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    SHX15-1.6-H循环流化床蒸汽锅炉设计说明

    2018-05-04 12:58:46
    SHX15-1.6-H
    循环流化床蒸汽锅炉
     

     
    文件号:HA18020-WJ09
     
     
    编制:张文杰
    校对:董   涛
    审核:夏  超
    河南省恒安锅炉有限公司服务电话:0394-6771818
    ○一八年三月

      SHX15-1.6-H循环流化床锅炉采用了中国科学院工程热物理研究所与我公司联合研制的高效、节能、低污染的外循环流化床燃煤新技术,它具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、NOX排放低、结构简单、操作方便等诸多优势,既符合国家产业发展政策,也符合国家的能源环保政策,是传统燃煤锅炉技术理想的更新换代产品。
    一、技术规范
    产品型号:      SHX15-1.6-H
    额定蒸发量:    15t/h
    额定蒸汽温度:  204℃
    额定蒸汽压力:  1.6MPa
    给水温度:      104℃
    燃烧方式        沸腾燃烧
    燃料消耗量      3654.2kg/h
    一次风温度:    80℃
    二次风温度:    20℃
    金属耗重:      65.6t本体29.7t
    设计热效率:    84.6%
    脱硫剂:        石灰石  粒度:0~2mm
    脱硫效率:      84%(Ca/S=2)
    受热面积:
           炉膛:      114 m2
           对流管束:  248 m2
           铸铁省煤器:478 m2
           空气预热器:105 m2
    锅炉水容积:
             水压试验:  14.5 m3
             锅炉运行:  12 m3
    水压试验压力:   2.0MPa
    锅炉经济运行主要指标:
    排烟温度               160℃
    排烟处过量空气系数     1.4
    炉膛温度               850~950
    排污率                 5%
    排烟处含氧量           5.43%
    设计燃料   褐煤 Qnerar=11500KJ/Kg粒度:0~20mm ( 0~2 mm20%)
    锅炉安全稳定工况范围:   40%~100%
    安装后的外形尺寸:10400×7350×10730(×宽×高)mm(含平台)
     二、技术特性
    循环流化床锅炉的核心结构是由燃料密相区、稀相区、分离器及返料器组成的循环燃烧系统。燃料进入密相区与空气混合,流化并燃烧,炽热的高温烟气携带大量正在燃烧的固体颗粒冲刷稀相区,一边燃烧,一边将燃烧释放的热量传递给其中的受热面,加热其工质(水),未燃烬的固体颗粒进入分离器,被收集下来,通过返料器重新送入密相区,反复循环燃烧,从而大幅度提高燃烧效率;同时脱硫剂(石灰石)与燃料中的硫在物料循环当中不断发生化学反应,从而有效提高了脱硫效率;燃烬的固体细小颗粒随高温烟气逃逸出分离器,冲刷对流受热面和尾部受热面,经除尘器除尘后排入大气。
    1、循环流化床锅炉的工作原理,决定其有如下其它燃煤技术难以比拟的技术优势:
    • 效能显著,热效率高
    煤的燃烧效率可达96~99%灰渣含碳量不大于5%,锅炉热效率可达85%左右。
    • 煤种适应性广
    热值在40005000kcal/kg的无烟煤在锅炉内可稳定燃烧。在燃用非设计煤种,掺烧煤矸石、造气炉渣、层燃炉炉渣时燃烧效率有所偏离。
    • 负荷调节性好
    a.可在30%~100%额定负荷范围内自由调节,无论高低负荷,锅炉可以安全稳定运行,其燃烧效率均能保持较高值。当锅炉负荷<70%时,主蒸汽参数有所偏离额定参数。
    b.负荷调节速度较快,平均每分钟可达5%
    • 清洁燃烧,保护环境
    循环流化床燃烧温度仅在850950℃左右,属低温燃烧,同时采用分级燃烧,空气沿燃烧流向从不同高度送入,燃烧室处于还原气氛,因而该技术在环保方面有三大好处。
    a.燃料中掺加石灰石,可经济脱硫,Ca/S摩尔比为1.5~2时,脱硫效率可达84%左右。
    b.NOx的排放量可控制在200ppm以下。
    c.炉渣活性好,含碳量低,可作水泥熟料及建筑材料。
    ⑤点火方便,压火时间长
    循环流化床锅炉容积热负荷较高,其密相区截面积仅为传统流化床锅炉的1/3~1/2,同时密相区为绝热室,因此点火方便快捷,压火时间最长可达20个小时。
    ⑥结构紧凑,维修量少
    由于循环流化床锅炉机械传动件很少,同时无埋管受热面,所以可从根本上消除炉排传动的故障和埋管磨损,延长运行周期,减少了工人劳动强度。
    三、结构简介
    SHX15-1.6-H循环流化床锅炉整体结构为双层布置,下层主要为出渣、放灰和排污;上层为锅炉的操作运转层。锅炉的标高以操作面为零米算起。操作面距地面不宜小于4米。
    锅炉本体采用双锅筒横置式自然循环,散件出厂,工地现场组装。锅炉上锅筒为φ1200×16,中心标高9200;下锅筒为φ900×14,中心标高3700,安装完毕后外围尺寸为10400×7350×10730(长×宽×高)。
