電廠鍋爐設(shè)備設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)示范一、總則1.1設(shè)計(jì)目的與意義本設(shè)計(jì)旨在提供一套技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效且符合環(huán)保要求的電廠鍋爐設(shè)備方案。該鍋爐將作為電廠的核心動(dòng)力設(shè)備，通過(guò)燃料燃燒釋放的熱能加熱工質(zhì)，產(chǎn)生一定參數(shù)的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供穩(wěn)定的電力支持。本說(shuō)明書(shū)詳細(xì)闡述鍋爐的整體設(shè)計(jì)、主要部件選型、系統(tǒng)配置及性能保證，為后續(xù)的制造、安裝、調(diào)試及運(yùn)行維護(hù)提供技術(shù)依據(jù)。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)本鍋爐設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循國(guó)家及行業(yè)現(xiàn)行的主要法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，包括但不限于：*《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》*《電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程》*《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》*相關(guān)的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)及節(jié)能要求*業(yè)主提供的原始數(shù)據(jù)及技術(shù)要求（如燃料特性、蒸汽參數(shù)、出力要求等）1.3設(shè)計(jì)范圍本設(shè)計(jì)范圍包括鍋爐本體及其輔助設(shè)備的選型與布置，主要涵蓋：爐膛、燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、受熱面（水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器）、構(gòu)架與平臺(tái)扶梯、以及為保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行所必需的輔助系統(tǒng)（如給水、通風(fēng)、除塵、除灰渣等系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)）?？刂葡到y(tǒng)的原理性方案亦在本設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，但詳細(xì)的控制邏輯與編程不在此列。1.4設(shè)計(jì)原則*安全第一：嚴(yán)格遵守安全規(guī)程，確保鍋爐在各種工況下的運(yùn)行安全，設(shè)置完善的安全保護(hù)裝置。*技術(shù)先進(jìn)：采用成熟可靠且具有一定先進(jìn)性的技術(shù)和結(jié)構(gòu)，保證鍋爐性能優(yōu)良，運(yùn)行穩(wěn)定。*經(jīng)濟(jì)高效：優(yōu)化鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低金屬耗量和制造成本，提高鍋爐效率，降低運(yùn)行成本。*環(huán)保達(dá)標(biāo)：采用適宜的燃燒技術(shù)和煙氣凈化措施，確保煙氣排放指標(biāo)滿足國(guó)家及地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。*運(yùn)行靈活：具備較好的變負(fù)荷能力和對(duì)燃料特性變化的適應(yīng)性，啟停方便，操作維護(hù)簡(jiǎn)單。*可持續(xù)發(fā)展：考慮未來(lái)的技術(shù)升級(jí)和環(huán)保要求提升的可能性，預(yù)留必要的改造空間。