黄台锅炉设计说明书F0310BT001Q061

山东黄台发电有限公司2×350MW超临界锅炉

HG-1146/25.4-PM1型 超临界直流锅炉说明书

（锅炉本体和构架） 编号: F0310BT001Q061

编写: 校对: 审核: 审定： 批准:

哈尔滨锅炉厂有限责任公司

前 言

本说明书对鲁能黄台发电有限公司2×350MW机组超临界直流锅炉主要设计参数、运行条件及各系统部件的规范进行了说明，并介绍了本工程作为350MW超临界本生直流锅炉的主要技术特点。

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目 录

1、锅炉容量及主要参数 ..................................................................................... 3 2、设计依据 ......................................................................................................... 4 2.1 燃料 ........................................................................................................ 4 2.2 点火及助燃油 ........................................................................................ 5 2.3 自然条件：见技术协议........................................................................ 5 3 锅炉运行条件 ................................................................................................. 8 4 锅炉设计规范和标准 ..................................................................................... 8 5 锅炉的特点 ..................................................................................................... 9 6 锅炉整体布置 ................................................................................................11 7 汽水系统（汽水流程图见附图01-05～10） ............................................ 12 8 热结构 ........................................................................................................... 12 9 炉顶密封和包覆框架 ................................................................................... 26 10 烟风系统 .................................................................................................... 31 11

钢结构（冷结构） .................................................................................... 31

12 吹灰系统和烟温探针 ................................................................................ 33 13 锅炉疏水和放气（汽） ............................................................................ 34 14 水动力特性 ................................................................................................ 34 附图: .................................................................................................................... 36

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鲁能黄台发电有限公司的2台350MW锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司自主开发设计、制造的超临界350MW锅炉。锅炉炉型是HG-1146/25.4-PM1型，为一次中间再热、超临界压力变压运行直流锅炉，单炉膛、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型布置（见附图01-01～04），采用不带再循环泵的大气扩容式启动系统。锅炉岛为露天布置。设计煤种为贫煤。

采用中速磨正压直吹式制粉系统，每台炉配5台中速磨煤机，在BMCR工况下，4运1备。

锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，共布置5层燃烧器（前3后2），每层布置4只，共20只低NOX轴向旋流燃烧器。

锅炉以最大连续出力工况（BMCR）为设计参数。在任何4磨煤机运行时，锅炉能带BMCR负荷。

1、锅炉容量及主要参数

名 称 过热蒸汽流量 过热器出口蒸汽压力 过热器出口蒸汽温度 再热蒸汽流量 再热器进口蒸汽压力 再热器出口蒸汽压力 再热器进口蒸汽温度 再热器出口蒸汽温度 省煤器进口给水温度 单位 t/h MPa(g) oBMCR 1146.3 25.4 571 916.4 4.59 4.4 322.5 569 291 BRL 1091.7 25.28 571 870.2 4.35 4.18 317.1 569 287.4 C t/h MPa(g) MPa(g) oooC C C 3

2、设计依据

2.1 燃料

1) 煤质分析资料如下：

煤种（设计煤种按黄台实际煤质进行设计，表中煤质为黄台实际煤质情况）

名 称 收到基碳份 收到基氢份 收到基氧份 收到基氮份 收到基全硫份 收到基灰份 全水份 空气干燥基水份 干燥无灰基挥发份 收到基低位发热量 哈氏可磨性系数 冲刷磨损指数 煤中游离二氧化硅 灰变形温度 灰软化温度 灰半球温度 灰流动温度 二氧化硅 三氧化二铝 三氧化二铁 氧化钙 氧化镁 氧化钾 氧化钠 三氧化硫 二氧化钛 符号 Car Har Oar Nar St,ar Aar Mt Mad Vdaf Qnet,ar HGI Ke SiO2(F)ar DT ST HT FT SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 TiO2 单位 % % % % % % % % % kJ/kg % ℃ ℃ ℃ ℃ % % % % % % % % % 设计煤种 54.50 2.60 5.02 0.91 1.80 27.87 7.3 1.58 18.65 20.51 70 5.11 4.60 1350 1400 1450 >1500 52.48 28.25 6.21 4.94 0.50 1.54 0.43 3.07 0.95 校核煤种 49.07 2.41 5.35 1.02 2.20 31.45 8.5 1.65 16.79 18.55 62 8.32 10.37 1230 1240 1260 1280 52.73 19.57 6.75 9.32 1.23 1.78 0.59 4.72 0.72

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2.2 点火及助燃油

锅炉点火及助燃油为0号轻柴油，按国家标准其特性如下： 运动粘度(20℃时) 实际胶质 酸度 硫含量 水份 机械杂质 凝固点 闭口闪点

低位发热值Qnet.ar 2.3 自然条件： 2.3.1工程概况

山东黄台火力发电厂位于济南市东郊，始建于1958年9月，是山东电网主力电厂之一，也是省内第一座高温高压火力发电厂。目前，该厂#1—#6机组已经改造成供热机组，具有720t/h的供热能力，负责济南市东部大部分城区热用户的供热。

本期工程在电厂老厂厂区建设2×350MW燃煤供热机组，替代现有#1--#6供热机组。

2.3.1.1厂址条件

本工程拟建厂区位于黄台电厂内，黄台电厂位于济南市东北郊，距市中心区约10km，处于济南的东部产业带内。西为山东农业研究院，东临大辛庄和小辛庄，工业北路在厂区北围墙外500m处通过，胶济铁路在厂区南面东西贯穿而过。厂区南北宽约550m（不包括水塔区），东西长1000m。

建设场地地形平坦，地势略呈南高北低向北倾斜之势，地面高程27.51～31.34m。 拟建厂区的工程场地的场地土类型为中软场地土，工程场地的建筑场地类别为Ⅱ类；地震基本烈度为6度（平均土条件下的地震基本烈度为6.3度），地震动反应谱特征周期为0.45s。

建设场地上覆地层由第四系人工填土（Q4S）、全新统洪积冲积层（Q4pl+al）和上更新统冲积层（Q3pl+al）构成，岩性主要为杂填土、素填土、黄土状粉土、粉质粘土、粘土、卵石。第四系覆盖层厚度25.30～＞40.35m；下伏基岩地层为中生界燕

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3.0～8.0mm2/s ＜70mg/100ml ＜10 mgKOH/100ml ＜0.5% 痕迹 无 ≯0℃ 不低于55℃ 46158 kJ/kg

山晚期侵入岩（δ5），岩性为辉长岩。

建设厂址区的地下水类型为第四系孔隙潜水。地下水稳定水位埋深为1.70～3.60m，相应高程为24.89～28.74m，地下水年变化幅度1.50～2.00m。地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

厂址处地面高程在27.51～31.34m之间，100年一遇设计洪水位为27.20m。 2.3.1.2运输

公路运输

电厂公路运输十分便利，工业北路在厂区北围墙外500m处通过，电厂进厂主干道直接接自工业北路。工业北路为济南市北部主要交通干道，直接与绕城高速相接。电厂东西两侧均设有货物出入口，货运道路均与工业北路相连。

铁路运输

济南市是重要的铁路交通枢纽，位于京沪线、胶济线、邯济线三大铁路干线交汇点，枢纽内有桥党线、B1线、B2线、津胶联络线、水白线，已经形成环形枢纽。桥党线自桥南线路所至党家庄站， B1线、B2线自济南西站至董家庄站，津胶联络线自北园站至济南东站，水白线自水屯站至济南南站。胶济线西接济南，东至烟台，黄台站现为胶济线上的一个货物交接站，又是黄台电厂的接轨站。 2.3.2气象条件

济南市地处中纬度地带，属于北温带亚湿润大区鲁淮区。春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季严寒干燥。济南市东、西、南三面环山，北面是黄河，且黄河在下游山东段是高出地面的地上“悬河”，其特殊的地形决定了济南市“冬冷夏热”的气候特点。多年平均降水量670.5mm，全年盛行西南风，年平均风速3.1m/s，冬季主导风向为东北风；夏季主导风向为西南风。

济南气象站1951～1999年共49年的系列进行统计，各气象要素分述如下： ⑴ 气压

累年年平均气压为1010.0hPa；

累年年平均最高气压为1011.9hPa，（1981～1999）； 累年年平均最低气压为1006.9hPa，（1981～1999）；

累年年极端最高气压为1039.9hPa，发生 1981.12.2；（1981～1999）； 累年年极端最低气压为979.2hPa，发生 1999. 8.7；（1981～1999）；

