干熄焦余热锅炉热力系统主要设备设计选型

1 余热锅炉系统

干熄焦余热锅炉把高温烟气送到余热锅炉进口，当一台余热锅炉检修时，这时另外2座干熄焦炉焦炭产量为满负荷生产，焦炭产量基本不受影响。另2台正常运行锅炉，能够满足2座干熄焦炉满产时能够稳定生产运行。

(1)余热锅炉参数要求

• 循环气体量： 正常情况下196000m3/h(标况);
• 额定蒸发量： ~60t/h
• 最大蒸发量： ~70t/h(一台干熄焦系统检修时)
• 额定蒸汽压力： 13.7MPa(g)
• 额定蒸汽温度： 540℃
• 锅炉给水温度： 104℃
• 锅炉入口烟气温度： 880~980℃
• 锅炉出口烟气温度： 160~180℃
• 循环气体含尘浓度： 10g/Nm3;

循环气体成份：

H2：0~2%;O2：0~1%;CO：3~6%;CO2：12~18%;H2O 5~8%,其余为：N2。

(2)锅炉设计要求

①锅炉整体为立式，室外露天布置带雨棚，烟气上进下出，采取悬支吊型式。

②每座干熄焦炉配套一台锅炉，干熄焦炉的高温烟气从上部进入锅炉。锅炉排烟从锅炉侧面排出。锅炉必须有防止受热面积灰、受热面超温的措施。

③考虑焦炉烟气特殊性，同时给水温度~70℃常规给水温度，余热锅炉尾部省煤器、换热器等低温段须采取特殊的结构措施同时为避免腐蚀要求材质采用不低于316L等耐腐蚀材料。

④锅炉合适位置设置吹灰装置，并设置掏灰孔。

余热锅炉

1.1 余热锅炉结构

(1)锅炉各层设置栅格平台。需满足各大件检修的要求。

(2)锅炉构架除承受锅炉本体荷载外，还应考虑承受锅炉范围内的各汽水管道、烟风 管道、锅炉与操作间联系平台等的荷载，具体荷载值由设计院提供。

(3)各承受梁的挠度与本身跨度的比值应不超过以下数值： 大板梁 ：1/850; 次梁：1/750; 一般梁：1/500。

(4)平台、步道和扶梯应有足够的强度和刚度，检修平台的活荷载4kN/m2，其余各 层平台的活荷载为 2.5kN/m2，扶梯的活荷载为 2kN/m2。

(5)炉顶设计带一定坡度的防火防雨棚，其边缘应超出锅炉最外边缘 2.5m，并考虑设计 2t 电动葫芦及支承钢结构，保证检修使用。锅筒附近设计锅筒小室，夏季可通风，冬季可封闭，解决锅筒汽水附件、管路和仪表变送器仪表管冬季防冻、防滑、防雨、防腐和防雷 等问题。此三项由制造厂进行施工设计并供货。锅炉炉顶设计轻型钢屋盖，在锅炉顶板上设计有楼梯，可上到轻型钢屋盖上进行检修，楼梯的上端设有可启闭和防雨的人孔。

1.2 锅筒

(1)锅筒内部结构应采取合理措施，避免炉水和进入锅筒的给水与温度较高的锅筒壁直接接触，以降低锅筒壁温差和热应力。

(2)锅筒内部应采用成熟的锅内汽水分离装置、蒸汽清洗装置确保汽水在锅炉负荷变化较大时汽水品质合格。

(3)锅筒内下降管孔，进水管孔以及其它有可能出现温差的管孔，需采取合理的管孔结构型式和配水方式，防止管孔附近的热疲劳裂纹。

(4)锅筒的水位计应安全可靠.观察方便，指示正确。同一锅筒上两端就地水位计的指示偏差不大于 20mm，锅筒本体上的水位计采用无盲区自冲洗型双色水位计。

(5)设有远传锅筒水位的测孔，并配供一次阀门和平衡容器，测点位置能真实反映锅筒内的实际重量水位，误差不大于 20mm，防止由于汽流、水流等因素影响造成的虚假现象。锅筒正常水位为锅筒中心线下 180mm，允许的最高和最低水位为正常水位上下 50mm。

(6)锅筒应供有酸洗、热工测量、加药、连续排污、紧急放水、炉水及蒸汽取样、省煤器再循环管、安全阀、空气阀等的管座和相应的阀门。

(7)锅炉锅筒水位计水侧取样管孔位置应低于锅炉锅筒水位停炉保护动作值，并有足够的富裕量。

(8)锅筒安全阀的安装位置应考虑检修和整定、校验时的方便，设置平台或加装短管引至上层平台。

(9)锅筒应考虑运输条件，应进行包装便于运输。

1.3 水冷壁

(1)采用全焊接的的膜式水冷壁，鳍片宽度能适应变工况运行。

(2)水冷壁管内的水流分配和受热应合理，沿锅筒全长的水位均衡，不会发生水循环不良现象。

(3)水冷壁制造应保证质量。每根水冷壁管材及出厂焊缝应进行 100%无损探伤，不产生一个泄漏。通球及水压试验应合格。在运输许可条件下，水冷壁尽量在厂内组装，减少工地安装焊口数量。

