300MW锅炉本体简介

.锅炉本体说明

一、锅炉设计主要参数及运行条件

2×300MW锅炉是采用美国燃烧工程公司(ABB-CE)的引进技术设计制造的。锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，露天布置，全钢构架，平衡通风方式、直流式摆动燃烧器四角切园燃烧，固态排渣，锅炉设计煤和校核煤均为烟煤。锅炉以最大连续负荷(即B-MCR工况)为设计参数。1. 锅炉容量及主要参数 1.1 B－MCR工况

过热蒸汽流量

过热蒸汽出口压力 过热蒸汽出口温度 再热蒸汽流量

再热蒸汽进/出口压力 再热蒸汽进/出口温度 给水温度

1.2 额定(BRL)工况

过热蒸汽流量

过热蒸汽出口压力 过热蒸汽出口温度 再热蒸汽流量

再热蒸汽进/出口压力 再热蒸汽进/出口温度 给水温度

1065 t/h 17.5 MPa.g 541 ℃ 876

t/h

3.993/3.817 MPa.g 331.4/541 ℃

281.5

℃

1014 t/h 17.41 MPa.g 541 ℃ 833

t/h

3.744/3.577 MPa.g 324.7/541 ℃

278.7

℃

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1 2 图1 锅炉总体布置图 4. 主要特点 (1) 锅炉为单炉膛四角布置的直流式摆动燃烧器，切向燃烧，制粉系统为冷一次风机正压直吹系统，配3台双进双出磨煤机，每角燃烧器为6层一次风喷口，燃烧器可上

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下摆动，最大摆角为30；2台磨煤机投运即可带BRL负荷。

(2) 锅炉采用了14048mm×12468mm炉膛断面，通过采用水平浓淡燃烧器，较高的燃尽高度等措施保证煤粉的及时着火和充分燃尽。

(3) 炉膛上部布置壁式辐射再热器和大节距的分隔屏、后屏过热器以增加过热器与再热器的辐射特性，并起到切割旋转烟气流，减少进入过热器炉宽方向烟温偏差的作用。壁式再热器布置于前墙和两侧墙的水冷壁管处，分隔屏沿炉宽方向共布置四大片。

(4) 采用电子计算机对每个水冷壁回路的各种工况作精确的水循环计算，确保水循环的可靠性。膜式水冷壁为光管、内螺纹管加扁钢焊接型式。

(5) 各级过热器和再热器最大限度地采用蒸汽冷却的定位管和吊挂管，保证运行的可靠性。分隔屏和后屏沿炉膛宽度方向设有四组汽冷定位夹紧管，并与前水冷壁之间装设导向定位装置以作管屏的定位和夹紧，防止运行中管屏的摆动。过热器后屏和屏式再热器用横穿炉膛的汽冷定位管定位，保证屏与屏之间的横向节距，防止运行中的摆动，布置于后竖井烟道中的水平式低温过热器和省煤器管组由从前包墙下联箱引出的汽冷吊挂管悬吊和定位，对于高烟温区的管屏(分隔屏、过热器后屏和屏式再热器)通过延长其最里面的管圈作管屏底部的夹紧用。

(6) 各级过热器和再热器均采用较大直径的管子，如Φ51、Φ54、Φ60、Φ63等规格，增加了管子在制造和安装过程中的刚性，降低了过热器和再热器的阻力，并且这种较粗管子的顺列布置对降低管子的烟气侧磨损及提高抗磨能力均是有利的。

(7) 各级过热器和再热器采用较大横向节距，除了可防止结渣，还便于在蛇形管穿过顶棚处装设高冠板式密封装置，以提高炉顶的密封性。

(8) 各级过热器、再热器之间采用单根或数量很少的大直径连接管相连接，对蒸汽起到良好的混合作用，以消除偏差。各集箱与大直径连接管相连处均采用大口径三通。

(9) 在用电子计算机精确计算壁温、阻力和流量分配的基础上，过热器、再热器蛇形管最大限度地使用各种规格的管材，所有大口径集箱和导管在保证性能和强度的基础上采用与国内常用钢材相近的美国牌号的无缝钢管（如SA-106B、SA-106C、SA-335P12、

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SA-335P22、SA-335P91）。

(10) 锅炉构架全部采用钢结构。

(11) 每台锅炉配有两台半模式、双密封、三分仓容克式空气预热器。

(12) 锅炉的锅筒、过热器出口及再热器进、出口均装有直接作用的弹簧式安全阀。在过热器出口处装有一套动力控制阀(PCV)，以减少安全阀的动作次数。

(13) 汽温调节方式：过热器采用二级三点喷水，第一级喷水减温器位于低温过热器出口集箱到分隔屏入口集箱的大直径连接管上，第二级喷水减温器位于过热器后屏出口集箱和末级过热器入口集箱之间的大直径连接管上。减温器采用笛管式，设计喷水量为BMCR工况下主蒸汽流量的10%，其中一级减温器设计喷水量为总喷水量的67%，二级减温器设计喷水量为总喷水量的33%。

(14) 在炉膛、各级对流受热面处装设不同型式的吹灰器，吹灰器的运行采用程序控制，所有的墙式吹灰器和伸缩式吹灰器可在2～4小时全部吹扫一遍，其运行周期根据燃煤和受热面结灰情况而定。

(15) 锅炉除按ASME法规计算受压部件的元件强度外，还充分考虑了二次应力对强度的影响，对主要管系和很多特殊区域广泛进行了系统的应力分析，以确保运行的可靠性。

(16) 锅炉设有膨胀中心，可进行精确的热位移计算，作为膨胀补偿、间隙预留和管系应力分析的依据，并便于与设计院所负责的各管道的受力情况相配合。在锅炉本体的刚性梁，密封结构和吊杆的设计中也有相应的考虑。膨胀中心的设置对保证锅炉的可靠运行和密封性有重要的作用。

(17) 锅炉刚性梁按炉膛内最大瞬间压力为±8700Pa设计，此设计压力系考虑紧急事故状态下主燃料切断，送风机停运所造成的炉膛内瞬间最大负压，此数据符合美国国家防火协会规程(NFPA)的规定。锅炉水平刚性梁的布置系先按各部位烟侧设计压力，跨度和管子应力等条件通过应力分析以确定各处的最大许可间距，而根据门孔布置等具体条件所确定的刚性梁实际间距小于此处的最大许可间距。由于锅炉水平烟道部位的两侧

