热动力站工艺说明.doc

热动力站工艺说明一、 锅炉基本结构锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。1.1 锅炉本体锅炉中的炉膛、汽包、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和汽包。1.1.1 炉膛炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。炉膛的横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气，所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管，它既保护炉墙不致烧坏，又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。炉膛的结构、形状、容积和高度都要保证燃料充分燃烧，并使炉膛出口的烟气温度降低到熔渣开始凝结的温度以下。1.1.2 汽包汽包是锅炉蒸发设备中的主要部件，它是自然循环锅炉中接受省煤器、水冷壁来的给水、蒸汽及联接循环回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。汽包筒体由优质厚钢板制成，是锅炉中最重的部件之一。汽包是加热、蒸发、过热三个过程的分界点。汽包的主要功能是储水，进行汽水分离，在运行中排除锅水中的盐水和水垢，以避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。在锅炉负荷发生变化，而燃烧工况不变的情况下，由于汽包具有吸收和放出一部分热量的能力，因此，能够减缓汽压的变化。排污装置（包括连续排污和定期排污）能在锅炉运行中排出一部分含有较高盐分和水垢的锅水。图1 锅炉汽包1.1.3 锅炉蒸发受热面的结构（水冷壁）使进入锅炉的工质（如给水）在锅炉中吸热汽化的受热面称为锅炉蒸发受热面。锅炉蒸发受热面以布置在炉膛中的吸收辐射热的水冷壁为主，称为辐射蒸发受热面。水冷壁：它是由许多上升管所组成，布置在炉膛的四周，接受炉膛辐射的热量。其作用： .水冷壁是锅炉的主要蒸发受热面，吸收炉内高温烟气和火焰的辐射热，把水加热蒸发成饱和蒸汽。 .保护炉墙。由于炉墙内表面被水冷壁所遮盖，炉墙温度可大大降低，炉墙不会被烧坏。同时，也有利于防止结渣和熔渣对炉墙的侵蚀。 .可简化炉墙，减轻炉墙的重量。 由汽包、水冷壁、下降管、联箱组成了自然水循环系统，它的原理是下降管中水的重度大于水冷壁中汽水混合物的重度，从而形成循环。图2 水冷壁1.1.4 锅炉的过热器过热器的作用为将饱和和蒸汽加热到具有一定温度的过热蒸汽的表面式换热器。它的壁面温度在锅炉所有受热面中是最高的。因此，要确保过热器的工作安全、不被烧坏。 过热蒸汽温度的调节，最常见的是采用蒸汽减温器的办法。蒸汽减温器在结构上分为表面式和喷水式。本项目采用喷水式减温器。1.1.5 省煤器省煤器是现代锅炉的一个必备部件，其作用利用锅炉尾部烟气的余热加热给水以降低排烟温度的低温受热面。它可以降低排烟温度、提高锅炉效率，因而起到“省煤”的作用。由于省煤器和空气预热器都布置在锅炉尾部烟道中，故叫它们为尾部受热面。省煤器管束一般是水平布置在尾部烟道中，给水的入口在下面，出口在上面。这样布置即可使烟气横向冲刷管束，又符合换热器逆流布置的原则，可达到增强传热之目的。 在省煤器进口联箱和汽包之间常用一管路连接起来，叫“省煤器再循环管”。当锅炉启动、停炉或停止进水时打开此管，使省煤器和汽包之间形成一个循环回路，以防止省煤器被烧坏和产生强烈的水冲击。1.1.6 空气预热器空气预热器的作用是利用尾部烟道的热烟气加热燃烧用的空气的受热面。