(4)锅炉炉顶密封按二次密封技术设计，确保各受热面膨胀自由;金属密封件不开裂;炉顶不漏烟。

(5)水冷壁上应设置必要的观测孔、热工检测孔、人孔。

(6)水冷壁与炉底接合处应有良好的密封结构，保证水冷壁能自由膨胀且不漏风。

(7)炉膛压力测点布置在左右侧，每个压力测点均单独开孔。

(8)水冷壁的放水点装在最低处，应保证水冷壁管及其集箱内的积水能放空。

1.4 过热器和调温装置

(1)过热器的设计应保证各段受热面在启动、停炉、汽温自动控制失灵、事故跳闸，以及事故后恢复到额定负荷时不致超温过热。

(2)为防止爆管，各过热器管段应进行热力偏差的计算，合理选择偏差系数，在选用管材时，在壁温验算基础上应留足够的安全裕度。

(3)应考虑消除蒸汽侧和烟气侧的热力偏差。

(4)过热器蛇形管组件，厂内进行水压试验。

(5)过热器管及其组件，在出厂前通过100%焊缝无损探伤，通球试验及水压试验合格。管束和联箱内的杂物、积水彻底清除净，然后用牢固的端盖封好。

(7)过热器设有反冲洗接口。

(8)过热器在最高点处设有排放空气的管座和阀门。

(9)过热器出口集箱能承受主蒸汽管路一定的推力及力矩, 并与管路系统设计协商一致。

(10)喷水减温器的防护套筒始端应与联箱可靠连接并保证套筒与联箱的相对膨胀。引入减温器的进水管在设计时采取措施，防止减温器产生热疲劳裂纹。

(11)过热器集箱出口管道上设置水压试验堵阀，再热器集箱进、出口管道上设置水压试验堵阀，布置能方便检查和检修。

1.5省煤器

(1)为保护省煤器，应设置再循环回路，使省煤器在锅炉启动过程中得到冷却保护。

(2)锅炉后部烟道内布置的省煤器等受热面管组之间，应留有足够高度的空间，供检修、清扫。

1.6 阀门

(1)锅炉的锅筒、过热器上应布置全量型弹簧安全阀，其要求符合《蒸汽锅炉安全技术监察规程》。安全阀不会出现拒动作和拒回座。起跳高度符合设计值。回座压力差不大于起跳压力的 7%，应提供安全阀动作压力和回座压力的整定值。

(2)给水和减温水调节阀应具有良好的调节性能。阀门关闭后应保证严密不漏，设有给水管路。调节阀执行机构采用气动调节。

(3)阀门驱动装置应满足驱动力矩与阀体的要求。安全可靠动作灵活并附有动态调节特性曲线。阀门的操作机构设在便于操作的地点，在全开、全关位置有限制越位的机构。

(4)焊接连接的阀门，其焊口处要做好坡口。用法兰连接的阀门配以成对的法兰和所需的螺栓、垫片。

(5)锅炉本体范围内的主要阀门包括安全阀、调节阀、电动闸阀等。阀门选型应考虑户外防雨防尘能力。

(6)锅炉本体配置的仪表阀门应采用不锈钢材质，最终仪表阀材质由锅炉厂根据使用条件设计。

(7)所有电动、气动阀门需提供阀体与执行器之间的连接尺寸图。

1.7 钢结构及平台扶梯

(1)锅炉钢结构的设计、制造运用先进技术，质量应达到我国《钢结构设计规范》的规定。

(2)钢结构构件采用焊接连接。

(3)凡有门孔、测量孔、蠕胀监察测点、阀门、观察孔、膨胀指示器、水压试验堵阀组件及其它未提及的需运行维护处均必须设有操作维护平台，相邻平台之间的连接应通畅，方便巡回检查，其中司水平台及主汽门平台采用花纹钢板平台，其余采用刚性良好的防滑格栅平台。步道宽度不小于 900mm，平台与步道之间的净高尺寸均应大于 2m。平台楼梯应布置合理，不能影响人员通行。

(4)锅炉扶梯采用炉前两侧集中布置，方向一致，倾角均为不大于 45 度，踏步采用防滑格栅板。

(5)刚性梁应有足够的刚度，避免运行中发生晃动和炉墙震动。

(6)应考虑钢构组件的运输和起吊条件;避免在搬运或安装过程中发生变形和意外。

2 主蒸汽

(1)主蒸汽管道系统采用母管制，所有蒸汽阀门采用焊接阀门。

(2)每台干熄焦余热锅炉的主蒸汽从过热器集箱接出后，送入余热发电主厂房内的系统母管，每个机组一个接入点(阀门采用可中停电动阀)。主汽管最低点设有疏水点，疏水引入汽机本体疏水扩容器。

(3)每台干熄焦余热锅炉主蒸汽管道出口装设电动隔离阀及手动隔离阀各一台。

(4)主蒸汽、给水、省煤器管道安装足够数量的疏放水阀门。

(5)每台锅炉主蒸汽管道、锅炉蒸汽集箱出口上设流量测量装置。

(6)主蒸汽管道采用12Cr1MoVG管材。

3 冷却水系统

(1)工业冷却水系统主要为给水泵和配套的稀油站等提供冷却水，水源由炼焦发电机组提供。

(2)厂区内工业水母管采用直埋敷设。主厂房内工业水母管采用地沟敷设，母管至各设备的小管道均采用直埋敷设。直埋敷设的管道均采用环氧煤沥青加玻璃丝布做两布四油防腐。

(3)阀门及附件按PN16选取。

4 排污、疏水系统

(1)本期工程设定期排污扩容器，不设置连续排污扩容器。

(2)由于锅炉连续排污量很小，且锅炉距离汽机房除氧层较远，需要先将排污水接入主厂房除氧层的连排，再将排污水返回锅炉的排污降温池，厂区管线投资较大而收益不高，不建议再设置连排扩容器。

(3)每台锅炉锅筒的定期、连续排污口，分别接至定期排污扩容器进口母管扩容后，蒸汽排空，水排至排污降温池，排污水使用水泵排放至余热发电系统循环水池或余热锅炉排污水池，满足集中回用条件。

(4)三台锅炉设置2台定排扩容器，其中两台锅炉共用1台定排扩容器。

(5)设置一套疏水系统，每套包括1台疏水箱、2台疏水泵、1台疏水扩容器。