HG—195025.4—YM1 型超临界直流锅炉说明书.doc

华润电力常熟有限公司3600MW机组HG-1950/25.4-YM1 型超临界直流锅炉说明书编号：06.1600.006-01编写:校对:审核:审定：批准:哈尔滨锅炉厂有限责任公司II华润电力常熟有限公司3600MW超临界直流锅炉说明书前 言本说明书对华润电力常熟有限公司3600MW超临界直流锅炉主要设计参数、运行条件及各系统部件的规范进行了说明，并介绍了由英国三井巴布科克能源公司进行技术支持的超临界本生直流锅炉的技术特点。本说明书应结合锅炉图纸，计算书等技术文件参考使用。目 录1.锅炉容量及主要参数12.设计依据22.1燃料22.2点火及助燃油32.3自然条件33锅炉运行条件44锅炉设计规范和标准54.1锅炉本体54.2锅炉小口径管54.3锅炉集箱和管道54.4锅炉范围内管道54.5燃烧设备54.6热结构54.7安全阀和压力释放阀（PORV）54.8电气、控制和仪表55锅炉性能计算数据表（设计煤种）56锅炉的特点67锅炉整体布置88汽水系统99热结构2110炉顶密封和包覆框架2611烟风系统3212钢结构（冷结构）3213吹灰系统和烟温探针3514锅炉疏水和放气（汽）3615水动力特性37附图:39华润电力常熟有限公司的3台600MWHG-1950/25.4-YM1型锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司利用英国三井巴布科克能源公司（MB）的技术支持，进行设计、制造的。锅炉为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生（Benson）直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、型布置（见附图01-0104）。锅炉岛为露天布置。锅炉燃用神府东胜煤、混煤及大同煤。32只低NOX轴向旋流燃烧器（LNASB）采用前后墙布置、对冲燃烧，4台BBD4360双进双出磨煤机配正压直吹制粉系统。锅炉以最大连续出力工况（BMCR）为设计参数。在任何3台磨煤机运行时，锅炉能长期带额定负荷（BRL）。1. 锅炉容量及主要参数名 称单位BMCR（660MW）BRL（600MW）过热蒸汽流量t/h19521859过热器出口蒸汽压力MPa(g)25.425.28过热器出口蒸汽温度oC543543再热蒸汽流量t/h15881509再热器进口蒸汽压力MPa(g)4.864.61再热器出口蒸汽压力MPa(g)4.674.43再热器进口蒸汽温度oC304298.6再热器出口蒸汽温度oC569569省煤器进口给水温度oC290286.32. 设计依据2.1 燃料项 目单 位设 计煤 种校 核煤种1校 核煤种2工业分析收到基低位发热值Qnet.arkJ/kg238262087021156收到基全水份Mt%12.112.936.84收到基灰份 Aar%8.7921.0226.68可燃基挥发份Vdaf%383928空气干燥基水份Mad%81.623.31元素分析收到基碳Car%64.454.1454.5收到基氢Har%3.643.513.36收到基氧Oar%10.056.837.26收到基氮Nar%0.790.800.73收到基全硫St.ar%0.430.770.63可磨性系数HGI506858灰变形温度 DT(T1)116013601160灰软化温度 ST(T2)119014401250灰熔化温度 FT(T3)129014901330灰分析SiO2%3654.1450.41Al2O3%1526.8519.23Fe2O3%106.8220.26CaO%264.233.93TiO2%1.26K2O及Na2O%1.50.85+0.182.33MgO%1.72.211.27SO3%2.4P2O5%其它%1.062.2 点火及助燃油油种： #0轻柴油运动粘度(20时)3.08.0mm2/s实际胶质70mg/100ml酸度10 mgKOH/100ml硫含量1.0%水份痕迹机械杂质无凝固点0闭口闪点不低于65低位发热值Qnet.ar 46158kJ/kg2.3 自然条件多年平均大气压1016.5hPa多年平均气温15.5多年平均最高气温19.7多年平均最低气温12.2多年极端最高气温39.1多年极端最低气温11.3多年最高日降雨量298.0mm多年平均年降雨量1069.7mm多年平均绝对湿度16.4hPa多年平均相对湿度80%多年最小相对湿度10%多年平均蒸发量1388.9mm年平均风速3.3m/s最高绝对湿度42.4hPa 最小绝对湿度0.9hPa 最大积雪深度16cm最大冻土深度18cm平均雷暴日数33天最多雷暴日数55天平均大风日数12.1天平均降水日数126.8天平均年雾天28.1天最高风速（30年一遇，十分钟）26m/s最高风速（60年一遇，十分钟）29.4m/s地震烈度6度主厂房零米海拔高度+4.8m（黄海海程）3 锅炉运行条件锅炉运行方式：带基本负荷，并参与调峰，采用定滑定运行方式。制粉系统：采用双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统，每台炉配4台BBD4360型磨煤机，煤粉细度按200目筛通过量为75%。