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墙跨度最大，为减少挠度，每侧设有两根垂直刚性梁与水平刚性梁相连。

(18) 在锅炉尾部竖井下集箱上，按ABB-CE公司的惯例装有容量为5%BMCR的启动疏水旁路。锅炉启动时利用此旁路进行疏水以达到加速过热器升温的目的。根据经验，此5%容量的小旁路可以满足机组冷热态起动的要求。

(19) 锅炉装有炉膛安全监控系统(FSSS)，用于锅炉的起停、事故解列以及各种辅机的切投。其主要功能是炉膛火焰检测和灭火保护，对防止炉膛爆炸和“内爆”有重要意义。

(20) 机组装有协调控制系统进行汽机和锅炉之间的协调控制，它将锅炉和汽机作为一个完整的系统来进行锅炉自动调节。

(21) 机组的设计既可按定压运行，也可按滑压运行。当锅炉低负荷运行及启动时，推荐采用滑压运行，以获得较高的经济性。 二、锅炉主要结构数据

炉膛断面尺寸：炉宽×炉深

14048×12468 mm

53860 6522 9234

mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm

炉膛高度（从水冷壁下联箱中心线至顶棚管中心线） 水平烟道深度 尾部烟道深度

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总深度（前水至后包墙） 水冷壁下集箱标高 顶棚管标高

28224 6500

60360 64350 71250 41300 34000 18500 5052

汽包中心标高 大板梁上标高 最外围纵向柱距 最外围横向柱距

上排燃烧器中心至屏底

下排燃烧器中心至冷灰斗上沿

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三、受压部件主要结构简述 1. 给水和水循环系统

锅炉给水经由电动闸阀和止回阀进入省煤器入口集箱，省煤器蛇形管，省煤器吊挂管，由两根省煤器出口连接管从炉两侧引至炉前，分成三路从锅筒底部进入锅筒。

在锅筒底端设置了4根集中下降管，由下降管底端的分配集箱接出72根分散引入管，进入水冷壁下集箱。

炉膛四周为全焊接膜式水冷壁管，为保证亚临界压力锅炉水循环可靠性，根据几何特性和受热特性将水冷壁划为28个回路。经精确水循环计算，确定水冷壁计算回路共50个，从冷灰斗拐点以上约3米处到折焰角处的前墙和侧水冷壁管采用内螺纹管(其余部分为光管)。

炉水由72根分散下降管进入水冷壁下集箱后，自下而上沿炉膛四周不断加热，然后汽水混合物进入水冷壁上集箱，由98根引出管引至锅筒，在锅筒内进行汽水分离。 2. 锅筒

锅筒采用SA-299材料，内径Φ1778mm(70″)，壁厚185mm，筒身直段长度18000mm，总长20184mm，锅筒总重~186吨。

锅筒筒身顶部装焊有饱和蒸汽引出管座，放气阀管座，辅助蒸汽管座，两侧装焊有汽水混合物引入管座。筒身底部装焊有大直径下降管座，给水管座及紧急放水管座，封头上装有人孔，安全阀管座，加药管座，连续排污管座，就地水位表管座，远方水位指示器管座，液面取样器管座，试验接头管座等。在安装现场不能在锅筒筒身上进行焊接。 3. 锅筒内部设备

锅筒内部布置有84只直径为Φ254mm轴流式旋风分离器作为一次分离元件，每只分离器的最大蒸汽流量为13.6t/h（在BMCR工况下的平均负荷为12.7t/h）。二次分离元件为轴流式旋风分离器出口的波形板分离器，三次分离元件为汽包顶部立式百叶窗分离器。

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4. 省煤器

省煤器的作用在于将锅炉给水进行加热，以此从即将离开锅炉的烟气中回收热量。省煤器布置在锅炉尾部竖井后烟道下部，管径为Φ51×6.5，在锅炉宽度方向由86排顺列布置的水平蛇形管组成。

给水经过止回阀和电动闸阀进入省煤器入口集箱，然后进入省煤器蛇形管。水在蛇形管中与烟气成逆流向上流动，以此达到有效的热交换，同时也减小了因蛇形管中出现汽泡而造成停滞的可能性。给水在省煤器中加热后，经由出口导管引入锅筒。

在省煤器入口集箱端部和集中下降管之间连有省煤器再循环管。锅炉启动时，该管可将循环水引到省煤器，防止省煤器中的水汽化。启动时，再循环管路中的阀门必须打开，直到形成连续供水时再关上。 5.过热器和再热器

1) 过热器

过热器由五个主要部分组成：a)末级过热器；b)后屏过热器；c)分隔屏过热器；d)低温过热器；e)后烟道包墙和顶棚过热器。

末级过热器位于水冷壁排管后方的水平烟道内，一共有90片，以152.4mm的横向节距沿整个炉宽方向布置。

后屏过热器位于炉膛上方折焰角前，一共有20片，以686mm的横向节距沿整个炉膛宽度布置。

分隔屏过热器位于炉膛上方，前墙水冷壁和后屏过热器之间，共四大片，每大片由六片小屏组成。

低温过热器位于尾部烟道内，一共为108片，以127mm的横向节距沿炉宽方向布置。

后烟道包墙和顶棚过热器部分由侧墙、前墙、后墙及顶棚组成，形成一个垂直下行烟道；后烟道延伸包墙形成了一部分水平烟道；炉膛顶棚管形成了炉膛和水平烟道部分的顶棚。

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注: 为了保持过热器和再热器部件的横向节距和防止晃动，采用以下蒸汽冷却夹管结构：

1) 蒸汽冷却夹管用于保持分隔屏的横向节距，防止分隔屏过分偏斜，其流程如下: 分隔屏入口集箱→蒸汽冷却夹管入口管→蒸汽冷却夹管定位管→蒸汽冷却夹管出口管→过热器后屏出口集箱。

2) 蒸汽冷却间隔管用于保持过热器后屏和屏式再热器的横向节距，防止过热器后屏和再热器前屏过分偏斜，其流程如下:

