锅炉汽水系统学习资料
来自第二阶段分离后的蒸汽向上流至第三阶段的末级分离装置。此分离装置 由波形板干燥器组成,布置于汽包顶部,在每两组波形板干燥器之间设有疏 水管。蒸汽通过由排列紧密的波形板所组成的曲折行径时,具有较低的相对 速度,因而水不会再被带走,而是沿着波形板下滴到疏水槽,由疏水管把水 返回到汽包的水容积。 汽包内分离装置特性:
锅炉汽水系统的组成
锅炉汽水系统主要包括锅炉水循环系统、锅炉给水系统、过热蒸汽系统、再 热蒸汽系统、管道系统、启动旁路系统等。
锅炉水循环系统
组成: 控制循环锅炉水循环系统主要由以下几部分组成:汽包,下降管,炉水汇合 集箱,炉水循环泵,环形下水包,水冷壁,联箱及其连接管道。 控制循环锅炉的工作原理: 控制循环系统是在自然循环的基础上发展而来的。自然循环依靠下降管中的 水和上升管中汽水混合物的密度差作为循环动力。但随着锅炉工作压力的提 高,汽、水间密度差逐渐减小,推动循环工作的推动力或者说有效压头随之 减小,依靠自然循环流动逐渐困难,为了提高蒸发管工作的可靠性,故采用 控制循环系统。控制循环锅炉是在下降管侧增设炉水循环泵,提供额外的驱 动压头,弥补自然循环推动力的不足,以提高锅炉水循环的可靠性。回路的 循环流量决定于炉水循环泵的流量,锅炉的循环倍率可通过炉水循环泵来控 制。在控制循环系统中,自然循环只起到部分作用,主要依靠炉水循环泵使 工质在水冷壁中作强迫流动。 概念:循环倍率: 进入上升管的循环水量与上升管蒸发量之比 公式表示: K=G/D 式 中: G——进入上升管的循环水量,kg/h; D——上升管蒸发量,kg/h。 循环倍率K的意义:在上升管中每产生一千克蒸汽,由下面进入管子的水量; 或一千克水在循环回路中需要经过多少次循环才能全部变成蒸汽。
省煤器中间联箱, 共四个
省煤器 出口联箱
省煤器 悬吊管
过热蒸汽系统
系统流程: 从汽包顶部引出的饱和蒸汽进入炉顶棚过热器进口集箱,经炉顶棚管至炉顶 棚过热器出口集箱,为减少蒸汽阻力损失,约39%BMCR的蒸汽经旁通管直接 进入后烟井包覆上集箱后部。从炉顶出口集箱引出的蒸汽经过后烟井包覆, 后烟井延伸侧墙,再汇总至低温过热器进口集箱,流经低温过热器至低温过 热器出口集箱,经三通分二路引入分隔屏进口集箱,流经分隔屏和后屏,从 后屏出口集箱分二路进入末级过热器进口集箱,通过末级过热器到末过出口 集箱,再由两只末过出口集箱引出至两根主蒸汽管道,进入汽机高压缸。其 流程见图2-3过热蒸汽流程图。 各级过热器之间均采用大直径管道及三通连接,这使介质能充分混合,并简 化布置。包覆过热器布置成几个回路,其目的是为了降低系统的阻力。 蒸汽冷却定位管由分隔屏进口集箱引出,将分隔屏定位夹持后引入后屏出口 集箱,防止分隔屏运行中晃动。 简述: 过热器采用辐射、对流组合式,除低温过热器外,均布置于高温烟气处,且 顺列布置,在过热器各级受热面之间采用集中大管道及大三通连接,增加了 充分混合条件并简化了布置,左右两侧的连接管不进行大交叉,以避免汽温 偏差叠加。 过热器由五级组成,即炉顶、延伸侧墙及尾部包覆过热器→低温过热器→分 隔屏→后屏→末级过热器。
给水系统
