大容量58MW燃天然氣熱水鍋爐的開發

【摘要】本文簡要介紹了與浙大共同開發的大容量58MW燃氣強制循環熱水鍋爐的參數、基本尺寸、結構及其性能特點。

【關鍵詞】熱水鍋爐；燃天然氣；強制循環；兩回程

中國在實施可持續發展戰略中能源和環保問題日益突出燃氣鍋爐由于其自動化程度高，運行管理便捷 、占地面積小、熱效率高等優點，近年來得到高速發展，部分地方政府也已相繼出臺了鼓勵將燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐的補貼政策，更使得燃氣鍋爐產品迎來更大的發展空間 。為適應市場發展的需要我公司與浙江大學合作，共同開發了SZS58-1.6/130/70-Q型，雙鍋筒強制循環燃氣高效熱水鍋爐。

1.鍋爐簡介

本鍋爐為雙鍋筒縱向布置D型爐膛全膜式壁結構、微正壓燃燒的室燃鍋爐。在鍋爐前墻布置1臺燃燒器，爐膛采用全膜式水冷壁結構。上下鍋筒之間布置對流管束，外置節能器。鍋爐外側用壓型板包覆。爐膛內充分燃燒產生的煙氣經對流管束、煙道接口進入節能器，再經煙道從煙囪排出。鍋爐選用世界名牌燃燒器，采用智能化控制系統和先進的強制水循環方式，按室內布置，抗地震烈度≤7度設計。鍋爐水流程為，回水首先進入節能器，然后進入上鍋筒，然后依次流經，前后膜式壁，爐膛左側膜式壁最后水流重新回到上鍋筒，最后熱水從上鍋筒前部引出。

2.鍋爐規范

鍋爐型號：SZS58-1.6/130/70-Q

額定熱功率： 58MW

額定出水壓力： 1.6Mpa

額定出水溫度： 130℃

額定回水溫度： 70℃

鍋爐循環水流量： 829m3/h

鍋爐負荷調節范圍： 30%-100%

排煙溫度： 90.6℃

鍋爐設計效率： 96.2%

鍋爐耗氣量： 6077Nm3/h

鍋爐燃料： 天然氣

低位發熱值： 35715KJ/Nm3

3.鍋爐基本尺寸

爐膛寬度（兩側水冷壁中心線距離）4210mm

爐膛深度（前后水冷壁中心線距離）10290mm

鍋筒中心線標高6000mm

鍋爐最高點標高9500mm

鍋爐寬度11500mm

鍋爐長度14800mm

4.鍋爐結構介紹

4.1上下鍋筒及內部裝置

上下鍋筒規格為?1100×30。兩端設有400×300人孔裝置。鍋筒荷載通過支座的形式傳遞到底座上，支座前部固定，后面兩個滑動，允許向后自由膨脹。上下鍋筒鍋內裝置結構是：均采用隔板分開不同區域的進水與出水，保證強制流動的正常進行。為了防止積氣和積水現象，鍋筒內隔板上開有一些竄氣孔和竄水孔，下鍋筒內設有底部排污裝置。

4.2爐膛

爐膛部分：膜式水冷壁管子為Φ60×5，管子間距為90mm，兩側墻與上、下鍋筒，前后墻與上、下集箱相連。前后墻上、下集箱均為Φ219×10，分別與上、下鍋筒連接，并且每根集箱均有3根Φ159×8的連通管和鍋筒連接，以增大循環水的流通面積，減小水速，降低鍋爐水阻力。爐膛頂部設有4個防爆門，后墻設有觀火孔。在爐膛煙氣轉彎室后墻設有檢修人孔。

4.3對流管束

上、下鍋筒間對流管束為Φ51×3.5的管子，除前5排拉稀錯列布置外，其余全部成順列布置。橫向節距為130mm，縱向節距為90mm。

4.4節能器

為了進一步降低鍋爐排煙溫度，尾部設置了翅片管式節能器。節能器管為Φ51的翅片管，為了提高耐低溫腐蝕性能，材質為ND鋼（09CrCuSb）；節能器采用逆流換熱方式。管束錯列布置。節能器管束集箱為Φ426×10的鋼管制成，下集箱設有疏水管座，上集箱設有排氣管座。節能器底部煙氣出口煙道設有檢修孔。節能器進、出水管道設有旁通管。節能器通過煙道和鍋爐本體連接。

