SHX15-1.6-H循環流化床蒸汽鍋爐設計說明
2018-05-04 12:58:46 來源：恒安鍋爐
SHX15-1.6-H
循環流化床蒸汽鍋爐
設 計 說 明 書
文件號:HA18020-WJ09
編制:張文杰
校對:董 濤
審核:夏 超
河南省恒安鍋爐有限公司服務電話：0394-6771818
二○一八年三月
SHX15-1.6-H循環流化床鍋爐采用了中國科學院工程熱物理研究所與我公司聯合研制的高效、節能、低污染的外循環流化床燃煤新技術，它具有燃料適應性廣、燃燒效率高、高效脫硫、NOX排放低、結構簡單、操作方便等諸多優勢，既符合國家產業發展政策，也符合國家的能源環保政策，是傳統燃煤鍋爐技術理想的更新換代產品。
一、技術規范
產品型號： SHX15-1.6-H
額定蒸發量： 15t/h
額定蒸汽溫度： 204℃
額定蒸汽壓力： 1.6MPa
給水溫度： 104℃
燃燒方式 沸騰燃燒
燃料消耗量 3654.2kg/h
一次風溫度： 80℃
二次風溫度： 20℃
金屬耗重： 65.6t（本體29.7t）
設計熱效率： 84.6%
脫硫劑： 石灰石 粒度：0～2mm
脫硫效率： 84%（Ca/S=2）
受熱面積：
爐膛： 114 m2
對流管束： 248 m2
鑄鐵省煤器：478 m2
空氣預熱器：105 m2
鍋爐水容積：
水壓試驗： 14.5 m3
鍋爐運行： 12 m3
水壓試驗壓力： 2.0MPa
鍋爐經濟運行主要指標：
排煙溫度 160℃
排煙處過量空氣系數 1.4
爐膛溫度 850℃～950℃
排污率 5%
排煙處含氧量 5.43%
設計燃料 褐煤 Qner，ar=11500KJ/Kg粒度：0～20mm ( 0～2 mm≤20%)
鍋爐安全穩定工況范圍： 40%～100%
安裝后的外形尺寸：10400×7350×10730(長×寬×高)mm(含平臺)
二、技術特性
循環流化床鍋爐的核心結構是由燃料密相區、稀相區、分離器及返料器組成的循環燃燒系統。燃料進入密相區與空氣混合，流化并燃燒，熾熱的高溫煙氣攜帶大量正在燃燒的固體顆粒沖刷稀相區，一邊燃燒，一邊將燃燒釋放的熱量傳遞給其中的受熱面，加熱其工質（水），未燃燼的固體顆粒進入分離器，被收集下來，通過返料器重新送入密相區，反復循環燃燒，從而大幅度提高燃燒效率；同時脫硫劑（石灰石）與燃料中的硫在物料循環當中不斷發生化學反應，從而有效提高了脫硫效率；燃燼的固體細小顆粒隨高溫煙氣逃逸出分離器，沖刷對流受熱面和尾部受熱面，經除塵器除塵后排入大氣。
1、循環流化床鍋爐的工作原理，決定其有如下其它燃煤技術難以比擬的技術優勢：
煤的燃燒效率可達96～99%，灰渣含碳量不大于5%，鍋爐熱效率可達85%左右。
熱值在4000～5000kcal/kg的無煙煤在鍋爐內可穩定燃燒。在燃用非設計煤種，摻燒煤矸石、造氣爐渣、層燃爐爐渣時燃燒效率有所偏離。
a.可在30%～100%額定負荷范圍內自由調節，無論高低負荷，鍋爐可以安全穩定運行，其燃燒效率均能保持較高值。當鍋爐負荷<70%時，主蒸汽參數有所偏離額定參數。
b.負荷調節速度較快，平均每分鐘可達5%。
循環流化床燃燒溫度僅在850℃～950℃左右，屬低溫燃燒，同時采用分級燃燒，空氣沿燃燒流向從不同高度送入，燃燒室處于還原氣氛，因而該技術在環保方面有三大好處。
a.燃料中摻加石灰石，可經濟脫硫，Ca/S摩爾比為1.5～2時，脫硫效率可達84%左右。
b.NOx的排放量可控制在200ppm以下。
c.爐渣活性好，含碳量低，可作水泥熟料及建筑材料。
⑤點火方便，壓火時間長
循環流化床鍋爐容積熱負荷較高，其密相區截面積僅為傳統流化床鍋爐的1/3～1/2，同時密相區為絕熱室，因此點火方便快捷，壓火時間*長可達20個小時。
⑥結構緊湊，維修量少
由于循環流化床鍋爐機械傳動件很少，同時無埋管受熱面，所以可從根本上消除爐排傳動的故障和埋管磨損，延長運行周期，減少了工人勞動強度。
三、結構簡介
SHX15-1.6-H循環流化床鍋爐整體結構為雙層布置，下層主要為出渣、放灰和排污；上層為鍋爐的操作運轉層。鍋爐的標高以操作面為零米算起。操作面距地面不宜小于4米。
鍋爐本體采用雙鍋筒橫置式自然循環，散件出廠，工地現場組裝。鍋爐上鍋筒為φ1200×16，中心標高9200；下鍋筒為φ900×14，中心標高3700，安裝完畢后外圍尺寸為10400×7350×10730(長×寬×高)。
鍋爐的設計符合TSG G0001-2012《鍋爐安全技術監察規程》、JB/T10094-2002《工業鍋爐通用技術條件》和TSG G0002-2010《鍋爐節能技術監督管理規程》。鍋爐現場安裝應符合GB50273-2009《鍋爐安裝工程施工及驗收規范》；爐墻現場砌筑應符合GB50211-2004《工業爐砌筑工程施工及驗收規范》的規定；鍋爐的水質應符合GB/T1576-2008《工業鍋爐水質》的要求；鍋爐的煙氣排放應符合GB13271-2001《鍋爐大氣污染物排放標準》。