任何三台磨煤机运行，即三层燃烧器（24 只）投运时锅炉能长期带额定负荷（即BRL工况，此工况为正常运行工况，在此工况下煤粉细度为200目筛通过量70%）。给水调节：机组配置250%BMCR调速汽动给水泵和一台35% BMCR容量的电动调速给水泵。汽轮机旁路系统：40 %容量两级串联旁路。空气预热器进风：一次风无进风加热装置，二次风系统设置有热风再循环。热风再循环在低负荷及冬季运行工况时投运。4 锅炉设计规范和标准4.1 锅炉本体l ASME动力锅炉建造规程第一卷和第二卷4.2 锅炉小口径管l ASTM 210l ASTM 2134.3 锅炉集箱和管道l ASTM 106l ASTM 335l DIN WB364.4 锅炉范围内管道l ANSI B31.1 动力管道规程4.5 燃烧设备l NFPA85 2001版4.6 热结构l BS 5950l BS 1506l ASTM A387l BSEN 10028l 相关的中国结构钢标准4.7 安全阀和压力释放阀（PORV）l ASME 动力锅炉建造规程 第一卷4.8 电气、控制和仪表l NFPA85 2001版5 锅炉性能计算数据表（设计煤种）名 称单位负 荷 工 况BMCRTRL75%THA过热器出口蒸汽流量t/h195218591248过热器出口压力MPa.g25.425.2820.63过热器出口温度543543543过热器系统压降MPa1.831.691.03过热蒸汽温度控制负荷BMCR%35再热器出口蒸汽流量t/h158815091046再热器进口压力MPa.g4.864.613.2再热器出口压力MPa.g4.674.433.07再热器进口温度304298.6285.8再热器出口温度569569569再热器系统压降MPa.g0.190.180.13再热蒸汽温度控制负荷BMCR%50给水压力MPa.g28.8628.4822.64给水温度290286.3262.7预热器进口烟气温度370363327预热器出口排烟温度（修正前）134126115预热器出口排烟温度（修正后）130122111预热器进口一/二次风温31.2/2431.2/2431.2/33预热器出口一/二次风温300/330292/320277/296省煤器出口过量空气系数1.191.191.19燃煤耗量t/h222.6213152.5锅炉计算热效率（按低位热值）%93.994.3294.766 锅炉的特点6.1 技术特点本工程采用的锅炉是采用三井巴布科克能源公司技术设计、制造的超临界燃煤本生直流锅炉。1951年三井巴布科克从西门子公司获得了本生直流锅炉的技术许可证，并于1960年设计、制造了第一台超临界本生直流锅炉。经过半个世纪的发展和研究，其超临界锅炉已在英国、比利时、菲律宾、丹麦、荷兰、芬兰、日本等国家投入使用，可适用于各种变压工况运行，具有较高的锅炉效率和可靠性。其技术特点如下：1）良好的变压、备用和再启动性能锅炉下部炉膛水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，在各种负荷下均有足够的冷却能力，并能有效地补偿沿炉膛周界上的热偏差，水动力特性稳定；采用多只启动分离器，壁厚较薄，温度变化时热应力小，适合于滑压运行，提高了机组的效率，延长了汽机的寿命。2）燃烧稳定、温度场均匀的墙式燃烧系统墙式燃烧系统的旋流燃烧器具有自稳燃能力和较大的调节比，在炉膛中布置的节距较大，相邻的燃烧器之间不需要相互支持；墙式燃烧系统的燃烧器布置为对称方式，沿炉膛宽度方向的热量输入均匀分布，因而在上炉膛及水平烟道的过热器、再热器区域的烟气温度也更加均匀，避免高温区受压元件的蠕变和腐蚀，有效抑制结渣。3）经济、高效的低NOX轴向旋流燃烧器（LNASB）三井巴布科克公司已有2000多只LNASB燃烧器在全球各地使用，其不仅能够高效、稳定地燃烧世界各地的多种燃煤，而且已经作为一种经济实用的手段来满足日益严格的降低NOX排放的需要。4）高可靠性的运行性能三井巴布科克有丰富的变压运行本生直流锅炉设计、制造经验，在燃烧等方面的研究和应用上进行了大量工作，并对已投运的机组积累了大量的调试和研究数据。本工程的炉型为三井巴布科克公司标准化的典型设计，具有成熟的设计和制造经验，机组的可用率和可靠性高，能满足用户的各种技术要求。6.2 结构特点1）本锅炉中、下部水冷壁采用螺旋管圈，上部水冷壁采用一次上升垂直管屏，二者之间用过渡集箱连接。螺旋管圈的同一管带中的各管子以相同方式从下到上绕过炉膛的角隅部分和中间部分，水冷壁吸热均匀，管间热偏差小，使得水冷壁出口的介质温度和金属温度非常均匀。因此，螺旋管圈水冷壁更能适应炉内燃烧工况的变化。2）在螺旋管圈水冷壁部分采用可膨胀的带焊接式张力板垂直刚性梁系统，下部炉膛和冷灰斗的荷载传递给上部垂直水冷壁，保证锅炉炉膛自由向下膨胀。3）为降低螺旋管圈工质流动和因燃烧器喷口弯管而引起的不平衡，在最顶层燃烧器的上方布置了环绕炉膛四周的压力平衡集箱，其与每根螺旋水冷壁管相连，确保低负荷下水动力的稳定性，水冷壁出口获得均匀的温度。4）布置于上炉膛的屏式过热器采用膜式管屏末端技术，使管屏平整防止结焦、挂渣。5）省煤器为H型鳍片管省煤器，传热效率高，受热面管组布置紧凑，烟气侧和工质侧流动阻力小，耐磨损，防堵灰，部件的使用寿命长。6）燃烧器喉口设计采用水冷壁让管加强喉口冷却，并采用高导热性的、光滑的碳化硅砖敷设喉口表面，以降低燃烧器喉部耐火层表面温度，抑制燃烧器区域的结焦。