分隔屏入口集箱→蒸汽冷却夹管入口管→蒸汽冷却夹管定位管→蒸汽冷却夹管出口管→过热器后屏出口集箱。 3) 蒸汽冷却间隔管用于保持过热器后屏和屏式再热器的横向节距，防止过热器后屏和再热器前屏过分偏斜，其流程如下: 后烟道前墙下集箱→蒸汽冷却间隔管→过热器后屏入口集箱。 过热器流程 8 1 9 过热器系统流程图

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2) 再热器

再热器由三个主要部分组成：a)末级再热器；b)屏式再热器；c）墙式辐射再热器。 末级再热器位于炉膛折焰角后的水平烟道内，在水冷壁后墙悬吊管和水冷壁排管之间，一共有60片，以228.6mm横向节距沿炉宽方向布置。 屏式再热器位于过热器后屏和水冷壁悬吊管之间，一共30片，以457.2mm横向节距沿宽度方向布置。 墙式辐射再热器布置在水冷壁前墙和水冷壁侧墙靠近前墙的部分，高度为18593mm，其最下端在分隔屏下4267mm处。前墙辐射再热器有234根管，两侧墙辐射再热器有180根管，以50.8mm的节距沿水冷壁表面密排而成。 再热器系统流程 10

1 11 再热器系统流程图 3) 保护和控制 只要炉膛存在燃烧工况，就要对过热器和再热器组件进行保护。特别是在这些组件内没有蒸汽流量的情况下，例如在起动和停炉的时候，由于没有蒸汽流量通过汽轮机，就要借助于集箱，连接管道和主蒸汽管道上的疏水、排汽来保证过热器组件内有少量的蒸汽流量通过。在锅炉点火时，采用疏水和排汽的方法可以将再热器组件内的残留水分蒸发排放掉。 布置在过热器主蒸汽管道上的安全阀动作压力比锅筒上安全阀的最小动作压力低，这样可在蒸汽压力突然意外升高时，先打开主蒸汽管道上的安全阀，从而保证有一定蒸汽流量通过过热器，对过热器提供保护。在再热器冷端和热端管道上也装有安全阀，可在再热蒸汽管道中蒸汽压力突然上升时动作，同样对再热器起到保护作用。在过热器主汽管道上装有动力排放阀，其动作压力要比该管道上的其它安全阀低，这样就可在蒸汽

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压力超过允许压力时首先动作，起到先期警告的作用。动力排放阀的蒸汽排放量不包括在按规范规定的锅炉安全阀总排放量之内。

在锅炉启动期间，一定要特别注意不要使过热器和再热器管子超温。这就需要对燃料量加以控制，使炉膛出口烟气温度不超过570℃。在炉膛侧墙上部装有伸缩式温度探针，可用其测量炉膛出口烟气温度。

a)、过热器

确实做到使尾部烟道包墙管和主要的蒸汽连接管道完全疏水(特别是在水压试验以后)。要做到这点，需要在点火前打开各集箱的疏水阀和管道的放气阀。疏水结束以后，关小尾部烟道集箱疏水阀到微开状态。在连接管道上的放气阀开始排出蒸汽时，关闭这些放气阀。在汽轮机冲转以后，立即关闭尾部烟道各集箱上的疏水阀。

主蒸汽管道上的疏水阀和放气阀可以作为起动时排气用。起动时打开这些阀门，直到汽轮机带上低负荷时才关闭。在起动时，随着锅筒压力的升高，这些阀门起到节流阀的作用，保证始终有足够的蒸汽流量通过过热器。在起动时，其他集箱和连接管道上的放气阀也应保持全开，直到锅筒压力升到大约1.75kg/cm2时关闭。靠近汽轮机的疏水阀也应全开，与启动排气阀一起使用，以保证管道内有一定的蒸汽流量，在汽轮机冲转以前起到疏水和暖管的作用。

b)、再热器

点火以前，打开再热器上所有的疏水阀和放气阀。在冷凝器开始带上真空以前，将通向大气的疏水阀和放气阀关闭。与冷凝器连接的疏水阀仍可开着，直到汽轮机带上低负荷为止。

5)维护

对过热器和再热器进行维护最重要之点就是任何时候都要使其内外表面保持洁净。飞灰和渣在外表面堆积会造成烟气分布不均，降低传热效果，造成局部过热。要使受热面外表面保持洁净，就要正确布置吹灰器，选择合适的吹扫周期。

必须对过热器再热器外表进行定期检查。充分利用吹灰器可使结渣减少到最低程

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度，但仍有可能造成局部结渣。一旦发现过大的渣块堆积，就必须立即除去，因为局部结渣有可能造成管子过热以至引起损坏，还可阻碍烟气流动，引起传热不均，危害锅炉的安全运行。

对给水进行正确处理，控制蒸汽品质是保证过热器内表面洁净的根本手段。超负荷、负荷波动、水位偏高、起泡沫、浓度高等，都可引起内表面沉积。管子内部沉淀积累可导致管子损坏。本炉所用减温器属于喷水型，喷水水质必须合格，以避免将盐分携带到过热器、再热器和汽轮机叶片上。因蒸汽压力降的变化通常能反映出组件内部是否有盐分沉积。要定期检查在同一稳定负荷下过热器和再热器系统的蒸汽压力降。

如果组件出现事故，应仔细检查找出原因。 6)检查

a) 锅炉停炉时，对过热器和再热器进行检查。

b) 检查组件排列是否整齐，管子是否有扭曲和膨出的现象，更换扭曲严重，膨出和过烧的管子。

c) 检查组件支撑，管夹和密封板的位置是否正确，状况是否正常，迅速修理和更换损坏部位。

d) 检查锅筒内部或管子内表面，如果发现有盐分携带的迹象，应立即查找原因并采取防范措施。 6. 减温器

在过热器连接管道和再热器入口导管上，分别装有减温器，以便在必要时降低蒸汽温度，将蒸汽温度保持在设计值。

减温过程如下：在减温器蒸汽入口端通过喷嘴将减温水喷入到蒸汽中以达到降温的目的。减温用喷水来自锅炉给水系统。为了防止盐分在过热器或再热器中沉积，或者进入汽轮机，喷水必须洁净，不能含有悬浮物和溶解盐(可含有规程允许的有机挥发成份)。

注意:在锅炉起动期间，如果使用喷水减温使蒸汽出口温度与汽轮机金属壁温相适

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应，必须注意使喷水后蒸汽温度高出蒸汽实际压力下的饱和温度6℃以上。起动时，由于蒸汽流量低，喷水减温并不特别有效，有时喷水并未完全蒸发，就被蒸汽携带通过受热面进入汽轮机，从而可能造成相当大的危害。

