哈锅300MW锅炉机组说明书.doc
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1、电厂300MW锅炉机组HG-1025/17.5-YM17型锅炉说明书第卷 燃烧系统、炉墙、管道保温和防冻编 号:061500057-02编 制: 校 对:审 核: 审 定: 批 准:哈尔滨锅炉厂有限责任公司目 录第一章 燃烧系统一、燃料1 (一) 燃煤特性1 (二) 燃料油特性2二、制粉系统与煤粉管道2 (一) 制粉系统2三、切向摆动燃烧器.2 (一) 燃烧器布置2 (二) 燃烧器设计参数3 (三) 喷嘴布置3(四) 空气喷嘴3 (五) 煤粉喷嘴3(六) 顶部风喷嘴极其摆动机构4(七) 点火油燃烧装置4(八) 燃烧器风箱4(九) 燃烧器起吊装置6(十) 伸缩式油枪6(十一) 高能电弧点火器10
2、(十二) 摆动式燃烧器安装和调整注意事项10第二章 炉墙与保温12一、前言12二、炉墙12 (一) 耐火设计说明 12 (二) 保温设计说明 15三、管道保温15 (一) 绝热材料 15 (二) 绝热材料的应用 15 (三) 绝热支撑 16(四) 管道外护罩 16(五) 绝热材料的供应和安装 17(六) 各管道护罩的咬口形式 17第一章 燃烧系统一、 燃料(一) 燃煤特性1、工业分析名称 符号 单位 设计煤种 校核煤种 校核煤种工业分析 收到基全水分 Mar % 10 9 11.19空气干燥基水分 Mad % 0.66 0.51 0.5干燥无灰基挥发份 Vdaf % 24.17 23.56 2
3、8.19收到基灰份 Aar % 30.96 27.83 32.34收到基低位发热量 Qnet.ar KJ/Kg 19289 21007 17673元素分析 收到基碳份 Car % 50.49 54.11 47.27收到基氢份 Har % 3.02 3.16 2.87收到基氧份 Oar % 4.03 4.18 4.85收到基氮份 Nar % 0.68 0.88 0.68收到基硫份 Sar % 0.82 0.84 0.8可磨性系数(哈氏) HGI - 75 79 70灰熔点 变形温度 DT 1500 1500 1500软化温度 ST 1500 1500 1500融化温度 FT 1500 1500
4、1500灰成份分析 二氧化硅 SiO2 % 53.92 51.87 51.94三氧化二铝 Al2O3 % 36.21 36.21 39.93三氧化二铁 Fe2O3 % 4.04 5.08 4.47氧化钙 CaO % 1.66 1.83 0.75氧化镁 MgO % 0.39 0.33 0.4二氧化钛 TiO2 % 0.11 0.2 0.28氧化二钾 K2O % 0.57 0.57 0.25氧化二纳 Na2O % 0.02 0.06 0.08三氧化硫 SO3 % 1.62 2.0 0.13五氧化二磷 P2O5 % 0.54 1.05 0.76(二)锅炉点火及低负荷助燃用油 按0#轻柴油(GB252
5、-87)设计恩氏粘度(20) 1.2-1.67 E运动粘度(20) 3.08.0厘沱闪点 65凝点 0碳(残留) 0.4%硫 0.2%灰份 0.025%水份 痕迹低位发热值 41868kJ/Kg二、制粉系统与煤粉管道 制粉系统本机组采用中速磨煤机,冷一次风正压、直吹式制粉系统。煤粉细度R90=16%。炉前原煤由储煤斗经过磨煤机中心给煤管进入磨煤机内与热风混合并干燥,在转动的磨盘和磨辊之间的间隙中被碾碎,煤粉由热空气携带至磨煤机顶部的分离器,经分离合格的煤粉连同干燥介质形成风粉混合物(一次风)经煤粉管道输送 至燃烧器进入炉膛内进行燃烧,不合格的煤粉返回磨煤机再次碾碎。本机组配5台磨煤机,于锅炉前
