淺談ZG58—1.6/130/70—M煤粉鍋爐的特性

能立 王欣然 薛東曉

摘 要：文章闡述了58MW煤粉鍋爐的結(jié)構(gòu)形式、參數(shù)特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：煤粉鍋爐；結(jié)構(gòu)；特點(diǎn)

近年來，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，以節(jié)能和環(huán)保為主題的技術(shù)升級(jí)改造如火如荼，產(chǎn)生了高效、環(huán)保的煤粉熱水鍋爐。煤粉熱水鍋爐以其高效節(jié)能、污染物粉塵、NOX、SO2排放量少、鍋爐房占地小、粉塵污染小、整機(jī)投資小的優(yōu)勢(shì)，得到了國家及有關(guān)地方政府的扶持和推廣。以ZG58-1.6/130/70-M煤粉熱水鍋爐為例，介紹下此種鍋爐的特點(diǎn)。

1 概述

鍋爐為單鍋筒橫置式強(qiáng)制循環(huán)，平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架π型布置。爐膛采用模式水冷壁，尾部豎井煙道內(nèi)布置對(duì)流管受熱面，對(duì)流管受熱面下方布置空氣預(yù)熱器。運(yùn)轉(zhuǎn)層設(shè)在7m標(biāo)高平臺(tái)。為節(jié)約投資費(fèi)用和減少鍋爐房用地，同時(shí)考慮環(huán)保要求，本煤粉鍋爐不采用爐前制粉方式，選用集中供粉式流程。采用可調(diào)徑向濃淡旋流煤粉燃燒技術(shù)，采用低溫和空氣分級(jí)供風(fēng)的燃燒技術(shù)能夠顯著抑制NOX的生成，其灰渣活性好，具有較高的綜合利用價(jià)值，因而它更能適合日益嚴(yán)格的國家環(huán)保要求。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)及依據(jù)

鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，確定以下列數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)依據(jù)。

（1）額定熱功率： 58MW

（2）額定蒸汽壓力： 1.6MPa

（3）回水溫度： 70℃

（4）出水溫度： 130℃

（5）排煙溫度： 135℃

（6）冷空氣溫度： 20℃

（7）二次風(fēng)溫度： 300℃

（8）鍋爐熱效率： 90%

3 鍋爐結(jié)構(gòu)簡介

鍋爐的水循環(huán)采用強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，回水先進(jìn)入布置在爐前的回水總管，再由各連管分配給四周膜式壁下集箱，四周膜式壁中水并聯(lián)上升，經(jīng)爐膛加熱后，進(jìn)入上集箱，再由各集箱上的引出管引入鍋筒，從鍋筒引出兩根連接管將水引入對(duì)流管受熱面下集箱，經(jīng)過兩組對(duì)流受熱面的家人，最后將合格的熱水由爐頂引出。鍋爐采用強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，爐膛中的介質(zhì)為全上升流動(dòng)，且水速大于0.57m/s，充分保證了鍋爐水動(dòng)力的穩(wěn)定性和水流速的單值性。在對(duì)流受熱面處，兩級(jí)受熱面之間裝有混合集箱，且通過集箱間連接管的交叉引入，充分消除熱力偏差。

鍋爐煙風(fēng)流程：冷空氣——空氣預(yù)熱器——熱風(fēng)管道——煤粉燃燒器——燃燒室煙氣上升——燃盡冷卻室——凝渣管——轉(zhuǎn)向室——對(duì)流受熱面——空氣預(yù)熱器——煙氣排除。

3.1 燃燒設(shè)備

鍋爐的燃燒設(shè)備選用徑向濃淡煤粉旋流低氮燃燒器，共設(shè)置4臺(tái)，采用前墻布置方式，分兩層布置。一次風(fēng)采用冷風(fēng)正壓送粉系統(tǒng)，二次風(fēng)采用空預(yù)器出口的熱風(fēng)。燃燒器的布置、設(shè)計(jì)不允許有火焰直接沖刷水冷壁和結(jié)焦現(xiàn)象，不允許燃燒器出口及附近水冷壁有結(jié)焦現(xiàn)象，以保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。

煤粉鍋爐的核心技術(shù)是煤粉的燃燒技術(shù)。設(shè)計(jì)采用煤粉鍋爐燃燒的徑向濃淡旋流煤粉燃燒器，即低NOX燃燒器。

3.2 鍋筒及鍋內(nèi)裝置

鍋爐的鍋筒橫向布置，鍋筒直徑為1400mm，壁厚為18mm，筒體直段部分長度為11720mm，采用材料為20g。在鍋筒兩端封頭上各開一個(gè)人口以供檢修，鍋爐運(yùn)行時(shí)為滿水操作。鍋爐水災(zāi)要求給水應(yīng)澄清，清澈無色，補(bǔ)給水和循環(huán)水品質(zhì)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。

