安徽福瑞祥食品有限公司节能技改项目工程初步设计说明书-J机务部分（16页）
编 号：F200803
安徽瑞福祥食品有限公司节能技改工程
初步设计
第四卷 机务部分说明书
煤炭工业合肥设计研究院
2008年5月 南京
安徽瑞福祥食品有限公司节能技改工程
初步设计
第四卷 机务部分说明书
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安徽瑞福祥食品有限公司节能技改工程 初步设计 第四卷 机务部分
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目 录
TOC \o "1-2" \h \z \u 1 概况 1
1.1 设计依据 1
1.2 设计原则 1
1.3 建设规模 1
1.4 设计范围 1
1.5 本专业设计存在的问题 1
1.6 主机型号、参数及主要技术规范 2
2 燃料 3
2.1 设计煤种 3
2.2 燃料成分分析 3
2.3 锅炉点火及助燃油 4
2.4 石灰石特性 4
3 燃烧系统及辅助设备选择 5
3.1 燃料消耗量 5
3.2 燃烧系统及辅助设备选择 5
3.3 除尘设备及烟囱的选择 6
3.4 燃烧系统介质流速及烟、风管道通流断面选择 6
3.5 防噪声措施 6
4 热力系统及辅助设备选择 6
4.1 热力系统原则及特点 6
4.2 热平衡计算成果表 7
4.3 热力系统主要辅助设备的选型 7
4.4 热力系统中主要管道管材、管径、壁厚及介质流速 8
4.5 节约用水及减少工质损失的措施 8
4.6 启动及辅助蒸汽系统 9
4.7 主要热经济指标 9
4.8 主厂房设计的主要原则 9
4.9 主厂房布置方案概述 9
4.10 主厂房主要尺寸 9
4.11 安装及检修措施 10
4.12 露天布置的防护措施 10
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概况
设计依据
本初步设计的设计依据主要是可行性研究报告及审批文件和主设备供应商提供的设备资料，以及我院与业主签订的设计合同。主要如下：
1)《亳州古井热电有限责任公司易址高参数背压机组替代项目可行性研究报告》及审查意见
2)亳州古井热电有限责任公司循环流化床锅炉改造项目建设项目环境影响报告表
3)燃料成分分析
4)主设备厂家提供的设计资料
5)《亳州古井热电有限责任公司易址高参数背压机组替代项目勘测设计征询谈判文件》
设计原则
遵循《小型火力发电厂设计规范》(GB50049-94)及现行国家和电力行业有关规程、规范、规定。
建设规模
本工程本期建设规模为3×75t/h高温高压循环流化床锅炉，配2×15MW背压式汽轮发电机组，预留1炉1机的发展用地，最终规模四炉三机。
设计范围
本期三炉二机热力系统及燃烧系统设计。（包括全厂辅助蒸汽系统及主厂房布置等）
本期三炉二机工业水管道设计。
本期主厂房布置及辅助设备的造型。
本期三炉二机锅炉点火油系统设计。
本专业设计存在的问题
本工程所需辅机尚未招标，故主要辅机按通用系列考虑或采用相似工程辅机资料。施工图设计阶段应根据实际辅机资料进行有关调整。
主机型号、参数及主要技术规范
锅炉
锅炉为无锡华光锅炉股份有限公司生产的75t/h高温高压循环流化床锅炉，设计燃料为贫煤。锅炉主要参数如下：
循环流化床锅炉 UG-75/9.8-M
额定蒸发量 75t/h
额定蒸汽压力 9.8 MPa
额定蒸汽温度 540
给水温度 150
排污率 ≤2%
锅炉设计热效率 89.2%
排烟温度 1
汽轮机
汽轮机为杭州汽轮机股份有限公司生产的高温高压背压式汽轮机。汽机主要参数如下：
背压式汽轮机： B15-8.83/0.981 (HNG40/32)
机组型式： 高温高压背压式
额定功率： 15 MW
额定进汽量： 114.5 t/h
