余热锅炉的结构设计与布置

哈尔滨工程大学本科生毕业论文余热锅炉的结构设计与布置余热锅炉型式为：无补燃、卧式烟道、单压汽水系统自然循环余热锅炉。余热锅炉由烟道系统和余热锅炉本体两大部分组成。此外，余热锅炉还装有压力表、温度计、水位计、安全阀、吹灰器等主要附件。一、烟道系统从燃气轮机排出的高温烟气有两路出口：一路进入余热锅炉，流过各级受热面，从主烟囱排入大气：另一路进入旁通烟囱，排入大气。余热锅炉入口烟道上装有入口挡板，旁通烟道上装有旁通挡板。当燃气轮机工作而余热锅炉不工作时，旁通挡板开启，入口挡板关闭。燃气轮机和余热锅炉同时工作时，旁通挡板关闭，入口挡板开启。同时，相应调节挡板的开度可以使余热锅炉、汽轮机和燃气轮机在负荷方面更好的匹配。入口烟道和旁通烟道都装有膨胀节，这是由于烟道受热后要伸长，会对烟道的支架产生热应力，采用膨胀节能吸收烟道的伸长量，从而减小热应力。主烟道型式采用长方体结构，卧式烟道，长、宽、高分别为H=9m、W=2m、L=3m。二、余热锅炉本体余热锅炉本体采用模块式结构。经过工厂试验的各模块便于装运，可缩短现场安装工期，降低建造费用。（一）入口过渡段烟道入口过渡段烟道内装设导流板，使烟气均匀地流入过热器段。入口过渡段烟道由内壁面耐热不锈钢板、中间保温层和箱体钢板、外壁铝合金护板组成。（二）受热面组件受热面组件包括：过热器、蒸发器、省煤器、低压蒸发器。各组件由管束、联箱、支吊架等组成。1、管组每个受热面组件均采用不同数量的螺旋肋片管组成特定结构的管组。哈尔滨工程大学本科生毕业论文选定的螺旋肋片管主要尺寸为：管束332，材料为20钢；翅片材料为20钢，翅片高度h=15.5mm，翅片厚度Y=1mm，翅片节距s=5mm。过热器受热面管组采用蛇形管组型式，管束正三角形错列布置，横向节距1s=76.9mm,纵向节距2s=66.6mm，横向管子根数为26，纵向管子排数为12。蒸发器受热面管组为双集箱立式管组。管束正三角形错列布置，横向节距1s=78.4mm,纵向节距2s=67.9mm，横向管子根数为25/26，纵向管子排数为39，每3排一组，一共13组。余热锅炉蒸发管束的上集箱利用连通管与锅筒连接，下集箱利用连通管与底部的连接集箱连接，锅筒与连接集箱之间布置一根总下降管。省煤器受热面管组采用蛇形管组型式，管束正三角形错列布置，横向节距1s=111.1mm,纵向节距2s=96.2mm，横向管子根数为18，纵向管子排数为30。低压蒸发器受热面管组为双集箱立式管组。管束正三角形错列布置，横向节距1s=129.0mm,纵向节距2s=111.7mm，横向管子根数为15/16，纵向管子排数为18，每3排一组，一共6组。余热锅炉蒸发管束的上集箱利用连通管与锅筒连接，下集箱利用连通管与底部的连接集箱连接，锅筒与连接集箱之间布置一根总下降管。2、支吊架采用“蜂窝状”吊架，一定数量的吊架、吊架顶板和吊架底板组成一个大的管组。管子的肋片部分和吊架板接触，肋片外形是圆的，而吊架板形状是六角形，除了触点以外，两者之间有足够的间隙，吊架本身有挠性，可以微微移动。所以，当管子受热膨胀时，不易被吊架卡住，同时管壁不易被磨损。同时，因为管组的进口联箱和出口联箱都是固定不动的，采用这种吊架结构，管子膨胀伸长是自由的，能减少膨胀热应力作用到联箱上去。3、联箱省煤器和过热器的出口联箱型式相同。因为蒸发器入口是水，出口是汽水混合物，所以蒸发器进口联箱的直径比出口联箱的小。（三）锅筒哈尔滨工程大学本科生毕业论文蒸发器出口的汽水混合物经导管引入锅筒的连通箱内，在旋风分离器中进行汽水分离，然后蒸汽经蒸汽出口管通往过热器。锅筒下部有下降管，在下降管入口处装有漩涡破坏器，以防止将蒸汽带入下降管。定期排污管位于蒸发器下部联箱的底部。低压蒸发器的锅筒与除氧水箱合为一体，低压蒸发器产生的饱和蒸汽用作除氧器除氧。在联合循环机组使用过程中，为适应燃气轮机快速启动的需要，必须解决管束等部件快速膨胀的问题。运行中升负荷的速度主要受限于锅筒的膨胀，因而锅筒壁设计值要尽可能薄。同时，为了适应启动过程中蒸发器内工质容积激变的问题，锅筒的容积设计值为正常运行条件下蒸发器内蒸汽体积的两倍。（四）饱和蒸汽减温器饱和蒸汽从锅筒进入过热器管束前,分道经过带有蒸汽调节阀的支路,最后两路蒸汽流再在过热蒸汽出口集箱充分混合。通过调整调节阀的开度,改变通过支路的饱和蒸汽量,控制出口过热蒸汽温度在运行温度设定范围内。（五）出口过渡段烟道出口过渡段烟道的壁面由内壁碳钢衬板，中间保温层、箱体钢板和外壁铝合金护板组成，与入口过渡段烟道相似。余热锅炉汽水系统余热锅炉的给水其中一路进入低压蒸发器锅筒。在低压汽包内，水经过下降管，经自然水循环，在低压蒸发器内受热后成为汽水混合物回到汽包，在汽包内的分离器中进行汽水分离后,分离出来的水回到汽包的水空间,饱和蒸汽则通过饱和蒸汽引出管被送到除氧水箱。余热锅炉另一路给水通过给水泵以4.2MP的压力送入省煤器，给水在省煤器中被加热到接近饱和温度后进入汽包，汽包中的水经过下降管和自然水循环后，在蒸发器内受热成为汽水混合物回到汽包，汽水混合物在汽包内的分哈尔滨工程大学本科生毕业论文离器中进行汽水分离后,分离出来的水回到汽包的水空间,252co的饱和蒸汽则通过饱和蒸汽引出管，大部分被送到过热器,饱和蒸汽在过热器内继续被加热成为445co的过热蒸汽，一小部分则分道经过带有蒸汽调节阀的支路,最后两路蒸汽流再在过热蒸汽出口集箱充分混合。通过调整调节阀的开度,改变通过支路的饱和蒸汽量,控制出口过热蒸汽温度在435co，以满足机组负荷设计需要。最后，过热蒸汽出口集箱出来的435co的过热蒸汽被送到汽轮机作功。