新型300mw供热锅炉设计

新型300mw供热锅炉设计

1小型燃煤锅炉随着能源工业的发展，电力过剩，能源政策从限制能源转变为适当的能源。此外，环境保护的要求越来越高。主要城市的小型燃煤锅炉遭受能耗大、效率低、污染严重的影响。必须考虑淘汰命运。面对这样的能源政策和环保政策，电加热锅炉以其特有的优势跃居前台。鉴如此，我公司从1999年便开始研制电加热锅炉，至今已开发出卧式蒸汽、卧式热水两大系列共16个产品，即WDZQ(150,210,360,540,720,900,1200,1500)-1.0的蒸汽锅炉和WDZS(150,210,360,540,720,900,1200,1500)-l.0/95/70的热水锅炉。2加热锅炉的开发设计2.设计原则与特点电加热锅炉的设计严格按照江苏省指导性技术文件DB32/Z012-2001《电热锅炉通用技术条件》进行，同时在设计过程中始终坚持以下设计原则：(1)稳定性：为保证锅炉运行稳定，对与锅炉配套的关键元器件进行严格挑选。电热管采用名优企业产品，热效率高、性能稳定、使用寿命长。主要配套阀门、仪表如安全阀、压力（温度）控制器、压力（温度）变送器等全部采用进口件；(2)安全性：锅炉设有多级保护措施，确保运行安全；(3)易操作：锅炉控制为触摸屏加PLC控制，实现全自动操作；(4)外观漂亮。2.2以锅炉结构为特征的结构电热管铺设与制作锅炉为锅壳式，卧式布置，电热管由端部插入，小于360kW锅炉为单头布置（电热管由一端插入），360kW以上锅炉为双头布置（电热管由两端插入）。电热管呈水平状态浸入锅水中加热锅水。电热管分布均匀，避免出现加热死角，确保构成良好水循环。电热管为电阻浸入式，U形管结构，每组功率为30kW。管子材质为英格莱800，电阻丝材质为Ni80，电阻丝与管子间填充氧化镁粉作为绝缘介质。管子表面经发黑处理。筒体由δ12的20g钢板卷制而成，管板与筒体为T形角头焊接，两端管板用拉撑管连接，以满足强度需要，在管板上焊有电热管法兰座。(2)正常水位线确定现以360kW电加热蒸汽锅炉为例进行说明。图1为WDZQ360-l.0本体结构图，每端6组电热管，每组30kW，共计360kW。正常水位线位于筒体中心线上235mm。最高、最低水位线距正常水位线35mm；最高安全水位、最低安全水位距正常水位线60mm。确定正常水位线要考虑满足《蒸汽锅炉安全技术监察规程》中对最高火界的要求，还要使蒸汽容积热负荷在一定的范围内以及蒸汽空间有一定的高度。锅内分离采用缝隙式汽水分离器。锅炉给水采用手动球阀控制，给水管路上还设有止回阀和显示给水压力的压力表，蒸汽出口采用闸阀，设有安全阀、压力控制器、压力变送器和就地显示压力表，水位计采用不锈钢平板式水位计。此外还设有为控制锅水品质的排污装置和为检修用的头孔、手孔装置。(3)u3000组压力和温度显示仪器现以360kW电加热热水锅炉为例进行说明。图2为WDZS360-1.0/95/70本体结构图，每端6组电热管，每组30kW，共计360kW。由于没有汽空间，锅筒筒体可以做得较小，电热管分布更均匀。为保证配水和出水均匀，在进出水口均设有孔板。在进水管道上设有显示压力和温度显示的压力表和双金属温度计。在出水侧设有安全阀、排气阀、压力（温度）控制器、压力（温度）变送器以及压力（温度）的就地显示仪表。此外还设有控制锅水品质的排污装置和检修用的头孔、手孔装置。