一、 鍋爐基本結(jié)構(gòu) 鍋爐整體的結(jié)構(gòu)包括鍋爐本體和輔助設(shè)備兩大部分。
1.1 鍋爐本體 鍋爐中的爐膛、汽包、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、構(gòu)架和爐墻等主要部件構(gòu)成生產(chǎn)蒸汽的核心部分，稱為鍋爐本體。鍋爐本體中兩個(gè)最主要的部件是爐膛和汽包。
1.1.1 爐膛 爐膛又稱燃燒室，是供燃料燃燒的空間。爐膛的橫截面一般為正方形或矩形。燃料在爐膛內(nèi)燃燒形成火焰和高溫?zé)煔猓誀t膛四周的爐墻由耐高溫材料和保溫材料構(gòu)成。在爐墻的內(nèi)表面上常敷設(shè)水冷壁管，它既保護(hù)爐墻不致燒壞，又吸收火焰和高溫?zé)煔獾拇罅枯椛錈帷t膛的結(jié)構(gòu)、形狀、容積和高度都要保證燃料充分燃燒，并使?fàn)t膛出口的煙氣溫度降低到熔渣開始凝結(jié)的溫度以下。
1.1.2 汽包 汽包是鍋爐蒸發(fā)設(shè)備中的主要部件，它是自然循環(huán)鍋爐中接受省煤器、水冷壁來(lái)的給水、蒸汽及聯(lián)接循環(huán)回路，并向過熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。汽包筒體由優(yōu)質(zhì)厚鋼板制成，是鍋爐中最重的部件之一。汽包是加熱、蒸發(fā)、過熱三個(gè)過程的分界點(diǎn)。 汽包的主要功能是儲(chǔ)水，進(jìn)行汽水分離，在運(yùn)行中排除鍋水中的鹽水和水垢，以避免含有高濃度鹽分和雜質(zhì)的鍋水隨蒸汽進(jìn)入過熱器和汽輪機(jī)中。在鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化，而燃燒工況不變的情況下，由于汽包具有吸收和放出一部分熱量的能力，因此，能夠減緩汽壓的變化。排污裝置（包括連續(xù)排污和定期排污）能在鍋爐運(yùn)行中排出一部分含有較高鹽分和水垢的鍋水。
1.1.3 鍋爐蒸發(fā)受熱面的結(jié)構(gòu)（水冷壁） 使進(jìn)入鍋爐的工質(zhì)（如給水）在鍋爐中吸熱汽化的受熱面稱為鍋爐蒸發(fā)受熱面。鍋爐蒸發(fā)受熱面以布置在爐膛中的吸收輻射熱的水冷壁為主，稱為輻射蒸發(fā)受熱面。 水冷壁：它是由許多上升管所組成，布置在爐膛的四周，接受爐膛輻射的熱量。
其作用： ⑴.水冷壁是鍋爐的主要蒸發(fā)受熱面，吸收爐內(nèi)高溫?zé)煔夂突鹧娴妮椛錈幔阉訜嵴舭l(fā)成飽和蒸汽。 ⑵.保護(hù)爐墻。由于爐墻內(nèi)表面被水冷壁所遮蓋，爐墻溫度可大大降低，爐墻不會(huì)被燒壞。同時(shí)，也有利于防止結(jié)渣和熔渣對(duì)爐墻的侵蝕。 ⑶.可簡(jiǎn)化爐墻，減輕爐墻的重量。 由汽包、水冷壁、下降管、聯(lián)箱組成了自然水循環(huán)系統(tǒng)，它的原理是下降管中水的重度大于水冷壁中汽水混合物的重度，從而形成循環(huán)。
1.1.4 鍋爐的過熱器 過熱器的作用為將飽和和蒸汽加熱到具有一定溫度的過熱蒸汽的表面式換熱器。它的壁面溫度在鍋爐所有受熱面中是最高的。因此，要確保過熱器的工作安全、不被燒壞。
過熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)，最常見的是采用蒸汽減溫器的辦法。蒸汽減溫器在結(jié)構(gòu)上分為表面式和噴水式。本項(xiàng)目采用噴水式減溫器。 1.1.5 省煤器 省煤器是現(xiàn)代鍋爐的一個(gè)必備部件，其作用利用鍋爐尾部煙氣的余熱加熱給水以降低排煙溫度的低溫受熱面。它可以降低排煙溫度、提高鍋爐效率，因而起到“省煤”的作用。由于省煤器和空氣預(yù)熱器都布置在鍋爐尾部煙道中，故叫它們?yōu)槲膊渴軣崦妗Ｊ∶浩鞴苁话闶撬讲贾迷谖膊繜煹乐校o水的入口在下面，出口在上面。這樣布置即可使煙氣橫向沖刷管束，又符合換熱器逆流布置的原則，可達(dá)到增強(qiáng)傳熱之目的。
在省煤器進(jìn)口聯(lián)箱和汽包之間常用一管路連接起來(lái)，叫“省煤器再循環(huán)管”。當(dāng)鍋爐啟動(dòng)、停爐或停止進(jìn)水時(shí)打開此管，使省煤器和汽包之間形成一個(gè)循環(huán)回路，以防止省煤器被燒壞和產(chǎn)生強(qiáng)烈的水沖擊。