3.3 爐膛和水冷壁

鍋爐爐膛采用膜式水冷壁全密封結(jié)構(gòu)，膜式水冷壁由Φ60*4的管子和20*4的扁鋼通過膜式水冷壁專用設(shè)備雙面焊接而成，膜式水冷壁節(jié)距為80mm。為改善爐內(nèi)煙氣的充滿度和對(duì)流受熱面的沖刷，后水冷壁上部設(shè)計(jì)成折焰角。折焰角伸入爐膛1500mm，占爐膛深度30%。后水冷壁集箱內(nèi)與直管相連接處裝有節(jié)流圈，以使彎管和直管達(dá)到合理的流量分配。后水冷壁上部四分之三的管子在爐膛出口處拉稀形成凝渣管。前后水冷壁在爐膛下部向內(nèi)彎曲成冷灰斗。冷灰斗處的水冷壁管和支持結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受大塊焦渣的墜落撞擊和異常運(yùn)行時(shí)焦渣大量堆積的荷重。

爐膛采用全焊接式的膜式水冷壁，保證爐膛嚴(yán)密性，鰭片寬度應(yīng)能適應(yīng)運(yùn)行的工況。鍋爐出口設(shè)置防爆門，具有先進(jìn)的防爆措施，爐膛的設(shè)計(jì)壓力和抗爆能力應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

水冷壁管內(nèi)的工質(zhì)分配和受熱應(yīng)均勻，防止發(fā)生水循環(huán)不良現(xiàn)象。對(duì)水冷壁管子及鰭片應(yīng)進(jìn)行溫度和應(yīng)力驗(yàn)算，無論在鍋爐啟動(dòng)、停爐和各種負(fù)荷工況下，水冷壁受壓件的溫度均應(yīng)低于鋼材的許用值，應(yīng)力水平亦應(yīng)低于許用應(yīng)力。水冷壁上應(yīng)設(shè)置必要的觀測(cè)孔、熱工測(cè)量孔、打渣孔、人孔、吹灰孔及布置相應(yīng)的平臺(tái)。水冷壁和灰渣斗接洽處應(yīng)有良好的密封結(jié)構(gòu)，以保證水冷壁能自由膨脹。水冷壁的放水點(diǎn)應(yīng)裝在最低處，保證水冷壁管及其集箱內(nèi)的水能放空。

3.4 對(duì)流受熱

對(duì)流受熱面采用光管式。分上、下2級(jí)，采用順列布置。采用Φ32*3mm管子，材料為20g。下級(jí)受熱面采用支撐式，由支撐架支撐在鋼架上，上級(jí)受熱面采用懸吊式，由自身拉出的懸吊管吊掛。

每組件上面兩排管子上均設(shè)有防磨蓋板，彎頭上裝有防磨罩。各管組之間均留有人孔門，以供檢修之用。

3.5 空氣預(yù)熱器

結(jié)構(gòu)為鋼管式空氣預(yù)熱器，由管板和煙管組成。每級(jí)空氣預(yù)熱器及相應(yīng)的連通箱均采用全焊接的密封框架，以保其嚴(yán)密性。

4 鍋爐吹灰

在爐膛設(shè)有相應(yīng)的吹灰孔。凝渣管前下方、爐膛四周預(yù)留12個(gè)吹灰器孔。在尾部對(duì)流受熱面及空預(yù)器共預(yù)留8個(gè)吹灰器孔。

5 除渣裝置

除渣可采用機(jī)械或人工除渣。

6 鍋爐控制及安全保護(hù)系統(tǒng)

鍋爐采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，具體功能包括數(shù)據(jù)的采集和整理，鍋爐運(yùn)行的控制及調(diào)節(jié)，故障的顯示及連鎖保護(hù)等?？煽康目刂葡到y(tǒng)達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效果。

設(shè)置安全閥，鍋爐進(jìn)水壓力顯示和失壓報(bào)警。鍋爐進(jìn)水溫度顯示、出水溫度顯示及超溫報(bào)警。鍋爐出水壓力顯示。負(fù)壓顯示包括爐膛出口、空氣預(yù)熱器前后及引風(fēng)機(jī)進(jìn)口負(fù)壓。鼓引風(fēng)機(jī)風(fēng)門的遙控和開度顯示以及引風(fēng)機(jī)的電流顯示。循環(huán)泵突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，自動(dòng)切斷鼓引風(fēng)機(jī)的裝置。同時(shí)，鍋筒上部設(shè)有安全閥和排氣閥，以便升火前加水和停電后放汽保護(hù)。

7 結(jié)束語

鍋爐采用可調(diào)徑向濃淡旋流煤粉燃燒技術(shù)，采用低溫和空氣分級(jí)供風(fēng)的燃燒技術(shù)能夠顯著抑制NOX的生成，其灰渣活性好，具有較高的綜合利用價(jià)值，因而它更能適合日益嚴(yán)格的國家環(huán)保要求。

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作者簡介：能立（1985-），男，主要從事鍋爐設(shè)計(jì)工作。