锅炉汽水系统和风烟系统

锅炉汽水系统和风烟系统

第一章锅炉汽水系统

锅炉汽水系统流程：

第一节过热器

一、过热器系统

襄樊二期2X600MW超临界锅炉是在引进ALSTOM美国公司超临界锅炉技术的基础上，

结合上海锅炉有限公司燃月烟煤的经验，并根据用户的一些特殊要求进行设计的祸炉。上海锅

炉厂生产的SG—1913/25.4—M957超临界压力直流锅炉。过热器系统如图1-3-1所示。

角上部的斜烟道上布置了高温过热器。过热器受热面由四部份组成，第一部份为顶棚及后竖井烟

道四壁及后竖井分隔墙；邕二部份是布置在尾部竖井后烟道内的水平对流过热器；第三制份是

位于炉膛上部的屏式过热器；第四部份是位于折烟角上方的的高温过热器。

过热器系统按蒸汽流程分为：顶棚过热器、包墙过热器、前后屏式过热器及高温过热器。按烟

气流程依次为：前后屏式过热器、高温过热器。过热器由包覆、炉顶过热器、前屏过热器、后屏过

热器及高温过热器组成。该过热器总的汽温特性属辐射对流特性。

过热器汽温是通过煤水比调节和两级喷水来控制。整个过热器系统布置了一次左右交叉,

即屏过出口至高温过热器进口进行一次左右交叉，有效的减少了烟气根味过锅炉宽度上的不均匀

的影响。锅炉设有两级四麻贲水减温，每级喷水分两侧0贲入，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。锅炉的过热蒸汽温度调节采用两级喷水调温方式，第一

