煤粉燃烧自然循环锅炉

2.1.2　煤粉燃烧自然循环锅炉

图2.3为上海锅炉厂设计制造的SG－130/39型锅炉。锅炉型号中的“39”指过热蒸汽压力为39kgf/cm²，相当于3.82MPa。锅炉整体为倒U型布置，按燃烧无烟煤设计，炉膛宽6900mm、深6600mm，横截面近于正方形。采用四角布置的直流燃烧器，煤粉气流的射流在炉膛中心形成一个直径1000mm的假想切圆。

燃烧器的一次风口集中布置，周围有周界风。一、二、三次风的速度分别为25、50、45m/s，对应的一、二、三次风率为20%、58%、17%，周界风的速度为38m/s，一次风为热空气。

炉膛四周布置有光管水冷壁。光管水冷壁贴近炉壁，互相平行地垂直布置，上部与锅筒或上集箱连接，下部与下集箱相连。水冷壁的管径为φ60×3mm，节距75mm，为了保证无烟煤粉的燃烧，在燃烧器中心标高上下1.5m处敷有卫燃带。后水冷壁在炉膛出口处设计成具有折焰角以改善烟气流动及冲刷情况，并将水冷壁管拉稀成四排变成凝渣管。它由两级对流式过热器组成，立式布置在连接炉膛和尾部烟井的水平烟道中。第一级过热器的蛇形管先作逆流后作顺流布置，第二级过热器为混流布置。饱和蒸汽从锅筒经炉顶管进入第一级过热器，出来后经8根引出管左右交叉引到两侧的面式减温器。然后，流过第二级过热器的两侧逆流段，经中间集箱混合后，再顺流流过布置在第二级过热器中间的热段，最后由第二级过热管出口集箱的左侧端部引出送往汽轮机。

省煤器和空气预热器都是两级，交错布置在尾部烟道中。省煤器由管径φ32×3mm的蛇形管组成，水平布置，管子错列，水自下而上地与烟气逆流流动。管式空气预热器立式布置，管子为φ40×1.5mm，也是错列排列。热空气温度400℃，排烟温度140℃，锅炉效率88.65%。

图2.3　SG－130/39型锅炉

1—灰渣坑；2—下集箱；3—冷灰斗；4—燃烧器；5—卫燃带；6—下降管；7—水冷壁；8—凝渣管；9—锅筒；10—一级过热器；11—第二级过热器；12—高温省煤器；13—高温空气预热器；14—低温省煤器；15—低温空气预热器

图2.4为上海锅炉厂生产的1025t/h亚临界压力自然循环锅炉^［3］。锅炉型号为SG1025－17.53－M842。锅炉本体采用单炉膛倒U型布置，一次中间再热，燃用煤粉，制粉系统形式为钢球磨煤机中间储仓式热风送粉，四角布置切圆燃烧；采用直流宽调节比摆动式燃烧器（又称WR型燃烧器），分隔烟道挡板调节再热汽温，平衡通风，全钢结构，半露天岛式布置，固态机械除渣。

图2.4　1025t/h亚临界自然循环锅炉简图

DR—锅筒；DC—下降管；ECO—省煤器；WW—水冷壁；SHl—低温过热器；SH2—分隔屏；SH3—后屏；SH4—高温过热器；RHl—低温再热器；RH2—高温再热器；BN—燃烧器；AH—空气预热器

锅炉钢架为高强螺栓连结式构架，共分六层，炉顶大板梁顶面标高71.8m。除空气预热器和机械出渣装置外，所有锅炉部件均悬吊在炉顶钢架上。为方便运行人员操作，在锅炉标高31.2m处的G排柱至K排柱区设有燃烧器区域的防雨设施，锅筒两端设有锅筒小室等露天保护设施，炉顶装有轻型大屋顶。

锅炉设有膨胀中心和零位保证系统。锅炉深度和宽度方向上的膨胀零点设置在炉膛深度和宽度中心线上，通过与水冷壁管相连的刚性梁上的承剪件与钢架的导向装置相配合形成膨胀零点，垂直方向上的膨胀零点在炉顶大罩的顶部。所有受压件吊杆的位移量均相对于膨胀零点而言，对位移量大的吊杆设置了预进量，以改善锅炉运行时的吊杆受力状态。