7）高温受热面采用小集箱和短管接头的结构型式，集箱口径小，壁厚薄，降低了热应力和疲劳应力，提高了运行的可靠性。8）锅炉尾部采用双烟道，根据再热汽温的需要，调节省煤器出口烟道的烟气挡板来改变流过低温再热器和低温过热器的烟气量分配，从而实现再热汽温调节。烟气调温挡板为垂直布置，轴向受力，不易变形、卡涩，动作灵活。7 锅炉整体布置本锅炉采用型布置，单炉膛，尾部双烟道，全钢架，悬吊结构，燃烧器前后墙布置、对冲燃烧。炉膛断面尺寸为22.187m宽、15.632m深，水平烟道深度为5.322m，尾部前后烟道深度均为6.555m，水冷壁下集箱标高为5.2m，顶棚管标高为63.844m。锅炉的汽水流程以内置式启动分离器为界设计成双流程，从冷灰斗进口一直到标高43.659m的中间混合集箱之间为螺旋管圈水冷壁，再连接至炉膛上部的水冷壁垂直管屏和后水冷壁吊挂管，然后经下降管引入折焰角、水平烟道底包墙和水平烟道侧墙，再引入汽水分离器。从汽水分离器出来的蒸汽引至顶棚和包墙系统，再进入低温过热器中，然后再流经屏式过热器和末级过热器。再热器分为低温再热器和高温再热器两段布置，中间无集箱连接，低温再热器布置于尾部双烟道中的前部烟道，高温再热器布置于水平烟道中逆、顺流混合与烟气换热。水冷壁为全膜式焊接水冷壁，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管屏，上部水冷壁为垂直管屏，螺旋管屏和垂直管屏的过渡点在标高43.859m处，转换比为1:3。从炉膛出口至锅炉尾部，烟气依次流经上炉膛的屏式过热器、折焰角上方的末级过热器、水平烟道中的高温再热器，然后至尾部烟道中烟气分两路：一路流经前部烟道中的立式和水平低温再热器、省煤器，另一路流经后部烟道的低温过热器、省煤器，最后进入下方的两台三分仓回转式空气预热器。锅炉的启动系统为带再循环泵式启动系统，内置式启动分离器布置在锅炉的前部上方，其进口为水平烟道侧墙出口和水平烟道对流管束出口连接管，下部与贮水箱相连。在直流负荷（35%BMCR）以下，汽水混合物在启动分离器中分离，蒸汽从分离器顶部引出到顶棚包墙和过热器中，水经分离器进入贮水箱中。当贮水箱中的水位在正常范围内，水经再循环泵排入到省煤器入口的主给水管道中，进行再循环；当水位高于正常水位时，通过打开溢流管的大、小溢流阀将水排至疏水扩容器中。过热器采用两级喷水减温器，一级减温器布置在低温过热器和屏式过热器之间，二级减温器布置在屏式过热器和末级过热器之间，每级两点。再热蒸汽采用尾部烟气挡板调温，并在再热器入口管道备有事故喷水减温器。制粉系统采用双进双出钢球磨煤机直吹系统，每炉配4台磨煤机，在3台磨煤机运行时能带额定负荷（BRL工况）。每台磨煤机供布置于前、后墙同一层的LNASB燃烧器，前后墙各4层，每层布置4只。在煤粉燃烧器的上方前、后墙各布置1层燃烬风，每层有7只风口。锅炉布置有98只炉膛吹灰器、54只长伸缩式吹灰器、12只半伸缩式吹灰器，空气预热器的冷端也配有2只伸缩式吹灰器，吹灰器由程序控制。炉膛出口两侧各装设一只烟气温度探针，双侧设置炉膛监视闭路电视系统的摄像头用于监视炉膛燃烧状况。锅炉除渣采用一台刮板式捞渣机，装于炉膛冷灰斗下部。8 汽水系统（汽水流程图见附图01-0510）8.1. 给水管道从高加出口引来的锅炉主给水管道布置在锅炉构架内的左侧、21.8m的标高处，规格为508mm45mm，材料为WB36。在给水操纵台上的主给水管道上布置有一只DN400的电动闸阀和一只止回阀，电动闸阀并联有一只DN200的调节阀，调节阀的通流能力为35%BMCR，与锅炉的最低直流负荷（本生负荷）相匹配。此调节阀主要用于锅炉启动阶段在未达到直流负荷之前的给水调节。当主给水闸阀全开后，调节阀关闭。阀门在关闭时仍有3%BMCR的通流量，保证省煤器和水冷壁在任何情况下均有适当的冷却。在给水操纵台后的主给水管道上依次有过热器减温水总管、贮水箱过冷管和省煤器再循环管路的接头和一只用于测量再循环流量的长颈喷嘴。长颈喷嘴用来测量进入省煤器中给水和再循环的总流量，这个流量一直等于或大于本生流量（35%BMCR），因此测量的精度可以得到保证。这样，本生流量的测量来自一个单独的流量测量装置，而没有必要将来自两个流量测量装置（给水流量和再循环流量）的信号相加，测量和控制方法简单。此外，在锅炉启动初期，给水流量很小，测量的给水流量精确性差。主给水管道在标高28.881m处通过三通变为水平布置的356mm42mm管道，管道的两端向上再通过三通分别与前、后烟道中的各一只324mm55mm的省煤器入口集箱相连接。8.2. 省煤器及出口连接管在尾部的前、后烟道内低温再热器和低温过热器下均布置有省煤器管组。省煤器采用H型双肋片管。肋片间节距均为25mm，基管规格为44.5mm6mm，材质为 SA210C；肋片尺寸为3mm90mm195mm，材质为酸洗碳钢板。低温过热器出口烟道省煤器采用顺列布置，纵向节距为100mm，纵向排数为14排，管组高度为1300mm；横向节距为104mm，横向排数为212排，管组宽度为21944mm；管组有效深度为6000mm。低温再热器出口烟道省煤器同样采用顺列布置的结构形式，纵向节距为100mm，纵向排数为10排，管组高度为900mm；横向节距为104mm，横向排数为212排，管组宽度为21944mm；管组有效深度为6000mm。