作用是提高进风温度、改善燃料着火和燃烧的条件，减少燃料不完全燃烧热损失以及排烟热损失，提高锅炉效率。空气温度每提高50，大约可使排烟温度降低3035，锅炉效率则可以相应地提高2%左右。本项目采用管箱式空气预热器，如图3所示，烟气走管内，空气走管外，通过管壁进行热交换，加热空气，降低烟气温度。图3 管箱式空预器1.2 锅炉主要辅机设备1.2.1 给水设备锅炉在运行中需要不停地向汽轮机输送大量的蒸汽，因此要求连续不断地向锅炉补充同样数量的给水。给水还必须克服汽包压力和高压加热器、省煤器、各段管道等处的流动阻力。锅炉给水压力是依靠给水泵来提高的。锅炉给水泵大都是采用离心式水泵，其工作原理是高速旋转的叶轮带动水一起旋转，使水在离心力作用下甩向泵外壳的内壁，然后流经断面逐渐扩大的蜗形泵壳，在其中速度降低而压力升高，最后在规定的压力下从出口排出。叶轮中心因负压而产生一定的吸力，因而能不断地将低压进水吸入泵内。循环不断地向锅炉供水。1.2.2 通风设备为了使燃料在炉内的燃烧正常进行，必须不断地向炉堂内送入燃料燃烧所需要的空气，并随时排除燃烧后所生成的烟气。用来送入空气的风机叫送风机，抽出烟气的风机叫做引风机。送风机需要克服空气预热器、风道的阻力，并在送风机到一次风机、磨煤机与炉膛的分段送风口之间保持正压。还设有二次风，主要是将热空气送入炉膛补充燃烧所需空气。引风机需要克服烟气所流过的各段烟道和除尘器中的阻力，并在炉膛到引风机之间的整段烟道中维持负压。炉膛出口一般维持2030Pa的微小负压，以免火焰喷出炉外。风机是离心式风机，其原理和离心式给水泵的相同。通过调节风机的入口挡板来调节风量。尽管送风机和引风机都是向气体提供必要的压头，克服流动阻力，但是后者需要承受高温和磨损，其工作条件比较差。1.2.3 除渣除灰系统设备锅炉排烟中，带有大量的飞灰，如果不经除尘就排入大气，会严重污染周围的环境，也会使引风机遭受严重的磨损，以及降低露天的电气设备的绝缘性能等。所以必须捕集烟气中的飞灰，用以捕集飞灰的设备叫除尘器，装在锅炉本体和引风机之间的室外烟道中。本项目采用布袋除尘器。燃料煤在燃烧后，大部分飞灰被烟气带走，还有一小部分通过炉膛落下，同时锅炉燃烧过程中产生的结焦也会通过炉膛落下，该部分灰渣温度较高，一般在经过降温后外运。本项目除渣系统采用刮板式捞渣机直接至渣斗的机械排渣方式。1.2.4 制粉系统设备在煤粉炉中，煤是以煤粉的形式被预热空气送入炉膛，煤粉与空气的接触表面大大增加，燃烧非常猛烈，燃尽率很高，而且过量空气系数可以控制的很低，从而大大提高了锅炉的热效率。煤粉制备系统主要包括原煤仓、给煤机、磨煤机、密封风机、煤粉管道等。二、 锅炉的运行工艺2.1 运煤系统本项目运煤系统采用双路带式输送机布置，一路运行，一路备用，考虑同时运行的可能。全厂4台锅炉总耗煤量为140.496t/h，考虑后期扩建再添4台锅炉，根据小型火力发电厂设计规程要求，按三班运行时，运煤系统的输送能力不应小于全厂总耗煤量的150% ，因此，本运煤系统采用带宽1000mm，带速2.0m/s，最大输送量600t/h。2.2 制粉系统本项目制粉系统采用中速磨正压直吹系统。燃料煤经运煤皮带进入容积为160m3的原煤斗，然后经过F55型耐压称重式给煤机称重后进入MPS130G型中速磨煤机。同时，送风机将外界空气加压后分两路送出（冷风）（风机风压6520Pa），一路冷风经过空气预热器加热变成热风后又分为两路，其中一路热风（二次风）直接进入炉膛助燃，一路热风与另一路冷风混合后经一次风机（风机风压6520Pa）加压后（一次风）进入磨煤机，一方面将磨煤机中的原煤干燥方便煤粉制备，另一方面将磨好的煤粉送出，经煤粉管道送入炉膛燃烧。