二、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與原始資料2.1鍋爐額定參數(shù)*額定蒸發(fā)量：（按實(shí)際需求填寫(xiě)，例如：XX噸/小時(shí)）*額定蒸汽壓力：（按實(shí)際需求填寫(xiě)，例如：XX兆帕）*額定蒸汽溫度：（按實(shí)際需求填寫(xiě)，例如：XX攝氏度）*再熱蒸汽流量：（如適用，按實(shí)際需求填寫(xiě)）*再熱蒸汽進(jìn)口/出口壓力：（如適用，按實(shí)際需求填寫(xiě)）*再熱蒸汽進(jìn)口/出口溫度：（如適用，按實(shí)際需求填寫(xiě)）*給水溫度：（按實(shí)際需求填寫(xiě)，例如：XX攝氏度）2.2燃料特性本鍋爐設(shè)計(jì)燃用[此處填寫(xiě)燃料種類，如：煙煤、貧煤、褐煤、天然氣等]。其收到基主要成分（典型值）如下：*碳（Car）：XX%*氫（Har）：XX%*氧（Oar）：XX%*氮（Nar）：XX%*硫（Sar）：XX%*水分（Mar）：XX%*灰分（Aar）：XX%*收到基低位發(fā)熱量（Qnet,ar）：XXMJ/kg燃料的灰熔點(diǎn)（變形溫度DT、軟化溫度ST、流動(dòng)溫度FT）、可磨性指數(shù)（HGI）、煤粉細(xì)度要求等特性參數(shù)，將作為燃燒系統(tǒng)及制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。2.3燃燒空氣與煙氣*空氣來(lái)源：環(huán)境空氣，設(shè)計(jì)考慮當(dāng)?shù)卮髿鈮杭跋募尽⒍緲O端溫度、濕度條件。*煙氣排放：鍋爐出口煙氣需經(jīng)凈化處理（除塵、脫硫、脫硝）后，通過(guò)煙囪排入大氣，滿足環(huán)保排放限值。2.4水源與水質(zhì)*給水來(lái)源：電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)提供的除鹽水。*給水水質(zhì)：應(yīng)符合《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》的要求，以防止受熱面結(jié)垢、腐蝕。2.5其他外部條件*電源：廠用電系統(tǒng)提供的動(dòng)力電源和控制電源。*場(chǎng)地條件：鍋爐島區(qū)域的地形、地質(zhì)條件，以及與其他設(shè)備（汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、除塵器等）的相對(duì)位置關(guān)系。三、鍋爐整體設(shè)計(jì)3.1鍋爐型式與整體布置本鍋爐采用[例如：Π型布置、單爐膛、自然循環(huán)（或強(qiáng)制循環(huán)）、固態(tài)排渣煤粉爐/循環(huán)流化床鍋爐]。鍋爐整體由爐膛、水平煙道、尾部豎井等部分組成。爐膛為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，頂部布置頂棚過(guò)熱器。水平煙道內(nèi)依次布置[例如：屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器、高溫再熱器]。尾部豎井內(nèi)自上而下布置[例如：低溫再熱器、低溫過(guò)熱器、省煤器]，并在豎井底部布置[例如：管式/回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器]。鍋爐采用[例如：平衡通風(fēng)]方式，引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)（及一次風(fēng)機(jī)，如適用）布置在相應(yīng)的風(fēng)煙系統(tǒng)中。3.2爐膛設(shè)計(jì)爐膛設(shè)計(jì)是鍋爐設(shè)計(jì)的核心，其尺寸和形狀需滿足燃料充分燃燒、火焰合理充滿、受熱面良好吸熱及防止結(jié)渣等要求。*爐膛容積熱負(fù)荷（qv）：選取適當(dāng)?shù)膓v值，以保證燃料在爐膛內(nèi)有足夠的停留時(shí)間和燃燒空間，同時(shí)避免水冷壁結(jié)渣。*爐膛截面熱負(fù)荷（qF）：確保爐膛截面有足夠的大小，以組織良好的燃燒空氣動(dòng)力場(chǎng)。*燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷（qR）：控制在合理范圍內(nèi)，防止燃燒器區(qū)域水冷壁過(guò)熱或結(jié)渣。*爐膛出口煙溫：根據(jù)燃料灰分特性，控制在灰的軟化溫度以下，并保證過(guò)熱器、再熱器的安全工作。3.3燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3.1燃燒方式根據(jù)燃料特性，本鍋爐采用[例如：四角切圓燃燒、前后墻對(duì)沖燃燒、循環(huán)流化床燃燒]方式。3.3.2燃燒器布置與選型燃燒器采用[例如：直流式、旋流式]燃燒器，布置于[例如：爐膛四角、前后墻]，形成[例如：切圓、對(duì)沖]燃燒火焰中心。燃燒器設(shè)計(jì)考慮了燃料的著火特性，確保低負(fù)荷穩(wěn)燃和高負(fù)荷高效燃燒，并能有效控制NOx生成。燃燒器配有一、二次風(fēng)及乏氣（或三次風(fēng)）入口，各風(fēng)室設(shè)有調(diào)節(jié)擋板，以實(shí)現(xiàn)良好的空氣動(dòng)力場(chǎng)和燃料與空氣的均勻混合。3.3.3點(diǎn)火及穩(wěn)燃系統(tǒng)燃燒器配備[例如：輕油/天然氣]點(diǎn)火系統(tǒng)，采用[例如：高能點(diǎn)火器點(diǎn)燃點(diǎn)火油槍，再由點(diǎn)火油槍點(diǎn)燃主燃料]的二級(jí)點(diǎn)火方式。為保證低負(fù)荷穩(wěn)燃，可根據(jù)需要在燃燒器特定位置設(shè)置[例如：穩(wěn)燃齒、小油槍]等穩(wěn)燃裝置。3.3.4燃料制備系統(tǒng)（簡(jiǎn)述）對(duì)于煤粉鍋爐，采用[例如：中速磨煤機(jī)正壓直吹式、鋼球磨煤機(jī)中間儲(chǔ)倉(cāng)式]制粉系統(tǒng)。每臺(tái)鍋爐配置X臺(tái)磨煤機(jī)，正常運(yùn)行X臺(tái)，備用X臺(tái)。煤粉由一次風(fēng)輸送至燃燒器。3.4鍋爐構(gòu)架與平臺(tái)扶梯鍋爐構(gòu)架采用鋼結(jié)構(gòu)，主要承受鍋爐本體各部件的重量、介質(zhì)重量、風(fēng)荷載及地震荷載等。構(gòu)架設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。沿鍋爐高度方向設(shè)置必要的運(yùn)行平臺(tái)、檢修平臺(tái)及通道，并配備符合安全規(guī)范的扶梯、欄桿，確保運(yùn)行人員操作和檢修的便利與安全。四、主要受熱面設(shè)計(jì)4.1水冷壁*結(jié)構(gòu)型式：爐膛四周采用膜式水冷壁，由[例如：ΦXX×Xmm的20G或SA-210C]無(wú)縫鋼管與鰭片焊接而成，形成全封閉的爐膛空間。水冷壁上部與鍋筒（或上聯(lián)箱）相連，下部與下聯(lián)箱相連。*布置方式：[例如：爐膛下部為螺旋管圈水冷壁，上部為垂直管屏水冷壁，或全垂直管屏水冷壁]。*水循環(huán)系統(tǒng)：采用[例如：自然循環(huán)]。鍋筒內(nèi)設(shè)有汽水分離器，分離出的飽和蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器系統(tǒng)，水則重新參與水循環(huán)。下降管采用[例如：大口徑無(wú)縫鋼管]，確保足夠的循環(huán)水量和循環(huán)安全裕度。水循環(huán)計(jì)算將驗(yàn)證在各種工況下的可靠性。4.2過(guò)熱器系統(tǒng)過(guò)熱器系統(tǒng)按蒸汽流程分為[例如：頂棚過(guò)熱器、包墻過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、屏式過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器]等區(qū)段，采用[例如：逆流、順流、混合流]布置方式，以優(yōu)化傳熱效果和金屬壁溫。*受熱面材料：根據(jù)各段過(guò)熱器的工作溫度和壓力，分別選用[例如：20G、15CrMoG、12Cr1MoVG、SA-213T91、SA-213TP347H]等不同等級(jí)的耐熱鋼。