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⑵ 气温

累年年平均气温为14.5℃； 累年年平均最高气温19.5℃； 累年年平均最低气温10.1℃。

累年极端最高气温42.5℃，发生于 1955.7.24； 累年极端最低气温 –19.7℃，发生于 1953.1.17。 ⑶ 降水量

累年年平均降水量为670.5mm；

累年年最大降水量为1160.0mm，发生于1962年； 累年年最小降水量为320.7mm，发生于1968年；

累年最大1日（或24小时）降水量298.4mm，发生于1962.7.13； 累年最大1小时降水量为101.9mm，发生于1987.8.27； 累年最大10分钟降水量为33.0mm，发生于1976.7.26； 累年连续一次最大暴雨量270.0mm，发生于1987.8.26～27；

累年连续最长降雨天数13天，相应雨量为204.2mm，发生于1974.8.3～15； ⑷ 风

累年平均风速 2.3m/s。

累年最大风速为33.3m/s，风向为W，发生于1951年7月21日。 累年全年主导风向为NE，相应频率为12％。 累年冬季主导风向为NE，相应频率为13％； 累年夏季主导风向为NE，相应频率为12％； ⑸ 相对湿度

累年平均相对湿度为58%；

累年最小相对湿度为0%，出现8年6个月8天； ⑹ 蒸发量

累年平均蒸发量为2301.7mm；

累年最大蒸发量为3179.3mm，发生于1955年； 累年平均蒸发量为1778.4mm，发生于1964年； ⑺ 冻土、积雪（1951～1996年）

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累年最大冻土深度为44cm，发生于1968年2月4天； 累年一般冻土深度为27cm；

累年最大积雪深度为22cm，发生于1993年11月20日； 累年一般积雪深度为7cm。 ⑻天气日数

累年平均雷暴日数为25.4天；

累年最多雷暴日数为42天，发生于1990年； 累年平均雾日数为18.4天；

累年最多雾日数为40天，发生于1964年； 累年平均积雪日数为12.5天； 累年平均大风日数为33天；

累年最多大风日数为79天，发生于1960年； 累年平均日照时数为2631.2小时；

累年最多日照时数为2992.1小时，发生于1965年； 累年最多沙尘暴日数为7天，发生于1952年。

3 锅炉运行条件

3.1 锅炉带基本负荷并参与调峰。调峰范围40%～100%BMCR。 3.2 锅炉采用定─滑─定的变压运行方式。

3.3 锅炉能适应设计煤种和校核煤种。燃用设计煤种，负荷为额定蒸发量时，锅炉保证热效率（按低位发热值）为92.5%。

3.4 在全部高加停运时，锅炉的蒸汽参数能保持在额定值，各受热面不超温，蒸发量也能满足汽轮机在此条件下达到额定出力。

3.5 锅炉在燃用设计煤种，最低稳燃负荷35%BMCR时，不投油长期安全稳定运行，并在最低稳燃负荷及以上范围内满足自动化投入率100％的要求。锅炉设计最低直流负荷为：30%BMCR。

4 锅炉设计规范和标准

可执行下列标准： AISC AISI

美国钢结构学会标准 美国钢铁学会标准

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ASME ASTM AWS IEC

美国机械工程师学会标准 美国材料试验标准 美国焊接学会 国际电工委员会标准 国际电气电子工程师学会标准 国际标准化组织标准 北美电气可靠性协会 美国防火保护协会标准

IEEE ISO

NERC NFPA

《多燃烧器锅炉炉膛防爆/内爆标准》 DIN GB SD DL JB

德国工业标准 中国国家标准 （原）水利电力部标准 电力行业标准 机械部（行业）标准

原电力部《火力发电厂基本建设工程起动及竣工验收规程》1996版 原电力部《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》DL5053-1996 原电力部《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）DL/T5047-95 原电力部《火电工程起动调试工作规定》

原电力部《电力工业锅炉压力容器监察规程》DL612-1996 劳动部《蒸汽锅炉安全技术监察规程》1996版

原能源部《防止火电厂锅炉四管爆漏技术守则》1992版 国家电力公司《火力发电厂设计技术规程》DL5000-2000 劳动部《压力容器安全技术监察规程》1999版

原电力部《火力发电厂燃煤电站锅炉的热工检测控制技术导则》DL/T589-1996 国家标准《水管锅炉受压组件强度计算》GB9222-88 国家标准《钢结构设计规范》GBJ17-88

《特种设备安全监察条例》（国务院令第373号）

5 锅炉的特点

技术特点

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主要技术特点如下： 1）良好的变压、备用和启动性能

锅炉下部炉膛水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，在各种负荷下均有足够的冷却能力，并能有效地补偿沿炉膛周界上的热偏差，水动力特性稳定；采用二只启动分离器，壁厚较薄，温度变化时热应力小，适合于滑压运行，提高了机组的效率，延长了汽机的寿命。

2）燃烧稳定、温度场均匀的墙式燃烧系统

墙式燃烧系统的旋流燃烧器具有自稳燃能力和较大的调节比，在炉膛中布置的节距较大，相邻的燃烧器之间不需要相互支持；墙式燃烧系统的燃烧器布置为对称方式，沿炉膛宽度方向的热量输入均匀分布，因而在上炉膛及水平烟道的过热器、再热器区域的烟气温度也更加均匀，避免高温区受压元件的蠕变和腐蚀，有效抑制结渣。 3）经济、高效的低NOX轴向旋流燃烧器

截止目前，已有近1000只旋流燃烧器在各地使用，其不仅能够高效、稳定地燃烧世界各地的多种燃煤，而且已经作为一种经济实用的手段来满足日益严格的降低NOx排放的需要。 4）高可靠性的运行性能

哈锅依据已经投运的超临界和超超临界锅炉的锅炉设计、制造经验，在燃烧等方面的研究和应用上进行了大量工作，已投运的机组积累了大量的调试和研究数据，哈锅据此设计开发出了350MW超临界贫煤锅炉，保证机组具有较高的可用率和可靠性，满足用户的各种技术要求。 结构特点

1）本锅炉中、下部水冷壁采用螺旋管圈，上部水冷壁采用一次上升垂直管屏，二者之间用过渡集箱连接。螺旋管圈的同一管带中的各管子以相同方式从下到上绕过炉膛的角隅部分和中间部分，水冷壁吸热均匀，管间热偏差小，使得水冷壁出口的介质温度和金属温度非常均匀。因此，螺旋管圈水冷壁更能适应炉内燃烧工况的变化。 2）在螺旋管圈水冷壁部分采用可膨胀的带焊接式张力板垂直刚性梁系统，下部炉膛和冷灰斗的荷载传递给上部垂直水冷壁，保证锅炉炉膛自由向下膨胀。

3）布置于上炉膛的屏式过热器采用夹块固定和冷却间隔管，不仅使管屏平整，而且有利于不同管材沿炉膛高度方向的自由膨胀。

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4）省煤器为H型鳍片管省煤器，传热效率高，受热面管组布置紧凑，烟气侧和工质侧流动阻力小，耐磨损，防堵灰，部件的使用寿命长。

5）燃烧器喉口设计采用水冷壁让管加强喉口冷却，并采用高导热性的、光滑的碳化硅砖敷设喉口表面，以降低燃烧器喉部耐火层表面温度，抑制燃烧器区域的结焦。 6）高温受热面采用小集箱和短管接头的结构型式，集箱口径小，壁厚薄，降低了热应力和疲劳应力，提高了运行的可靠性。

7）锅炉尾部采用双烟道，根据再热汽温的需要，调节省煤器出口烟道的烟气挡板来改变流过低温再热器和低温过热器的烟气量分配，从而实现再热汽温调节。

6 锅炉整体布置

本锅炉采用π型布置，单炉膛，尾部双烟道，全钢架，悬吊结构，燃烧器前后墙布置、对冲燃烧。炉膛断面尺寸为15.287m宽、13.217m深，水平烟道深度为4.747m，尾部前烟道深度为5.06m，尾部后烟道深度为5.98m，水冷壁下集箱标高为6.5m，顶棚管标高为59.0m。

锅炉的主汽系统以内置式启动分离器为界设计成双流程，从冷灰斗进口一直到标高39.0m的中间混合集箱之间为螺旋管圈水冷壁，再连接至炉膛上部的水冷壁垂直管屏和后水冷壁吊挂管，然后经下降管引入折焰角、水平烟道底包墙和水平烟道侧墙，再引入汽水分离器。从汽水分离器出来的蒸汽引至顶棚和包墙系统，再进入低温过热器中，然后再流经屏式过热器和末级过热器。