级喷水减温器布置在前屏与后屏过热器之间，第二级喷水减温器布置在后屏与高温过热器之间，其

减温水来源于高压加热器出口的给水。高温过热器悬吊在水平烟道的后侧,采用逆流布置，以增加其

传热平均温差。在前屏与后屏过热器之间以及后屏过热器与高温过热器之间的连接管上共装有二

级喷水减温器。包覆与炉顶过热器包括炉顶过热器、

水平烟道两侧及底部包袈管、尾部烟道包覆管等，其中尾部烟道包覆管企置范围从标高

40650mm到67950mm。过型器的吸热量占整个锅炉总吸热量的23%。

二、过热器流程

$36

VIEWII

图2・2・2过热蒸汽系统

从汽水分离器引出的蒸汽进入炉顶进口集箱，经前炉顶管至炉顶出口集箱，为减少蒸汽

阻力损失，在BMCR工况下约35.6%BMCR的蒸汽经旁路管直接进入炉顶出口集箱。从炉顶

出口集箱引出的蒸汽经过后炉顶管、后烟井包覆、后烟井延伸侧墙，再汇总至后烟井侧墙上

集箱，分四路引入分隔屏进口集箱，流经分隔屏后进入分隔屏出口集箱，再分二路经I级喷

水减温后进入后屏过热器进口集箱，流经后屏并进入后屏过热器出口集箱，从后屏过热器出

口集箱分二路经口级喷水减温后进入高温过热器进口集箱，通过高温过热器到末过出口集箱,

再由两根末过出口集箱引出至两根主蒸汽管道并送往汽机高压缸。

三、过热器系统各部件选用规格、材质汇殆

序号名称数量规格mm材料牌号

包覆连接管道4<D323.9x46.04SA-335P12

S-2炉顶进口集箱1①3239x55.57SA-335P12

S-2a旁路管道20323.9x46.04SA-335P12

(D63.5x9.00

S-3前炉顶前段168SA-213T12

SUM/.光

S-4前炉顶后段168063.5x9.00SA-213TI2

S-5炉顶出口集箱1(D273.1x60.33SA-335P12

S-6后炉顶管113(D63.5x9.00SA-213T12

S-7包覆后墙管113(D63.5x9.00SA-213TI2

S-8包覆后墙出口集箱1中355.6x65.1SA-335PI2

S-9包覆侧墙进口集箱2①355.6x65.1SA-335P12

S-10包覆侧墙管160(D63.5x9.00SA-213TI2

S-lOa低再集箱支承管20(P57.15x9.00SA-213T12

S-ll后烟井侧墙上集箱2①355.6x66.68SA-335P12

S-12后烟井前墙管屏113(D63.5x9.00SA-213T12

S-13后烟井前墙鳍片管113①63.5x9.00SA-213T12

S-14后烟井前墙下集箱10355.6x65.1SA-335P12

S-15延伸侧墙进口连接管道1(D406.4x58.74SA-335P12

S-16延伸侧墙进口集箱1(1)406.4x74.61SA-335P12

S-17,18延伸侧墙管11()(D50.8x7.96SA-213TI2

S-19分隔屏进口管道40355.6x50.8SA-335P12

S-2O分隔屏进口集箱2中273.1x49.21SA-335PI2

S-21分隔屏过热器进口炉外段432①41.3x6.04SA-213TI2

(M1.3x6.36SA-213TI2

S-22分隔屏过热器炉内段432(M1.3x5.50SA-213T91

①41.3x5.59SA-213T23

S-23分隔屏过热器出口炉外段432(D41.3x7.00SA-213TI2

S-24分隔屏出口集箱2(D406.4x77.79SA-335P12

S-25一级减温器进口管道20)457.2x71.45SA-335PI2

S-26一级减温器20457.2x71.45SA-335P12

S-27一级减温器出口管道2①457.2x65.1SA-335P12

S-28后屏进口集箱1①355.6x65.1SA-335P12

①41.3x6.5

(D44.5x7.00

S-29a后屏过热器进口炉外段20x21SA-213T23

①47.6x9.50

057.2x9.00

①44.5x7.00SA-213T23

①44,5x6.5SA-213T91

S-29后屏过热器炉内^20x21(D44.5x6.00SA-213TP347

H

①47,6x6.5SA-213TP347

H

中47.6x6.5SA-213TP347

H

(D47.6X7.96

S-29b后屏过热器出口炉外段20x21SA-213T9I

30.8x9.50

0)57.2x8.47

S-30后屏出口集箱1映解他的325SA盅，P9I

S-31二级减温器进口管道2蒙矽阳始01844.5x7(QA-335P9I

S-32二级减温器2①508：＜60.3SA-335P91

S-33二级减温器出口管道20508：＜58.75SA-335P91

S-M高温过热"讲n集箝]中4。八4内97VSA-。PO|

三■旧E村.S2、±tC解使小2父1乂6・5QA-911TO2

(MR1x7nnmR1X-13T?

5.50038.1x7.00SA-2133

①38.1x7.96SA-213T9

S-35高温过热器炉内^82x12①38.1x7.5中38.1xSA-2131

9.00SA-213T9

小诵1^7005iA-7ni

SA213T2

3

T9

1

T9

1

TP347

H

S-35B高潟过热器由n管熔头82x12①38.1x8.00SA-213T91

S-36高潟过热器小门集箱2(1)558.8x112.7SA-335P91

S-37高温过热器出口管道2①406.4x60SA-335P9I

各受热面过热器使用钢材的允许温度：

序号材料受热面温度工质温度温度界限

1SA-213TI2534482550

2SA-213T22620518580

3SA-213T23620518593

4SA-213T91613571650

5SA-647569704

213TT3O4H

QA＜1Q

03A-60U01O/()4

2I3TT347H

7SA-210371333454

部件过热器

序号单位

分隔

441.3S.08

2T）横向屏

节距mm

2688（平均）

1管子外径建厚41.36.0

mm4

丁

后屏高

温

过

41.36.36

热

44.5^.14器

44.5又.04

44.56.10

38.18.36

896

38.1X59

38.1X.06

2

2

4

距纵向节距min50.85476.2

SA-213T12SA-213T23SA-2I3T23

3管子所用材质SA-213T23SA-213T91SA-213T91

SA-213T91SA-213TP347HSA-213TP347H

4366.8114

4比3应材质的重量t4028131

510.06.8

5习:均烟气流速m/s——9.212.11

6苜七高设计压力Mpa.g28.2427.6827.08

7还而压力Mpa.g26.4026.0625.73

8H，□工质温度,C482518571

91£高计算工质温度,C503570585

10土□金属壁温c514591613

11最尼）金属壁温c534620613

12并联管数根632203182X2

SA-210C:454℃,T22:580℃.T23:593℃,

13材所适用温度界限c

T91:650℃,TP304H:704℃,TP347H:

704℃

顺列布置

大口径管、顺列布

阻流板

14防磨措施置阻流板、防磨罩

防磨罩

肝娴懂

低烟速

过热器集箱数据

名称设计设计规］各材质长度重量

温度压力外径霞m7

mm

VMPaftllf!----------

X-J.7<(VddiZJX£/u

AlJWlZlI_1来相42A7G^-QO.v6zv6zJ2个。2SSJSSS7CAWpin17V*

n0KKAA2aCADI1QCAHK

A)”SLULJ未怕VZVZ个72OSv)I\JJ11j

1C79no%assAAS10qA225PIG17Raam

-^8ULJ唐r果相,+D/・/—O・UUJJJ・UUJ•1vz

包覆i侧墙下集箱457.228.66355.665.10SA-335PI226.412313

箱AH■ITT仙II,也JU=_

JLJML”11741p0-l-K

453.328.66355.666.68SA-335P123516628

箱惘tt前懦下等

~7OMS7TBU1木

457.228.66355.665.10SA-335P1217.38068

慈仲侧It需讲口售

XErM*饮"回发II_1木

453.328.66406.474.61SA-335P125.63419

og044Q01IOA

5寸U乐怛43二.1oscAaaspi

ZX£c候用m告箱xcu07小4777Q0Aaaspio

JJW勺KH1LJ呆相

i进口尖箱—一姗T-27693556—6^4—SA・335RI2—-7789

后屏出口集箱528.327.24406.460.325SA-335P91178753

名称设计设计iliil材质长度重量

温度压力外径壁厚mmmkg

CMPamm

高温过热器进口

集箱519.427.08406.458.75SA-335P9117.48764

高温过热器出口

集箱587.826.68558.8112.7SA-335P9126.7533166

四、过热器

过热器系统按蒸汽流向可分为四级：顶棚和包墙过热器、分隔屏过热器、后屏过热器及高

温过热器。其中主受热面为分隔屏过热器、后屏过热器、高温过热器。分隔屏和后屏过热器布置

在炉膛的上部，主要吸收炉膛内的辐射热量。高温过热器布置在水平烟道，炉膛后墙水冷壁吊挂

管之后，受热面呈逆流布置，靠对流传热吸收热量。过热器系统的汽温调节采用燃料/给水比和两

级四点喷水减温，在后屏和未过之间设置一级喷水减温并左右交叉以减少左右侧汽温偏差。

过热器受热面管壁厚及选材留有足够裕度，确保受热团在各种负荷运行时均安全可靠。在

本工程中，过热器受热面选材采用引进的壁温计算方法，对各个受热面在各个负荷工况下均进

行金属温度计算，按最恶劣工况下的壁温选择受热面材料，在计算中充分考虑了各级受热面的热

力、水力及携带偏差。

J.炉顶、包覆

由炉顶进口集箱引出168根管子作为前炉顶过热器，管子规格前部为①63.5x9.03mm,节

距为112mm。后部炉顶为<D63.5x9.03mm,节距为168mm。材料为SA-213Tl2,组成后炉顶

和后烟井后包覆，后烟井前包覆并进入后烟井下部环形集箱。从环形集箱分别引出二路受热面，

其一为后烟井两侧包覆受热面，其二为水平烟道底部及延彳期则墙。各包覆受热面的结构特性分别

为：后炉顶、后烟井后包覆和后烟井前包覆的管子规格为①63.5x9.0mm,材料为SA-213T12,

数量为113根。后烟井两侧包覆管子规格为①63.5x9.0mm,材料为SA-213T12,数量为2：(80根。

水平烟道底部及延伸侧墙管子规格为①50.8x7.96mm,材料为

SA-213T12,数量为2x55共110根。从两侧包覆和延伸侧墙出来的工质分别引至分隔屏过热

器。前部炉顶管上还设有供升隆检修平台用的缆绳孔管。

2.分隔屏、后屏

分隔屏过热器布置于炉膛上部，分隔屏不仅吸收炉膛上部的烟气辐射热，降低炉膛出口烟

温，并能分隔烟气流，降低炉膛出口烟温偏差。减弱切向燃烧时炉腔出口烟气残余旋转的作用。

本锅炉分隔屏过热器共六片，沿炉膛宽度均布，SI为2688mm,S2为508mm。每片屏由六个小