锅炉采用全金属密封结构。炉顶、水平烟道和炉膛冷灰斗的底部均采用罩壳热密封结构，以提高锅炉整体密封性和美观性。

炉膛断面尺寸为深12500mm，宽13260mm，其深宽比为1∶1.06，这样的截面为四角布置切圆燃烧方式创造了良好的条件，使炉膛烟气的充满程度较好，从而使炉膛四周的水冷壁吸热比较均匀，热偏差较小。

炉膛上部布置四大片分隔屏过热器，以消除炉膛出口烟气流的残余旋转，减少进入水平烟道的烟气流量分布不均。

锅筒安置在锅炉上前方，锅筒中心线标高为64.3m。锅筒内径为1743mm，壁厚为145mm，锅筒筒身长度为20500mm，筒身两端各与半球形封头相接，筒身与封头均用BHW－35材料制成。

给水分配管装在锅筒内下方，4根大直径下降管则均匀布置在锅筒筒身底部，给水分配管在下降管座上方引出4根给水注入管，给水沿着注入管进入下降管中心，从而避免下降管座焊缝区与给水直接接触，消除了焊缝区产生过大温差应力的可能性。在下降管座入口处设置了栅网板，避免旋涡的产生，并防止下降管入口带汽，提高了水循环的安全性。

锅筒内设置了较多数量的轴流式旋风分离器和波形板干燥器，在负荷变化时可有效地保证蒸汽品质，还装有连续排污管、事故紧急放水管和加药管等。

3只单室水位平衡容器、2只双色水位表、1只核子水位计、2只电接点水位计分别布置在锅筒两端封头上，具有控制、监视和保护等功能。3只弹簧安全阀布置在锅筒两端封头上，其排放量大于75%MCR。

锅筒筒身上还设置了若干压力测点和内外壁温测点，并设置有省煤器再循环管座、辅助蒸汽管座等。

648根φ60×8mm材料为20G，节距为76mm的管子组成的膜式水冷壁围成深12.5m，宽13.26m的炉膛。整个水冷壁划分成32个独立回路，两侧墙各有6个回路，前后墙各有6个回路，其中最宽的回路由28根管子组成，位于前后墙中部。水冷壁四个角为大切角，每一切角处的水冷壁形成两个独立小回路。炉膛下部的切角形成燃烧器水冷套，与燃烧器组装后出厂。

前后墙水冷壁在标高16.268m处与水平成55°夹角折成冷灰斗，向下倾至标高8m处形成深度为1.4m的出渣口与机械除渣装置相接。后墙在标高41.639m处形成深3m的折焰角。折焰角以与水平成30°的夹角向后上方延伸，在标高48.24m处折向水平烟道底部，然后垂直向上形成3排排管至出口集箱。

过热器包括炉顶过热器、低温对流过热器、分隔屏及后屏过热器、高温过热器等部分。炉顶过热器分前炉顶和后炉顶，也包括水平烟道两侧墙，后烟井四周和隔墙及悬吊管等。

低温过热器布置在后烟井的后部烟道，由四组直径为57mm的蛇形管组和一垂直管段组成，是3根套矩形管组，共114排。

分隔屏布置在炉膛上方，共4大片，每片分隔屏由6小片管屏组成，每一小管屏由8根直径为51mm的管子组成。

后屏共20片，布置在分隔屏后部的炉膛出口处。每片屏由14根U形管组成。外圈管子管径为60mm，内圈管子管径为54mm，屏高13.9m（炉膛内）。高温过热器位于折焰角上方，共38片管屏，每片由8根管子组成，最外一圈管子直径为60mm，其它管子直径为64mm。

再热器采用高温和低温二级布置。低温再热器位于尾部烟井前烟道。由三组φ57×4mm的5根套蛇形管组和垂直出口段组成，共114排。高温再热器位于水平烟道内。由57排8根套的φ57×4mm管屏组成。

省煤器仅有一组蛇形管组，布置在尾部烟井前烟道低温再热器的下方。省煤器共114排，管组由φ51×6mm的两根套蛇形管组成，顺列布置。

锅炉设置两台直径为10.33m的三分仓受热面回转式空气预热器，用以加热一次风和二次风。空气预热器漏风间隙采用自动控制，确保漏风率在12%以内。

在标高20.4m到29.54m处，炉膛四角各布置了一组直流式燃烧器，每组燃烧器由5层一次风喷嘴、8层二次风喷嘴和2层三次风喷嘴组成，其中有3层二次风喷嘴中设置了轻油枪并相应地配备一只点火器。

锅炉配置两台对称布置的链条刮板式捞渣机，布置在出渣斗下方，并设置两台碎渣机与之配套。