2.3电热管的使用锅炉采用触摸屏为操作界面，可实时动感地显示电热管的运行状态，并设有全方位的在线帮助，多级中文弹出式菜单和故障维修指南，适合任何文化层次的人使用。控制方式为PLC多级控制，控制原则是保证每组电热管总的使用时间是相同的，即先停的先启动，后停的后启动。分组的原则是尽量使加热的电热管分布要均匀，不要出现已启动的电热管集中在某一局部的情况。锅炉控制系统还具有以下功能：漏电保护、短路保护、过流保护、过压保护、压力超限保护、水位过低保护、电机过载保护等等。2.4蓄热式供热系统电加热锅炉最具优势的地方是与蓄热器配合使用，可有效利用峰谷分时电价进行分时用电，即在谷电时启动锅炉，将多余的热量储存起来，在峰电时停止锅炉运行，将储存的热量再释放出来，起到了移峰填谷的作用，降低了运行成本。下面以某厂电加热锅炉供热系统为例介绍电加热锅炉的蓄热系统。该厂分两期建设，总体设计、分期投入。一期采暖面积10000mm2，二期采暖面积16000mm2。并配置男女浴室喷头各10个。供热系统采用蓄热式电加热热水锅炉房集中供热。采用3台1200kW电热水锅炉，并配置相应的半地下式无压平底圆柱型蓄热罐。蓄热电锅炉供热系统的运行，按供电时间特性可分为两种形式：一种是全部使用谷电，另一种是使用谷电加部分平电。该厂一期为全谷电运行方式，二期为谷电加部分平电运行方式。图3为蓄热式电加热锅炉供热系统图。该系统可完成3种功能，即在低谷段，开启电锅炉加热蓄热罐中的水，同时向系统供热；在峰电段关闭电锅炉，由蓄热罐向系统放热；在平电段，开启电锅炉，直接向系统补热。电网分时电价见表1，由表看出，谷电价格不及峰电1/3，避开峰电充分利用谷电将会带来显著的经济效益。这将是电加热锅炉发展的主要方向。3在项目过程中，应考虑几个问题热电元件的选用电热元件是电锅炉的心脏，其性能好坏直接关系到锅炉性能的好坏。电热元件结构比较简单，成本也较低，所以生产厂家较多，市场上鱼目混珠，有很多不合格产品。问题主要表现在密封性不好，使用寿命短。我们经过慎重考虑，决定选购名优企业的名牌产品，其结果如图4所示。管子与法兰间通过过渡套管相连，均为氩弧焊焊接。该结构完全通过焊接密封，而不是通过拧紧螺母来压紧垫片密封，所以密封性更可靠。由于焊接是通过过渡管进行的，不会出现因热应力而拉裂焊缝的情况。电热元件的使用寿命主要取决于管子材料和表面热负荷。我们选用的电热管管材为英格莱800，表面热负荷为12.6W/cm2，都处在最佳位置。此外，电热管的额定电功率也是一个很重要的指标，我们选用的电热管在额定工况下电功率偏差绝对值小于5%，超过了江苏省指导性文件DB32/Z012-2001中规定的10%。(2)用同一线头连接起来电热元件的接线如图5所示，每组电热管有6根U形管，共12个接线头。如果用12根线接入，则会因线太多而造成连接很不方便，所以我们将电热元件的相同线头用连接导板连接起来，只要接入3根线就可以了。因为电热元件管座本身无法保温，对蒸汽锅炉来说，饱和温度有184℃（1.0MPa），因此管座表面温度是相当高的，尽管端盖开有散热孔，但是不能通过自然通风来冷却，所以我们加装了幅流风机进行强制通风冷却。(3)球面积及球体积比从减少蓄热罐热损失和投资角度看，蓄热罐面积与体积比越小越好。因球面积与球体积比最小，但分层效果不佳，易造成紊流，再加上施工等难度，一般不用球状蓄热罐。在立方体、长方体和圆柱体中，因圆柱体的面积与体