范琳

（福建省鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究院 福建福州 350003）

1 概述

臥式循環(huán)流化床蒸汽鍋爐是綜合各種循環(huán)流化床鍋爐和蒸汽鍋爐的特點(diǎn)，在國內(nèi)外現(xiàn)有爐型的基礎(chǔ)上，綜合多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)研制的新型臥式循環(huán)流化床鍋爐［1］。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、運(yùn)行安全可靠、出力足、漏風(fēng)量小、熱效率和燃燒效率高、環(huán)保效果好、運(yùn)行簡(jiǎn)便、可維修性能好等特點(diǎn)。它采用了串連三通道、兩級(jí)物料分離循環(huán)結(jié)構(gòu)，改變了傳統(tǒng)循環(huán)流化床的立式、一級(jí)循環(huán)的結(jié)構(gòu)；能夠有效減小鍋爐高度，降低對(duì)廠房建設(shè)高度的要求，有利于循環(huán)流化床鍋爐的小型化和降低成本的實(shí)現(xiàn)。本鍋爐也很好的解決了鏈條鍋爐效率低、重污染的缺點(diǎn)。

本鍋爐針對(duì)的燃料是Ⅱ類無煙煤。鍋爐為室內(nèi)布置，自然循環(huán)單鍋筒鍋爐，采用Ⅱ型布置，爐膛及尾部煙道全部支承結(jié)構(gòu)。省煤器為一組螺旋翅片管省煤器，空氣預(yù)熱器為上下兩級(jí)布置。鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的工況范圍30%～110%。

2 鍋爐規(guī)范

2.1 鍋爐參數(shù)

額定蒸發(fā)量：10 t；額定壓力：1.3 MPa；給水溫度：104 ℃；飽和蒸汽溫度：195℃；排煙溫度：149℃；排煙過量空氣系數(shù)：1.35；設(shè)計(jì)熱效率：≥86%；燃料消耗量：1 292 kg/h；計(jì)算燃料消耗量：1 253 kg/h。

2.2 受熱面積

水冷壁管：119.61 m2；省煤器：166.05 m2；空氣預(yù)熱器：100.7 m2。

2.3 燃料特性

Car=54.65% ；Har=2.43%；Oar=4.24%；Nar=1.08%；Sar=0.3%；Aar=29.34%；Mar=7.96%；Qnet，ar=21 038 kJ/kg。

2.4 主要尺寸

蒸汽出口標(biāo)高：11 555 mm；鍋爐寬度（左右兩柱中心距）：2 780 mm；鍋爐深度（不包括平臺(tái)樓梯）：7 705 mm；鍋爐最大寬度（包括平臺(tái)樓梯）：5 200 mm；鍋爐最大深度（包括平臺(tái)樓梯）：8 980 mm。

2.5 鍋爐設(shè)計(jì)執(zhí)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

（1）《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》；

（2）《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》；

（3）JB/T 10094—2002《工業(yè)鍋爐通用技術(shù)條件》；

（4）GB/T 9222—2008《水管鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算》；

（5）《層狀燃燒及沸騰燃燒工業(yè)鍋爐熱力計(jì)算方法》；

（6）TSG G002—2010《鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程》。

3 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

3.1 汽水系統(tǒng)

汽水系統(tǒng)包括：水冷系統(tǒng)、省煤器、鍋筒及鍋內(nèi)裝置、下降管、汽水引出管。

3.1.1 水冷系統(tǒng)

爐膛整體的寬度為2 170 mm，整體深度為3 600 mm。爐膛的四壁均由膜式水冷壁組成，膜式壁管子規(guī)格為φ42×4，材質(zhì)為 GB3087—2008/20，節(jié)距90 mm，扁鋼的規(guī)格為 5×48。集箱為φ219×8鋼管，材質(zhì)為 GB3087—2008/20，主燃室后水冷屏、副燃室后水冷屏位于整個(gè)爐膛中部，將爐膛分為三個(gè)通道：主燃室、副燃室和燃盡室。

3.1.2 省煤器

省煤器為1組，全部為螺旋翅片管鋼管省煤器。鋼管省煤器的管子規(guī)格為φ32×3，材質(zhì)為 GB3087—2008/20，省煤器的管子采用錯(cuò)列布置，蛇形管橫向節(jié)距100 mm，縱向節(jié)距100 mm。 集箱的規(guī)格均為φ159×6，材料為GB3087—2008/20。

3.1.3 鍋筒及鍋內(nèi)裝置

鍋筒內(nèi)徑φ1 000 mm，壁厚12 mm，筒身長度為3 900 mm，總長約4 500 mm。筒身由鋼板卷成，橢圓封頭由鋼板沖壓而成，筒身和封頭材質(zhì)為GB713—2008/Q245R。