(2) 过热器减温器

过热器减温器布置二级，第一级位于立式低温过热器出口集箱和分隔屏入口集箱之间的连接管道上。第二级位于后屏出口集箱和末级过热器入口集箱之间的连接管道上。

(3) 再热器减温器

数量为二个。安装到接近墙式再热器入口集箱的再热器入口管道上。 (4) 控制台

每只减温器的喷水量由装有自控驱动装置的调节阀来控制。调节阀的两端装有截止阀和闭锁阀，可在必要时将调节阀隔离。调节阀下方的疏水阀可用于系统泄压或在调节阀维修时管路疏水用。

各喷水控制台供水管路上装有闭锁阀作为附加的截止阀使用。当喷水调节阀关闭时，这些闭锁阀也必须联锁关闭。汽机解列时，喷水调节阀联锁关闭。配置闭锁阀的目的是在再热器喷水控制阀门泄漏时，防止喷水经过冷端再热管道进入汽轮机，在过热器喷水调节阀泄漏时，防止喷水进入过热器组件。

(5) 维护

减温器内部装有内套筒。由内套筒承受喷水和蒸汽的腐蚀，保护减温器筒身，内套筒损坏后可以更换。如果减温器产生过大噪音，通常说明内套筒已经腐损。 7水冷炉膛

(1)、焊接水冷壁结构

水冷壁由外径为Φ63.5mm的管子构成，节距为76.2mm，管子中间的空隙以扁钢焊接，从而达到对烟气的完全密封。

炉膛延伸侧墙由外径为Φ76mm管子按152mm节距用连续鳍片焊成。

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炉膛上部顶棚管由外径为Φ60mm管子按152.4mm节距用分段鳍片焊接而成。 分段鳍片管安装完毕以后，背火面要浇注耐火混凝土，然后在其上敷以密封板。密封板衔接处要进行密封焊接以防止炉烟泄漏。

在管子弯向外侧形成的过热器组件穿孔，悬吊管穿孔，观察孔，吹灰孔等处，管子和开孔之间的间隙用鳍片封住，以形成一个暴露给烟气的完全金属表面。

每层水平刚性梁处都要浇注上绝热材料，使之围绕炉膛形成连续的绝热材料围带，以防止从护板和水冷壁之间的间隙泄漏烟气。在垂直刚性梁和切角处，需要装填疏松矿渣棉块绝热材料。

炉膛水冷壁炉墙、水平烟道和尾部烟道炉墙是由矿渣棉绝热材料组成。绝热材料穿过焊在水冷壁背火面上的销钉来固定，在切角处则用铁丝网来固定。炉墙最外层用梯形波纹外护板覆盖。

(2)、冷灰斗

由前水冷壁和后水冷壁，相对炉膛中心倾斜下降以形成冷灰斗斜底，炉膛里落下的灰渣通过底部开口直接落到正下方的灰渣斗中。根据炉膛高度不同，在炉膛和灰渣斗之间留出150～360mm的间隙，在此处装有水封装置以防止空气从此间隙漏入。

(3)运行 1)、管内结垢

由于水冷炉膛的设计热负荷通常很高，因此一定要注意避免水冷壁管子内部产生结垢和铜铁氧化物的沉积。要做到这点，就需要正确的炉水和给水处理。

水垢是附在管子内壁面上的绝热薄膜沉淀，可造成管子向火面金属壁温升高，使管子过热。为避免产生结垢，水处理时要用不结垢成份来取代给水中的结垢成份。

在高压锅炉中，由给水系统携入的铜铁氧化物可在其沉淀部位导致内部腐蚀，引起管子损坏。为了避免这种腐蚀，水处理时要在给水系统加入控制腐蚀的成份。

锅炉投入运行前进行酸洗可将受热面内部清理洁净。在锅炉长时间运行后，特别是在锅炉水工况不当，存在结垢和氧化物沉积的情况下，也希望对锅炉进行酸洗。

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2)、排污

排污是控制锅水浓度(固态物和碱度)和排出泥渣沉积物的一种方法。排污的次数取决于锅炉的具体工况，如水质特性、水处理的效果、锅炉的设计特性和出力等等。在多数情况下，只采用连续排污就已足够。

如果存在生成泥渣沉积物的特殊工况，或者由于水处理效果不佳，盐分含量高可能产生盐分携带时，可从集中下降管定期排污管路进行排污。定期排污次数一般为每班一次或24小时一次，具体情况根据水质确定。当锅炉给水的品质不能保证，锅炉恶劣运行时，连续排污和定期排污仍不能保证水质要求，可以从水冷壁下集箱排污管路进行不定时排污。当水冷壁存在沸腾工况时,任何时候都不应从水冷壁下集箱进行排污。锅炉定期排污程控是由锅炉下降管下部的4路疏水阀来进行的。

对于其他成分的规定，例如总溶盐量和碱度等，任何时候也不能忽略，或超过规定值。排污的次数和排出量应遵照化学分厂或其他主管人员的规定，但水处理和盐分控制正确与否最终取决于运行人员。

3)、积灰(结渣)

结渣的量和速率主要取决于燃料性质。水冷壁表面不可能完全没有积灰或结渣，但必须维持在一个合理的限度上(见注)。正确使用吹灰设备可避免产生严重的局部结渣，但是不能无选择地使用，要使用到需要的地方。

注:锅炉初次投入运行时，由于炉膛水冷壁受热面非常洁净，炉膛吸热量大于设计值，使蒸汽温度低于设计值。炉膛达到正常污染所需要的时间称为“老化时间”。所有的燃煤锅炉和燃用高灰份燃料油的锅炉都存在这个时间，老化时间随燃料种类(含灰量和灰分特性)变化。

炉膛在运行中逐渐受到污染，从而使炉膛出口烟气温度逐渐升高，随之引起蒸汽出口温度升高。发展下去，蒸汽出口温度有可能超过控制值，这时就要使用墙式吹灰器进行吹灰，使蒸汽出口温度降回到控制范围内。对于自然循环锅炉，局部结渣也可能引起水循环故障，这是由于清洁壁面和有渣壁面的吸热量差别将造成管子过热和损坏。