6、呈一排布置。按设计煤种投运4台磨煤机即可保证锅炉的最大连续负荷设计,另一台作为备用。三、切向摆动式燃烧器(一)燃烧器的布置本炉采用正四角布置的切向摆动式燃烧器,NO.14号燃烧器一次风煤粉风室、油风室、二次风风室射流中心线与前水冷壁中心线夹角分别为36度和43度,为了减少NOX的生成量和减轻结焦,一部分二次风以拉开的方式送入炉内。为了减少炉膛出口和水平烟道的烟温偏差,燃尽风室二次风射流中心线与主气流中心线反向偏转18度,在炉膛中心线形成一个逆时针旋转的假想切圆和一个顺时针旋转的假想切圆,见图-01。在燃烧器高度方向上,根据燃烧器可摆动的特点,考虑到燃烧器向下摆动时,保证火焰充满空间和煤粉燃烧空
7、间,从燃烧器下排一次风口中心线到冷灰斗拐角处留有较大的距离(5155mm),为了保证煤粉的充分燃烬,从燃烧器最上层一次风口中心线到分隔屏下沿设计有较大的燃烧高度(20200mm),见图-02。另外,采用燃烧器分组拉开式布置及合理配风形式,可有效控制NOX排放量。本燃烧器采用水平浓淡煤粉燃烧技术,以提高锅炉低负荷运行的能力,水平浓淡煤粉燃烧器是利用煤粉入燃烧器一次风喷嘴体后,经百叶窗的离心分离作用,将一次风气流分成浓淡两部分;两部分之间用垂直隔板分开,燃烧器出口处设有带波纹形的稳燃钝体。浓相气流的煤粉浓度高着火特性好,即使在低负荷情况下,浓相气流的风煤比仍可保持在较合适的范围内,使着火特性不会明
8、显恶化。钝体形成的高温烟气回流区又充分为煤粉着火提供了热源,这两者的结合为低负荷稳燃提供了保证。(二)燃烧器的设计参数锅炉最大的连续负荷(MCR)时燃烧器的主要设计参数如下:项目 单位 数值单只煤粉喷嘴热功率 (4台磨运行) KJ/h 180.4106二次风速度 M/S 48.8二次风风温 336二次风率 % 74.4一次风速度 M/S 24.8一次风率 % 20.6一次风温 77一次风喷嘴间距 mm 5708(三)喷嘴布置本燃烧器采用CE传统的大风箱结构,由隔板将大风箱分隔成若干风室,在各风室的出口处布置数量不等的燃烧器喷嘴,一次风喷嘴可上下摆动各20度。二次风喷嘴可作上下各30度的摆动,顶
9、部燃尽风室喷嘴反切18度,可削弱炉膛上部的气流旋转减少炉膛出口烟温偏差。并且能够上下作+30 -5度摆动,以此来改变燃烧中心区的位置,调节炉膛内各辐射受热面的吸热量,从而调节再热汽温。每只燃烧器共有7种14个风室。其中顶部燃尽风室风室2个,上部燃尽风室1个,上端部风室1个,煤粉风室5个,油风室3个,中间空气风室1个,下端部风室1个,根据各风室的高度不同,布置面积不等的喷嘴,顶部燃尽风室布置2个燃尽风喷嘴,上部燃尽风室布置1个空气喷嘴,上端部风室布置1个空气喷嘴,煤粉风室布置5个一次风喷嘴,油风室中间布置3个带有稳焰叶轮的空气喷嘴,中间空气风室布置1个空气喷嘴,下端部风室布置1个空气喷嘴,各风室
10、及风室内喷嘴布置见-03。(四)空气喷嘴每只燃烧器的14个燃烧器喷嘴,除顶部燃尽风室的2个喷嘴手动驱动外,其余喷嘴均由燃烧器摆动机构及连杆驱动,作整体上下摆动。并且炉膛四角的四只燃烧器按协调控制系统给定的控制信号做同步上下摆动,摆动气缸通过外部连杆机构,曲拐式外摆动机构,内部连杆和水平连杆驱动空气喷嘴绕固定于燃烧器风箱前端连接角钢上的轴承座做上下30度的摆动。为了对通过空气喷嘴的气流进行导向和防止喷嘴的变形,在空气喷嘴内装设竖直的导流隔板。 (五)煤粉喷嘴装设在煤粉风室内的煤粉喷嘴由二个主要部分构成。一个是由内部衬有耐磨陶瓷的煤粉喷嘴体,二是由耐热铸钢制成的煤粉喷口。煤粉喷嘴体成方圆过渡形,圆