再热器系统分为低温再热器和高温再热器两段布置，中间无集箱连接，低温再热器布置于尾部双烟道中的前部烟道，高温再热器布置于水平烟道中逆、顺流混合与烟气换热。

水冷壁为全膜式焊接水冷壁，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管屏，上部水冷壁为垂直管屏，螺旋管屏和垂直管屏的过渡点在标高39.2m处，转换比为1:3。从炉膛出口至锅炉尾部，烟气依次流经上炉膛的屏式过热器、折焰角上方的末级过热器、水平烟道中的高温再热器，然后至尾部烟道中烟气分两路：一路流经前部烟道中的立式和水平低温再热器，另一路流经后部烟道的低温过热器、省煤器，最后进入下方的两台三分仓回转式空气预热器。

锅炉的启动系统为不带再循环泵的大气扩容式启动系统，内置式启动分离器布置在锅炉的前部上方，其进口为水平烟道侧墙出口和水平烟道对流管束出口连接管，下

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部与贮水箱相连。当锅炉处于启动或低负荷运行时（30%BMCR以下），来自水冷壁的汽水混合物在启动分离器中分离，蒸汽从分离器顶部引出，进入顶棚包墙和过热器系统，分离下来的水经分离器进入贮水箱中。经贮水箱出口的溢流管路排入扩容器，经扩容后排到下面的疏水箱，经疏水泵回收。

过热器主要采用煤水比调温，并设两级喷水减温器，一级减温器布置在低温过热器和屏式过热器之间，二级减温器布置在屏式过热器和末级过热器之间，每级两点。再热蒸汽采用尾部烟气挡板调温，并在再热器入口管道备有事故喷水减温器。

制粉系统采用中速磨正压直吹系统，每炉配5台磨煤机，在4台磨煤机运行时能带额定负荷。每台磨煤机供布置于前墙或后墙同一层的燃烧器，前墙布置3层后墙2层，每层布置4只。在煤粉燃烧器的上方前、后墙各布置2层燃烬风，每层有4只风口。

锅炉布置有42只炉膛吹灰器，22只长伸缩式吹灰器布置于上炉膛、水平烟道和尾部烟道内，空气预热器吹灰器，吹灰器由程序控制。在水平烟道的高温再热器入口两侧各装设一只烟气温度探针，在下炉膛设置了炉膛监视闭路电视系统的摄像头用于监视炉膛燃烧状况。

锅炉除渣采用采用风冷式干渣机，装于炉膛冷灰斗下部。

7 汽水系统（汽水流程图见附图01-05～10）

7.1 给水管道

从高加出口引来的锅炉主给水管道布置在锅炉构架内的左侧、31.0m的标高处，规格为φ406mm×45mm，材料为WB36。在给水操纵台上的主给水管道上布置有一只电动闸阀和一只止回阀，电动闸阀并联有一只旁路调节阀，调节阀的通流能力为30%BMCR，满足锅炉启动和最低直流负荷（本生负荷）的需要。此调节阀主要用于锅炉启动阶段的给水调节。当主给水闸阀全开后，旁路调节阀关闭。

在给水操纵台后的主给水管道上有过热器减温水总管和一只用于测量省煤器入口水流量的长颈喷嘴。

长颈喷嘴用来测量进入省煤器中给水总流量，并保证这个流量一直等于或大于本生流量（30%BMCR），由于此流量的测量来自一个单独的流量测量装置，测量和控制方法简单可靠，并可保证有足够的测量精度。

主给水管道在39.0米标高处与φ324mm×50mm，WB36的省煤器入口集箱相连

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接。

7.2省煤器及出口连接管

在尾部的后烟道内低温过热器下布置有省煤器管组。省煤器采用H型双肋片管。肋片间节距均为25mm，基管规格为φ51mm×6.5MWTmm，材质为SA-210C；肋片尺寸为3mm?100mm×235mm，材质为酸洗碳钢板。

省煤器采用顺列布置的结构形式（见附图），纵向节距为120mm，纵向排数为16排；横向节距为115mm，横向排数为130排，管组宽度为15256mm；管组有效深度为5300mm。

省煤器出口集箱规格为WB36，φ324×50，设有放气管，设置有一只电动截止阀。当任何燃烧器点火时此阀门关闭，一旦出现炉膛内无火焰，此阀门将立即打开，该管路除用于锅炉上水时排放空气外，另一目的是在锅炉点火之前将省煤器中产生的蒸汽排出，避免蒸汽进入水冷壁管中影响水动力的安全。

与省煤器出口集箱相连的是φ406×50的连接管，将省煤器中被加热的水引入水冷壁下集箱，下降管在标高8.2m处又分成两根φ324×40的小下降管，并分别引至炉膛冷灰斗处的两侧与φ457×75的分配集箱连接。每根下降管分配集箱引出11根φ114×20的连接管分别与水冷壁入口前、后集箱连接。

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7.3水冷壁、折焰角和水平烟道包墙

水冷壁、折焰角和水平烟道包墙均为管子加扁钢焊接成的膜式管屏。

给水经省煤器加热后进入规格为φ219×45mm、材料为SA-106C的水冷壁下集箱（其标高为6.5m），经水冷壁下集箱再进入水冷壁冷灰斗。冷灰斗的角度为55°，下部出渣口的宽度为1429mm。灰斗部分的水冷壁由前、后水冷壁下集箱引出的328根直径φ38mm、壁厚为7.3mm 、材料为15CrMoG 、节距为53（52.79）mm的光管组成的管带围绕成。经过灰斗拐点（标高为14.9177m）后，管带以17.893°的螺旋倾角继续盘旋上升，由328根直径φ38mm、壁厚为6.5MWTmm 、材料为15CrMoG 、节距为53（52.79）mm的内螺纹管组成的管带围绕成。。在炉膛的四角，螺旋管屏以250mm的弯曲半径进行弯制。螺旋管屏上升过程中，将绕过前墙三层后墙二层的煤粉燃烧器和各二层的燃烬风喷口，燃烬风喷口布置在煤粉燃烧器上方，每层燃烧器为4只，每层燃烬风喷口为4只。

螺旋管圈水冷壁在标高39.0m处通过规格为φ219×60、材料为15CrMoG的中间集箱转换成垂直管屏。相邻的中间集箱均用1根φ83×15的压力平衡管连接。垂直管屏由988根φ31.8×6.2mm、材料为12Cr1MoVG、节距为57.5mm的管子组成。前、后墙垂直管屏各由265根管子组成，两侧墙管屏各由229根管子组成。前墙和两侧墙垂直管屏上升并与位于顶棚上方的出口集箱相连接，后墙垂直管屏上升与标高45.536m的φ273×60后水吊挂管入口集箱相接，此集箱引出65根φ63.5×14的吊挂管至标高60.050m的吊挂管出口集箱。

在运行过程中为监控水冷壁的壁温，在螺旋水冷壁管出口装设了56个壁温测点，在前、侧墙垂直管屏和后水吊挂管出口共装设了77个壁温测点。

前、侧垂直管屏出口集箱和吊挂管出口集箱分别引出8根、10根和6根共24根φ168×35的引出管与上炉膛两侧的各1根φ559的下降管相连。下降管向下再向后在折焰角后标高46.081m处汇合成折焰角入口汇集集箱。从折焰角入口汇集集箱引出24根φ114×20和4根φ168×30的连接管分别与φ273×60折焰角入口集箱和φ219×45水平烟道侧包墙入口集箱相接。

折焰角由265根φ44.5×8.5、节距为57.5mm的管子组成，其穿过后水吊挂管形成水平烟道底包墙，然后形成纵向4排节距为100mm、横向65排节距为230mm的水平烟道管束与出口集箱相连。水平烟道侧墙由80根φ44.5×7.0、节距为115mm的

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中间混合集箱结构简图

管子组成，其φ219×45的出口集箱与φ219×45的水平烟道管束出口集箱共引出12根φ168×30的连接管与2只启动分离器相连接。 7.4启动系统

启动系统为内置式不带再循环泵的大气扩容式系统。锅炉负荷小于30%B-MCR直流负荷时，分离器起汽水分离作用，分离出的蒸汽进入过热器系统，水则通过连接管进入贮水箱，经溢流管路排入疏水扩容器中。锅炉负荷在30%BMCR以上时，分离器呈干态运行，只作为一个蒸汽的流通元件。启动系统按全压设计。

启动系统由如下设备和管路组成：1）启动分离器及进出口连接管；2）贮水箱；3）溢流管及溢流阀；4）疏水扩容器、疏水箱及疏水泵（非哈锅供货范围）；5）溢流管暖管管路；6）压力平衡管路；7）过热器二级减温水旁路。