4.5底座

鍋爐底座由槽鋼和鋼制橫梁現場焊接而成，通過3個下鍋筒支座來支撐了整個鍋爐本體。同時設有前、后墻水冷壁集箱支座和爐膛膜式壁支撐，以防止鍋爐本體重量不對稱造成的傾斜。鍋筒的前部支座為固定支座，后部兩個為滑動支座，可以保持鍋爐長度方向的膨脹以前部支座為基準點向后延伸。底座整體和基礎接觸面積大，承重均衡，減小了鍋爐土建的難度和費用。

4.6鋼架和膜式壁剛性梁

鍋爐鋼架以底座為支撐，上鍋筒為過渡連接，主要功能是作為鍋爐外包護板的骨架，同時為了防止因爐內煙氣壓力過大造成膜式壁變形，以鋼架立柱為附著基礎，周圈設置了膜式壁剛性梁，提高了鍋爐運行的安全性。

4.7爐墻、保溫

鍋爐采用全膜式壁結構，鍋爐氣密性可靠。鍋爐保溫采用輕質高效材料，主要材料是膨脹珍珠巖磚和巖棉，對流管束前、后兩側密封處和檢修孔處采用耐高溫的硅酸鋁板。

4.8護板

鍋爐整體護板采用瓦楞板，安裝方便，外形美觀。

4.9平臺扶梯

為了方便安裝、檢修、運行、巡視等需要，鍋爐上鍋筒前、后人孔處以及沿上鍋筒長度均設有平臺扶梯。平臺采用花紋鋼板，并裝設高度不低于100mm的踢腳板。

4.10燃燒設備

鍋爐采用單個燃燒器，布置于爐膛前墻。

5.鍋爐性能特點

5.1鍋爐的水循環特點

鍋爐的水循環采用強制循環。主要是考慮強制循環水速高，保證鍋爐運行安全，由于煙氣橫向沖刷對流管束，冷熱區分界不明顯，強制循環保證了管束內水流動速度安全可靠。

5.2鍋爐煙風阻力及水阻力

鍋爐本體煙氣側總阻力為1695Pa，煙氣量為74700Nm3/h。空氣量為67442Nm3/h。鍋爐本體水阻力為78797Pa。

5.3鍋爐設備負荷變化適應能力強

鍋爐的負荷變化范圍20%～110%。

5.4鍋爐本體形式利于運行檢修

爐膛部分設置檢修孔、觀火孔。在鍋筒人孔、閥門，及各種檢修門處均設置平臺，有利于運行檢修。

5.5鍋爐運行中的安全保證措施

鍋筒設置壓力表，安全閥，排氣閥，煙氣出口設置煙溫測點，省煤器進、出口設置煙溫測點，有利于運行中的安全保證措施。

5.6鍋爐對土建投資及運行費用的影響

鍋爐爐墻結構簡單，安裝方便，土建施工簡單、投資低。由于鍋爐效率高，水阻力小，運行費用低。

5.7燃料的適應性

鍋爐可以燃燒天然氣、城市煤氣、輕柴油等清潔燃料。

5.8強制循環鍋爐停電保護、負荷調整時流量的控制

本鍋爐為全膜式壁全自動燃氣鍋爐，在突然停電時，燃燒器會馬上停機，燃氣閥組會立刻關閉，停止供氣，沒有熱量繼續輸入鍋爐；同時，鍋爐為全膜式壁結構，沒有耐火爐墻，鍋爐蓄熱量小，不需要單獨設置停電保護用循環管以及泄放閥門。停電后只需要打開各回路最高點放汽閥進行放汽操作即可。

6.結語

本產品設計熱效率高于中華人民共和國機械行業標準JB/T10094-2002《工業鍋爐通用技術條件》所推薦熱效率（燃氣90%）6.2個百分點，比《鍋爐節能技術監督管理規程》中所規定熱效率的目標值即節能產品（燃氣94%）高出2.2個百分點達到國家級節能產品。已經達到GB24500《工業鍋爐能效限定值及能效等級》最高1級水平，該鍋爐對于工業鍋爐廠家具有社會和經濟雙重效益。