①循環燃燒系統
循環燃燒系統由流化床、爐膛、高溫旋風分離器及返料器組成，燃料煤經設在爐前的2臺螺旋輸煤機送入流化床，螺旋給煤機直徑為Φ219。流化床截面為1150×2000；燃燒所需的空氣分為一次風（占50～60%）、二次風（占50～40%），一次風由經過空氣預熱器送入流化床下部風箱，經布風板和耐熱鑄鋼風帽進入流化床，將燃料吹起并流化并燃燒；二次風由二次鼓風機送入流化床上部二次風箱，由流化床內部設置的噴管射入流化床。流化床流化速度控制在4.5～6.5m/s，爐膛上部流化速度控制在3.0～4.5m/s。在爐膛上部部分物料隨高溫煙氣以23-25 m/s的速度切向進入兩個直徑為φ1600高溫旋風分離器，進行氣固分離。分離器的阻力在1200Pa以下，被分離下來的未燃燼物料通過兩個返料器重新送入流化床循環燃燒。
②水冷系統
水冷系統主要由爐膛水冷壁管、上下鍋筒、對流管束組成。水冷壁管為φ60×3鍋爐管（20 GB3087-2008），受熱面積114m2，煙氣與管子的相對運動方式為縱向沖刷。
上鍋筒內徑為12O0mm，壁厚為16mm，筒身由Q245R鋼板卷焊而成，封頭是用同種鋼板沖壓而成。
下鍋筒內徑為9O0mm，壁厚為14mm，筒身由Q245R鋼板卷焊而成，封頭是用同種鋼板沖壓而成。
在上下鍋筒之間布置有對流管束，全部采用φ51×3鍋爐管（20 GB3087-2008），布置受熱面積248m2，煙氣為三回程混合沖刷。
鍋爐的正常水位在上鍋筒中心線下50mm處，*高安全水位在正常水位上75mm，*低安全水位在正常水位下75mm。
③省煤器
省煤器為鑄鐵省煤器，分上下兩級布置，受熱面積478m2。
④空氣預熱器
空氣預熱器采用煙氣與空氣交叉流向結構，由φ50×1.5電焊管和鋼板組焊而成；管內煙氣作縱向沖刷，管外空氣作橫向沖刷，受熱面積105m2。一次風預熱溫度為80℃。為使管箱在熱狀態下能自由膨脹，管箱上部裝有膨脹節。為防止煙氣對管子的磨損，空氣預熱器管箱上方加裝防磨套管。
⑤爐墻
爐墻采用重型爐墻結構，分前后兩部分組成，前部的高溫物料循環系統采用耐磨耐火磚與保溫紅磚構成，后部的對流受熱面采用普通粘土耐火磚與保溫紅磚。流化床、分離器上部及尾部受熱面上下部均布置檢查門，兩個返料器設有清灰門。所有砌墻材料如耐火磚、保溫層、耐火混凝土等均由用戶按本廠所提供的爐墻圖自行訂購。
⑥鍋內裝置
鍋內裝置采用百葉窗分離器加勻汽孔板和水下孔板的結構形式。
⑦鋼架和平臺扶梯
本爐構架全部為鋼結構，可在地震烈度七度以下地區安全運行。當安裝在地震烈度七度以上的地區時，應考慮采用加斜撐的辦法予以加固，鋼架散裝出廠，在現場安裝。
四、鍋爐范圍內管道、儀表和安全附件
鍋爐采用單管（Φ89×4）給水，給水通過電動調節閥，經過省煤器后引入上鍋筒。
在上鍋筒左右封頭上設有兩只就地水位計，分別為雙色和板式水位計，以便直接觀察水位，另配電接點水位計一只，可在控制室操作臺上監督水位，并可在其二次儀表電氣系統中引入高低水位的報警系統。
上鍋筒設置DN80、DN100全啟式彈簧安全閥兩只，整定壓力分別為為1.664MPa、1.696MPa；安全閥總的排放量為22.3t/h。
在上鍋筒設置有高置和低置壓力表。在下鍋筒、下集箱的*低處，均裝有排污閥，可進行定期排污；上鍋筒裝有連續排污閥和爐內水處理用的加藥管，連續排污量應為鍋爐額定蒸發量的5%。
鍋爐的高低水位連鎖保護裝置、蒸汽超壓報警和連鎖裝置應根據本產品提供的《鍋爐各項保護裝置整定值》一致，以保證鍋爐的安全運行。
六、輔機配套（輔機總耗電量226.5kw）
鍋爐輔機如引風機、一次風機、二次風機、水泵、除塵器和自控系統等由設計院根據本公司所提供的《熱力計算匯總》及《煙風計算匯總表》設計并選型，選型時應根據當地情況重新校核。
1 一次風機 9-26 No7.1D 右 90°(帶調風門) 1臺
H=12078Pa Q=14643m3/h 電機功率 110 KW 轉速: 2900r/min
2 二次風機 9-19 No9D 右 90°(帶調風門) 1臺
H=4297Pa Q=9233 m3/h 電機功率 30 KW 轉速:1450 r/min
3 引風機 Y6-41-11 No11.7D 左 0° (帶調風門) 1臺
H=4550Pa Q=37753 m3/h 電機功率 132KW 轉速:1450 r/min
4 電動給水泵JGGC18-16×14(采用變頻調節給水) 1臺
Q=18t/h H=220m 電機功率 22KW 轉速:2950 r/min
5 螺旋給煤機 LS-200（I） （采用變頻調節）2臺
電機功率 3KW 轉速:1250-125 r/min