1.1.6 空氣預(yù)熱器 空氣預(yù)熱器的作用是利用尾部煙道的熱煙氣加熱燃燒用的空氣的受熱面。作用是提高進(jìn)風(fēng)溫度、改善燃料著火和燃燒的條件，減少燃料不完全燃燒熱損失以及排煙熱損失，提高鍋爐效率。空氣溫度每提高50℃，大約可使排煙溫度降低30～35℃，鍋爐效率則可以相應(yīng)地提高2%左右。 本項(xiàng)目采用管箱式空氣預(yù)熱器，，如圖3所示，煙氣走管內(nèi)，空氣走管外，通過管壁進(jìn)行熱交換，加熱空氣，降低煙氣溫度。
管箱式空預(yù)器
1.2 鍋爐主要輔機(jī)設(shè)備
1.2.1 給水設(shè)備 鍋爐在運(yùn)行中需要不停地向汽輪機(jī)輸送大量的蒸汽，因此要求連續(xù)不斷地向鍋爐補(bǔ)充同樣數(shù)量的給水。給水還必須克服汽包壓力和高壓加熱器、省煤器、各段管道等處的流動(dòng)阻力。鍋爐給水壓力是依靠給水泵來(lái)提高的。鍋爐給水泵大都是采用離心式水泵，其工作原理是高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動(dòng)水一起旋轉(zhuǎn)，使水在離心力作用下甩向泵外殼的內(nèi)壁，然后流經(jīng)斷面逐漸擴(kuò)大的蝸形泵殼，在其中速度降低而壓力升高，最后在規(guī)定的壓力下從出口排出。葉輪中心因負(fù)壓而產(chǎn)生一定的吸力，因而能不斷地將低壓進(jìn)水吸入泵內(nèi)。循環(huán)不斷地向鍋爐供水。
1.2.2 通風(fēng)設(shè)備 為了使燃料在爐內(nèi)的燃燒正常進(jìn)行，必須不斷地向爐堂內(nèi)送入燃料燃燒所需要的空氣，并隨時(shí)排除燃燒后所生成的煙氣。用來(lái)送入空氣的風(fēng)機(jī)叫送風(fēng)機(jī)，抽出煙氣的風(fēng)機(jī)叫做引風(fēng)機(jī)。送風(fēng)機(jī)需要克服空氣預(yù)熱器、風(fēng)道的阻力，并在送風(fēng)
機(jī)到一次風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)與爐膛的分段送風(fēng)口之間保持正壓。還設(shè)有二次風(fēng)，主要是將熱空氣送入爐膛補(bǔ)充燃燒所需空氣。引風(fēng)機(jī)需要克服煙氣所流過的各段煙道和除塵器中的阻力，并在爐膛到引風(fēng)機(jī)之間的整段煙道中維持負(fù)壓。爐膛出口一般維持20～30Pa的微小負(fù)壓，以免火焰噴出爐外。 風(fēng)機(jī)是離心式風(fēng)機(jī)，其原理和離心式給水泵的相同。通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的入口擋板來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量。盡管送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)都是向氣體提供必要的壓頭，克服流動(dòng)阻力，但是后者需要承受高溫和磨損，其工作條件比較差。
1.2.3 除渣除灰系統(tǒng)設(shè)備 鍋爐排煙中，帶有大量的飛灰，如果不經(jīng)除塵就排入大氣，會(huì)嚴(yán)重污染周圍的環(huán)境，也會(huì)使引風(fēng)機(jī)遭受嚴(yán)重的磨損，以及降低露天的電氣設(shè)備的絕緣性能等。所以必須捕集煙氣中的飛灰，用以捕集飛灰的設(shè)備叫除塵器，裝在鍋爐本體和引風(fēng)機(jī)之間的室外煙道中。本項(xiàng)目采用布袋除塵器。 燃料煤在燃燒后，大部分飛灰被煙氣帶走，還有一小部分通過爐膛落下，同時(shí)鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生的結(jié)焦也會(huì)通過爐膛落下，該部分灰渣溫度較高，一般在經(jīng)過降溫后外運(yùn)。本項(xiàng)目除渣系統(tǒng)采用刮板式撈渣機(jī)直接至渣斗的機(jī)械排渣方式。