额定进汽压力： 8.83 MPa(a)
额定进汽温度： 535
排汽压力： 0.981 MPa(a)
排汽温度: ～265
额定转速： 6511 rpm
旋转方向： 从发电机看汽轮机，汽轮机为逆时针
齿轮箱
减速箱采用FLENDER公司（进口）的齿轮箱。
发电机
发电机由山东济南发电机设备厂提供，主要参数如下：
发电机型号： QF(N)-15-2
额定功率： 15MW
额定功率因数： 0.8 (滞后)
额定电压： 10.5 kV
额定电流: 1031A
额定频率： 50 Hz
额定转速： 3000 r/min
旋转方向： 从汽机端向发电机端看为顺时针
燃料
设计煤种
亳州热电公司用煤采用市场采购方式，多渠道购买。因此设计煤种按建设方提供煤质资料确定。
燃料成分分析
序号
项目
符号
单位
数值
1
水份
Mar
%
5.8
2
灰份
Aar
%
44.71
3
收到基碳元素
Car
%
43.04
4
收到基氢元素
Har
%
2.81
5
收到基氧元素
Oar
%
5.21
6
收到基氮元素
Nar
%
0.9
7
收到基硫元素
Sar
%
0.58
8
可燃基挥发份
Vdaf
%
37.05
9
低位发热量
Qnet, ar
kj/kg
15460
10
灰的变形温度
DT
℃
1.49×103
11
灰的软化温度
ST
℃
＞1.50×103
12
灰的熔化温度
FT
℃
＞1.50×103
锅炉点火及助燃油
锅炉点火及助燃油采用#0轻柴油。
序号
分析项目
单位
标准要求
实验方法
1
10%蒸余物残碳
%
≯4
GB/T268
2
水分
%
痕迹
GB/T260
3
运动粘度
Mm2/s
3.0~8.0
GB/T265
4
闭口闪点
oC
≮65
GB/T261
5
灰份
%
≯0.025
GB/T508
6
硫醇硫含量
%
≯0.01
GB/T380
7
机械杂质
%
无
GB/T511
8
硫含量
%
≯0.2
GB/T380
9
凝点
oC
≯0
GB/T510
点火油枪为机械雾化，每支油枪出力350kg/h，油压2.5MPa，油枪所需助燃空气为一次风。空气和油燃烧后形成850℃左右的烟气，从水冷风室上的布风板均�人腿肼拧�
石灰石特性
石灰石纯度分析：
名称
符号
单位
设计数值
氧化钙
CaO
%
48.04
氧化镁
MgO
%
4.32
氧化铁
FeO3
%
0.71
氧化硅
SiO2
%
3.20
水份
H2O
%
其它
%
石灰石的入炉粒度要求：粒度范围0～1mm，50%切割粒径d50=0.25
燃烧系统及辅助设备选择
燃料消耗量
根据设计煤种，本工程燃料消耗量为每台炉15.4t/h。本期按三炉计算，实际燃料每天消耗量为1016.4吨(按22小时计算)，年消耗量为30万吨（按6500小时计算）。
燃烧系统及辅助设备选择
本期工程共安装三台循环流化床锅炉。燃煤由输煤皮带送入煤仓间原煤斗，原煤斗中的煤经炉前3台称重式皮带给煤机，通过落煤管送入燃烧室。落煤管上布置有送煤风和播煤风，以防煤堵塞。送煤风接一次冷风，播煤风接一次热风，约为总风量的4%。
煤泥及污泥接入口设在炉膛两侧墙标高11m处，左右各一。
锅炉燃烧空气由一、二次风机提供，一、二次风之比为60：40。一次风机送出的空气经空气预热器预热后，从炉膛水冷风室二侧进入，再经布风板的风帽小孔均匀进入燃烧室；二次风机送出的空气经过空气预热器预热后，二次风在布风板上高度方向分二层送入炉膛。
在900℃左右的床温下，以一定比例混合的燃料和石灰石粉与空气充分接触，煤粒着火燃烧放出热量，把石灰石粉煅烧成CaO。同时CaO与燃烧生成的
烟气夹带着未燃尽的物料颗粒进入炉膛上部，通过位于后墙水冷壁上部的2个烟气出口，分别进入2个高温旋风分离器。经过分离后的烟气进入尾部烟道，依次穿过高温过热器、低温过热器、省煤器、二次风空气预热器，一次风空气预热器，烟气温度降至140℃