11、形一端同煤粉管道的弯头相连,方形的一端通过一个可以适应煤粉喷嘴摆动的活动密封箱同煤粉喷嘴相连接。煤粉喷嘴体,活动密封箱和煤粉喷嘴形成一个密封的煤粉空气混合物的连续通道,将由煤粉管道输送的煤粉空气混合物经此通道送入炉膛。煤粉喷嘴体设有带滚动轮的支架,通过燃烧器风箱前端的开孔,可将煤粉喷嘴沿风室隔板推进就位,后部通过煤粉喷嘴体上的法兰同燃烧器风箱后部的端板连接固定并密封之。现场停炉需对煤粉喷嘴进行维修、更换时,可将煤粉喷嘴体上的法兰连接螺栓及与煤粉喷嘴体连接的煤粉管道的弯头卸下,即可将煤粉喷嘴体从燃烧器风箱内抽出,便于维修和更换。煤粉喷嘴通过同空气喷嘴相同的摆动连杆机构,驱动煤粉喷嘴头绕固定于煤粉
12、喷嘴体上的轴承,作上下各20度的摆动,有关煤粉喷嘴在风室内的位置和相应结构,见图-04。水平浓淡燃烧器特点:在煤粉喷嘴体中按煤粉管道的方向安装百叶窗式分离器,附图05,其目的是要把煤粉分成浓、淡两股。适当的煤粉/空气比正是锅炉负荷在较大范围变化时稳定燃烧的必要条件之一,喷嘴附图06。波纹钝体使得在煤粉气流下游产生一个负压高温回流区,在此负压区中存在着高温烟气的回流与煤粉/空气混合物间剧烈的扰动和混合,这一点满足了锅炉负荷在较宽范围变化,满足煤粉粒子点火和稳定燃烧的要求。(六)顶部燃尽风室及其摆动机构顶部燃尽风喷嘴是根据分级送风原理为降低燃烧区域的NOX生成量而设置。同时,为了减弱炉膛内空气气流
13、的残余旋转,减少炉膛出口两侧烟温偏差,本喷嘴设计成与主气流反切。顶部风的两个喷嘴作为一组,由一个专门的手动摆动机构来驱动喷嘴的摆动,手动摆动机构是由两级蜗杆减速器、刻度盘、指针、内摆动机构等组成,调整时转动调节手轮,可实现喷嘴的摆动,同时从指针刻度盘上的指示装置可读出喷嘴摆动的角度。顶部燃尽风喷嘴,待机组投运时视对NOX控制的最佳值经测定后确定向上、向下摆动角度,但不得超过设计值。 (七)点火油燃烧器点火油燃烧器作为锅炉启动时点火暖炉和低负荷稳燃用。每角燃烧器共设有3层油点火燃烧器,四角共12只油点火燃烧器,总热功率按锅炉燃料总放热量的30%BMCR设计,每层油枪的热功率为10%,单只油枪热功
14、率72.2106Kj /h(17.2106 kcal/h),油枪采用内回油式机械雾化喷嘴,设计额定出力为1750kg/h,此时油枪入口油压为2.94Mpa。油点火装置中设置有可伸缩的高能点火器,可直接点燃燃油。油点火燃烧器的空气喷嘴同时也作为煤粉燃烧时的二次风喷嘴,为了油火焰的燃烧稳定,在油点火燃烧器主空气喷嘴中设置了专门的稳焰叶轮。 (八)燃烧器风箱燃烧器风箱是整个切向摆动式燃烧器的主体部分,由二次热风道输送的二次热风和煤粉管道输送的风粉混合物一次风,均通过燃烧器风箱对各个喷嘴进行分配,以实现燃烧工况所要求的合理配风,同时燃烧器风箱又是各喷嘴及相应摆动机构、油枪,点火器及其伸缩机构的机座。为
15、防止通过燃烧器风箱的二次风产生过大的涡流,减少阻力损失,改善由于在燃烧器风箱内气流转向所引起的气流偏斜,在燃烧器各风室内均设置了一块或二块导流板,这些导流板和各个喷嘴内设置的垂直和水平相交的导流板同炉膛四角的水冷壁大切角结构形成了对切向燃烧器系统一、二次风各股射流的综合控制,以防止进入炉膛的气流的偏斜,从而保证炉膛内形成良好的空气动力场。整个燃烧器风箱壳体有三层结构,内壁钢板、保温层和外层护板,为使装设于燃烧器风箱内部的各摆动机构煤粉喷嘴装置等便于维护和更换,在燃烧器风箱的前端和侧面相对于各层风室开设有孔门,便于风箱内各机构的维护和更换。因为燃烧器风箱又是各摆动机构的机座,为使摆动机构动作灵活