1.2.4 制粉系統(tǒng)設(shè)備 在煤粉爐中，煤是以煤粉的形式被預(yù)熱空氣送入爐膛，煤粉與空氣的接觸表面大大增加，燃燒非常猛烈，燃盡率很高，而且過量空氣系數(shù)可以控制的很低，從而大大提高了鍋爐的熱效率。 煤粉制備系統(tǒng)主要包括原煤倉(cāng)、給煤機(jī)、磨煤機(jī)、密封風(fēng)機(jī)、煤粉管道等。
二、 鍋爐的運(yùn)行工藝 2.1 運(yùn)煤系統(tǒng) 本項(xiàng)目運(yùn)煤系統(tǒng)采用雙路帶式輸送機(jī)布置，一路運(yùn)行，一路備用，考慮同時(shí)運(yùn)行的可能。全廠4臺(tái)鍋爐總耗煤量為140.496t/h，考慮后期擴(kuò)建再添4臺(tái)鍋爐，根據(jù)小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)程要求，按三班運(yùn)行時(shí)，運(yùn)煤系統(tǒng)的輸送能力不應(yīng)小于全廠總耗煤量的150% ，因此，本運(yùn)煤系統(tǒng)采用帶寬1000mm，帶速2.0m/s，最大輸送量600t/h。
三、 2.2 制粉系統(tǒng)
本項(xiàng)目制粉系統(tǒng)采用中速磨正壓直吹系統(tǒng)。燃料煤經(jīng)運(yùn)煤皮帶進(jìn)入容積為160m3的原煤斗，然后經(jīng)過F55型耐壓稱重式給煤機(jī)稱重后進(jìn)入MPS130G型中速磨煤機(jī)。同時(shí)，送風(fēng)機(jī)將外界空氣加壓后分兩路送出（冷風(fēng)）（風(fēng)機(jī)風(fēng)壓6520Pa），一路冷風(fēng)經(jīng)過空氣預(yù)熱器加熱變成熱風(fēng)后又分為兩路，其中一路熱風(fēng)（二次風(fēng)）直接進(jìn)入爐膛助燃，一路熱風(fēng)與另一路冷風(fēng)混合后經(jīng)一次風(fēng)機(jī)（風(fēng)機(jī)風(fēng)壓6520Pa）加壓后（一次風(fēng)）進(jìn)入磨煤機(jī)，一方面將磨煤機(jī)中的原煤干燥方便煤粉制備，另一方面將磨好的煤粉送出，經(jīng)煤粉管道送入爐膛燃燒。
2.3 給水系統(tǒng) 來(lái)自脫鹽水站的脫鹽水經(jīng)主給水母管進(jìn)入HMC-380型旋膜式除氧器（額定出力380t/h，工作壓力0.588MPa.a，工作溫度158℃），除氧后進(jìn)入給水泵被加壓至15.8MPa.g送出至高壓給水冷母管 ，高壓冷給水分為兩部分，第一部分（正常流量50t/h，最大90t/h）減壓至8.5MPa.g（最大8.8MPa.g）后送至化工裝置供化工用水，第二部分送至高壓加熱器加熱至185℃進(jìn)入高壓給水熱母管，高壓熱給水絕大部分經(jīng)省煤器進(jìn)入汽包，一小部分送至過熱蒸汽減溫裝置。
2.4 水汽系統(tǒng) 鍋爐汽包中的水經(jīng)下降管進(jìn)入水冷壁下聯(lián)箱，被平均分配至各水冷壁管中，水冷壁管中的水吸收爐膛內(nèi)的熱量發(fā)生汽化形成汽水混合物，汽水混合物在下降管中水的重力作用下進(jìn)入汽包，在汽包中汽水混合物經(jīng)過分離，飽和蒸汽進(jìn)入過熱器繼續(xù)加熱，最后形成540℃、10.6MPa.g的合格蒸汽送入主蒸汽母管，分離下來(lái)的水繼續(xù)進(jìn)入下降管參與循環(huán)。 2.5 風(fēng)煙系統(tǒng) 空氣經(jīng)送風(fēng)機(jī)加壓后分兩路送出，一路進(jìn)入空氣預(yù)熱器經(jīng)煙氣加熱后形成熱風(fēng)再分兩路送出，一路熱風(fēng)直接進(jìn)入爐膛助燃（二次風(fēng)），一路熱風(fēng)與另一路冷風(fēng)混合經(jīng)一次風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入磨煤機(jī)，攜帶磨好的煤粉進(jìn)入爐膛燃燒，燃燒后的煙氣在隨爐膛上升過程中加熱鍋爐水冷壁內(nèi)的水，然后煙氣進(jìn)入水平煙道加熱過熱器內(nèi)的蒸汽，再然后煙氣進(jìn)入尾部煙道，先后經(jīng)過省煤器、空氣預(yù)熱器后進(jìn)入布袋除塵器將煙氣中攜帶的粉塵出去，除塵后的煙氣在引風(fēng)機(jī)的吸力下從鍋爐排除進(jìn)入脫硫裝置進(jìn)行煙氣脫硫處理，脫硫后的煙氣通過煙囪排向大氣。
三、 汽輪機(jī)工藝說(shuō)明