屏组成，共72根管子，六片屏总计有432根管子。管子规格为①41.3x5.59〜6.36mm,材料为SA-

213T23,SA-213T23,SA-213T91o分隔屏管间定位采用耐热不锈钢制成的滑动连接件，1块

凸形和2块凹形连接件组成，直接焊在管子上，将管子相互连接一起，并保证每根管子能上下

自由膨胀，连接件沿管屏高度分4处布置。

后屏过热器布置于炉膛鼻子的前方，共2()片，沿炉膛宽度均布，S1为896mm,S2为

54mm。每片屏有20根管子组成，总计有420根管子。管子规格和材质分别为①445①57.2,

(P47.6,<P50.8,SA-213T23.T91,TP347Ho后管间纵向定位与分隔屏相同，亦采用活血连接

件，连接件沿后屏高度布置5处，管屏间的横向定位采用流体冷却定位管，冷却蒸汽从延伸侧

墙进口连接管道上分4路引出，作为后屏过热器的横向定位，屏式再热器横向定位及高温过热

器的横向定位。带定位块的冷却管水平横向穿过管屏，插入焊在管屏上的支承块中，使管屏俣持一

定的横向节距，定位管从管屏穿出后被引入后屏出口集箱。

3.高温过热器（高温过热器）

高温过热器布置在水平烟道的后侧.MCR时其烟温约为720C,采用逆流布置。高温过热器布

置于水平烟道，与烟气成逆流布置，共82片，沿炉膛宽度均布，S1为244mm,S2为76.2mm。每

片受热面有12t艮管子组成，总计有984根管子。管子规格为①38.”5.59〜9.03mm,材料为

SA213T23,T91,TP347H0管间采用不锈钢板制成的梳形管夹定位，沿高度布置4处，横向

定位采用流体冷却定位管的形式将各管屏相连定位，以保持管屏间的横向节距。

高温过热器采用无缝合金钢管，其外径和壁厚由强度计算来决定，管子材料主要由工作条

件来决定。高温过热器每排管圈数与蒸汽及烟气流速有关,蒸汽流速由管子壁温状况和过热器

压力降大小来决定，流速大传热性能好，但压力损失增大，该锅炉高温过热器设计蒸汽流速小于

I2m/S,压降为O.3MPa。过热器中烟气流速按传热性能、积灰和飞灰磨损三方面因素考虑，本锅炉

一般采用11.8m/S左右，不允许高于14m/S

高温过热器设计参数

名称材料压力皿0规格重氨

高过管组SA-213T2325.75585(D31.8x6.36114

高过管组SA-213T9125.73585◎31.8x5.59131

高过管组SA-25.73585(D31.8x7.0663

213T347H

掰□联相Zv.vo31y.4①4UE巧箕750.7u>4

1

-LHSTO6—―6A-335P<H—-------26:68-----—--———中5躲卧————

第二节再热器

一、再热器系统

本锅炉再热器系统由低温再热器和高温再热器两级组成。各级受热面之间利用集中的大管

道联接。由汽机高压缸来的汽首先进入低温再热器，在低温再热器进口管道上布置有事故喷水，

以保护再热器°由于本锅炉再热蒸汽采用摆动燃烧器调温，故高温再热器布置于炉膛鼻子上部烟

气高温区。

再热器受热面管壁厚及选材留有足够裕度，确保受热面在各种负荷运行时均安全可靠,在

本工程中，采用引进的壁温计算方法,对各个受热面在各个负荷工况下均进行金属温度计算，按

最恶劣工况下的壁温选择受热面材料，在计算中充分考虑了各级受热面的热力、水力及携带偏差。

二、再热器流程

自汽机高压缸排出的蒸汽分成二路经事故喷水减温器后引入低温再热器进口集箱，经过

低温再热器后进入低温再热器出口集箱，再通过2根连接管道引至高温再热器进口集箱，经过

高温再热器后从高温再热器出口集箱上引出2根再热蒸汽管道，送往汽机中压缸。再热器系统

如135图所示。

序号名称数量规格mm材料牌号

D1G小〈八。S八AcA.mc

-tr-i-----事故U员小技J--------------WJU/2U.UIv/Ox_-

ncQCA1l\£LC

t《■工/低fT,ma冉币底M砧PP进出oLJ汪投的管一工wnubm.euJ/\^lVOK--

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P7松且由执匏再吉再i10Y»中6()?乂40r?CrlMaVG