启动分离器为立式筒体，共2只，布置在锅炉前部的上方，距前水冷壁的中心线距离为3.575m，分离器间的距离为5.52m。分离器外径为φ610mm，壁厚为75mm，筒身高度为8.363m，材料为WB36。从水平烟道侧包墙和管束出口集箱出来的介质经6根下倾15°的切向引入管在分离器的顶端引入，在本生负荷下汽水混合物在分离器内高速旋转，并靠离心作用和重力作用进行汽水分离。在分离器内的中部偏上位置布置有脱水装置，其作用是消除介质旋转和向下的动能，使分离器及与之相连的贮水箱中的水位稳定。在分离器的底端布置有水消旋器并连接一根φ324×50出口导管，将分离出来的水引至贮水箱；在分离器的上端布置有蒸汽消旋装置并连接1根φ324×50出口导管，每根出口导管通过6根φ219×35的顶棚入口集箱连接管将蒸汽引至顶

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棚过热器入口集箱。每只分离器通过两根吊杆悬吊在锅炉顶板上。

贮水箱数量为1只，也是立式筒体，外径为φ610mm，壁厚为75mm，筒身高度为10m，材料为WB36，在其下部共有2根来自分离器的径向连接管分两层引入分离器的疏水。

本工程贮水箱和2只分离器平行、并联布置，因此分离器和分离器出水管都提供一定的有效贮水容积，使得贮水箱的体积相对减小。由于贮水箱和分离器并联可能因相互间的压力不均衡而引起各自的水位波动，因此在贮水箱上部引出2根φ76×12.5的压力平衡管与分离器相连来保持压力的平衡。

贮水箱溢流管路由两只并联的相同容量的溢流调节阀组成，在锅炉启动时，根据贮水箱水位的高低顺序打开或关闭阀门。

在锅炉启动过程中，首先通过给水泵和溢流管路调节阀的配合，建立稳定的水循环，然后点火。在燃烧器附近的高热负荷区，水冷壁管内的工质首先被加热汽化，体积迅速膨胀，并在短时间内将产汽点后的水挤出，这个过程被称作汽水膨胀或渡膨胀。确保将渡膨胀期间的疏水顺利排出，以便锅炉能够顺利启动是锅炉启动系统的另一项主要功能。

本工程溢流管路容量的设计已充分考虑到锅炉正常启动疏水、渡膨胀期疏水等各种工作条件的要求并有较大裕量。另外，建议在渡膨胀前，将贮水箱水位控制在低点附近（~2.85m），扩容器下面的凝结水箱的水位均也应置于低点，以便接收渡膨胀期间大量的疏水，充分保证启动过程的顺利完成。另外，锅炉启动时的系统压力，炉膛燃烧率的大小以及升负荷速度等对渡膨胀期间的疏水量和时间均有较大影响。

经过渡膨胀阶段后，水冷壁内的工质均匀产汽开始蒸发，水冷壁出来的汽水混合物在分离器中进行汽水分离，分离出来的饱和蒸汽进入过热器系统被继续加热。而其余的饱和水则通过连接管排入贮水箱，经溢流管路排入扩容器。随着锅炉负荷的增加，水冷壁的产汽量越来越大，贮水箱的水位也随之逐渐下降，溢流管路上的疏水调节阀逐渐关小。

当负荷增加到本生负荷时，贮水箱水位降到最低，溢流管路调节阀关闭，锅炉由再循环模式转入纯直流状态下运行，此时给水流量与蒸汽流量相匹配。

在锅炉直流运行时，为保持启动系统保持热备用状态，设置了溢流管暖管管路，该管路取自省煤器出口，使溢流阀及其管路保持较高的温度水平，以保证该管路始终

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保持在“热备用”状态，一旦需要可以立即投入运行。此暖管管路的水最终进入贮水箱，导致贮水箱水位升高。为避免贮水箱满水位，系统设置了二级减温水旁路管路并设有调节阀，以便在锅炉直流运行时，能够有效控制贮水箱的水位。当水位高于7.35m时，该管路开启，调节阀逐渐打开将水排入二级减温器喷入过热器系统，该调节阀的开度同样是由贮水箱水位控制的，当水位上升至9.0m时，调节阀全开，以确保锅炉在正常或事故停炉时，贮水箱能有一个清晰的水位。二级减温水旁路管路只在锅炉干态（30%BMCR直流负荷以上）时能够运行。

贮水箱沿高度从下到上分成如下几个控制区段： 1）从最低的水侧水位取样点开始向上的2.85m； 2）2.85m~5.25m为溢流阀A的控制区段； 3）0.3m自由区段；

4）4.95m~7.35m为溢流阀B的控制区段；

5）7.35m为过热器二级减温水旁路开启，9.0m过热器二级减温水旁路调节阀全开； 6）到最高的汽侧水位取样点为止的2.05m的备用区段。

10000 9400 水位测量-蒸汽侧 9000

自由段（2050mm） 7350 减温水旁路阀开启水位

B溢流阀控制范围 (5250～7350 mm) 5250

4950 自由段（300mm）

A疏水阀控制范围 (2850～4950 mm) 2850

最低水位 (2300 mm) 550 水位测量-水侧 ( 0 mm) 0

图1 贮水箱水位控制范围

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OFCV Opening Control12010052507350Valve Opening ?604020025002850.004950350045005500650075008500Water Level of Storage Vessel mmSmall OFCVLarge OFCV

图2 溢流阀开度控制

锅炉起动过程中为避免因负荷变化率过大而使贮水箱产生过大的应力，在贮水箱上设置了两只热电偶分别监测内、外壁金属温度。通过监测温度变化率来限制机组的负荷变化率。贮水箱内外壁温差限制在25℃以内，内壁金属温度变化率限制在5℃/min，超过以上限制值将报警。

贮水箱悬吊于锅炉顶部框架上，下部装有导向装置，以防其晃动。

从贮水箱下部引出的溢流管的规格为φ324×50、材料为15CrMoG。此根溢流管作为公用溢流管在锅炉右侧运转层以下又分成两路支管，规格为φ219×35和φ299×53，并与疏水扩容器相接。溢流支路上设置有手动闸阀、电动闸阀、启动调节阀（即溢流阀）和节流孔板各一只。由于锅炉启动过程中汽水膨胀发生的时间短，在贮水箱中水位升高迅速，因此要求溢流阀的动作时间快，溢流阀全开关时间为10s。安装在溢流阀后的节流孔板将控制溢流管路的压降和水量，并防止溢流阀发生汽蚀，因此溢流管路上的阀门和节流孔板应尽可能靠近疏水扩容器布置。 7.5过热器

过热器系统按蒸汽流程分为顶棚包墙过热器、低温过热器、屏式过热器和末级过热器。

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来自分离器的12根φ219×35连接管将蒸汽引到φ273×60的顶棚入口集箱。上炉膛和水平烟道上部的顶棚过热器由133根φ63.5×10、材料为12Cr1MoVG 的管子组成，管子之间焊接10mm厚的扁钢，另一端接至φ273×65尾部包墙入口集箱。上炉膛顶棚管的节距为115mm，水平烟道上方的顶棚管变为按153.3mm和76.7mm交错的节距布置。尾部包墙入口集箱同时与后烟道前墙和后烟道顶棚相接，蒸汽分成两路流动。后烟道顶棚由132根φ44.5×7.5、节距为115mm的管子组成，其到后部转弯90°下降形成后烟道后墙。后烟道前墙由133根φ51×8.5的管子组成，其上部为两排通过烟气的管束，横向节距为230mm，纵向节距为85mm，下部为膜式包墙，节距为115mm。后烟道前、后墙与φ324×75的后烟道下部环形集箱相接，环形集箱又连接后烟道两侧包墙，每面侧包墙由95根φ63.5×10.5、节距为115mm的管子组成。侧包墙出口集箱的规格为φ273×60，其引出16根φ219×35引出管与φ406×85的中间隔墙及吊挂管入口集箱相接。与后烟道前墙相似，中间隔墙上方为烟气流通的管束，纵向为两排，横向节距为230mm，纵向节距为90mm，下方为膜式管壁，节距为115mm，管子规格均为φ44.5×10。中间隔墙向下进入φ445×94的隔墙出口集箱即一级过热器入口集箱，隔墙出口集箱与一级过热器相连。后烟道包墙所有膜式管屏的扁钢厚度均为6mm。同时在中间隔墙及吊挂管入口集箱分别引出了过热器侧和再热器侧吊挂管，低再侧吊挂管共130根φ51×9.0、节距为230mm，沿锅炉深度方向布置两排，来吊挂低温再热器；低过侧吊挂管共130根φ57×12.5、节距为230mm，沿锅炉深度方向布置两排，来吊挂低温过热器，过再热器吊挂管均引到φ273×60的中间隔墙吊挂管出口集箱，节距为115mm，管子规格均为φ57×10的尾部烟道中间隔墙下部管自中间隔墙吊挂管出口集箱引入到隔墙出口集箱即一级过热器入口集箱。

