淺談SP余熱鍋爐的設計

摘 要：文章介紹了一臺SP余熱鍋爐的原理及設計方案，設計特點和預期運行性能。在設計中以用戶前期提供的數據為依據，滿足用戶要求，布置緊湊合理。

關鍵詞：SP余熱鍋爐；性能；特點

1 概述

本鍋爐為窯尾余熱鍋爐（SP爐），設計嚴格執行勞部發《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》[1996]276號和《水管鍋爐受壓元件強度計算標準》GB9222-88以及其他相關技術標準。

2 入爐廢氣特性

3 鍋爐結構簡述

3.1 鍋爐總體布置

本臺鍋爐為露天布置，設有防雨棚等設施以防雨雪侵蝕。本工程有如下特點：立式布置、機械振打、自然循環。整個鍋爐的振打形式為連續式、清灰較為均勻、同時設計有合理的灰斗，避免了因清灰原因造成廢氣中含塵濃度突然增大而引起風機跳停。鍋爐最具特點的地方是采用自然循環方式，省掉了強制循環熱水泵，降低了運行成本，提高了系統可靠性。立式的結構形式，在節約了占地面積的同時，也方便了廢氣管道的布置。

3.2 鍋爐部件組成

鍋爐主要由以下部件組成：防雨棚、入口煙道、出口煙道、平臺樓梯、柱和梁、護板、鍋筒、鍋筒內部裝置、鍋筒支座、過熱器系統、對流管束系統、本體附件、鍋爐范圍內管道、密封裝置、落灰斗、振打裝置等部件組成。

4 鍋爐部件簡介

4.1 鍋爐鋼構架

鍋爐鋼構架作為鍋爐重要的組成部分，是整臺鍋爐不可或缺的。其作用為支撐、吊掛和固定鍋爐受熱面和其余重要部件，并保持鍋爐各部件之間相對位置不變，本工程采用框架結構形式。

鍋爐構架由柱子、橫梁、拉條和平臺樓梯等部件組成。本工程鋼結構部分全部采用焊接方式連接。鍋爐構架按其功能作用可分為三大部分，柱和梁、拉條及支撐和平臺樓梯。柱和梁和拉條承擔鍋爐本體全部的載荷及設計院管道等未知載荷，并將其傳到地基上。構架做成空間框架體系，設有多片立框架，使其具有良好的強度、剛度、穩定性。平臺樓梯的布置以保障通行、檢修為原則。

4.2 柱和梁

整臺鍋爐的鋼構架共布置四根柱，為了方便制造、運輸和安裝，將每根柱子分為二段。柱接頭采用焊接形式連接，梁采用鋼板組焊而成，同時也采用焊接形式同柱連接。

4.3 拉條

拉條是立面的桁架同柱和梁共同組成立面框架，其作用是使鍋爐框架結構成為無側移框架，保證其穩定性，并有效地將水平力傳遞給地基。

4.4 平臺樓梯

本鍋爐在人孔、測溫孔、測壓孔、鍋筒及出口集箱等有閥門儀表的地方均設有檢修平臺，運行平臺采用框架上面鋪設柵架形式的平臺。平臺寬度為800mm。樓梯寬度為640mm，傾角為45°，樓梯踏板采用柵架。欄桿和欄桿柱均采用φ1\"水煤氣管，欄桿柱節距1000～1200mm。

4.5 入口煙道和出口煙道

入口煙道和出口煙道均與設計院管道相連，煙道入口及出口均為護板焊接結構，入口管道連接處安裝非金屬膨脹節以此消除其膨脹量，煙道的框架是由型鋼和鋼板焊接組成。煙道護板分塊發往現場。

4.6 鍋筒

鍋筒外徑為φ1328mm，壁厚14mm，筒身長約為4.7m，鍋筒全長約7m，兩端封頭均設有橢圓形人孔，鍋筒筒體用20g鋼板制造。鍋筒通過兩只滾柱式鍋筒支座支撐在鍋爐前部梁上，受熱狀態可自由的向兩端膨脹，鍋筒兩端安裝有雙向膨脹指示器用來測量其膨脹量。

4.7 過熱器

過熱器逆流錯列、垂直布置在尾部對流煙道內，由受熱面管組組成。每排蛇形管由直徑φ38×3.5mm的管子繞成。過熱器的蛇形管每兩片和T型板固定好，然后通過吊桿固定到構架頂板上。兩根過熱器集箱均通過吊桿吊于頂板上。

4.8 對流管束系統

（1）管束：對流管束逆流錯列垂直布置在對流煙道內，其蛇形管的橫向排數為64排，橫向節距為40mm，縱向節距60mm；前部兩組蛇形管由直徑φ32×3.5mm的管子繞成，后部兩組縱向排數均在外面加肋片蛇形管由直徑φ32×3.5mm的管子繞成。對流管束系統給水分配集箱及各進出口集箱均由Φ219×9的管子制成。

（2）固定裝置：對流管束的蛇形管每兩片和T型板固定好，然后通過吊桿到構架頂板上。八根對流管束集箱均通過吊桿吊于頂板上。

4.9 護板

本鍋爐護板由外護板和護板組成，外護板是由V-125型壓制鋼板制成，護板由型鋼和鋼板焊接而成，護板分塊出廠，工地組裝。

4.10 爐墻

本鍋爐的爐墻厚度為190mm，爐內設置內護板，在內外兩層護板間填充硅酸鋁耐火纖維，內外護板用螺栓連接。

4.11 鍋爐范圍內管道

給水操作臺包括一條主路DN80的和一條旁路DN50兩條給水管路。主路和旁路均裝有相應的截止閥和調節閥，對流管束進出口集箱及過熱器進出口集箱上都有DN20的疏水閥，過熱器出口集箱上有DN10的放氣閥。鍋筒上裝有兩只高讀水位表和一只電接點水位表，并設置了水位自動調節和水位自動報警裝置，以監視和調節鍋筒水位。鍋筒上部有兩只PN2.5、DN80的彈簧安全閥，三只工業用壓力表監視鍋筒壓力。為保證鍋水品質，鍋筒內設有DN32的連續排污管和磷酸鹽加藥管，為防滿水，并設有緊急放水管。集汽集箱上裝有一只PN2.5、DN80的彈簧安全閥并裝有高低讀壓力表各一只，還裝有兩只熱電偶溫度計以監視過熱蒸汽溫度。集汽集箱上還裝有生火及反沖洗管供鍋爐啟動用。過熱蒸汽由單向一側引出。

5 結束語

文章主要介紹了SP余熱的設計原理及結構布置，本工程現已投入運行。鍋爐運行時，應嚴格遵循《蒸汽鍋爐安全監察規程》，及有關操作規程，按章作業，嚴格控制鍋爐壓力、溫度和水位。防止超壓超溫和水位失控，關注窯負荷的變化對鍋爐運行造成的影響及時做出相應的調整，以保證鍋爐的安全運行。本工程現場用戶反應良好，是安全可靠、值得信賴的優良產品。

作者簡介：滕百慧，女，工程師，2006年畢業于佳木斯大學，現從事鍋爐設計工作。