两组省煤器均采用悬吊结构的方式来支吊省煤器，每组吊板悬吊在省煤器出口集箱下，分别悬挂两排省煤器管束。吊板采用16mm厚的钢板，材料为12Cr1MoV。两组省煤器连接出口集箱的管束，均加装瓦形防磨罩，其材料为1Cr6Si2Mo，厚度为3mm；两组省煤器的最上排均加装梳形防磨罩，其材料为1Cr18Ni9Ti，厚度为2mm。两组省煤器管组与烟道前后墙及两侧墙间均布置烟气阻流隔板，隔板材料为12Cr1MoV，厚度为8mm。在吹灰器工作范围内省煤器管布置防吹损的护板。每组省煤器管组均有两只273mm50mm、材料为SA-106C的出口集箱，每只集箱上引出95根57mm13mm、SA-213 T12的悬吊管。前后烟道中的4排悬吊管不仅承担省煤器管组的重量，其从下至上穿过尾部烟道，还用以吊挂水平低温受热面管组低温再热器和低温过热器，并穿过后烟道顶棚管与各自的悬吊管出口集箱连接。悬吊管出口集箱均设有放汽管，然后合并成一根76mm8.5mm的放汽总管与分离器入口的一根引入管相连接。总管上设置有一只电动截止阀。当任何燃烧器点火时此阀门关闭，当炉膛内无火焰时此阀门立即打开，目的是在锅炉点火之前将省煤器中产生的蒸汽排出，避免蒸汽进入水冷壁管中影响水动力的安全。4只273mm50mm悬吊管出口集箱的两端分别连接至烟道包墙两侧的508mm70mm过渡集箱，过渡集箱再通过406mm60mm的连接管在标高43.65m处汇集成一根559mm80mm的下降管。此下降管上接出两根38mm6.5mm的管路，一根连接至省煤器再循环管，作为循环泵停运时的暖泵管路；另一根与贮水箱溢流管相连，作为溢流管的暖管管路，一直将水引至大、小溢流阀的上游，保持管路的暖态，避免当贮水箱突然产生水位而使管路受到热冲击。这两路暖管管路引入的水最后都会进入到贮水箱中，并被蒸发进入过热器系统。559mm80mm的下降管在标高11.5m处又分成两根406mm60mm的小下降管，并分别引至炉膛冷灰斗处的两侧与559mm75mm分配集箱连接。每根下降管分配集箱引出16根114mm20mm的连接管分别与水冷壁入口前、后集箱连接。8.3. 水冷壁、折焰角和水平烟道包墙水冷壁、折焰角和水平烟道包墙均为管子加扁钢焊接成的膜式管屏。给水经省煤器加热后进入规格为219mm75mm、材料为SA-106C的水冷壁下集箱（其标高为5.2m），经水冷壁下集箱再进入水冷壁冷灰斗。冷灰斗的角度为55，下部出渣口的宽度为1427mm。灰斗部分的水冷壁由前、后水冷壁下集箱引出的436根直径38mm、壁厚为6.5mm、材料为SA-213T12、节距为53（52.79）mm的光管组成的管带围绕成。经过灰斗拐点（标高为15.344m）后，管带以17.893的螺旋倾角继续盘旋上升。在炉膛的四角，螺旋管屏以250mm的弯曲半径进行弯制。螺旋管屏上升过程中，将绕过前后墙各四层的煤粉燃烧器和各一层的燃烬风喷口形成喷口管屏，燃烬风喷口布置在煤粉燃烧器上方，每层燃烧器为4只，每层燃烬风喷口为7只。在燃烬风喷口的上方、标高34.989m处环绕四面水冷壁布置了4根141mm25mm的压力平衡集箱，相邻的平衡集箱间由114mm25mm的管子相连通。所有的436根螺旋水冷壁管通过27mm5mm的管子与压力平衡集箱相连接，在此区域平衡水冷壁内的压力，保证水冷壁中的流动稳定。螺旋管圈水冷壁在标高43.659m处通过规格为219mm60mm、材料为SA-335 P12的中间集箱转换成垂直管屏。相邻的中间集箱均用3根114mm25mm的压力平衡管连接。垂直管屏由1312根31.8mm5.5mm、材料为SA-213 T12、节距为57.5mm的管子组成。前、后墙垂直管屏各由385根管子组成，两侧墙管屏各由271根管子组成。前墙和两侧墙垂直管屏上升并与高于顶棚上方的出口集箱相连接，后墙垂直管屏上升与标高48.155m的219mm60mm后水吊挂管入口集箱相接，此集箱引出95根76mm12.5mm的吊挂管至标高64.657m的吊挂管出口集箱。在水动力分析完成后，为保证四面水冷壁的流量分配均衡，防止吊挂管在低负荷时发生流动停滞，在所有后水吊挂管入口段均加装了节流短管，用以限制流量。在运行过程中为监控水冷壁的壁温，在螺旋水冷壁管出口装设了146个壁温测点，在前、侧墙垂直管屏和后水吊挂管出口共装设了24个壁温测点。前、侧垂直管屏出口集箱和吊挂管出口集箱分别引出12根、14根和10根共36根168mm35mm的引出管与上炉膛两侧的各1根559mm的下降管相连。下降管向下再向后在折焰角后标高48.6m处汇合成折焰角入口汇集集箱。从折焰角入口汇集集箱引出32根141mm30mm和6根168mm30mm的连接管分别与273mm85mm折焰角入口集箱和219mm52mm水平烟道侧包墙入口集箱相接。折焰角由385根44.5mm6.1mm、节距为57.5mm的管子组成，其穿过后水吊挂管形成水平烟道底包墙，然后形成纵向4排节距为100.5mm、横向95排节距为230mm的水平烟道管束与出口集箱相连。水平烟道侧墙由92根44.56.1mm、节距为115mm的管子组成，其273mm85mm的出口集箱与水平烟道管束出口集箱共引出24根168mm30mm的连接管与4只启动分离器相连接。8.4. 启动系统启动系统为内置式带再循环泵系统。