给水及水循环系统综述: 给水由锅炉右侧单路经过电动闸阀和止回阀后进入省煤器进口集箱,流经两 组共135排的省煤器管组、汇合至四只省煤器中间连接集箱,再经四列(每列64 根)悬吊管,然后汇合在省煤器出口集箱,再由3根Φ 324×35的汽包给水管 道从省煤器出口集箱引入汽包,并与汽包内炉水混合,混合后的水沿汽包底 部长度方向布置的6根大直径下降管流至汇合集箱,随后由连接管分别引入 三台炉水循环泵,每台炉水循环泵出口有二只出口阀,炉水循环泵将来自汇 合集箱的水增压后输出,经过出口阀及出口管道进入下水包。下水包为四周 相连通的环形集箱,外径为838毫米,水在下水包内经过滤网及节流孔板进 入炉膛四周水冷壁,水冷壁由1110根Φ 51的管子组成。按管子的几何形状和 受热情况划分成55个循环回路。水在水冷壁内吸热形成汽水混合物,汇集至 水冷壁上部集箱,通过87根汽水引出管进入汽包,在汽包内进行汽水分离。 分离后的饱和蒸汽经29只饱和蒸汽引出管引至过热器,饱和水则与省煤器来 的给水混合后继续循环。其流程见图2-2 锅炉水循环系统图。
环形下水包: 下水包采用Φ838×62,材料为WB36的无缝钢管制成。下水包由前、后、二 侧及四只大型90°弯头组成环形集箱与炉膛四周水冷壁管相连,每根水冷壁 管接头进口,装有节流孔板,节流孔板装设在节流圈座上,再由玛蒙 (Manman)夹圈将其夹紧固定,每只节流圈座与下水包内壁相点焊。 下水包内装有滤网板,开孔错列布置,开孔率为52%,孔径Φ 10mm,小于 节流孔板孔径,可防止炉水内有杂质而把节流孔板堵住,影响水循环。滤网 板分成几段,以便装拆和更换。四只大型90°弯头上设有人孔,下水包内径 为Φ 714mm,能容纳人进入,便于装拆或更换滤网板及节流孔板。 炉膛及水冷壁: 1)水冷壁结构 水冷壁采用外径Φ51mm的光管和内螺纹管,节距为63.5mm,管间用扁钢焊接 形成完全气密封炉膛。炉膛折烟角由节距为76.2mm,外径为Φ63.5mm的内螺 纹管加扁钢焊接而成。炉膛延伸侧墙采用Φ63.5光管,节距为127mm。组成 膜式壁。 前后墙水冷壁在标高19601mm处与水平呈55°的夹角形成冷灰斗,冷灰斗下 倾至标高8040mm处形成宽度为1220mm的出渣口。 后水冷壁通过47根外径为Φ63.5mm的内螺纹管作为悬吊管,支承炉膛后墙的 全是根据炉膛水冷壁每根管子的几何尺寸、结构布置及其所处部 位的热负荷情况,通过水动力计算后确定划分的。本锅炉的炉膛水冷壁共有 1110根上升管,其中前后墙各277根,两侧墙各232根,切角部分每个切角各 23根,四只切角共计92根管子。循环回路数包括前墙8个,后墙13个,两侧 墙各为7个,四个切角为20个共计55个回路,每个回路中的管子根数和节流 圈孔径,都是各不相同的,这都是为了确保水循环的绝对安全可靠,使每个 回路都有足够的流量、足够的裕度来适应各种运行工况下的变化。对含汽率 的控制、最小流量的要求以及对发生膜态沸腾点的安全裕度,都作了严格的 计算,对热负荷较高的区域,均采用了内螺纹管。由于本锅炉的水循环是利 用炉水循环泵所产生的压头来进行的,因此循环是绝对安全可靠的。
炉膛水冷壁除炉底、墙式再热器布置部分、延伸侧墙及拱后底采用光管外均 采用内螺纹管。 整个水冷壁沿炉膛高度方向分成上、中、下及底部四段。 水冷壁系统主要管子规格:
在每层水平刚性梁与水冷壁之间灌浇绝热层,以使炉膛四周形成连续绕带, 防止水冷壁管与护板之间产生烟气通道。刚性梁转角处,填以矿物纤维棉绝 热层。 炉膛,水平烟道,垂直烟道的炉墙绝热层是由矿物纤维棉组成,用销钉钉住, 并在转角处用网格多孔金属拉网板固定住,炉墙外护板全部采用梯形铝合金 波纹板。