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在燃料更换时，例如从煤到油或从油到煤，特别是代用燃料燃用时间较长时，要用现有吹灰系统对炉膛进行一次彻底清理。

(4)维护 1)、检查

每次煮炉，初次酸洗，例行酸洗和年度停炉以后，都要对炉膛水冷壁管，锅筒和集箱进行检查。

在检查时，应把集箱手孔和锅筒人孔打开，检查锅筒内部设备的状况，看其表面是否有积垢。管子要进行抽查，从管端查看管子内部是否有水垢。如果发现积垢，就要进行清除工作，然后用净水将管子集箱和锅筒冲洗干净。

检查水冷壁外表面，看其是否有膨胀、烧蚀、腐蚀和裂纹(见注)。为使检查达到目的，预先需将炉膛管子向火面上的灰渣彻底清除掉。

注：吹灰器周围的管子容易受到腐蚀。

燃煤锅炉初次投运以前，需要检查冷灰斗冲灰系统的安装和运行是否合乎要求。如果发现在正常运行工况下，或者非正常运行工况下，冷水有可能喷溅到水冷壁管子上去，就必须将其纠正过来。

所有的检查内容，包括细节都要做到不要遗漏。应由熟悉锅炉运行和维修，同时也熟悉水处理的人员来检查。应按规定的表格填写检查记录并保存起来，以便在检查结果有变化时易于与以前的记录相比较。

管子的检查结果，例如管子损伤的情况或导致管子损伤的原因应该详细记录。如损伤的原因不明显或不能轻易肯定，应扩大检查内容，如对管子断面进行金相检查和对水垢进行化学分析等。

2)管子修理

管子已损坏的部分，或者有损坏的可能而必须更换的部分，一般应予更换。首先把损伤部位后面的炉墙保温拆下，然后将损坏部分横向切割掉，切割时要注意从损坏部位上下切去足够长度，并且顺着管子长度方向仔细切开鳍片(见注)，在管端坡口修整好以

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后，插入新管段并进行焊接。

注：鳍片的纵向切割必须超过管子焊口一定长度，以便在放入新管后，能有足够空间沿焊口四周进行充分焊接。管子焊接完毕后，应重新在管间放入鳍片并进行密封焊接。 四、门孔、吹灰孔

锅炉上的门孔、吹灰孔、测点孔是必不可少的，在运行、检修和调试时都提供了方便，按照各类孔的用途，布置在锅炉合适的地方，以满足需要。

在炉膛冷灰斗底部二侧水冷壁处布置有水冷却的大型人孔门各一、其尺寸为610×762mm，可用于冷灰斗出渣口的打渣。运行时应保持如下的冷却水参数，进口温度38℃，进口压力4.5kg/cm2，出口温度54℃，水量1m3/h，锅炉设有各种人孔，看火孔、吹灰孔、电视摄像用孔、炉膛出口烟温探针及仪表测点孔等用孔。为了防止烟气泄漏，确保锅炉的密封性，所有孔都装有密封盒作为密封。 五、锅炉膨胀系统

为了进行比较精确的热膨胀位移计算，需要有一个在各种工况下都保持不变的膨胀中心，作为热膨胀位移计算的零点。这个膨胀中心就是所谓的人为膨胀零点。对于各种形式的单炉膛锅炉，膨胀中心位置均设置在炉深方向的炉膛中心线上。

在膜式水冷壁上焊有槽钢，在槽钢上每隔一定长度焊有弯板，在弯板顶部焊有角钢，这就是典型的蹬形夹结构。借助于蹬形夹，刚性梁可以承受炉膛正压或负压造成的不同方向的荷载，弯板与刚性梁之间允许有相对滑动，满足膨胀差要求。但设置在零膨胀线上的弯板与刚性梁不允许相对滑动。为了将风荷载、地震荷载和导向荷载传给锅炉构架，在零膨胀点处设有导向装置，有导向装置的地方装有承剪支座，其余为固定蹬形夹。采用这一套结构来实现膨胀中心的要求。

炉顶包覆框架四周的立柱是以耳板悬挂在梁上的。锅炉高度方向的膨胀零点在炉顶小室上部的保温层上标高处。对炉顶小室内的温度，启动时取为260℃(无介质流动)和371℃(有介质流动)，运行时取为427℃。小室内各集箱及集箱下到顶棚管间管子也分别

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为不同的温度，由于管子在穿顶棚处为封焊结构，这样集箱对于顶棚管还有一个向上的膨胀量，顶棚管为向下膨胀，因此在每一工况下都应考虑集箱这二种不同方向膨胀量的迭加，来算出它的实际位移方向和位移量，并由炉顶的弹簧吊架或恒力吊架来吸收这部分位移量，顶棚管以下的各部件则以它们的相应温度向下膨胀。

墙式再热器的入口集箱固定在刚性梁的支架上，随刚性梁一起向下膨胀，但启动时墙式再热器与水冷壁有较大的膨胀差，为此在墙式再热器穿入炉膛前设计了较大的弯头，以管子的柔性来补偿这一膨胀差。

在炉宽方向上以锅炉中心线为膨胀零点，按各自的相应温度向两侧膨胀。但位于炉顶在锅炉中心线上断开的集箱，则要以炉宽四分之一处作零点按集箱温度计算的膨胀量与以锅炉中心为零点，对四分之一处按饱和温度计算出膨胀量进行迭加。

在烟风道中，温度较高，位移量较大的为二次风热风道和予热器前的连接烟道。二次风热风道一端与炉膛的大风箱连接，随炉膛向下位移，同时还向炉后膨胀，另一端与较为固定的回转式空气予热器连接。连接烟道也是类似这样，为此在连接烟道上设有二道膨胀节，并按它们的位移量来选定每个膨胀节所用的全波双节胀缩节的节数和二道膨胀节之间的长度。同时对它们的吊挂均采用了可满足较大位移量的恒力吊架。对其余的冷、热风道也都应在相应位置装设胀缩节头，以满足机组在冷态和运行时的膨胀量。

锅炉配置的二台回转式空气预热器，每台都有8个支座，每个支座与支撑梁之间均垫有一个膨胀装置，其摩擦系数为0.1，以减小空气预热器在水平方向上膨胀的摩擦力，因此水平方向上是以每台预热器的转子中心向各侧按温度的不同自由膨胀，高度方向上以支座面为准，向上、下自由膨胀，它与烟风道的接口处均应装有胀缩节，这样烟风道的膨胀力就不会传递给回转式空气预热器。