SA-213T23

R-8低温再热器出口集箱10711.2x38.1SA-335P12

P0027]]””QSA335P「

任加海谅内再超执壮普占中d|j~l_~1也狂培投衿B盾is

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Icqj/IUITj/ii^OD中62"473

(D63.5x4.50TP304HSA-213

(D63.5x3.76TP347HSA-213

063.5x4.00TP304HSA-213T91

663.5K3.76SA-2I3T23

<1)63.5x3.76

R-12高温再热器出口集箱2(D711.2x44.45SA-335P91

P-13』汩用埴典中c9衿谓0rb711今乂)。SA-33^pai

/仔军田才立黑诂厂）杵悴外管道o<I)711ovooA67")R70CT卜

_________________________雨二照x

1J7K\flfiD若□坦A^器UU等31方.7(卜面管汨的有关沏幅

J牛再热器

序号单位省煤器

名於、高温再热器低温再热器

63.5**.66

63.5X.76

63.54.2

1mm41.34.66

管子外径x壁厚60.34.250.87.9

63.52.7660.3*263.5*3.22

63.53.7660.34.2

4珏r4—1QU

1」1火IT此！mmDOUtub11Z

"1二h1071八0

2距

SA-213T23SA-210C

3管子所用材质cSA-213T91SA-213T12SA-210C

S

'-213TP304HSA-2I3T22

q

4-213TP347HSA-2I3T23

58158

4相应材质的重量t30168

21.76271.0

6.512

q烟与彳油m/sinnnin889.89

AnV17517ioci

M帛X[卉HJ1田r又t+iFJ-Eti-TzJI,■”■J?

A

7运也1行JUFFi力/JMnaff44。2»«7

R中厂|工质舄带r"Q4R1

品再计得iT序潟

9c618520333

度

1()出口金属岸温V6d7S4IT71

11帚百余尾邮目r66QV71

II并联管型________根aa*1I0X167幺

材卷适用温度界A.9inr-T”■«父。°「m

13u

限T91:650C,TP304H:704ffC,TP347H:

顺列布置阻流板大口径管、顺列布置

14防磨措施

防磨罩低烟速阻流板、防磨罩、低烟速

三、低温再热器

J页闻宣＞

1

n

低温再热尾部竖井中省煤器的上部，进口联箱的进口管上装有事故喷水减温器，顺

列排列，与烟气流布置，共110片，沿炉膛宽度均布，S1为168mm,S2为127mm。每

片受热面有8根管子组成，总计有880根管子。管子规格为①63.5x4.0min,d)60.3x4.0mm,材

料为SA-210c和12CrlMoVG、15CrMoG,SA-213T23,

支承再热器的吊耳焊接在悬吊管上，垫块垫在再热器管间，以保持节距和传递负重9管夹是

用来固定再热器管子，使各排管间距保持一定。低温再热器采用逆流、顺列布置，以增强传热及减

小磨蚀。据有关资料介绍，顺列布置第4、5管排磨损最严重。此外在管子弯头处、烟气气流转

弯处磨损人。后部受热面的磨损主要发生在撞击角20。的范围内。

四、高温再热器

高温再热器布置于炉膛鼻子上方，与烟气成顺流布置,共33片，沿炉膛宽度均布，S1为

560mm,S2为73mm。每片受热面有18根管子组成，总计有594根管子。管子规格和材质

分别为663.5x4.66,①63.5K3.76,①41.3X4.66,SA-213-T23,SA-213-T9I,

SA-213-TP304Ho

管屏管间的定位和横I可定位与后屏相向。高温再热器化置于高温过热器前的水平烟道内管

组呈U型布置，悬吊在炉膛出口处折焰角上方，沿着烟气流向平行布置管屏。高温再热器水

平方向装有定位杆，以保持管子之间距离，同时利用相临管子自身的弯折，加装定位块保持管间

的距离。在保证再热器安全的翼出上，根据受热面管内工质温度和热负荷大小分别采用不同的金

属材料和管壁厚。

第三节省煤器

一、概述

省煤器在祸炉对流烟道内的最后，烟气温度500C左右,以最大限度地利用和吸收烟气的热

量.降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃煤量。这些受热面一般称为尾部受热面，通常包括省煤

