浅谈ZG58—1.6/130/70—M煤粉锅炉的特性

能立 王欣然 薛东晓

摘 要：文章阐述了58MW煤粉锅炉的结构形式、参数特点。

关键词：煤粉锅炉；结构；特点

近年来，随着工业技术的发展，以节能和环保为主题的技术升级改造如火如荼，产生了高效、环保的煤粉热水锅炉。煤粉热水锅炉以其高效节能、污染物粉尘、NOX、SO2排放量少、锅炉房占地小、粉尘污染小、整机投资小的优势，得到了国家及有关地方政府的扶持和推广。以ZG58-1.6/130/70-M煤粉热水锅炉为例，介绍下此种锅炉的特点。

1 概述

锅炉为单锅筒横置式强制循环，平衡通风、固态排渣、全钢架π型布置。炉膛采用模式水冷壁，尾部竖井烟道内布置对流管受热面，对流管受热面下方布置空气预热器。运转层设在7m标高平台。为节约投资费用和减少锅炉房用地，同时考虑环保要求，本煤粉锅炉不采用炉前制粉方式，选用集中供粉式流程。采用可调径向浓淡旋流煤粉燃烧技术，采用低温和空气分级供风的燃烧技术能够显著抑制NOX的生成，其灰渣活性好，具有较高的综合利用价值，因而它更能适合日益严格的国家环保要求。

2 设计参数及依据

锅炉设计时，确定以下列数据作为设计依据。

（1）额定热功率： 58MW

（2）额定蒸汽压力： 1.6MPa

（3）回水温度： 70℃

（4）出水温度： 130℃

（5）排烟温度： 135℃

（6）冷空气温度： 20℃

（7）二次风温度： 300℃

（8）锅炉热效率： 90%

3 鍋炉结构简介

锅炉的水循环采用强制循环系统，回水先进入布置在炉前的回水总管，再由各连管分配给四周膜式壁下集箱，四周膜式壁中水并联上升，经炉膛加热后，进入上集箱，再由各集箱上的引出管引入锅筒，从锅筒引出两根连接管将水引入对流管受热面下集箱，经过两组对流受热面的家人，最后将合格的热水由炉顶引出。锅炉采用强制循环系统，炉膛中的介质为全上升流动，且水速大于0.57m/s，充分保证了锅炉水动力的稳定性和水流速的单值性。在对流受热面处，两级受热面之间装有混合集箱，且通过集箱间连接管的交叉引入，充分消除热力偏差。

锅炉烟风流程：冷空气——空气预热器——热风管道——煤粉燃烧器——燃烧室烟气上升——燃尽冷却室——凝渣管——转向室——对流受热面——空气预热器——烟气排除。

3.1 燃烧设备

锅炉的燃烧设备选用径向浓淡煤粉旋流低氮燃烧器，共设置4台，采用前墙布置方式，分两层布置。一次风采用冷风正压送粉系统，二次风采用空预器出口的热风。燃烧器的布置、设计不允许有火焰直接冲刷水冷壁和结焦现象，不允许燃烧器出口及附近水冷壁有结焦现象，以保证锅炉安全经济连续稳定的运行。

煤粉锅炉的核心技术是煤粉的燃烧技术。设计采用煤粉锅炉燃烧的径向浓淡旋流煤粉燃烧器，即低NOX燃烧器。

3.2 锅筒及锅内装置

锅炉的锅筒横向布置，锅筒直径为1400mm，壁厚为18mm，筒体直段部分长度为11720mm，采用材料为20g。在锅筒两端封头上各开一个人口以供检修，锅炉运行时为满水操作。锅炉水灾要求给水应澄清，清澈无色，补给水和循环水品质应符合相关规定。

3.3 炉膛和水冷壁

锅炉炉膛采用膜式水冷壁全密封结构，膜式水冷壁由Φ60*4的管子和20*4的扁钢通过膜式水冷壁专用设备双面焊接而成，膜式水冷壁节距为80mm。为改善炉内烟气的充满度和对流受热面的冲刷，后水冷壁上部设计成折焰角。折焰角伸入炉膛1500mm，占炉膛深度30%。后水冷壁集箱内与直管相连接处装有节流圈，以使弯管和直管达到合理的流量分配。后水冷壁上部四分之三的管子在炉膛出口处拉稀形成凝渣管。前后水冷壁在炉膛下部向内弯曲成冷灰斗。冷灰斗处的水冷壁管和支持结构应能承受大块焦渣的坠落撞击和异常运行时焦渣大量堆积的荷重。

炉膛采用全焊接式的膜式水冷壁，保证炉膛严密性，鳍片宽度应能适应运行的工况。锅炉出口设置防爆门，具有先进的防爆措施，炉膛的设计压力和抗爆能力应符合相关标准要求。

水冷壁管内的工质分配和受热应均匀，防止发生水循环不良现象。对水冷壁管子及鳍片应进行温度和应力验算，无论在锅炉启动、停炉和各种负荷工况下，水冷壁受压件的温度均应低于钢材的许用值，应力水平亦应低于许用应力。水冷壁上应设置必要的观测孔、热工测量孔、打渣孔、人孔、吹灰孔及布置相应的平台。水冷壁和灰渣斗接洽处应有良好的密封结构，以保证水冷壁能自由膨胀。水冷壁的放水点应装在最低处，保证水冷壁管及其集箱内的水能放空。

3.4 对流受热

对流受热面采用光管式。分上、下2级，采用顺列布置。采用Φ32*3mm管子，材料为20g。下级受热面采用支撑式，由支撑架支撑在钢架上，上级受热面采用悬吊式，由自身拉出的悬吊管吊挂。

每组件上面两排管子上均设有防磨盖板，弯头上装有防磨罩。各管组之间均留有人孔门，以供检修之用。

3.5 空气预热器

结构为钢管式空气预热器，由管板和烟管组成。每级空气预热器及相应的连通箱均采用全焊接的密封框架，以保其严密性。

4 锅炉吹灰

在炉膛设有相应的吹灰孔。凝渣管前下方、炉膛四周预留12个吹灰器孔。在尾部对流受热面及空预器共预留8个吹灰器孔。

5 除渣装置

除渣可采用机械或人工除渣。

6 锅炉控制及安全保护系统

锅炉采用自动控制系统，具体功能包括数据的采集和整理，锅炉运行的控制及调节，故障的显示及连锁保护等。可靠的控制系统达到安全经济运行效果。

设置安全阀，锅炉进水压力显示和失压报警。锅炉进水温度显示、出水温度显示及超温报警。锅炉出水压力显示。负压显示包括炉膛出口、空气预热器前后及引风机进口负压。鼓引风机风门的遥控和开度显示以及引风机的电流显示。循环泵突然停止运转时，自动切断鼓引风机的装置。同时，锅筒上部设有安全阀和排气阀，以便升火前加水和停电后放汽保护。

7 结束语

锅炉采用可调径向浓淡旋流煤粉燃烧技术，采用低温和空气分级供风的燃烧技术能够显著抑制NOX的生成，其灰渣活性好，具有较高的综合利用价值，因而它更能适合日益严格的国家环保要求。

参考文献

[1]车德福，庄正宁，李军，等.锅炉[M].西安：西安交通大学出版社，2004.

[2]北京锅炉厂设计科译.锅炉机组热力计算标准方法[M].北京：机械工业出版社，1976.

[3]林宗虎，徐同模.实用锅炉手册[M].北京：化学工业出版社，2009.

[4]工业锅炉设计技算方法编委会.工业锅炉设计计算方法[M].北京：中国标准出版社，2005.

作者简介：能立（1985-），男，主要从事锅炉设计工作。