鍋筒運(yùn)行時(shí)，鍋筒正常水位在鍋筒中心線下50mm，允許水位在0水位±50 mm范圍內(nèi)波動(dòng)。

鍋筒與水冷壁管、汽水連接管、蒸汽引出管、下降管均采用焊接結(jié)構(gòu)，鍋筒由支座承于頂梁上。

鍋筒內(nèi)裝有分離裝置，蒸汽經(jīng)過汽水分離裝置分離后通過1根蒸汽引出管引出。省煤器引出管用1根φ57×3.5的管子直接引入鍋筒下部的配水母管，沿鍋筒全長均勻布置。鍋筒內(nèi)裝有連續(xù)排污管、擋水裝置、磷酸鹽加藥等裝置。

3.1.4 下降管及導(dǎo)管

下降管：φ219×8， 導(dǎo)管：φ32×3、φ57×3.5、φ70×3.5、φ89×4.5、φ108×4.5，材料均為 GB3087—2008/20。

3.1.5 給水要求

鍋爐給水及爐水的品質(zhì)應(yīng)符合 《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》（GB/T1576—2008）的要求。

表1 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

3.2 燃燒系統(tǒng)

3.2.1 配套設(shè)備

給煤系統(tǒng)：自煤倉進(jìn)入給料機(jī)，通過溜煤管和播煤風(fēng)將煤及時(shí)準(zhǔn)確地送入爐內(nèi)，其輸送量連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)靈敏可靠，輸送過程中保證密封，并具有防回火結(jié)構(gòu)。

3.2.2 燃燒室

燃燒室包括主燃室、副燃室和燃盡室（四周由膜式水冷壁構(gòu)成，中間由水冷屏分割）。主燃室包括密相區(qū)及懸浮段，密相區(qū)內(nèi)設(shè)防磨絕熱內(nèi)襯。主燃室深度為1 440 mm，副燃室深度為1 170 mm，燃盡室深度為990 mm，寬度均為2 170 mm。

3.2.3 旋風(fēng)分離器

旋風(fēng)分離器布置于爐膛出口和尾部豎井之間，共1個(gè)。分離器外殼用6 mm厚的Q235-A鋼板制成，內(nèi)設(shè)防磨內(nèi)襯及保溫。中心筒筒體用6 mm厚的0Cr25Ni20不銹鋼板制成。分離器內(nèi)徑為φ1 200 mm，分離器效率為90%～95%，額定負(fù)荷時(shí)工作溫度約為665℃，阻力約為1 900 Pa。

3.2.4 回送裝置

旋風(fēng)分離器及副燃室燃盡室下落灰斗處，通過連接管與其回送裝置相連，循環(huán)灰經(jīng)回送裝置送回爐膛參與再循環(huán)。

3.2.5 點(diǎn)火方式

點(diǎn)火方式采用床上點(diǎn)火。

3.2.6 空氣預(yù)熱器

空氣預(yù)熱器為二級(jí)布置。一級(jí)和二級(jí)管箱是φ50×1.5的鋼管制成立式管箱，每組管箱由2只管箱組成。煙氣在管內(nèi)縱向沖刷，空氣在管外橫向沖刷，在管箱的入口處還裝有防磨套管。

3.3 煙風(fēng)系統(tǒng)

3.3.1 配套設(shè)備

鍋爐按平衡通風(fēng)方式運(yùn)行，一次風(fēng)與二次風(fēng)從不同的部位鼓入燃燒室，排煙靠引風(fēng)機(jī)抽出。因此，鍋爐需配套鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。用戶可根據(jù)實(shí)際情況布置鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。

3.3.2 一次風(fēng)箱及布風(fēng)裝置

一次風(fēng)箱由Q235-A的鋼板焊接而成。風(fēng)箱上面接布風(fēng)板，布風(fēng)板上布置了ZG30Cr26Ni5的風(fēng)帽管和ZG30Cr24Ni7Si2N耐熱鑄鋼風(fēng)帽。一次風(fēng)從鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入一次風(fēng)箱，通過這些風(fēng)帽噴入濃相床，從而保證床內(nèi)的均勻流化和正常燃燒。另外，在布風(fēng)板上還設(shè)有1個(gè)φ133×5的排渣管。

3.3.3 二次風(fēng)裝置

二次風(fēng)集箱有2個(gè)，分別布置在主燃室前后墻，在水冷壁上標(biāo)高3 150 mm，2處風(fēng)集箱上都接有一排規(guī)格為50×30的長方形導(dǎo)向管，使二次風(fēng)沿爐膛深度方向成一定角度前后均勻分配，通過二次風(fēng)噴口將二次風(fēng)射入燃燒室以提供完全燃燒所需的富氧空氣。

3.4 固定支撐系統(tǒng)

3.4.1 剛性梁

為了保證燃燒室具有一定的承壓能力，在四周膜式水冷壁的外側(cè)設(shè)置了剛性梁。通過剛性梁的加固使前部爐膛形成一個(gè)整體的剛性吊筐結(jié)構(gòu)。