了解锅炉本体以及一些相对独立的部件，如预热器等设备的膨胀特性，并进行精确的热膨胀位移计算，在锅炉设计中是很重要的，它为间隙予留，密封设计，膨胀节等膨胀补偿元件的选用、弹性及恒力吊架的选型，冷热态时有相对位移的零部件的结构处理，以及进行受压部件管系的应力分析提供了依据。锅炉设计、安装、启动调试和运行人员

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都应了解锅炉各部件的热态膨胀方向和膨胀量，在设计、安装时对这一问题予以充分考虑。锅炉首次冷态启动前应进行全面的检查，保证各导向装置安装正确，按设计在热态应自由膨胀的零部件，其周围预留有足够的空间。锅炉启动运行时应对膨胀进行监视，防止因部件膨胀时受到不应有的限制而发生事故。 六、燃烧器

本工程采用三台双进双出钢球磨正压直吹式制粉系统,二台磨可带BRL负荷，采用四角切向燃烧。该燃烧方式的特点：

将整个炉膛作为一个大燃烧器组织燃烧，因此对每只燃烧器的风量、粉量的控制要求不太严格，操作简单。

锅炉负荷变化时，燃烧器按层切换，使炉膛各水平截面热负荷分布均匀。 对煤种适应性强，可用于几乎所有煤种。

由于炉膛内气流旋转强烈，与煤粉颗粒混合好，并延长了煤粉颗粒在炉内流动路程，有利于煤粉的燃尽。通过本工程燃用煤质的分析和评价，借鉴有关工程锅炉燃烧器的成功经验，并根据招标文件中的各项要求，最终确定的燃烧器方案见图a。

燃烧器采用ABB-CE大风箱结构，四角切圆布置，共设六层一次风喷口，三层油风室，两层燃尽风室和六层辅助风室。中层油风室正常运行时关闭起到分组拉开的作用。二次风挡板采用ABB-CE典型结构，非平衡式。整个燃烧器同水冷壁固定连接，并随水冷壁一起向下膨胀。燃烧器部分隔板同水冷壁刚性梁连接在一起，以保证锅炉炉膛水冷壁的整体刚性。有关燃烧方案的详细说明见专题说明3。

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1 21 图a：燃烧器方案 七、空气预热器

每台锅炉配有两台半模式、双密封、三分仓容克式空气预热器，该空气预热器是我公司按照从美国ALSTOM-API公司（原美国ABB-CE空气预热器公司）最新引进的半模式、双密封技术设计和制造的。根据煤质特性，我们利用ALSTOM-API公司的最新性能计算程序及选型标准，对空气预热器进行了选型、热效率、烟风阻力及漏风率等计算，确保空气预热器具有最佳的性能。预热器型号为：28.5-VI(T)-1830-SMR，转子直径Ф9970mm。 八、锅炉构架说明

锅炉构架为桁架体系，各杆件之间用高强度螺栓连接，连接形式采用铰接，构架的支撑宽度34m，纵深38.3m，主板梁顶标高71.25m。构架沿锅炉高度划分成五层，共设置九层水平支撑。柱共分七段，接头位置高出各层水平支撑标高1050mm。零米处共布置35根柱基础，构架的抗剪平面分别设置在BE，BH，BK，Bo和B33轴线。构架的

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整体稳定是籍助于垂直支撑和水平支撑保证。

大板梁A、B、C、D、E和F共10根，最大外形尺寸（长×高×宽）为20.72×3.9×1.0米，最重一根为55吨，其中B、C和D大板梁直接搁支在采用弧形支座的柱顶上，而A和G大板梁两端与柱用高强螺栓连接，锅炉本体受压部件通过吊杆支吊在支吊梁上，然后支吊梁搁支在支撑梁上翼缘。

整个锅炉构架的杆件数≈5000根，扭剪型高强度螺栓连接副大约五万余套。 杆件的断面形式采用焊接的工字形钢板组合断面，材料采用碳素结构钢Q235和低合金钢Q345，所有杆件表面经过工艺性处理，高强度螺栓的连接面摩擦系数达到0.4，扭剪型高强度螺栓连接副由螺栓(20MnTiB)，螺母(35)和垫圈(45)各一个组成。

大板梁就位时先用螺栓连接，当锅炉本体水压完工后，按图要求，将大板梁与柱顶端焊接固定。

楼梯集中布置在锅炉前面的左右两侧，并与电梯相对应。平台的布置方便运行和检修，除汽包司水平台和燃烧器区域平台采用花钢板外，其它平台的铺板采用栅架结构。 九、安全阀

9.1汽包安全阀的设定

汽包上共设置三个安全阀

第一个安全阀起跳压力为汽包设计压力,回座压力为设定压力-4%； 第二个安全阀起跳压力为汽包设计压力+1%,回座压力为设定压力-5%； 第三个安全阀起跳压力为汽包设计压力+3%,回座压力为设定压力-7%。 9.2过热器出口安全阀的设定

过热器出口安全阀最低设定压力如下:

第一个安全阀的设定压力：过热器设计压力-最大过热器压降-20psi； 第二个安全阀设定压力为：第一个安全阀设定压力+P；

安全阀排放能力约为最大蒸发量的20%，加上汽包安全阀排放能力大于100%保证

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蒸发量。 9.3 PCV阀的设定

PCV阀的排放量最小为10％最大蒸发量；

PCV阀的设定压力为过热器出口安全阀最低设定压力－1％； PCV阀的起闭压差为2%。 9.4再热器入口安全阀的设定

再热器入口布置3个安全阀；

第一个安全阀的设定压力为再热器设计压力； 第二个安全阀的设定压力为再热器设计压力＋1％； 第三个安全阀的设定压力为再热器设计压力＋3％。 9.5再热器出口安全阀的设定