*汽溫調(diào)節(jié)方式：采用[例如：噴水減溫（一級(jí)或二級(jí)）+煙氣擋板調(diào)節(jié)/擺動(dòng)燃燒器調(diào)節(jié)]的復(fù)合調(diào)節(jié)方式。在[例如：低溫過(guò)熱器與屏式過(guò)熱器之間、屏式過(guò)熱器與高溫過(guò)熱器之間]設(shè)置噴水減溫器，以精確控制過(guò)熱蒸汽出口溫度。4.3再熱器系統(tǒng)（如適用）再熱器系統(tǒng)由[例如：低溫再熱器、高溫再熱器]組成，布置于[例如：尾部豎井、水平煙道]。*受熱面材料：根據(jù)工作溫度選用[例如：15CrMoG、12Cr1MoVG、SA-213T91]等材料。*汽溫調(diào)節(jié)方式：采用[例如：煙氣擋板、擺動(dòng)燃燒器、微量噴水減溫（事故備用）]等方式調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度。再熱器進(jìn)口管道上設(shè)有事故噴水減溫器，以保護(hù)再熱器安全。4.4省煤器*結(jié)構(gòu)型式：采用[例如：臥式、順列（或錯(cuò)列）布置的光管或鰭片管]省煤器，布置于尾部豎井[例如：低溫過(guò)熱器/再熱器下方]。*作用：利用尾部煙氣的余熱加熱鍋爐給水，提高鍋爐效率，降低排煙溫度。同時(shí)，進(jìn)入汽包的給水溫度升高，可減小汽包壁溫差，改善汽包工作條件。*材料：一般采用[例如：20G或20#]鋼管。4.5空氣預(yù)熱器*型式與布置：采用[例如：兩臺(tái)三分倉(cāng)容克式回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，或管式空氣預(yù)熱器]，布置于鍋爐尾部豎井最下方，利用煙氣的最后余熱加熱燃燒所需的一、二次空氣。*作用：提高進(jìn)入爐膛的空氣溫度，強(qiáng)化燃料燃燒，降低排煙溫度，進(jìn)一步提高鍋爐熱效率。*密封與漏風(fēng)控制：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器設(shè)有徑向、軸向和環(huán)向密封裝置，以減少空氣與煙氣之間的泄漏。五、汽水系統(tǒng)5.1汽水流程給水經(jīng)給水泵升壓后，進(jìn)入省煤器，吸熱升溫后進(jìn)入鍋筒。鍋筒內(nèi)的飽和水通過(guò)下降管流向水冷壁下聯(lián)箱，在水冷壁內(nèi)吸收爐膛輻射熱，部分水汽化為飽和蒸汽，汽水混合物上升回到鍋筒。飽和蒸汽從鍋筒頂部引出，進(jìn)入過(guò)熱器系統(tǒng)，依次流經(jīng)各級(jí)過(guò)熱器吸熱，達(dá)到額定過(guò)熱蒸汽溫度后，送往汽輪機(jī)高壓缸。從汽輪機(jī)高壓缸排汽出來(lái)的蒸汽（再熱蒸汽），進(jìn)入再熱器系統(tǒng)，吸熱升溫后，送往汽輪機(jī)中壓缸。5.2鍋筒（汽包）鍋筒采用[例如：20G或SA-516Gr.70]鋼板卷制而成，內(nèi)部設(shè)有汽水分離器、清洗裝置、連續(xù)排污和定期排污裝置、加藥裝置等內(nèi)部裝置。其主要作用是：汽水分離、建立和維持正常的水循環(huán)、蓄熱、緩沖蒸汽壓力波動(dòng)，并進(jìn)行爐水品質(zhì)控制。鍋筒上設(shè)有必要的水位計(jì)、壓力表、安全閥等安全附件。5.3下降管與聯(lián)箱下降管將鍋筒內(nèi)的水引入水冷壁下聯(lián)箱，通常采用大直徑厚壁無(wú)縫鋼管，以減少流動(dòng)阻力。聯(lián)箱作為受熱面管子的匯集與分配部件，采用無(wú)縫鋼管制造，根據(jù)其工作壓力和溫度選用合適的材質(zhì)。六、燃燒系統(tǒng)6.1爐膛燃燒組織通過(guò)合理設(shè)計(jì)爐膛尺寸、燃燒器型式與布置方式，以及一、二、三次風(fēng)的配比和送入方式，在爐膛內(nèi)形成穩(wěn)定、強(qiáng)烈的燃燒火焰中心，確保燃料及時(shí)著火、充分燃燒，并使?fàn)t膛出口煙溫控制在允許范圍內(nèi)，避免對(duì)流受熱面結(jié)渣。6.2燃燒器設(shè)計(jì)燃燒器的設(shè)計(jì)與燃料特性緊密相關(guān)，旨在實(shí)現(xiàn)燃料與空氣的良好混合、穩(wěn)定著火和高效燃燒。其主要參數(shù)包括一次風(fēng)率、二次風(fēng)率、風(fēng)速、風(fēng)溫、旋流強(qiáng)度（對(duì)旋流燃燒器）等。