锅炉负荷小于35%B-MCR直流负荷时，分离器起汽水分离作用，分离出的蒸汽进入过热器系统，水则通过连接管进入贮水箱，根据贮水箱中的水位由再循环泵排到省煤器前的给水管道中或经溢流管排到疏水扩容器中。锅炉负荷在35%BMCR以上时，分离器呈干态运行，只作为一个蒸汽的流通元件。启动系统按全压设计。启动系统由如下设备和管路组成：1）启动分离器及进出口连接管；2）贮水箱；3）溢流管及大、小溢流阀；4）疏水扩容器；5）再循环泵及再循环管路；6）最小流量管路；7）过冷管；8）循环泵暖管管路；9）溢流管暖管管路；10）压力平衡管路。启动分离器为立式筒体，共4只，布置在锅炉前部的上方，距前水冷壁的中心线距离为3.575m，分离器间的距离为5.52m。分离器外径为610mm，壁厚为65mm，筒身高度为8.36m，材料为WB36。从水平烟道侧包墙和管束出口集箱出来的介质经6根下倾15的切向引入管在分离器的顶端引入，在本生负荷下汽水混合物在分离器内高速旋转，并靠离心作用和重力作用进行汽水分离。在分离器内的中部偏上位置布置有脱水装置，其作用是消除介质旋转和向下的动能，使分离器及与之相连的贮水箱中的水位稳定。在分离器的底端布置有水消旋器并连接一根324mm55mm出口导管，将分离出来的水引至贮水箱；在分离器的上端布置有蒸汽消旋装置并也连接1根324mm55mm出口导管，将蒸汽引至顶棚过热器入口集箱。每只分离器通过两根吊杆悬吊在锅炉顶板上。贮水箱数量为1只，也是立式筒体，外径为610mm，壁厚为65mm，筒身高度为10m，材料为WB36，在其下部共有4根来自分离器的径向连接管分两层引入分离器的疏水。本工程贮水箱和4只分离器平行、并联布置，因此分离器和分离器出水管都提供一定的有效贮水容积，使得贮水箱的体积相对减小。由于贮水箱和分离器并联可能因相互间的压力不均衡而引起各自的水位波动，因此在贮水箱上部引出4根76mm15mm的压力平衡管与分离器相连来保持压力的平衡。贮水箱中水被再循环泵循环排至省煤器入口管道，与给水混合以维持水冷壁中的本生流量，或当水位高出循环泵的控制区段经溢流管上大、下溢流阀排到疏水扩容器中。贮水箱沿高度从下到上分成如下几个控制区段：1） 从最低的水侧水位取样点开始向上的2.35m。此区段为保护循环泵的最小水位；2） 4.05m的循环泵出口的再循环管路调节阀的控制区段；3） 0.3m自由区段；4） 0.95m小溢流阀控制区段；5） 0.71m大溢流阀控制区段。其与小溢流阀控制区段有0.2m的重叠区段；6） 到最高的汽侧水位取样点为止的0.74m的备用区段。最小水位2.35m循环泵出口调节阀控制区段4.05m备用0.74m小溢流阀控制区段0.95m大溢流阀控制区段0.71m自由区段0.3m重叠区段0.2m水侧水位取样汽侧水位取样再循环泵出口调节阀根据贮水箱中的相应水位将再循环流量控制在零到35%BMCR范围。大、小溢流阀的动作和调节同样根据贮水箱中相应的控制水位范围来进行的。大溢流阀的设计用于冷态启动，在压力大于5MPa将时其闭锁，以避免在高压力下引起过大的溢流量对疏水扩容器造成冲击。小溢流阀是按温态和热态启动来设计的，在整个亚临界压力范围内都可以投用，控制逻辑将其设计再循环流量 kg/s贮水箱水位在循环泵流量控制压力大于20MPa时闭锁。阀门开度 贮水箱水位溢流阀开度控制 小溢流阀 大溢流阀锅炉起动过程中为避免因负荷变化率过大而使贮水箱产生过大的应力，在贮水箱上设置了两只热电偶分别监测内、外壁金属温度。通过监测温度变化率来限制机组的负荷变化率。贮水箱内外壁温差限制在25以内，内壁金属温度变化率限制在5/min，超过以上限制值将报警。贮水箱悬吊于锅炉顶部框架上，下部装有导向装置，以防其晃动。从贮水箱下部引出的溢流管的规格为324mm55mm、材料为SA-335 P12。此根溢流管作为公用溢流管在锅炉右侧运转层以下又分成两路，一路管的规格不变，另一路的规格为219mm40mm，并均与标高4.5m的疏水扩容器相接。大、小两管路上都设置有手动闸阀、电动闸阀、启动调节阀（即溢流阀）和节流孔板各一只。由于锅炉启动过程中汽水膨胀发生的时间短，在贮水箱中水位升高迅速，因此要求大、小溢流阀的动作时间快，故大溢流阀全开时间为15s，小溢流阀全开时间为10s。安装在溢流阀后的节流孔板将溢流水量限制在设计值范围内并防止溢流阀发生汽蚀，因此溢流管路上的阀门和节流孔板应尽可能靠近疏水扩容器布置。贮水箱的出口设有消旋器，并直接与559mm60mm、WB36的循环泵吸入管连接。在泵吸入管上布置有来自给水操纵台后给水管道引出的114mm20mm循环泵过冷水管路，当循环泵运行时，用来自给水管道的给水与贮水箱中的近饱和水混合，避免循环泵入口发生汽蚀。在循环泵入口前的吸入管上布置有热电偶，监控泵入口水温。如果贮水箱运行压力下的饱和水温度与泵吸入管中水温相差小于20，过冷管上的电动截止阀打开，温差大于30时该阀关闭。过冷管的设计通流能力为3%BMCR，并在管路上装有一只流量元件，用于监测过冷水流量。再循环泵为德国KSB公司制造的湿式马达炉水循环泵，型号为LUVAk 300-565/1，随泵本体供货的还有泵马达高压冷却器、泵马达腔温度计、泵壳表面热电偶、高压冷却器低压冷却水流量开关等。循环泵垂直安装，泵壳直接与泵吸入管焊接连接，马达在泵壳的正下方，其间有热屏装置隔绝热量，马达和泵壳通过螺栓连接。泵中充满炉水，压力与系统运行压力相同。