低温过热器布置于尾部双烟道中的后部烟道中，由2段水平管组和1段立式管组组成，第1段水平低温过热器沿炉宽布置130片、横向节距为115mm，纵向节距为79mm，每片管组由3根φ57×10、材料为15CrMoG的管子绕成。至第2段水平低温过热器，管组为130片，横向节距为115mm，纵向节距为71.1mm，每片管组由3根φ51×9.5、材料为12Cr1MoVG的管子绕成，立式低温过热器采用6根φ51×10、材料为12Cr1MoVG的管子绕成，横向节距为230mm，纵向节距为75mm，并穿过后烟道顶棚管连接至φ508×95的低温过热器出口集箱。

经低温过热器加热后，蒸汽经由低温过热器出口集箱端部引出的2根φ457×80

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的连接管和一级喷水减温器并通过左右交叉后进入屏式过热器入口汇集集箱，并通过22根φ168×30的连接管连接到φ219×45、15CrMoG的屏式过热器入口集箱。屏式过热器布置在上炉膛，沿炉宽方向共有22片管屏，管屏间距为690mm。每片管屏由23根并联管弯制而成。每片屏式过热器均连接有入口及出口小集箱各一只，在车间内焊接完成出厂。从φ219×55、SA-335 P91的屏式过热器出口集箱引出的蒸汽通过φ168×30的出口连接管引至φ508×85、SA-335 P91的屏过出口汇集集箱，并经2根左右交叉的同规格的连接管及二级喷水减温器，进入末级过热器入口汇集集箱。

为防止屏底部管子翘出而挂焦，屏过采用夹块固定以确保热态运行时的平整，并且在管屏入口和出口段沿高度方向均采用了三层环绕管；同时，为保持屏间的节距而采用了汽冷的间隔管沿炉宽方向分别穿过屏过的入口和出口段。间隔管从屏式过热器入口汇集集箱引出，结束至末级过热器出口汇集集箱。为更合理的分配屏式过热器同屏管间的流量，在屏过入口集箱采用了直径不同的开孔。

末级过热器入口汇集集箱引出22根φ168×25的连接管连接到φ219×43、SA-335 P91的末级过热器入口集箱。末级过热器位于折焰角上方，沿炉宽方向排列共22片管屏，管屏间距为690mm。每片管组由17根管子绕制而成。每片末级过热器均连接有入口及出口集箱各一只，在车间内焊接完成出厂。从φ245×60、SA-335 P91的末级过热器出口集箱引出的蒸汽通过φ168×35的出口连接管引至φ457×95、SA-335 P91的末级过热器出口汇集集箱，并经出口汇集集箱两端引出的两根φ406×65、SA-335 P91的主蒸汽管道在炉前汇成一根管道引向汽轮机。

在两根主蒸汽管道上对称布置有4只弹簧安全阀和2只动力排放阀（PCV）。动力排放阀的整定压力比弹簧安全阀的整定压力低，这样可在过热蒸汽侧超压时首先动作，起到先期警报的作用。按照ASME规范的要求，动力排放阀和弹簧安全阀的总排量大于100%BMCR过热蒸汽流量。

安 装 位 置 过热器出口PCV阀#1 过热器出口PCV阀#2 阀门规格 2.5 X 4 2.5 X 4 阀 门描 述 整定压力 MPag 27.00 27.50 温度 ℃ 571 571 排放量 T/H 108 111 E09114N7BWRA5P1 E09114N7BWRA5P1 末级过热器ERV阀总排量: 219 T/H ( 19.11%) 过热器出口安全阀#1 过热器出口安全阀#2 2.5 K2 6 2.5 K2 6 HCA-118W-C12A HCA-118W-C12A 28.67 29.84 571 571 179.101 187.564 20

过热器出口安全阀#3 过热器出口安全阀#4 3 M 8 3 M 8 HCA-118W-C12A HCA-118W-C12A 31.00 32.175 571 571 276.645 288.183 末级过热器安全阀总排量: 941.493 T/H ( 81.28%) 末级过热器出口ERV阀及安全阀总排量: 1150.493T/H ( 100.39%) 过热器进、出口集箱之间的所有连接管道均为两端引入、引出，并进行左右交叉，确保蒸汽流量在各级受热面中的均匀分配，避免热偏差的发生。

过热器系统设置两级喷水减温器，每级减温器均为2只。喷水减温器采用笛型管结构，筒身内设置套筒，减温器总长度为5m。在BMCR工况下，过热器减温水的设计流量为6%BMCR，两级减温器的喷水量均为3%BMCR。从给水操纵台后给水管道抽出的过热器减温水总管，然后其在炉前减温水操纵台处分成四路减温水支管，支管将减温水引到减温器中。过热器减温水管路的最大设计通流量按12%BMCR。在减温水操纵台处，每路支管上均装设有一只流量测量元件、一只电动截止阀、一只电动调节阀和一只手动截止阀。为保证喷水减温后的汽温高于饱和温度，10%BMCR负荷下，二级喷水电动截止阀闭锁，减温水不能投用，20%BMCR负荷下，一级喷水电动截止阀闭锁，减温水不能投用。 7.6再热器

再热器分为低温再热器和高温再热器两段。

从汽轮机高压缸做功后的蒸汽进入到再热蒸汽冷段管道。在锅炉构架内，锅炉左侧布置一根φ813×20、A-672B70C132的再热器冷段管道，与尾部双烟道前部烟道中标高39.0m处的φ711×35、SA-106C低温再热器入口集箱连接。

在两根再热器冷段管道上布置一只事故喷水减温器，减温器筒身规格和材质与管道相同。再热器喷水水源取自锅炉给水泵中间抽头，减温水总管的规格为φ89×7.6。总管在再热器减温水操纵台分成两路φ89×7.6的支管路与再热器减温器连接。在每根支管上布置有电动截止阀、流量测量装置、手动截止阀和调节阀。再热器减温水管路的最大设计通流量为BMCR工况下再热汽流量的4.5%。在50%BMCR负荷下，再热器减温水管路上的电动截止阀闭锁，减温水不能投用。

低温再热器由三段水平管组和一段立式管组组成。上、中、下部水平再热器沿炉宽布置130片、横向节距为115mm，每片管组由4根管子绕成。下部管组的管子规格为φ63×4.5、材料为20G，中部管组的管子规格为φ63×4.5、材料为15CrMoG，上部的管子规格为φ57×4.5、材料为15CrMoG。立式低温再热器的片数变为65片，横

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向节距为230mm，纵向节距为79mm，每片管组由8根管子组成，管子规格为φ57×4.5、材料12Cr1MoVG。

高温再热器布置于水平烟道内，与立式低温再热器直接连接，采用逆顺混合换热布置。高温再热器沿炉宽排列65片，横向节距为230mm，每片管组采用8根管。除一片高温再热器管组出口段与一根出口集箱相接外，其余管组均为两片与一根出口集箱相连接。高温再热器出口集箱的规格为φ219×31、SA-335 P91，共33根。每根出口集箱引出一根φ168×20的连接管与φ864×65、SA-335 P91的高温再热器出口汇集集箱相接。高再出口汇集集箱左侧引出一根φ864×35、SA-335 P91的再热器热段管道将高温再热蒸汽送往汽轮机中压缸。出口管道上装设5只弹簧安全阀。安全阀全部布置于再热器出口，当安全阀动作时，可保证有全部流量的再热蒸汽来冷却再热器受热面管，使得再热器受到充分的保护。

安 装 位 置 再热器出口安全阀#1 再热器出口安全阀#2 再热器出口安全阀#3 再热器出口安全阀#4 再热器出口安全阀#5 阀门规格 阀 门型 号 整定压力 MPag 4.986 4.986 4.996 4.996 5.076 温度 ℃ 569 569 569 569 569 排放量 T/H 184.781 184.781 185.152 185.152 188.120 6 R 10 6 R 10 6 R 10 6 R 10 6 R 10” HCI-69W-C12A HCI-69W-C12A HCI-69W-C12A HCI-69W-C12A HCI-69W-C12A 再热器出口安全阀总排量: 927.986 T/H ( 101.27%) 8热结构