3.1 裝置簡(jiǎn)介 本項(xiàng)目熱動(dòng)力站配有南京汽輪發(fā)電機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)的2×50MW 汽輪發(fā)電機(jī)組。 汽輪機(jī)型號(hào)為CZK50-9.62/0.80，為單軸、單缸、沖動(dòng)、單抽、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)，共19級(jí)，額定轉(zhuǎn)速3000rpm。汽輪機(jī)具有一級(jí)非調(diào)整抽汽供高加汽源和一級(jí)調(diào)整抽汽供化工用汽。 發(fā)電機(jī)型號(hào)為QFJ-60-2，額定功率60MW，采用空氣冷卻，靜止可控硅勵(lì)磁。
3.2 工藝原理 3.2.1 汽輪機(jī)工藝原理 汽輪機(jī)是具有一定溫度和壓力的蒸汽來(lái)做功的原動(dòng)機(jī)。高溫高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后，通過汽輪機(jī)噴嘴膨脹，使蒸汽的壓力降低、速度增加、蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，高速流動(dòng)的蒸汽在動(dòng)葉中改變流動(dòng)方向，對(duì)動(dòng)葉有力的作用，在力的作用下帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能；從動(dòng)葉出來(lái)的蒸汽繼續(xù)在下一級(jí)噴嘴中膨脹加速做功。
3.3 工藝流程 來(lái)自主蒸汽母管的高壓蒸汽經(jīng)過主汽門（主汽門前蒸汽參數(shù)為：535℃，9.62MPa.a）進(jìn)入汽輪機(jī)做功，其中第7級(jí)后抽汽（319.46℃，1.38MPa.g，45.59t/h）做為高加的熱源，第10級(jí)后抽汽（232.7℃，0.8MPa.g，100t/h，最大150t/h）供化工裝置用汽，做完功的乏汽（排汽背壓15KPa.a）進(jìn)入排汽裝置通過排汽管道進(jìn)入直接空氣冷凝器冷凝成凝結(jié)水，凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵加壓后送出。
3.4 空冷工藝說(shuō)明 本直接空冷凝汽器系統(tǒng)（ACC）由3列組成，每列2個(gè)風(fēng)機(jī)單元（每個(gè) 風(fēng)機(jī)單元1臺(tái)風(fēng)機(jī)），共6個(gè)風(fēng)機(jī)單元。每列第二個(gè)風(fēng)機(jī)單元（從蒸汽分配管入口方向依次為一、二）為逆流單元，逆流單元風(fēng)機(jī)可以反轉(zhuǎn)運(yùn)行。空冷器列1的蒸汽分配管、凝結(jié)水管、抽真空管上設(shè)有電動(dòng)隔離閥。 汽輪機(jī)低壓缸排出的蒸汽經(jīng)大蒸汽管道，進(jìn)入蒸汽分配管，在蒸汽分配管中將蒸汽分配給各個(gè)順流管束，通過大型軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫空氣流過順流管束，大部分蒸汽在順流管束翅片管內(nèi)表面冷凝成水流入下聯(lián)箱，部分未凝結(jié)的蒸汽和不凝性
四、 氣體經(jīng)下聯(lián)箱進(jìn)入逆流管束，蒸汽在逆流管束翅片管內(nèi)表面冷凝成水流入下聯(lián)箱，不凝性氣體經(jīng)逆流管束上部的抽氣口、抽真空管道，進(jìn)入水環(huán)真空泵，在抽氣器內(nèi)被壓縮后排入大氣。同時(shí)，下聯(lián)箱中的凝結(jié)水由于重力作用經(jīng)凝結(jié)水管道進(jìn)入凝結(jié)水箱。 抽真空系統(tǒng)由2臺(tái)水環(huán)真空泵完成。在啟動(dòng)階段，2臺(tái)水環(huán)真空泵全部運(yùn)行，正常運(yùn)行時(shí)由1臺(tái)水環(huán)真空泵維持真空。 調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（30~110%），使汽輪機(jī)排汽壓力控制在設(shè)定值。
