热蒸汽温度的监视是通过设置在再热器系统上

57、的热电偶来实现的，管子金属壁温的监视是通过再热器管出口的壁温测点来实现的。五、计算部分5.1煤的元素分析数据校核和煤种判别5.1.1煤的元素各成分之和为100%的校核Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=67.7+1.73+1.94+10.43+0.22+22.98+5=1005.1.2煤种判别由燃料特性得知V-=6%18840所以该煤种属于无烟煤。dafMar,zs=4187*Mar/Qar,net=4187*5%/23040=0.909%4%Sar,zs=4187*Sar/Qar,net=4187*0.22%/23040=0.04%4%，所以属于高灰分煤。5.2燃烧产物计

58、算根据煤种，按锅炉课程设计表2-7选取炉膛出口过量空气系数:=1.2，又按锅炉课程设计表2-9选取各受热面烟道的漏风系数，然后列出空气平衡表，如下：5.2.1空气平衡表空气过量系数a平均过量空气系数漏风系数出口炉膛1.20.05屏过1.21.20高过1.2251.21250.03高再1.251.23750.03低过1.31.28750.03低再1.2751.26250.03省煤器1.321.310.02空预1.521.4燃烧计算表序号项目名称符号单位公式结果1理论空气量V0m3/kg0.0889(C+0.375S)+0.265H-0.0333Oarararar6.419712

59、252理论氮容积V0N2m3/kg0.8N/100+0.79V。ar5.075012683ro2容积VRO2m3/kg1.866C/100+0.7S/100arar1.2648224理论干烟气容积Vogym3/kgVo+VN2RO26.339834685理论水蒸气容积VoH2Om3/kg11.1H/100+1.24M/lOO+1.61dVo(d=O.Olkararkkg/kg)0.357387376飞灰份额afh查锅炉课程设计表240.92烟气特性表序号项目名称符号单位炉膛，屏、凝渣管高过高再低再低过省煤器空预器受热面出口过量空气系1.2751数（查锅炉课a1.21.2

60、21.52程设计表15)2烟道平均过1.21.21251.23751.261.281.311.42a量空气系数pj25753干烟气容积Vm37.6237.70407.86458.028.188.3299.0361V0+(agy-1)V0pjgy/kg850559水蒸气容积0.3780.380.380.389m34%+0.0161(VH2O/kg10.37940.3819457140.4008a-1)V0pj5烟气总容积Vm3/kg8.0018.0834&24658.408.57&7199.4369V+Ve口9ny8952646ro2容积份0.1580.15650.153