    锅炉的设计符合TSG G0001-2012《锅炉安全技术监察规程》、JB/T10094-2002《工业锅炉通用技术条件》TSG G0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》。锅炉现场安装应符合GB50273-2009《锅炉安装工程施工及验收规范》;炉墙现场砌筑应符合GB50211-2004《工业炉砌筑工程施工及验收规范》的规定;锅炉的水质应符合GB/T1576-2008《工业锅炉水质》的要求;锅炉的烟气排放应符合GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》。
    ①循环燃烧系统
    循环燃烧系统由流化床、炉膛、高温旋风分离器及返料器组成,燃料煤经设在炉前的2台螺旋输煤机送入流化床,螺旋给煤机直径为Φ219。流化床截面为1150×2000;燃烧所需的空气分为一次风(占50~60%)、二次风(占50~40%),一次风由经过空气预热器送入流化床下部风箱,经布风板和耐热铸钢风帽进入流化床,将燃料吹起并流化并燃烧;二次风由二次鼓风机送入流化床上部二次风箱,由流化床内部设置的喷管射入流化床。流化床流化速度控制在4.5~6.5m/s,炉膛上部流化速度控制在3.0~4.5m/s。在炉膛上部部分物料随高温烟气以23-25 m/s的速度切向进入两个直径为φ1600高温旋风分离器,进行气固分离。分离器的阻力在1200Pa以下,被分离下来的未燃烬物料通过两个返料器重新送入流化床循环燃烧。
    ②水冷系统
    水冷系统主要由炉膛水冷壁管、上下锅筒、对流管束组成。水冷壁管φ60×3锅炉管(20 GB3087-2008),受热面积114m2,烟气与管子的相对运动方式为纵向冲刷。
    上锅筒内径为12O0mm,壁厚为16mm,筒身由Q245R钢板卷焊而成,封头是用同种钢板冲压而成。
    下锅筒内径为9O0mm,壁厚为14mm,筒身由Q245R钢板卷焊而成,封头是用同种钢板冲压而成。
    在上下锅筒之间布置有对流管束,全部采用φ51×3锅炉管(20 GB3087-2008),布置受热面积248m2,烟气为回程混合冲刷。
    锅炉的正常水位在上锅筒中心线下50mm处,最高安全水位在正常水位上75mm,最低安全水位在正常水位下75mm。
    ③省煤器
    省煤器为铸铁省煤器,分上下两级布置,受热面积478m2
    ④空气预热器
    空气预热器采用烟气与空气交叉流向结构,由φ50×1.5电焊管和钢板组焊而成;管内烟气作纵向冲刷,管外空气作横向冲刷,受热面积105m2一次风预热温度为80℃。为使管箱在热状态下能自由膨胀,管箱上部装有膨胀节。为防止烟气对管子的磨损,空气预热器管箱上方加装防磨套管。
    ⑤炉墙
    炉墙采用重型炉墙结构,分前后两部分组成,前部的高温物料循环系统采用耐磨耐火砖与保温红砖构成,后部的对流受热面采用普通粘土耐火砖与保温红砖。流化床、分离器上部及尾部受热面上下部均布置检查门,两个返料器设有清灰门。所有砌墙材料如耐火砖、保温层、耐火混凝土等均由用户按本厂所提供的炉墙图自行订购。
    ⑥锅内装置
    锅内装置采用百叶窗分离器加匀汽孔板和水下孔板的结构形式。
    ⑦钢架和平台扶梯
    本炉构架全部为钢结构,可在地震烈度七度以下地区安全运行。当安装在地震烈度七度以上的地区时,应考虑采用加斜撑的办法予以加固,钢架散装出厂,在现场安装。
       四、锅炉范围内管道、仪表和安全附件
    锅炉采用单管(Φ89×4)给水,给水通过电动调节阀,经过省煤器后引入上锅筒。
    在上锅筒左右封头上设有两只就地水位计,分别为双色和板式水位计,以便直接观察水位,另配电接点水位计一只,可在控制室操作台上监督水位,并可在其二次仪表电气系统中引入高低水位的报警系统。
    上锅筒设置DN80、DN100全启式弹簧安全阀两只,整定压力分别为为1.664MPa1.696MPa;安全阀总的排放量为22.3t/h
    在上锅筒设置有高置和低置压力表。在下锅筒、下集箱的最低处,均装有排污阀,可进行定期排污;上锅筒装有连续排污阀和炉内水处理用的加药管,连续排污量应为锅炉额定蒸发量的5%。
    锅炉的高低水位连锁保护装置、蒸汽超压报警和连锁装置应根据本产品提供的《锅炉各项保护装置整定值》一致,以保证锅炉的安全运行。
    六、辅机配套辅机总耗电量226.5kw
    锅炉辅机如引风机、一次风机、二次风机、水泵、除尘器和自控系统等由设计院根据本公司所提供的《热力计算汇总》及《烟风计算汇总表》设计并选型,选型时应根据当地情况重新校核。
    1  一次风机    9-26 No7.1D  右 90°(带调风门)        1台
       H=12078Pa  Q=14643m3/h   电机功率 110 KW   转速: 2900r/min
    2  二次风机   9-19 No9D    右 90°(带调风门)         1台
       H=4297Pa   Q=9233 m3/h   电机功率  30 KW  转速:1450 r/min
    3  引风机     Y6-41-11 No11.7D  左 0° (带调风门)    1台
       H=4550Pa   Q=37753 m3/h  电机功率  132KW   转速:1450 r/min
    4 电动给水泵JGGC18-16×14(采用变频调节给水)          1台
       Q=18t/h    H=220m     电机功率  22KW   转速:2950 r/min
    5  螺旋给煤机 LS-200(I) (采用变频调节2台
                          电机功率  3KW    转速:1250-125 r/min