再热器出口安全阀设定压力

(1)、再热器设计压力－再热器压降－15 psi(但不低于再热器出口压力1.05) 再热器出口安全阀最高设定压力。

(2)、(再热器设计压力＋15 psi)(但不高于3％的再热器设计压力)－再热器压降。 过热器，再热器安全阀回座压力为设定压力的96％。

安全阀在制造厂已按铭牌上的整定压力和启闭压差调整完毕。上、下调整环、调整套、调整螺丝的位置都已调好。对于新供货的阀门在现场安装后只要进行校验性试验，即直接进行起跳试验，根据起跳结果判断是否要调整；对于检修后的安全阀，其密封面被研磨或是更换零件，应重新进行调整试验，因检修内容不同，要根据不同的内容确定整定方法；另外，对于整定压力大于14.7MPa (150kgf/cm2)的安全阀在现场可以采用油压千斤顶进行复验。

Δ1预热器专题说明

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1.概述

河津电厂二期工程单台锅炉配备两台三分仓回转式空气预热器，该预热器采用1998年从美国空气预热器公司(即ALSTOM-API公司)引进的半模式、双密封设计制造技术。空气预热器主轴垂直布置，烟气和空气以逆流方式换热（见图1）。空气预热器型号为：28.5-VI(T)-1830-SMR。冷端传热元件为搪瓷传热元件，中间层传热元件采用低合金耐腐蚀的钢板制作。其中，传动装置采用中心驱动方式，其电机功率小，运行平稳、可靠，安装、检修方便。

图1 空气预热器立体图 24

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图2 空气预热器分解图 25

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2. 主要部件介绍 1）半模式双密封转子

转子采用半模式双密封扇形仓结构(ALSTOM-API专利)见图3，其优点是转子中心筒和模式扇形仓是销接结构，在工地不用焊接，不存在焊接变形。该空气预热器这种结构减小了工地焊接工作量，安装速度快。实践和理论计算表明，与焊接结构转子的空气预热器相比热态变形小，同时新的双密封系统可使直接漏风下降30%。双密封系统在哈三600MW、平圩600MW、深圳西部电厂、北京石景山热电厂、呼和浩特热电厂及其它机组上均取得了显著的密封效果。

图4 传热元件板型

图3 半模式扇形仓示意图 2）适当的传热元件板型

传热元件盒制成较小的组件，检修时热端传热元件盒、中间层传热元件盒、冷端传热元件盒全部抽屉式从侧面检修门孔处抽出，安装、更换非常方便。热端传热元件的材料采用Q215-A.F，板形为FNC；热端中间层传热元件的材料采用耐低温腐蚀的Corten钢制作，板形为FNC；冷端传热元件为搪瓷传热元件，板形为NF6板形，可保证使用寿命大于50000小时。所选用的板形换热效率高，相对阻力小，不容易积灰。 3）采用双径向、轴向密封系统

采用双径向、轴向密封系统，可降低直接漏风30%左右，这是近期通常采用的较成熟的技术。

4）可靠的导向轴承和支承轴承

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导向轴承采用双列向心滚子球面轴承，其结构可随转子热胀和冷缩而上下滑动，并能将扇形板内侧上下移动，从而保证扇形板内侧的密封间隙控制在合理值范围内。导向轴承结构简单，更换、检修方便，配有润滑油冷却水系统，并有温度传感器接口。空气预热器的支承轴承采用向心球面滚子推力轴承，使用可靠，维护简单，更换容易。

图5双密封结构

图6 导向轴承

5）中心传动装置

每台预热器配有一套中心传动装置，包括主、备电机和手动盘车装置，电机配备变频调速启动装置，实现软启动、无级变速。当主传动电机发生故障时，能自动切换备用电机投入运行，确保预热器不停转。一旦停转、转子停转报警器发出声光报警。传动装置减速机齿轮全部为硬齿面，减速机体积小、重量轻，安装调整方便，运行可靠。

图7 支撑轴承 图8中心传动装置

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6）迷宫式、胀缩节式静密封

热端静密封、冷端静密封均采用胀缩节式，既保证了不漏风，又可以在空气预热器外部进行密封间隙调整；热端和冷端静密封由通常的单侧密封改为双侧密封，既减少了漏风，又提高了自身的使用寿命。

图9

7）提供必要的专用工具及备件

随机提供的专用工具有：现场机加刀具一套，支承轴承检修用顶起装置一套，导向轴承检修拆装用高压油泵，传热元件盒检修平台，同时提供一些必要的随机备件。 3.降低空气预热器漏风率措施 1）采用半模式双密封新技术

采用引进美国ABB-API（现ALSTOM-API）半模式双密封新技术(1998年7月15日签订合同)，见图5、10。理论计算和运行实践表明，双密封空气预热器可降低直接漏风30%左右。该技术已在若干电厂中得到了良好的应用。 2）提高冷端径向密封的效果

利用计算程序对转子的热态变形进行精确的计算，将冷端径向密封片调成“V”形，热态运行时，转子发生蘑菇状变形后密封片将与扇形板形成良好的配合。 3）转子密封角钢现场机加

转子外缘密封角钢处设有一平法兰，在现场机加平整，可保证不破坏热端径向密封片。密封角钢外圆也加工一刀，保证其跳动量在设计值范围内，从而保证了旁路密封间

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隙在合理值范围内。

图10 双密封结构原理图

4）采用新结构导向轴承

导向轴承采用双列向心滚子球面轴承，其结构可随转子热胀和冷缩而上下滑动，并能将扇形板内侧上下移动，从而保证将扇形板内侧的密封间隙控制在合理值范围内。 5）采用胀缩节式静密封

热端、冷端静密封采用胀缩节式，既保证了不漏风，又可以调整；同时将过去的单侧静密封改为双侧静密封。

6）完善质量保证体系，加强制造质量管理，不良产品不出厂。 7）对安装、运行人员进行培训及交流。

8）加强现场安装技术服务，会同用户对安装质量监控，保证安装及调试质量。 9）实施跟踪服务，机组投运后，继续做好空气预热器各项服务工作，包括大修的技术服务。

4.防止空气预热器低温腐蚀的措施

1）根据煤质灰份成份的分析，通过计算机程序计算，确定空气预热器的传热元件板形，

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热端及中间层采用FNC，冷端采用疏松板型NF6，相对阻力小，不容易积灰，同时也减少了腐蚀。