3.4.2 鋼架及平臺(tái)樓梯

鍋爐爐膛部分的支撐形式為：主燃室由鋼架下部橫梁支撐，副燃室和燃盡室由鋼架立柱支撐，尾部鍋爐鋼架為桁架式。采用四根型鋼主立柱支撐旋風(fēng)分離器、省煤器及空氣預(yù)熱器的重量，按抗七度地震設(shè)計(jì)，柱腳與鋼筋混凝土基礎(chǔ)固接。

凡屬操作、檢修、測(cè)試門孔處及連通道均設(shè)有平臺(tái)和樓梯，平臺(tái)及樓梯踏板采用柵格板結(jié)構(gòu)。

3.5 本體管路及附件

本鍋爐范圍內(nèi)所配備的管路及附件：鍋筒上裝有安全閥、雙色水位計(jì)、電接點(diǎn)水位計(jì)、平衡容器、壓力表；省煤器進(jìn)出口集箱上裝有溫度計(jì)（可現(xiàn)場(chǎng)讀取給水溫度）；鍋爐給水可通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，且前裝有壓力表；部分頂部集箱裝有排氣閥門；鍋爐本體各回路下部集箱裝有排污閥門。

3.6 內(nèi)襯及保溫系統(tǒng)

3.6.1 燃燒室內(nèi)襯

在燃燒室密相區(qū)水冷壁的內(nèi)側(cè)裝有耐火材料，耐火材料的作用是保證燃燒的正常流化，防止水冷壁管磨損及保證燃燒所需的溫度。因此對(duì)耐火材料除要具有一定的抗磨性和壽命外，還要求具有一定的導(dǎo)熱系數(shù)。布風(fēng)板上設(shè)有保溫材料及耐火材料。

3.6.2 分離器內(nèi)襯

分離器內(nèi)壁裝有耐火材料和保溫材料，具有防磨和保溫作用。

3.6.3 爐墻及保溫結(jié)構(gòu)

本鍋爐爐膛部分采用敷管爐墻，當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時(shí)，爐墻外表面溫度不高于50℃；鍋爐尾部省煤器爐墻為護(hù)板結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為耐火混凝土、外層為巖棉，且中間為保溫混凝土。

3.7 安全保護(hù)

3.7.1 鍋爐應(yīng)具有下述連鎖保護(hù)功能

（1）引風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí)，自動(dòng)切斷全部送風(fēng)和燃料供應(yīng)；

（2）送風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí)，自動(dòng)切斷全部燃料供應(yīng)。

3.7.2 主燃料跳閘

鍋爐運(yùn)行時(shí)，如出現(xiàn)：①所有燃料消失；②爐膛熄火；③爐膛壓力高，爐膛壓力低；④汽包水位高，汽包水位低；⑤送、引風(fēng)機(jī)全跳；⑥連鎖跳閘等情況時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出主燃料跳閘信號(hào)。

4 鍋爐輔機(jī)

鍋爐輔機(jī)部分主要包括：

（1）鍋爐鼓風(fēng)機(jī)。①一次風(fēng)機(jī)：型號(hào)為9-19№8D，右180°；風(fēng)量為7 991 m3/h；風(fēng)壓為14 862 Pa；電機(jī)功率為55 kW。②二次風(fēng)機(jī)：型號(hào)為 4-72№4.5A；風(fēng)量為 10 445 m3/h；風(fēng)壓為2581 Pa；電機(jī)功率為7.5 kW。

（2）引風(fēng)機(jī)：型號(hào)為 QALY-1№14.5D；風(fēng)量為 26 048 m3/h；風(fēng)壓為7 617 Pa；電機(jī)功率為75 kW。

（3）羅茨風(fēng)機(jī)：型號(hào)為 ZG50；風(fēng)量為 120 m3/h；風(fēng)壓為 19.6 kPa；電機(jī)功率為2.2 kW。

（4）給水泵：型號(hào)為 DG12-25×7；流量為 12.5 m3/h；揚(yáng)程為175 m；電機(jī)功率為15 kW；數(shù)量為2臺(tái)；合計(jì)耗電功率為169.7 kW。

5 鍋爐安裝注意事項(xiàng)

（1）鍋爐本體安裝技術(shù)要求按《鍋爐安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50273—2009），以及原勞動(dòng)部頒發(fā)的《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中有關(guān)的規(guī)定進(jìn)行。

（2）鋼架、本體等主要部件，需注意安裝次序。

（3）水管系統(tǒng)及鍋爐范圍內(nèi)管道的固定，在安裝時(shí)根據(jù)具體情況處理。

6 運(yùn)行

鍋爐應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》進(jìn)行運(yùn)行管理和按照《鍋爐運(yùn)行規(guī)程》進(jìn)行操作。