锅炉的全部受压元件均采用悬吊结构，在正常运行工况下管子加扁钢焊接成的密封膜式壁炉膛和后烟道难以承受外界自然风力、地震、自重和附加负载、炉内负压、爆燃或脉动等荷载及运行中的各向膨胀，尤其在爆燃的非正常工况下还会受到更高的冲击压力。为保证受压元件管墙不被破坏、使锅炉有序膨胀、良好密封和荷载正确传递，故必须设计完整的锅炉本体框架。锅炉本体框架主要是由刚性梁系统组成，但对于采用螺旋水冷壁的直流锅炉还需设置张力板来悬吊螺旋水冷壁，并将与其连接的刚性梁系统及风箱的荷载传递到上部垂直水冷壁。

张力板和刚性梁等结构件不仅承受受压件的荷载和各种附加荷载，也因与受热元件的接触而接受热量的传递，因此称之为热结构。

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8.1张力板系统

倾斜布置的螺旋水冷壁管承载能力弱，因此需在其管壁外侧设置焊接张力板来进行其自身重量和附加荷载的悬吊。

螺旋水冷壁前、后墙燃烧器区域各布置5条张力板，燃烧器以上区域各布置9条张力板，炉膛冷灰斗区域区域各布置9条张力板；两侧墙各布置6条张力板，张力板从冷灰斗下部一直向上延伸到螺旋水冷壁和垂直水冷壁的过渡区。在过渡区张力板变为手掌型的张力板，然后与焊接于垂直水冷壁管屏鳍片上的手指型连接板连接，将荷载传递到上部水冷壁。

每条张力板实际上是由两根平行的钢板组成的，间距为50mm，每根钢板的内侧与焊接于螺旋水冷壁鳍片上的垫块（槽型钢）进行焊接连接。垫块起到传递荷载和热量的作用，每隔一根管子布置一块，材料为15CrMo。由于前后墙和侧墙的荷载不同，前、后墙的单根张力板宽度为150mm，两侧墙的单根张力板宽度为90mm，厚度均为35mm，材料为15CrMo。螺旋水冷壁前、后墙布置有一层燃烬风喷口和三层煤粉燃烧器喷口，双根张力板在喷口（垂直方向）区域分开成单根张力板绕过并再合成双根张力板。每根张力板间的连接处采用V型全焊透坡口。

张力板的设计和布置不仅考虑了承受的荷载，也考虑了在不同工况下的锅炉启、停过程中管子和张力板间的温差引起管子的热应力、张力板的热应力和因炉膛内的烟气压力而产生的弯曲应力。因此，锅炉在启、停过程中负荷变化率不允许超过锅炉运行说明书中的规定值。 8.2刚性梁系统

刚性梁系统的作用如下：

（1）防止由于炉膛爆燃正压、炉内运行负压、送/引风机事故跳闸因素引起炉内压力变化损坏受压管墙，防止燃烧振荡及烟气压力脉动引起炉墙低频震动，造成管墙管子附加低频弯曲疲劳而降低使用寿命。

（2）建立锅炉整体膨胀中心、死点机构和补偿装置，使管墙各部位按设计确定的方向有规律的膨胀，以便进行锅炉管道整体应力分析，避免因膨胀不畅产生附加应力超限而拉裂管墙，影响安全运行。

（3）建立外荷载有序传递导向。锅炉本体周围管道及其他附件所施加的荷载，地震力及露天布置锅炉所受的风力等能通过导向节点正确传递到钢架上，全部悬吊管

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墙设置合理导向和支承装置，保持平稳无晃动，膨胀时不受阻。 水平刚性梁装配形式

? 单独梁：刚性梁为固定连接，它只承受此刚性梁和与之相连的校平装置的自重及

所有外加垂直荷载，它随管墙一起向下膨胀。与之相邻的刚性梁属于另一组，不与之一起向下膨胀，故与之相连的校平装置连接端为固定连接，另一端为滑动连接。

? 两根梁：一根刚性梁为固定连接，另一个刚性梁为自由连接。自由连接的刚性梁

随固定连接的刚性梁(按固定刚性梁的膨胀量)一起向下膨胀。固定连接的刚性梁同时承受两个刚性梁和校平装置的自重和所有外加垂直荷载，故校平装置两端均为固定连接。

? 三根梁：三根刚性梁中有一根为固定连接，另外两根刚性梁为自由连接。自由连

接的刚性梁随固定刚性梁一起按固定刚性梁的膨胀量向下膨胀。固定连接的刚性梁同时承受此三根刚性梁和与之相连的校平装置的自重和所有外加垂直荷载，故两根校平装置与刚性梁连接均为固定连接。 垂直管屏水平刚性梁结构

内绑带通过内绑带固定夹中的销与管墙连接起来。内绑带固定夹通常只与鳍片相焊，不与管子相焊。内绑带通过立板用刚性梁固定夹将刚性梁与立板连接起来，刚性梁内翼缘与刚性梁固定夹内翼缘留有1.6mm的间隙，以保证刚性梁与管墙可以相对滑动。内绑带固定夹与内绑带边缘之间留13mm间隙，销在内绑带固定夹内允许垂直方向移动。

刚性梁固定夹与刚性梁边缘要留有一定的间隙以满足不同的垂直膨胀量。刚性梁固定夹与刚性梁内翼缘之间有一定的间隙用临时垫片在厂内固定在膨胀间隙的位置，在安装过程中保留，这些临时垫片在安装保温之前撤掉。

角部用一短内绑带与主内绑带交迭相焊,再通过销轴、连接板与焊在短内绑带上的角部支撑板连接起来，使其形成一个完整的刚性梁体系。短内绑带宽度比主内绑带小50mm。连接处有一个偏移量，其为膨胀量的一半。

水平刚性梁固定形式有如下三种：

? 刚性梁/内绑带和内绑带/管墙：用于零膨胀点处，即内绑带与衬垫焊接，通过固

定钢板将水平力传到刚性梁上，通过挡块作为约束。这种固定既传递了水平力又

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限制了刚性梁的膨胀。

? 刚性梁/管墙：用于后烟道侧墙，固定钢板与衬垫相焊，通过固定钢板将水平力传

到刚性梁上。通过挡块为约束，由于刚性梁不与内绑带连接，故只传递水平力，膨胀不受约束。

? 内绑带/管墙：用于小梁的零膨胀点处。 螺旋管屏刚性梁结构

螺旋管屏与垂直管屏的水平刚性梁装配形式相同(即分三种)，但其附件及传递荷载原理不同。螺旋管圈承受垂直荷载的能力较差，所以必须加强螺旋管圈的强度，采用焊接张力板来加强，使螺旋管屏和焊在鳍片上的垫块及张力板形成一体，共同将垂直荷载传递到炉膛上部的垂直管屏上。炉膛压力通过大、小连接传至校平装置上，再由校平装置传到水平刚性梁上，刚性梁不直接承受炉膛压力。

大连接：一端与校平装置相焊，另一端用水平放置的”L”耳板与块及张力板相连，以传递炉膛压力，中间用二个连接板与之相连，连接板中两销轴偏移量为该点的膨胀量的一半。在大连接下端用两块垂直放置的”L” 耳板与张力板相连，以承受垂直荷载。

小连接：一端与校平装置相焊，另一端用水平放置的”L” 耳板与块及张力板相连，以传递炉膛压力，中间用二个连接板与之相连，连接板中两销轴偏移量为该点的膨胀量的一半。在小连接下端没有垂直”L” 耳板，故小连接只承受炉膛压力，不承受垂直荷载。

角部结构：角部用手指板与角部块和角部支撑板相连，再通过销轴将连接板与角部支撑板连接起来，使其形成一个完整的刚性梁体系。

水平刚性梁固定形式：在零膨胀点处放置一特殊的固定结构，使其将水平力传到刚性梁上，通过挡块作为约束,即传递了水平力又限制了刚性梁的膨胀。 校平装置的作用

垂直管屏的校平装置：刚性梁设在管墙外侧，刚性梁重心远离管墙中心线，必然对管墙产生附加弯矩，而增加管子的弯曲应力，为了抵消此附加弯矩，故在各层刚性梁之间设有校平装置，使刚性梁保持水平，同时起到刚性梁的侧向支撑作用。

螺旋管圈的校平装置：与垂直管屏校平装置的作用相同。它与大、小连接相连，炉膛压力首先通过大、小连接作用到校平装置上，再由校平装置传递到上、下层刚性梁上。

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校平装置结构

滑动连接：校平装置端部用两个角钢和螺栓与刚性梁连接，角钢长度方向与校平装置内翼缘每边留有2mm间隙，两角钢背靠背留有50mm间隙，校平装置的端部与其连接板，留有18mm间隙。角钢与校平装置腹板有一安装用定位螺栓，待校平装置安装完毕后，将螺栓拆掉。