每炉烟风系统设计一次风机、二次风机、引风机各1台，增压风机2台。本工程锅炉按添加石灰石脱硫设计，石灰石通过输煤系统与煤混合后进入炉膛。脱硫的石灰石耗量每小时约0.74吨（按钙硫比2.5计算）。脱硫效率为90%。
除尘设备及烟囱的选择
本工程选用静电除尘器，烟气从空预器尾部经烟道进入电除尘器，除尘后的烟气经烟道通过引风机引入烟囟。
烟囟高120米，出口直径3.2米。
燃烧系统介质流速及烟、风管道通流断面选择
介质流量
管道规格
设计流速
推荐流速
m3/s
mm
m
一次风机入口
17.0
1200×1200×4
11.8
10～12
一次风机出口
17.1
1200×1200×4
11.88
10～12
一次风
15.6
1000×1000×4
15.5
15～25
二次风机进口
11.3
1000×1000×4
11.3
10～12
二次风
15.4
800×800×4
24
15～25
返料风流化风
0.17
φ159×4.5
9.5
烟
39.5
2000×2000×5
10
10～15
防噪声措施
送风机进口安装消音器，并在风机外壳敷设隔音材料，以降低主厂房区域的噪音。
热力系统及辅助设备选择
热力系统原则及特点
主蒸汽系统
主蒸汽系统采用集中母管制，从过热集箱出口以￠168X16的管子引出至主蒸汽母管￠325X28。从主蒸汽母管分别引至两台汽轮机和减压减温器。
主给水系统
主给水系统采用母管制。从除氧器出来的水经给水泵增压后再经过高压加热器，然后再进入锅炉省煤器。给水系统设冷、热母管各一根。设置三台电动给水泵,一台汽动给水泵。正常运行时，由一台汽动泵配一台电动泵给锅炉供水。汽动泵故障时三台电动泵同时运行。
回热系统
给水加热采用除氧器（1级）+高压加热器（1级）。除氧器加热汽源由两路供给，一路由汽动泵小汽轮机排汽供给，另一路则由汽轮机背压排汽减压后供给。高压加热器加热汽源引自汽轮机背压排汽。
排污扩容系统
全厂共用一台连续排污扩容器，容量4.0m3，一台定期排污扩容器容量7.5m3。设一套疏放水系统，一台疏水扩容器容积1m3
热平衡计算成果表
序号
项目名称
单位
数值
1
带额定功率耗汽量
t/h
237.29
2
锅炉额定蒸发量
t/h
3×75＝225
3
锅炉出力裕量
t/h
-12.29
4
带额定热负荷
t/h
153
5
锅炉蒸发量(两用一备)
t/h
2×75＝150
6
锅炉出力裕量(两用一备)
t/h
-3
热力系统主要辅助设备的选型
（1）旋膜式除氧器三台 85t/h，0.02MPa，出水温度104℃
除氧水箱：三台，35m
（2）电动给水泵：三台 85m3/h，1500mH2O。进水温度104
气动给水泵：一台180m3/h，1500mH2O。进水温度
（3）减温减压器，一台 100t/h，9.81/1.0MPa，540/305℃，减温水150
（4）高压加热器，二台，换热面积140m
（5）疏水泵，二台，80m3
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热力系统中主要管道管材、管径、壁厚及介质流速
管材、规格按《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计》（2000版）选取。管道参数计算结果见下表。
项目
流量
(t/h)
设计温度
(℃)
设计压力
(MPa.g)
管材
选取管道规格(mm)
流速
(m/s)
推荐流速范围
(m/s)
主汽母管
225
545
9.82
12Cr1MoVG
φ325×28
51.8
40～60
主汽支管
75
545
9.82
12Cr1MoVG
φ168×16
40
40～60
电动给水泵入口
85
104
PN1.6
20