2.3 给水系统来自脱盐水站的脱盐水经主给水母管进入HMC-380型旋膜式除氧器（额定出力380t/h，工作压力0.588MPa.a，工作温度158），除氧后进入给水泵被加压至15.8MPa.g送出至高压给水冷母管 ，高压冷给水分为两部分，第一部分（正常流量50t/h，最大90t/h）减压至8.5MPa.g（最大8.8MPa.g）后送至化工装置供化工用水，第二部分送至高压加热器加热至185进入高压给水热母管，高压热给水绝大部分经省煤器进入汽包，一小部分送至过热蒸汽减温装置。2.4 水汽系统锅炉汽包中的水经下降管进入水冷壁下联箱，被平均分配至各水冷壁管中，水冷壁管中的水吸收炉膛内的热量发生汽化形成汽水混合物，汽水混合物在下降管中水的重力作用下进入汽包，在汽包中汽水混合物经过分离，饱和蒸汽进入过热器继续加热，最后形成540、10.6MPa.g的合格蒸汽送入主蒸汽母管，分离下来的水继续进入下降管参与循环。2.5 风烟系统空气经送风机加压后分两路送出，一路进入空气预热器经烟气加热后形成热风再分两路送出，一路热风直接进入炉膛助燃（二次风），一路热风与另一路冷风混合经一次风机加压后进入磨煤机，携带磨好的煤粉进入炉膛燃烧，燃烧后的烟气在随炉膛上升过程中加热锅炉水冷壁内的水，然后烟气进入水平烟道加热过热器内的蒸汽，再然后烟气进入尾部烟道，先后经过省煤器、空气预热器后进入布袋除尘器将烟气中携带的粉尘出去，除尘后的烟气在引风机的吸力下从锅炉排除进入脱硫装置进行烟气脱硫处理，脱硫后的烟气通过烟囱排向大气。三、 汽轮机工艺说明3.1 装置简介本项目热动力站配有南京汽轮发电机（集团）有限责任公司生产的250MW 汽轮发电机组。汽轮机型号为CZK50-9.62/0.80，为单轴、单缸、冲动、单抽、直接空冷凝汽式汽轮机，共19级，额定转速3000rpm。汽轮机具有一级非调整抽汽供高加汽源和一级调整抽汽供化工用汽。 发电机型号为QFJ-60-2，额定功率60MW，采用空气冷却，静止可控硅励磁。 3.2 工艺原理3.2.1 汽轮机工艺原理汽轮机是具有一定温度和压力的蒸汽来做功的原动机。高温高压蒸汽进入汽轮机后，通过汽轮机喷嘴膨胀，使蒸汽的压力降低、速度增加、蒸汽的热能转变为动能，高速流动的蒸汽在动叶中改变流动方向，对动叶有力的作用，在力的作用下带动转子旋转，从而把热能转变为动能；从动叶出来的蒸汽继续在下一级喷嘴中膨胀加速做功。3.3 工艺流程来自主蒸汽母管的高压蒸汽经过主汽门（主汽门前蒸汽参数为：535，9.62MPa.a）进入汽轮机做功，其中第7级后抽汽（319.46，1.38MPa.g，45.59t/h）做为高加的热源，第10级后抽汽（232.7，0.8MPa.g，100t/h，最大150t/h）供化工装置用汽，做完功的乏汽（排汽背压15KPa.a）进入排汽装置通过排汽管道进入直接空气冷凝器冷凝成凝结水，凝结水通过凝结水泵加压后送出。3.4 空冷工艺说明 本直接空冷凝汽器系统（ACC）由3列组成，每列2个风机单元（每个风机单元1台风机），共6个风机单元。每列第二个风机单元（从蒸汽分配管入口方向依次为一、二）为逆流单元，逆流单元风机可以反转运行。空冷器列1的蒸汽分配管、凝结水管、抽真空管上设有电动隔离阀。汽轮机低压缸排出的蒸汽经大蒸汽管道，进入蒸汽分配管，在蒸汽分配管中将蒸汽分配给各个顺流管束，通过大型轴流风机强迫空气流过顺流管束，大部分蒸汽在顺流管束翅片管内表面冷凝成水流入下联箱，部分未凝结的蒸汽和不凝性气体经下联箱进入逆流管束，蒸汽在逆流管束翅片管内表面冷凝成水流入下联箱，不凝性气体经逆流管束上部的抽气口、抽真空管道，进入水环真空泵，在抽气器内被压缩后排入大气。同时，下联箱中的凝结水由于重力作用经凝结水管道进入凝结水箱。抽真空系统由2台水环真空泵完成。在启动阶段，2台水环真空泵全部运行，正常运行时由1台水环真空泵维持真空。调节风机转速（30110%），使汽轮机排汽压力控制在设定值。 8 / 8