省煤器简述 省煤器布置于锅炉的后烟井低温过热器下面,两组布置,采用光管蛇形管, 管子规格为Φ51×6mm,材料SA-210 C,共135排,每排由四根并联蛇形套管 组成。顺列布置,横向节距为144mm,纵向节距为102/69mm。省煤器由吊板 和管夹支吊,分别承载于四只省煤器中间集箱下,分四列悬吊,每列再通过 省煤器中间集箱上的64根悬吊管悬吊承载,悬吊管规格为Φ60×10mm,共 256根,材料SA-210 C,悬吊管内的冷却介质来自省煤器。 省煤器入口管道上布置一只Φ457.2mm 的止回阀和一只Φ457.2 mm的电动闸 阀。 为了确保后烟井的烟气分布均匀,在低温过热器入口处后墙包覆管及省煤器 进口处前后墙包覆管上均焊有烟气阻流板,以防止形成烟气走廊,造成局部 磨损。 为防止锅炉尾部振动,在省煤器蛇形管组区域沿宽度方向设置四道防振隔板。
波形板 干燥器
疏水管
连排管
旋风分离器入口 配水管
分离器螺 旋叶片 百叶窗 分离器
汽包的作用如下: 汽包与下降管、水冷壁管连接,组成水循环系统。同时汽包又接受省煤器来 的给水,还向过热器输送饱和蒸汽。所以,汽包是加热、蒸发、过热这三个 过程的连接枢纽。 汽包中存有一定水量,因而有一定的储热能力。 汽包中装有汽水分离、连排等各种设备,用以保证蒸汽品质。 汽包上还装有压力表、水位计、安全阀等附件,用以控制汽包压力、监视锅 内水位,以保证锅炉的安全工作。
下降管: 沿汽包底部长度方向布置有6根大直径下降管将汽包中的炉水流至汇合集箱。 炉水汇合集箱: 在水循环系统中,有六根下降管和三台炉水循环泵,因个数不同,故采取汇 合集箱使下降管与炉水循环泵连接。 采用汇合集箱有下列优点: 可起到炉水循环泵与下降管连接的作用。 下降管中的水通过汇合集箱分配到各炉水循环泵,可均衡炉水循环泵的入口 流量,有利于提高炉水循环泵的运行可靠性。 炉水循环泵 本锅炉共配有三台炉水循环泵,其中投运二台泵即可带BMCR负荷(另一台作 为备用),投运一台泵时可带60%BMCR负荷。通过计算,在BMCR工况下,投 运二台泵和三台泵及在60%MCR工况下投运一台泵时的循环倍率如下:
水循环系统的设备
汽包简述: 汽包直段长26216mm,用钢板卷制而成,内径为Φ1743mm,两端采用球形 封头,包括封头汽包总长28286mm。 汽包筒身上部焊有29只Φ159饱和蒸汽引出管座和87只Φ159汽水引入管座, 并设有辅助蒸汽管座及放气管座。筒身底部焊有6只下降管和3只给水管座。 封头上布置有人孔、安全阀管座6只,左右各3只、8对水位监视用管座,用 于接2只双色水位表及4只水位平衡容器(其中一只满水位),2对备用。封 头上还设有1只连续排污管座、水位校验管座及试验管座。 汽包的正常水位在其中心线以下220mm。运行时通过压差式给水调节器进行 控制、保护和调节。 水位控制保护限定值如下:
省煤器的作用: 省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量加热锅炉给水的设备。采用省煤器后,降 低了排烟温度,提高了锅炉效率,节省了燃料。同时由于提高了进入汽包的 给水温度,减少了因温差而引起的汽包壁热应力,延长了汽包的使用寿命。
下组省煤 器蛇形管
低过蛇形管
省煤器悬吊管, 每个联箱64根 上组省煤器 蛇形管
序 号
项
目
限 定
数
值
1