燃燒器的布置應(yīng)使?fàn)t膛截面熱負(fù)荷分布均勻。6.3配風(fēng)系統(tǒng)采用[例如：分級(jí)配風(fēng)、均等配風(fēng)]等配風(fēng)方式。二次風(fēng)通過(guò)燃燒器的不同風(fēng)室（如：周界風(fēng)、輔助風(fēng)、燃盡風(fēng)）送入爐膛，以適應(yīng)燃料燃燒各階段的需氧量，并有助于控制NOx生成。風(fēng)箱與燃燒器之間設(shè)有調(diào)節(jié)擋板，可根據(jù)負(fù)荷和煤種變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。6.4點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)包括[例如：高能點(diǎn)火器、點(diǎn)火油槍、油槍控制柜]等。點(diǎn)火油槍的容量應(yīng)滿足鍋爐啟動(dòng)及低負(fù)荷穩(wěn)燃的需要。油槍霧化方式采用[例如：機(jī)械霧化、蒸汽霧化]。6.5燃料供應(yīng)系統(tǒng)（簡(jiǎn)述）燃料（如煤粉）由制粉系統(tǒng)制備后，經(jīng)一次風(fēng)管道輸送至燃燒器。對(duì)于氣體燃料，則通過(guò)專用燃?xì)夤艿篮腿紵魉腿?。七、鍋爐輔助系統(tǒng)7.1通風(fēng)系統(tǒng)采用[例如：平衡通風(fēng)]系統(tǒng)，由送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和空氣預(yù)熱器組成。送風(fēng)機(jī)將環(huán)境空氣送入空氣預(yù)熱器加熱后，作為一、二次風(fēng)送往燃燒系統(tǒng)。燃燒產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)各受熱面放熱后，由引風(fēng)機(jī)克服系統(tǒng)阻力，經(jīng)除塵、脫硫、脫硝等凈化裝置后通過(guò)煙囪排入大氣。7.2除塵除灰渣系統(tǒng)（接口）*除塵：鍋爐出口煙氣首先進(jìn)入[例如：電除塵器、袋式除塵器]，去除煙氣中的飛灰。*除灰：鍋爐飛灰通過(guò)除塵器收集后，由[例如：氣力輸灰系統(tǒng)]送往灰?guī)臁?除渣：爐膛底部的灰渣通過(guò)[例如：固態(tài)排渣系統(tǒng)（如：冷灰斗、撈渣機(jī)、碎渣機(jī)）]排出，送往渣庫(kù)。7.3排污系統(tǒng)鍋爐設(shè)有連續(xù)排污和定期排污系統(tǒng)。連續(xù)排污從鍋筒含鹽濃度較高的部位連續(xù)排出少量爐水，以控制爐水含鹽量。定期排污則從水冷壁下聯(lián)箱等易沉積雜質(zhì)的部位定期排出爐水和沉渣。排污水經(jīng)排污擴(kuò)容器擴(kuò)容降壓回收部分熱量后，排往污水處理系統(tǒng)。7.4取樣與加藥系統(tǒng)*汽水取樣：在鍋爐汽水系統(tǒng)的關(guān)鍵部位（如：鍋筒、過(guò)熱器出口、再熱器進(jìn)出口、省煤器進(jìn)口等）設(shè)置取樣點(diǎn)，對(duì)汽水品質(zhì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。*加藥：為防止?fàn)t水結(jié)垢和腐蝕，向鍋筒內(nèi)加入[例如：磷酸三鈉]等藥劑，調(diào)節(jié)爐水pH值和堿度。7.5吹灰系統(tǒng)為保持受熱面的清潔，提高傳熱效率，鍋爐在水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等受熱面易積灰部位布置[例如：蒸汽吹灰器、聲波吹灰器]。吹灰系統(tǒng)的運(yùn)行由程序控制，可定時(shí)或根據(jù)受熱面污染程度（如通過(guò)煙溫偏差判斷）進(jìn)行。八、安全附件與控制保護(hù)8.1安全附件鍋爐配備必要的安全附件，包括：*安全閥：鍋筒、過(guò)熱器出口、再熱器進(jìn)出口等部位均裝設(shè)安全閥，當(dāng)壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)能自動(dòng)起跳泄壓，防止超壓爆炸。安全閥的數(shù)量和排放量按規(guī)范要求設(shè)置。*壓力表：在鍋筒、過(guò)熱器、再熱器、給水管道等重要部位