16、,必须使各摆动连杆机构相互位置正确,这就要求燃烧器风箱设计有较大的刚性,风箱前端采用了10020020的大型角钢,后部及相应的挡板风箱都采用了30#的槽钢,在风箱内部又设有多段斜拉条,同时对燃烧器风箱的膨胀结构进行了精心设计。燃烧器风箱同水冷壁用螺钉连接的方式相固接在一起,在热态时,燃烧器风箱同炉膛水冷壁一起向下膨胀,燃烧器风箱同热风道的相对膨胀由装设在燃烧器风箱和热风道之间的大型波纹膨胀节吸收。考虑到水冷壁管和燃烧器风箱本体相对的膨胀差,其螺钉连接结构,采用风箱中间部分用圆形孔固结式连接,除中间部分以外的垂直部分和水平两端都采用腰形孔滑动连接的方式,使热态下风箱本身以其中间固接部分为膨胀中心
17、向上和向下两个方向可相对于水冷壁自由膨胀,见图-07。风箱前端的密封箱采用了双向波纹的波纹板;以便吸收燃烧器风箱二个方向的膨胀,燃烧器风箱上的外层孔门的支座同时又作为风箱外护板的支持点,这些支座都是生根于风箱内壁板上的。考虑到风箱内壁板和外层孔门和护板的膨胀差都将这些支座角钢分成若干段,每段中间用一个钢性支点,两端用两个柔性支点同风箱内壁板相连接,用柔性支点来吸收膨胀,外层护板同支座的连接及各相连的孔门板不因膨/胀差而给风箱内壳施加外力。燃烧器风箱外侧的护板是用来保护风箱保温层和改善风箱外观而设置的,护板是用专门冲压出来的夹板镶嵌在护板的附件上的。护板可在夹板内自由膨胀,见图-08。风箱中间部
18、分的护板辅件是由一些半圆形的柔性支座支承的板条,此处与护板的连接也是采用夹板镶嵌结构,整个护板不给风箱内壳体施加外力。所有生根于风箱内壁板上并突出护板外的结构,如摆动执行器支座,在穿出护板的地方都采用在护板上开大孔,在穿出护板的零件上焊接活动盖板的结构,以保证与风箱内壁板的相互自由膨胀。燃烧器风箱同热风道连接处设计有挡板风箱,相应于风箱各风室在挡板风箱内设计有倾斜的非平衡式挡板结构,以便控制进入燃烧器各风室的二次风量,适应燃烧工况的需要。根据各风室的高度不同,分别设计为单挡板、双挡板结构,见图-09。采用非平衡式的挡板结构是为了防止在启停炉时,产生的炉膛内向爆炸即炉膛负压过低。对于非平衡式的挡
19、板结构,当炉膛负压突然过低时,这种挡板结构可借助于挡板两侧压差引起的转矩,使挡板自动打开,缓解炉膛负压迅速降低。挡板风箱风挡板的驱动,除最下层的端部风室采用手动驱动机构操纵外,其余各风室的挡板由CCS控制系统提供相应的控制信号驱动之。在NO.3燃烧器风箱前部的侧面相应各风室装设有风压测点。以各风室中风压同炉膛负压之差作为控制各风室进风量的控制信号,在出厂时这些测压管是用带螺纹的管堵封死的。现场装设测管时可将管堵拆除。为保证燃烧器切圆位置的正确,简化安装以及燃烧器本身结构上的需要,每只燃烧器都是同相应的水冷壁管屏组装成一体的。燃烧器本身又同燃烧器区域的钢性梁连为一体,燃烧器风箱的部分风室隔板作为
20、燃烧器区域刚性梁的角部连接结构,使燃烧器区域水冷壁的防爆能力大为加强,每只燃烧器通过与水冷壁相连接的螺栓,以及燃烧器前部和挡板风箱处的水平铰链式拉杆与炉膛水冷冰壁连为一体。整个燃烧器的荷重全部由水冷壁承受,燃烧器本身不设另外的吊挂装置。(九)燃烧器起吊装置每只燃烧器都设计有专为燃烧器安装、运输过程中起吊用的专门起吊装置,如图-10所示。立式起吊装置的起吊耳板是供燃烧器安装就位时起吊用的,卧式起吊装置的耳板是供燃烧器运输装卸时起吊用的。这些起吊耳板的位置都是设计为通过燃烧器重心的,这样可以保证燃烧器起吊时不发生转动,防止燃烧器起吊时因承受扭矩和弯矩而产生变形,在运输和安装时必须按设计的起吊点进行
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