循环泵悬吊在吸入管正下方，可自由向下膨胀，因此可以避免因膨胀受限而产生的附加应力。循环泵的高、低压冷却水系统由设计院设计、供货。关于循环泵的详细说明请见KSB公司提供的循环泵操作手册（合同号：CRPCS-L-001J3）。循环泵泵壳上的排放管接头与457mm60mm、WB36再循环管连接，泵中排出的水通过再循环管路排到省煤器入口前的给水管道中。再循环管路上沿流动方向依次布置有流量测量元件、气动调节阀、电动闸阀和止回阀。调节阀的调节流量与贮水箱中的水位关系见前图。在再循环管路上引出一根168mm30mm的最小流量管路接至贮水箱底部，用于保证循环泵运行所需的最小流量。最小流量管路上布置有一只电动截止阀和一只止回阀。当再循环流量小于37.7kg/s时，电动截止阀打开，当流量大于57kg/s时电动截止阀关闭。当循环泵停运时，电动截止阀将自动关闭。8.5. 过热器过热器系统按蒸汽流程分为顶棚包墙过热器、低温过热器、屏式过热器和末级过热器。来自分离器的24根168mm30mm连接管将蒸汽引到219mm52mm的顶棚入口集箱。上炉膛和水平烟道上部的顶棚过热器由192根63.5mm8.6mm、材料为SA-213 T12的管子组成，管子之间焊接10mm厚的扁钢，另一端接至219mm52mm尾部包墙入口集箱。上炉膛顶棚管的节距为115mm，水平烟道上方的顶棚管变为按153.3mm和76.7mm交错的节距布置。尾部包墙入口集箱同时与后烟道前墙和后烟道顶棚相接，蒸汽分成两路流动。后烟道顶棚由190根44.5mm6mm、节距为115mm的管子组成，其到后部转弯90下降形成后烟道后墙。后烟道前墙由190根57mm7.7mm的管子组成，其上部为两排通过烟气的管束，横向节距为230mm，纵向节距为85mm，下部为膜式包墙，节距为115mm。后烟道前、后墙与457mm92mm的后烟道下部环形集箱相接，环形集箱又连接后烟道两侧包墙，每面侧包墙由114根63.5mm8.6mm、节距为115mm的管子组成。侧包墙出口集箱的规格为219mm52mm，其引出24根168mm30mm引出管与273mm65mm后烟道中间隔墙入口集箱相接。与后烟道前墙相似，中间隔墙上方为烟气流通的管束，纵向为两排，横向节距为230mm，纵向节距为90mm，下方为膜式管壁，节距为115mm，管子规格均为63.5mm8.6mm。中间隔墙向下与273mm65mm隔墙出口集箱连接，隔墙出口集箱与一级过热器相连。后烟道包墙所有膜式管屏的扁钢厚度均为6mm。低温过热器布置于尾部双烟道中的后部烟道中，由3段水平管组和1段立式管组组成，第1、2段水平低温过热器沿炉宽布置190片、横向节距为115mm，纵向节距为79mm，每片管组由4根578mm、材料为SA-213 T12的管子绕成。至第3段水平低温过热器，管组变为95片，横向节距为230mm，纵向节距为71.1mm，每片管组由8根517.5mm、材料为SA-213 T12的管子绕成，立式低温过热器采用相同规格的管子和横向节距，纵向节距为75mm，并穿过后烟道顶棚管连接至508mm95mm的低温过热器出口集箱。经低温过热器加热后，蒸汽经由低温过热器出口集箱端部引出的2根508mm85mm的连接管和一级喷水减温器进入屏式过热器入口汇集集箱，并通过168mm30mm的连接管连接到219mm45mm、SA-335 P22的屏式过热器入口集箱。屏式过热器布置在上炉膛，沿炉宽方向共有30片管屏，管屏间距为690mm。每片管屏由28根并联管弯制而成，根据管子的壁温不同，入口段的管子为38mm7mm、SA-213 T91，屏底部为38mm7mm、SA-213 TP347H，出口段采用38mm8mm、SA-213 T91。每片屏式过热器均连接有入口及出口集箱各一只，在车间内焊接完成出厂。从219mm40mm、SA-335 P91的屏式过热器出口集箱引出的蒸汽通过168mm30mm的出口连接管引至508mm70mm、SA-335 P91的屏过出口汇集集箱，并经2根左右交叉的同规格的连接管及二级喷水减温器，进入末级过热器入口汇集集箱。为均匀分配集箱内的蒸汽，在末级过热器入口汇集集箱中间位置装设有隔板。为防止屏底部管子翘出而挂焦，屏过底部尖端的15根管子间通过加焊方钢而形成膜式结构，确保热态运行时的平整，并且在管屏入口和出口段沿高度方向均采用了三层环绕管；同时，为保持屏间的节距而采用了汽冷的间隔管沿炉宽方向分别穿过屏过的入口和出口段。间隔管从屏式过热器入口汇集集箱引出，结束至末级过热器出口汇集集箱。为更合理的分配屏式过热器同屏管间的流量，在屏过入口集箱采用了直径不同的开孔。末级过热器汇集集箱引出30根168mm25mm的连接管连接到219mm35mm、SA-335 P91的末级过热器入口集箱。末级过热器位于折焰角上方，沿炉宽方向排列共30片管屏，管屏间距为690mm。每片管组由20根管子绕制而成，入口段的管子44.5mm6.5mm、SA-213 T91，底部和出口段的管子为44.5mm8.3mm、SA-213 T91。每片末级过热器均连接有入口及出口集箱各一只，在车间内焊接完成出厂。从219mm40mm、SA-335 P91的末级过热器出口集箱引出的蒸汽通过168mm30mm的出口连接管引至508mm80mm、SA-335 P91的末级过热器出口汇集集箱，并经出口汇集集箱两端引出的两根508mm70mm、SA-335 P91的主蒸汽管道进入汽轮机。