2）热端中间层传热元件的材料采用耐低温腐蚀的Corten钢制作，冷端传热元件为搪瓷传热元件。

3）定期合理地使用吹灰器和水清洗，以防止酸性沉积物对传热元件盒的腐蚀。运行时避免水进入预热器，保持预热器清洁、干燥。

4）机组在低负荷运行时，可投入暖风器，控制空气预热器的冷端平均壁温在合理值范围内，避免空气预热器的冷端传热元件腐蚀。 5）冷端平均壁温的选择：

按美国ABB—API公司空气预热器运行经验，制订的冷端平均壁温导则。对燃煤机组，推荐最小冷端平均壁温。采用下列计算方法: ES—当量硫 % S—煤的含硫量 % HHV—高位发热值 Btu/1b Ash—灰份 % Moisture—水份 %

ES =12000×S/HHV[1-（Ash+ Moisture）] 本锅炉燃用的设计煤:S =1.81%

推荐的最低冷端平均温度（未修正） HHV = 8958Btu/1b Ash=31.46% Moisture=4.3%

当量硫：ES =12000×S/HHV[1-（Ash+ Moisture）]

=12000×1.81/8958[1-（0.316+0.043）]

=3.8 %

查温度导则，对于CORTEN钢传热元件推荐的最小冷端平均壁温为85℃。

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由于本工程中冷端传热元件采用搪瓷传热元件，我们推荐的最经济的冷端平均壁温为75℃。在满足冷端平均壁温为75℃的情况下，中间层传热元件的平均壁温也将高于85℃，在加上中间层传热元件为CORTEN材质，可充分满足寿命要求。

冷端平均壁温 t = (tGO+tA1)/2

式中: tGO — 空气预热器出口烟温(未修正)

tA1 — 空气预热器进口风温

结论:任何工况下的冷端平均壁温高于75℃，传热元件的寿命可大于50000小时。 5 保证空气预热器吹灰器有效正常工作的措施

空气预热器吹灰采用半伸缩式吹灰器，吹灰介质的要求压力: 1.37MPa.g，过热度: ≥153℃。运行时避免水进入预热器，保持空气预热器清洁、干燥。减少空预器内的湿气存在的可能性，避免空预器内结垢和堵灰。 6 防止预热器变形的措施

如果停运或运行的空预器入口烟气温度不超过450℃，就不会产生永久性变形。对发生事故性停转的预热器，可使用手动盘车装置转动转子，使预热器均匀受热。也可使用通入冷风的方法使转子尽快冷却。由于预热器所有的密封元件均有一定弹性，并且按预热器蘑菇状变形量予留有一定的密封间隙，使得在锅炉启动过程中或预热器停运时不会因预热器温度变化损坏预热器。

2水循环安全措施

本工程锅炉采用亚临界自然循环汽包炉。我公司到目前为止已经投运的亚临界自然循环300MW锅炉有36台，其中最早的山东华鲁电厂#1炉(1991.7投运)已运行了11年，这些锅炉均未出现水循环问题，特别是珠江、铁岭电厂最大汽包运行压力高达200kg/cm2.g，这在国内、外自然循环锅炉中是运行压力最高的。

对铁岭电厂进行超压5%的水循环试验证明，在200kg/cm2.g压力下，哈锅设计的自然循环锅炉水循环是安全的。

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山西河津电厂二期2300MW工程汽包最大运行压力为18.873MPa.g，水循环安全没有任何问题。

保证水循环安全的措施

1、锅炉水循环系统结构采用大的流通截面，减少系统阻力，其结构如下：

名 称 汽包内径 集中下降管 水冷壁 供水管 引出管 数 量 1 4 676 72 98 尺 寸 mm 1778 φ559×47 φ63.5×7,φ76×9 φ159×16 φ159×16 2、水循环系统具有较高的重量流速、循环倍率，在低负荷时避免发生循环停滞、倒流。

(a) BMCR工况下平均重量流速～1030kg/m2.s 在35%BMCR工况下平均重量流速～900kg/m2.s (b) 各负荷下循环倍率

BMCR 4.4

BRL 5

不投油稳燃负荷

8.9

(c) 35%负荷最小循环水速 1.2m/s>0.4m/s界限值

3、亚临界压力下水循环安全性最重要的是避免发生膜态沸腾。哈锅通过用电子计算机对28个水循环回路，50个计算回路进行精确地水循环计算，并在下炉膛高热负荷区及部分上炉膛水冷壁采用内螺纹管，确保不发生膜态沸腾。内螺纹管的覆盖面积在国内外亚临界自然循环锅炉中是最多的，在受热最弱的管组中(光管处)，临界热负荷与设计的最大热负荷比值～1.45，大于1.25，确保水循环安全。

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3炉顶密封专题说明

300MW锅炉顶棚密封采用小包和大包两层密封，均按美国ABB-CE公司标准设计，第一层密封为顶棚内护板(小包)，300MW锅炉炉膛顶棚管均为分段鳍片，因此，在顶棚管上方紧贴外壁加封顶棚内护板，内护板的设计是按照受压元件结构和温差进行的，这些因素确定了顶棚管上内护板所需的卸载程度，胀差所需一定数量的卸载是由内护板上的折边来提供的(图一)，在折边提供的卸载不够的情况下，必须提供附加的膨胀节(图二)，由折边或膨胀节提供的最大减荷，数字上可以用两个折边的距离“W”和考虑的温差“TD”的乘积来表示，一般规定W×TD不得超过某一数值。顶棚管与水冷壁之间的密封则采用典型结构(图三)，而各类受热面管穿顶棚处基本按典型结构(图四)。墙式再热器出口集箱与前、侧水冷壁上集箱之间的密封形式(图五)，其具体尺寸由再热器出口集箱与水冷壁之间的胀差来决定，需作精确计算。小包的主要作用有①密封；②保温，使大包内温度控制在一定范围内；③减少大包内积灰，以利安全和检修，另外在炉深方向、顶棚管每隔一定距离就有一道顶棚管吊挂装置，吊挂装置可使顶棚管不出现太大挠度，又满足顶棚管的热膨胀位移，更主要的是防止因炉膛爆炸而引起的顶棚管变形，使顶棚管在整体上有一定刚性，以保证炉顶小包的密封质量。

第二层密封为炉顶大包，是由垂直顶棚包覆框架，波纹内护板、保温材料，大包吊杆，吊梁等组成(图六)，其主要作用是密封与保温，整个大包相当于集中保温，使集箱与管道等不必分别保温，省时、省料，更便于检修，还可使锅炉外形简洁、美观。

实际证明，只要按设计要求，保证内护板的施工质量，能很好地保证密封性能。

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