φ159×4.5
1.35
0.5～2
汽动给水泵入口
180
104
PN1.6
20
φ219×6
1.49
0.5～2
电动给水泵出口
75
150
PN17
20G
φ114×10
3.4
2～6
汽动给水泵出口
180
150
PN17
20G
φ159×14
3.71
2～6
高压给水母管
225
150
PN17
20G
φ194×18
3.61
2～6
低压给水母管
225
104
PN1.6
20
φ245×7
1.49
0.5～2
注：计算按三炉两机额定工况运行
节约用水及减少工质损失的措施
回收热用户冷凝水进入疏水箱，减少用水损失。热用户加收凝水大约为30t/h。
增设一台汽动给水泵，以减少厂用电，汽动给水泵的排汽作为除氧器部分加热蒸汽热源，减少厂用电的同时使能源得以充分利用。
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启动及辅助蒸汽系统
不设启动锅炉。设除氧加热蒸汽母管，采暖用汽由该母管引接。锅炉吹灰用蒸汽由锅炉自供。
主要热经济指标
主要热经济指标计算结果如下：
序号
项目
单位
额定热负荷
1
发电热耗率
kJ/kW.h
4833
2
供热量
GJ/h
363
3
发电标准煤耗率
kg/kW.h
0.19
4
平均供热标准煤耗率
Kg/(kw.h)
40.8
5
标准煤耗量
t/h
17.2
6
全厂热效率
82.7%
5主厂房布置
主厂房设计的主要原则
主厂房采用典型的三列式合并煤仓间布置，结构紧凑，布置灵活。
主厂房布置方案概述
从固定端往后依次为汽机房、除氧煤仓间、锅炉间、炉后除尘及烟囱。
两台汽轮发电机组采用纵向顺列布置。
锅炉房露天布置，局部采用适当的防护措施。设运转层平台，运转层以下不封闭。
主厂房主要尺寸
汽机房纵向深度75m（7.5m×10），跨距18m。汽机房0m层布置有空冷器、冷油器、润滑油泵等；靠近B列柱侧布置有3台电动给水泵（其中一台配液偶），一台汽动给水泵。3.4m层平台上布置有高压加热器、汽封冷却器及油箱。运转层标高7m，设1台16/3.2t电动双梁桥式起重机，起重机轨顶标高约14.0m。汽机检修场地设在两机之间，可满足汽轮机组检修之用。
除氧煤仓间长度75m(7.5m×10),跨距10.5m。0m层为厂用配电室；运转层标高7m，布置有汽水管道及机炉集中控制室；11.0m层为管道层。除氧层标高14m，布置有除氧器和连续排污扩容器。
锅炉房0m层布置有一次风机、二次风机、增压风机、除渣机；锅炉露天布置，运转层以下不封闭，运转层标高7m。锅炉房后露天布置静电除尘器。
安装及检修措施
汽机房设一台16/3.2t桥式起重机。油漆颜色采用桔黄警戒色。
一次风机设手动单轨小车，起吊重量3t。
二次风机设手动单轨小车，起吊重量2t。
炉顶设有2t单轨电动葫芦，每炉1套，可将重物自零米地面吊到炉顶。
引风机设单轨电动葫芦，每炉1台，吊重6t。
露天布置的防护措施
锅炉露天布置。锅炉本体的设计，要求锅炉能满足防冻、防雨、防风和防腐蚀的要求。需保温的范围为本工程的主机设备，热力系统和烟风系统的辅助设备及连接管道（表面温度＞50℃
此外采取以下的防护措施：
炉顶设防雨棚。
锅炉本体采用金属外护板。
露天布置的电动机加轻型防护罩。
穿越运转层大平台的管道、设备等设挡水圈。
露天金属构件油漆作保护层以防腐蚀。
6辅助设施
压缩空气由除灰专业设置的空压站统一供给。
检修用氧气、电厂所需氮气、二氧化碳气体均考虑外购解决。
按照《火力发电厂保温油漆设计规程》(DL/T5072-1997)采用经济厚度法进行设计保温油漆。保温材料及其制品的质量一定要符合质量要求，并采用取得合格证的定点厂产品。检验方法按照《火力发电厂保温材料技术条件》(DL/T776—2001)进行。保温材料采用硅酸铝制品、岩棉。