在两根主蒸汽管道上对称布置有6只弹簧安全阀和2只动力排放阀（PORV）。动力排放阀的整定压力比弹簧安全阀的整定压力低，这样可在过热蒸汽侧超压时首先动作，起到先期警报的作用。按照ASME规范的要求，动力排放阀和弹簧安全阀的总排量大于100%BMCR过热蒸汽流量。安装位置阀门规格阀 门型 号整定压力MPag温度排放量Kg/s过热器出口ERV阀#12.5 X 4E09114N7BWRA5P127.5054331.90过热器出口ERV阀#12.5 X 4E09114N7BWRA5P128.0054332.60过热器出口ERV阀总排量: 64.50 Kg/s ( 11.89%)过热器出口安全阀#13 M 8HCA-118W29.1954374.640过热器出口安全阀#23 M 8HCA-118W30.3854378.190过热器出口安全阀#33 M 8HCA-118W31.5754381.626过热器出口安全阀#43 M 8HCA-118W31.5754381.626过热器出口安全阀#53 M 8HCA-118W32.7654385.273过热器出口安全阀#63 M 8HCA-118W32.7654385.273过热器出口安全阀总排量: 486.628 Kg/s ( 89.74%)过热器出口ERV阀及安全阀总排量: 551.128 Kg/s (101.63%)过热器进、出口集箱之间的所有连接管道均为两端引入、引出，并进行左右交叉，确保蒸汽流量在各级受热面中的均匀分配，避免热偏差的发生。过热器系统设置两级喷水减温器，每级减温器均为2只。喷水减温器采用笛型管结构，筒身内设置套筒，减温器总长度为5m。在BMCR工况下，过热器减温水的设计流量为6%BMCR，两级减温器的喷水量均为3%BMCR。从给水操纵台后给水管道抽出的过热器减温水总管规格为273mm33mm、SA-106C，然后其在炉前标高44.2m的减温水操纵台处分成四路108mm33mm、SA-106C减温水支管，支管将减温水引到减温器中。过热器减温水管路的最大设计通流量按12.6%BMCR。在减温水操纵台处，每路支管上均装设有一只流量测量元件、一只电动截止阀、一只气动调节阀。为保证喷水减温后的汽温高于饱和温度，10%BMCR负荷下，二级喷水电动截止阀闭锁，减温水不能投用，20%BMCR负荷下，一级喷水电动截止阀闭锁，减温水不能投用。8.6. 再热器再热器分为低温再热器和高温再热器两段。从汽轮机高压缸做功后的蒸汽进入到再热蒸汽冷段管道。在锅炉构架内，锅炉两侧各布置一根762mm20mm、SA-106C的再热器冷段管道，与尾部双烟道前部烟道中标高42.72m处的762mm45mm、SA-106C低温再热器入口集箱连接。在两根再热器冷段管道上各布置一只事故喷水减温器，减温器筒身规格和材质与管道相同。再热器喷水水源取自锅炉给水泵中间抽头，减温水总管的规格为76mm8.6mm。再热器减温水操纵台布置在炉左标高32.3m平台，总管在此分成两路60mm8mm的支管路与再热器减温器连接。在每根支管上布置有电动截止阀、流量测量装置、止回阀和气动调节阀。气动调节阀为带喷嘴的一体式喷水调节阀，直接与减温器筒身通过法兰连接，喷嘴插入到减温器内喷水减温。再热器减温水管路的最大设计通流量为BMCR工况下再热汽流量的3%。在50%BMCR负荷下，再热器减温水管路上的电动截止阀闭锁，减温水不能投用。低温再热器由三段水平管组和一段立式管组组成。上、中、下部水平再热器沿炉宽布置190片、横向节距为120.5/109.5mm，每片管组由5根管子绕成。下、中部管组的管子规格为63.54.3mm、材料为SA-210C，上部的管子规格为574.3mm、材料为SA-209T1a。立式低温再热器的片数变为95片，横向节距为230mm，纵向节距为79mm，每片管组由10根管子组成，管子规格为574.3mm、材料为SA-213 T22。高温再热器布置于水平烟道内，与立式低温再热器直接连接，没有布置中间连接集箱，采用逆顺混合换热布置。高温再热器沿炉宽排列95片，横向节距为230mm，每片管组采用10根管，入口段管子为574.3mm、材料为SA-213 T22，中间段管子为514.3mm、材料为SA-213 T91，出口段的前6根管子为514.3mm、材料为SA-213 TP347H，后6根管子与中间段相同。除一片高温再热器管组出口段与一根出口集箱相接外，其余管组均为两片与一根出口集箱相连接。高温再热器出口集箱的规格为273mm22mm、SA-335 P91，共48根。每根出口集箱引出一根219mm18.5mm的连接管与864mm50mm、SA-335 P91的高温再热器出口汇集集箱相接。高再出口汇集集箱两端各引出一根864mm40mm、SA-335 P91的再热器热段管道将高温再热蒸汽送到汽轮机中压缸。每根管道上装设4只弹簧安全阀。安全阀全部布置于再热器出口，当安全阀动作时，可保证有全部流量的再热蒸汽来冷却再热器受热面管，使得再热器受到充分的保护。