固定连接：校平装置上端用一钢板与刚性梁用螺栓连接，在下端板与刚性梁连接板之间放置一个12mm临时垫片，该垫片应在安装保温之前就撤掉。

因炉膛压力是通过大、小连接传至校平装置上，再由校平装置传到水平刚性梁上，水平刚性梁不直接承受炉膛压力。 零膨胀点的设置

锅炉本体采用全悬吊结构，使锅炉本体的每个部分能够比较充分的热膨胀，大大地减少了由于热膨胀受阻而产生的热应力。锅炉的自然热膨胀中心除了与锅炉的几何尺寸有关之外，还与温度的分布有关。而锅炉在启动低负荷、满负荷和停炉工况下温度的分布是不一样的。因此，锅炉的自然热膨胀中心是随着工况的变化而变化的。为了进行比较精确的热膨胀位移计算，以便进行系统的应力分析和密封设计，需要有一个在各种工况下都保持不变的膨胀中心，作为热膨胀位移计算的零点。这个膨胀中心就是所谓的人为的膨胀中心，通过一定的结构措施就能实现它。

如前所述，本锅炉某些层刚性梁的内绑带与衬垫焊接，通过固定钢板将水平力传到刚性梁上，通过挡块作为约束来实现零膨胀点。同时，利用与刚性梁和冷钢结构相铰接的刚性梁导向装置，将刚性梁上的水平荷载传递到刚结构上。炉膛水冷壁共设置了4层导向装置，尾部烟道设置了2层导向装置。

炉膛前、后墙及后烟道前、后墙的膨胀中心设置在锅炉对称中心线；螺旋水冷壁侧墙膨胀中心设置在距炉膛后墙中心线1204mm处，垂直管屏水冷壁侧墙的膨胀中心设置在距炉膛后墙中心线1217mm处。

所附热膨胀系统图（见附图01-11）表示了锅炉各部位的膨胀情况。箭头方向表示膨胀方向，箭头旁的数字表示这个方向上的膨胀量（单位mm）。

9 炉顶密封和包覆框架

顶棚管采用膜式密封结构即连续鳍片，在受热面穿顶棚处加套管密封防止烟气溢出，同时又起到吊挂顶棚的作用。其典型密封结构有以下三种：

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对于顶棚与侧水、前水处的密封见详图1和详图2：采用密封填块打底将管子找齐，其上焊接钢板，然后再与顶棚管边鳍密封焊连接，对于窄间隙处采用圆钢密封焊接。

对于受热面穿顶棚处的密封见详图3：采用受热面管子在穿顶棚处加装套管，然后用密封板将套管与顶棚管鳍片连接，这样一举两得，既达到了密封的作用又起到了吊挂顶棚的目的。

屏过、末过及高温再热器小集箱导向装置是独特的结构。上述部件的每片屏都有各自独立的小集箱，工质进入该集箱后经连接管道进入汇集集箱。由于每片屏穿顶棚处都采用套管密封形式与顶棚管相焊，这样就使得其与顶棚形成一体，在锅炉运行时一起膨胀，而小集箱由于与大连接管相连，且处于炉外，其膨胀量与管屏（顶棚管）不同，所以会相对顶棚运动。为了限制其相对顶棚的位移量，使管道、集箱按设计确定的方向有规律性地膨胀，以便进行锅炉管道的整体应力分析，避免因膨胀不畅产生附加应力超限而拉裂管墙，影响安全运行，加装了导向装置，具体结构见详图4：即先将小集箱两端处顶棚管用填块找齐，其上铺设钢板，再对称焊两块角钢作为导向架，在集箱两端焊接导向板，使导向板在导向架内运动。

顶棚包覆框架的主要作用是对锅炉顶部管道、集箱的保温和二次密封。由于炉膛内烟温很高，为保证顶棚包覆框架内温度控制在455℃左右，在顶棚管上铺设耐火浇铸料，四周用框架护板形成“保温大包”。

顶棚包覆框架由框架、护板、吊挂和导向装置四部分组成。框架由型钢组成，分为顶部框架、两侧框架、前后框架和底部框架；护板采用δ＝3钢板，也分为顶部护板、两侧护板、前后护板和底部护板。所有框架间用型钢连成一体，外部铺上相应的护板，并将底护板用梳形密封板与受热面管屏相连。整个包覆框架的重量是通过两种方式共同将其重量传递到构架主梁上：一种是通过框架顶部四周的耳板经自身的吊杆将包覆框架部分重量悬挂于构架主梁上，且每处耳板的安装方向与该点和膨胀中心的连线方向相一致，以满足其膨胀要求；另一种是经过顶部框架内部沿炉宽方向布置的若干横梁借助于炉顶各管道、集箱已有吊点的吊杆将包覆框架部分重量吊到构架主梁上。此种方式又分两种：其一是借助吊管，即在吊管上对称焊两块钢板形成两翼将顶部框架挂在其上，具体结构见详图5；其二是借助吊杆，即在吊杆上加装管夹，将顶部框架挂在其上，具体结构见详图6。此处管夹经过了特殊处理：在管夹圆弧段内侧

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应先去除油污及氧化皮，并均匀涂抹506胶，使其粘牢一层颗粒0.5mm细砂轮铁末，但不油漆，此种处理的目的是加大摩擦力。由于顶棚包覆框架与膜式壁是一体的，锅炉在运行过程中，会随膜式壁一起运动。为了使包覆框架按设计确定的方向有规律的膨胀，经过应力分析计算装设顶棚包覆框架导向装置，避免因膨胀不畅产生应力超限而拉裂管墙，影响安全运行。该装置共有五点导向，其中在锅炉膨胀中心为死点，具体结构见详图7；其余四点分别设在锅炉深度方向膨胀零点轴线（锅炉中心线）前后各一点，炉宽方向膨胀零点轴线两侧对称各一点，这四点都以膨胀中心为基点分别向四个方向膨胀，具体结构见详图8。

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10 烟风系统

烟风系统中的回转式空气预热器、风箱、燃烧器请分别参见空气预热器运行和安装说明书、燃烧器说明书。

11 钢结构（冷结构）

锅炉构架整个结构为露天布置，运转层标高12.6m，采用混凝土大平台。构架采用全钢结构，承载体系为桁架，连接形式采用铰接，主要承载杆件之间采用M22扭剪型高强度螺栓连接，次要杆件及平台采用焊接结构。

锅炉构架由柱、梁、垂直支撑、水平支撑、支吊梁、支承梁、大板梁、平台楼梯、屋顶等部件组成，整个主结构的杆件约5000根。

锅炉构架按其作用可划分为柱梁和支撑系统、顶板系统和平台楼梯三个部分。 11.1柱梁和支撑系统

柱梁和支撑系统包括地脚螺栓、柱底板、柱、梁、垂直支撑、水平支撑等部分。 11.1.1 锅炉构架柱通过柱底板与基础采用预埋地脚螺栓连接，柱与柱底板采用分离

式柱脚形式；柱与柱间的连接为铰接，轴力的70%通过柱与柱间顶紧来传递，轴力的30%通过柱接头的连接板传递，见附图01-15；

11.1.2 梁与柱、梁与梁及水平支撑与梁的连接均采用角钢连接，见附图01-16； 11.1.3 垂直支撑的作用是将风和地震等水平荷载传递至基础，同时也起到保证构架

稳定和控制构架侧移的作用；

11.1.4水平支撑的作用形成刚性平面，使各柱接头具有足够的刚性，保证柱的平面稳定，同时将非立面桁架节点上的水平荷载传递至立面桁架。 11.2顶板系统

顶板系统由支吊梁、支承梁、大板梁和端部支撑组成，形成一个刚性较大的顶板梁格。锅炉本体受压部件通过吊杆支吊在支吊梁和支承梁上，支吊梁与支承梁采用搁置形式。本工程共设置A-1、A-1反、A-2、B、C、D、E等共8根大板梁， B、C、D大板梁直接搁置在柱顶支座上，而A-1、A-1反、A-2、E等5根大板梁两端与柱采用高强螺栓连接；大板梁的截面尺寸、作用荷载、外形尺寸及总重量等（见下表）：

大板梁的截面尺寸、作用荷载、外形尺寸及总重量

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名称 大板梁 A-1 A-1反 A-2 大板梁B 大板梁C 大板梁D 大板梁E 截面形式 I1600×360×16×14 I1600×360×16×14 I4000×850×80×30 I4000×1300×100×32 I4000×1400×100×32 I2000×450×32×16 长度 7.7米 6.6米 22米 22米 22米 11米 数量 2 1 1 1 1 2 总重量 单根重 4.7吨 2.1吨 50.8吨 76.0吨 80.0吨 单根重 5.8吨 11.3 平台楼梯