器与空气预热器等部件。省煤器布置在锅炉后部烟道侧，省煤器出口上周壁为包覆过热器管炉墙，

为了使这两部分之间在烟道结构连接上保证有适当的膨胀和减少漏风损失，上海祸炉厂生产

600MW超临界压力锅炉在省煤器的中间使用了非金属挠性膨胀缩节，据国外使用经验证明较

可靠耐用。

省煤器就是让给水在进入锅炉前，利用烟气的最后热量进行加热,从而提高锅炉效率而省

煤,故名省煤器。省煤器的工质是水.由于温度比饱和温度低得多，加上逆流布置,工质在省煤器

中强制流动，因而传热温差大，传热系数高，使得在对流蒸发受热面内的一般烟温范围中，降低同样

数值的烟气温度在省煤器受热面所需工质差不多仅为蒸发受热面的一半。由于给水温度低，管

子工作条件好，因此省煤器均为逆流布置，其传热温差大.省煤器可以采用管径较小、管壁较

薄、结构简单的省煤器代替部分造价较高的蒸发受热面，节省投资。

省煤器能省煤是因为弱炉给水温度比汽包压力下的饱和水温度低很多，所以使用省煤器

与使用蒸发受热面相比，可以使烟气温度降得更低。在省煤器中工质是强制流动,这样不但使

受热面布置自由和紧凑，而且还可提高换热系数。由于换热系数和温差的提高，所以能降低同样

数值的烟气温度，目小管径的省煤器钢管价格比水冷壁管低。应用省煤器的目的：为了减少蒸

发受热面，以价格低廉的省煤器受热百代替价格昂贡的蒸发受热面。

省煤器的布置有如下特点：1）蛇形管水平布置，便于疏水，

减少停炉期间的腐蚀C但当给水除氧不完善时，进入

省煤器的水在受热后放出的氧气易于附着在管内上表面，造成局部的金属腐蚀。经验表明，

在水平省煤器管内，水的流速大于。.3m/S时就可以避免金属的局部氧腐蚀。对于沸腾式省

煤器，水平布置时，在沸腾段易发生汽水分层。与蒸汽接触的上部管壁由于蒸汽传热系数小，冷

却条件差而造成局部超温损坏。其次，在汽水分界面处的金属管壁，由于水面的上下波动，壁温

经常上下交替变化，容易引起金属疲劳破裂。为防止沸腾段汽水分层，要求沸腾式省煤器管内水的

流速不小于LOm/s。

2）蛇形管错列布置，结构紧凑，目可提高对流换热能力和减少积灰。但管壁磨损稍严

重些。大型电站锅炉，为便于吹灰，许多省煤器采用顺列布置。

3）管内给水由下向上流动，管外烟气由上向下流却，呈逆流传热方式，具有最大的传

热温差。同时水由下向上流动时，水中可能放出的少量气体和蒸汽形成的气泡易于排除，不易产

生停滞和阻塞，有利于省煤器安全可靠运行。烟气从上向下流动，有助于吹灰。

4）大型锅炉的省煤器一般为蛇形管垂直于前后墙布置。蛇形管垂直或平行于前后墙布置。

由于尾部竖井烟道的宽度大于深度，所以当蛇形管横向节直一定时，垂直前后墙布置时管排数多,

管内流速低。容量较小的锅炉，为达到所需水速，需采用平行于前后墙布置的方

式。大型锅炉的烟道宽度相刘较小，又采用非沸腾方式，允许水速低，垂直前后墙作置已能达

到所需水速。其次，由于烟道深度小，垂直前后墙布置时，蛇形管直段长度短，钢管的钢性好,

支吊比较简单。但从飞灰对