安装位置阀门规格阀 门型 号整定压力MPag温度排放量Kg/s再热器出口安全阀#16 R 10HCI-69W-C12A5.3756955.278再热器出口安全阀#26 R 10HCI-69W-C12A5.3756955.278再热器出口安全阀#36 R 10HCI-69W-C12A5.4456955.986再热器出口安全阀#46 R 10HCI-69W-C12A5.4456955.986再热器出口安全阀#56 R 10HCI-69W-C12A5.5156956.694再热器出口安全阀#66 R 10HCI-69W-C12A5.5156956.694再热器出口安全阀#76 R 10HCI-69W-C12A5.5156956.694再热器出口安全阀#86 R 10HCI-69W-C12A5.5156956.694再热器出口安全阀总排量: 449.304 Kg/s ( 101.83%)9 热结构锅炉的全部受压元件均采用悬吊结构，在正常运行工况下管子加扁钢焊接成的密封膜式壁炉膛和后烟道难以承受外界自然风力、地震、自重和附加负载、炉内负压、爆燃或脉动等荷载及运行中的各向膨胀，尤其在爆燃的非正常工况下还会受到更高的冲击压力。为保证受压元件管墙不被破坏、使锅炉有序膨胀、良好密封和荷载正确传递，故必须设计完整的锅炉本体框架(Boiler Framing)。锅炉本体框架主要是由刚性梁系统组成，但对于采用螺旋水冷壁的直流锅炉还需设置张力板来悬吊螺旋水冷壁，并将与其连接的刚性梁系统及风箱的荷载传递到上部垂直水冷壁。张力板和刚性梁等结构件不仅承受受压件的荷载和各种附加荷载，也因与受热元件的接触而接受热量的传递，因此称之为热结构。9.1. 张力板系统倾斜布置的螺旋水冷壁管承载能力弱，因此需在其管壁外侧设置焊接张力板来进行其自身重量和附加荷载的悬吊。螺旋水冷壁前、后墙各布置9条张力板，两侧墙各布置8条张力板，张力板从冷灰斗下部一直向上延伸到螺旋水冷壁和垂直水冷壁的过渡区。在过渡区张力板变为手掌型的张力板，然后与焊接于垂直水冷壁管屏鳍片上的手指型连接板连接，将荷载传递到上部水冷壁。每条张力板实际上是由两根平行的钢板组成的，间距为50mm，每根钢板的内侧与焊接于螺旋水冷壁鳍片上的垫块（槽型钢）进行焊接连接。垫块起到传递荷载和热量的作用，每隔一根管子布置一块，材料为15CrMo。由于前后墙和侧墙的荷载不同，前、后墙的单根张力板宽度为150mm，两侧墙的单根张力板宽度为90mm，厚度均为35mm，材料为SA-387Gr11CL2。螺旋水冷壁前、后墙布置有一层燃烬风喷口和四层煤粉燃烧器喷口，双根张力板在喷口（垂直方向）区域分开成单根张力板绕过并再合成双根张力板。每根张力板间的连接处采用V型全焊透坡口。张力板的设计和布置不仅考虑了承受的荷载，也考虑了在不同工况下的锅炉启、停过程中管子和张力板间的温差引起管子的热应力、张力板的热应力和因炉膛内的烟气压力而产生的弯曲应力。因此，锅炉在启、停过程中负荷变化率不允许超过锅炉运行说明书中的规定值。9.2. 刚性梁系统刚性梁系统的作用如下：（1）防止由于炉膛爆燃正压、炉内运行负压、送/引风机事故跳闸因素引起炉内压力变化损坏受压管墙，防止燃烧振荡及烟气压力脉动引起炉墙低频震动，造成管墙管子附加低频弯曲疲劳而降低使用寿命。（2）建立锅炉整体膨胀中心、死点机构和补偿装置，使管墙各部位按设计确定的方向有规律的膨胀，以便进行锅炉管道整体应力分析，避免因膨胀不畅产生附加应力超限而拉裂管墙，影响安全运行。（3）建立外荷载有序传递导向。锅炉本体周围管道及其他附件所施加的荷载，地震力及露天布置锅炉所受的风力等能通过导向节点正确传递到钢架上，全部悬吊管墙设置合理导向和支承装置，保持平稳无晃动，膨胀时不受阻。本锅炉上炉膛的垂直水冷壁布置了9层水平刚性梁，即刚性梁LVL1（EL62344）、LVL2（EL60008）、LVL3（EL57672）、LVL4（EL55336）、LVL5（EL53000）、LVL5A（EL50989）、LVL6（EL48978）、LVL6A（EL47528）和LVL7（EL45858）。螺旋水冷壁和冷灰斗共布置了13层水平刚性梁，即LVL8（EL42795）、LVL9（EL39245）、LVL10（EL35444）、LVL11（EL31802）、LVL12（EL27959）、LVL13（EL24116）、LVL14（EL20273）、LVL15（EL15844）、LVL16（EL13038）、LVL17（EL10337）、LVL17A（EL7941）、LVL18（EL7644）和LVL18A（EL5560）。尾部烟道包墙和竖井烟道共设置11层水平刚性梁，上5层与上炉膛垂直水冷壁水平刚性梁标高相同，其余6层刚性梁为LVL19（EL50714）、LVL20（EL48214）、LVL21（EL45714）、LVL21A（EL42670）、LVL22（EL40220）和LVL22A（EL37925）。水平刚性梁的层间布置有校平装置，此外，在与水平烟道连接的后水两侧和后烟道前包墙的两侧都设置了垂直刚性梁。水平刚性梁装配形式l 单独梁：刚性梁为固定连接，它只承受此刚性梁和与之相连的校平装置的自重及所有外加垂直荷载，它随管墙一起向下膨胀。与之相邻的刚性梁属于另一组，不与之一起向下膨胀，故与之相连的校平装置连接端为固定连接，另一端为滑动连接。l 两根梁：一根刚性梁为固定连接，另一个刚性梁为自由连接。自由连接的刚性梁随固定连接的刚性梁(按固定刚性梁的膨胀量)一起向下膨胀。固定连接的刚性梁同时承受两个刚性梁和校平装置的自重和所有外加垂直荷载，故校平装置两端均为固定连接。l 三根梁：三根刚性梁中有一根为固定连接，另外两根刚性梁为自由连接。