凡有人孔、看火孔、测量孔、吹灰器、阀门和燃烧器等需要巡视、操作和维护处均设置了必要的维护操作平台和通道。锅炉主要楼梯在炉前左右两侧集中布置，方向一致，与电梯停靠层相对应，楼梯倾角为45°，楼梯宽度800mm。平台宽度不小于1000mm，平台与平台之间净高尺寸大于2.0米，平台框架由[No.12a 焊接组成，上面放置由扁钢和方钢焊接成的栅架。除燃烧器区域的操作平台采用花纹钢板外，其余均采用栅架平台。栏杆和栏杆柱均采用钢管，栏杆柱节距为1~1.2m。踏步、平台、步道采用防滑、镀锌格栅板。 11.4屋顶结构

在构架顶部设置轻型屋顶结构。为满足防雨及防灰等要求，屋顶伸出锅炉柱外侧炉前后2.0米、炉两侧2.0米，屋顶墙皮采用彩色压型钢板。屋顶集中排水，排水管采用UPVC。整个屋顶采用前后坡，坡度为3：100，并有楼梯通向屋顶。安全阀排汽管路及消音器支撑在屋顶构架上。在屋架下设置了2吨的炉顶环形吊，同时为配合其操作在顶板梁上设置了炉顶吊操作平台。 11.5杆件的截面和材料

构架主要承重杆件均采用钢板焊接的组合断面。梁、柱、垂直支撑采用钢板拼制而成的工字型断面，水平支撑采用槽钢对扣内加缀板断面，大板梁和支承梁采用钢板拼而成的工字型和箱型断面，支吊梁采用钢板和型钢组合的箱型断面。材料采用高强度低合金钢Q345-B。所有杆件表面经过工艺性处理，高强度螺栓的连接面摩擦系数不

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小于0.45。扭剪型高强度螺栓连接副大约8万余套，扭剪型高强度螺栓连接副由螺栓(20MnTiB)，螺母(35号钢)和垫圈(45号钢)各一个组成。当Q345-B钢板厚度δ＞36时，现场焊接时应进行预热，预热温度为100℃～150℃。 11.6锅炉构架安装、临时性拆修注意事项

本锅炉结构采用桁架结构，柱、梁、支撑连接按铰接设计。由于其结构是一个空间整体，构架在全部安装完毕前不得使其承受较大的荷载，在安装过程或临时拆修过程中，如要拆除某一杆件时务必慎重，必须分析杆件系统是否能依然能保持稳定和具有足够的强度和刚度，如果由此造成破坏，尤其是失稳破坏，后果将不堪设想。

12 吹灰系统和烟温探针

本工程吹灰系统和烟温探针外购，具体设备详细的安装、运行按该公司提供的要求和说明进行。

吹灰气源：两路共存，优先使用再热器侧气源。

一路接自锅炉本体末级过热器入口汇集集箱，设计压力28Mpa.g，设计温度：540℃。此路设置减压站，减压后分成锅炉本体和空预器两炉管道系统。另一路接自锅炉本体再热器入口管道，设计压力：5.2Mpa.g,设计温度：350℃，此路不设置减压站。当锅炉启动初期或低负荷运行时，空气预热器采用辅助汽源作为吹扫介质。

吹灰系统减压站配置气动减压阀、安全阀、压力开关和流量开关等。吹灰系统的疏水为自动控制式。

在高温再热器区域的两侧墙各布置1只HXTW-5型非冷式烟温探针（行程T＝5m），锅炉启动初期用于监测炉膛出口烟气温度。烟温探针本体包括位置变送器、就地控制箱、一体化K分度热电偶型温度变送器等所有控制设备，并提供标准的位置和温度信号供DCS使用。

在锅炉启动初期，再热器处于干烧状态时，用烟气温度探针来监视高温再热器区域的烟气温度，当烟气温度超过538℃时将报警及自动返回。

关于吹灰系统的运行建议：

? 为保持受热面的清洁，防止积灰、结渣，保持良好的传热性能，提高锅炉的运行

安全性和经济性，机组一开始投运就必须定期对受热面进行吹灰。 ? 在低负荷和燃烧不稳定时，锅炉本体不宜进行吹灰。

? 锅炉本体的吹灰顺序为从炉膛开始，顺烟气流动的方向至尾部烟道，吹灰器对称

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投入。

? 锅炉启动和负荷较低时需对空气预热器进行吹灰，防止预热器堵灰及燃烧不充分

形成的油滴积累引起的着火。

13 锅炉疏水和放气（汽）

锅炉在启动和停运时必须进行疏水和放气（汽），目的是：

? 保证在任何时候尾部包墙环形集箱和低温过热器入口集箱都不积存凝结水。因为

积水会阻碍尾部包墙、隔墙和低过的某些管子通过蒸汽而使受热面受热或冷却不均匀。在更恶劣的情况下，这些凝结水会被带到管子里而形成水塞，造成管子过热。

? 在形成蒸汽流动前，确保屏式过热器和末级过热器的底部可能存在的积水彻底蒸

发，防止积水在管内形成水塞；放汽可以使过热器在汽轮机冲转之前能得到充分的冷却，并且根据不同的启动工况，利用不同的位置放汽来调整过热蒸汽温度以加快机组启动速度,同时与末级过热器金属壁温匹配。 锅炉设置了以下三个位置的疏水和放汽的管路：

? 尾部包墙环形集箱疏水管路。环形集箱的疏水管汇成一根总管，疏水容量在额定

压力和温度下为3%BMCR，并布置节流孔板来控制流量。

? 低温过热器入口集箱疏水管路。低温过热器入口集箱疏水管汇成一根总管，疏水

容量在额定压力和温度下为3%BMCR，并布置节流孔板来控制流量。

悬吊式的屏式过热器和末级过热器均是不可疏水的结构。在锅炉整体水压试验和停炉后，管屏各管圈的底部都会积有凝结水。停炉后的各种启动工况下，管屏的底端温度最低而管屏的出口集箱温度最高，特别是热态和极热态启动工况。若启动过程中将管屏底部的凝结水带到管子和出口集箱中，将会造成汽塞，甚至对集箱造成冲击而引起孔桥的裂纹。因此，锅炉点火初期要控制燃烧率，使管屏下部的积水完全蒸发、汽化。建议：在启动过程中利用管屏出口金属壁温测点来监视金属温度的变化进行判断。一般，管屏底部的水开始蒸发时出口金属壁温会有所下降，当蒸发减少或全部蒸发后金属壁温又重新上升。

14 水动力特性

本锅炉为超临界参数变压运行的本生型直流锅炉，在不同的运行负荷下，水冷壁内工质的运行压力也不相同，在高负荷时，工质处于超临界压力，而在中低负荷，工

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质将处于亚临界、超高压乃至高压参数，水冷壁系统中的介质也将经历从水到蒸汽变化的整个过程。因此，直流锅炉的水冷壁水动力特性要比亚临界汽包锅炉更为复杂同时也更为重要。

为保证锅炉水冷壁水动力稳定、安全，建议如下：

? 锅炉点火前要对给水系统和水冷壁进行彻底地清洗，确保沉积在管道和管子内表

面的杂质、盐分和氧化铁等清除，达到要求的指标值；有关的详细说明参见锅炉运行和安装说明书；

? 直流负荷前，保证水冷壁的最低质量流量；

? 在锅炉启动及负荷快速变化时，要密切监视螺旋水冷壁出口、垂直水冷壁出口金

属壁温和启动分离器进口温度。

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附图:

附图01－01：锅炉总体布置图(纵剖视) 附图01－02：锅炉总体布置图(前视图) 附图01－03：锅炉总图布置图（顶视图） 附图01－04：锅炉总图布置图（水平图） 附图01－05：水冷壁流程图 附图01－06：分离器流程图 附图01－07：贮水箱流程图

附图01－08：顶棚包墙一级过热器流程图 附图01－09：屏式过热器及末级过热器流程图 附图01－10：再热器流程图 附图01－11：热膨胀系统图

附图01－12：水平支撑平面图典型结构 附图01－13：立面框架的典型结构图（1） 附图01－14：立面框架的典型结构图（2） 附图01－15：柱接头典型结构图

附图10－16：柱、梁和垂直支撑及水平支撑的连接节点详图 附图01－17：锅炉受压部件支撑平面 附图01－18：刚性梁导向装置 附图01－19：顶板布置图 附图01－20：锅炉冷态启动曲线 附图01－21：锅炉温态启动曲线 附图01－22：锅炉热态启动曲线 附图01－23：锅炉极热态启动曲线

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附图01－01：锅炉总体布置图(纵向剖视)

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附图01－02：锅炉总体布置图(前视图)

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附图01－03：锅炉总图布置图（顶视图）

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