文章编号:CN23-1249(2010)02-0034-03
免耕播种机朱丽华，孙 军
(哈尔滨哈锅锅炉工程技术有限公司，黑龙江哈尔滨150046)
摘 要：某水泥厂纯低温余热锅炉的窑头、窑尾、三次风结构设计要点。关键词：低温余热发电；锅炉；设计中图分类号:TK229.92 文献标识码:A
Desi gn of 2500T /D Ce ment Kil n Pure Low Te mperature Waste Heat Boiler
ZHu L ihua,Sun Jun
(Harbin Boiler Engingeering Technol ogy Company L i m ited,Harbin 150046,China )
Abstract:I m portant designs points of the kiln head,kiln tail and the third breeze structure of s ome ce ment works pure l ow te mperature waste heat boiler .
Key words:electric power generati on of l ow te mperature waste heat;boiler;design
收稿日期:2009-09-12
作者简介：朱丽华(1976-)，女，黑龙江人,2000年毕业于东北农业大学，从事锅炉设计工作。
0 引 言
我公司为某水泥厂设计了AQC 窑头、SP 窑尾、ASH 三次风过热器用于低温余热发电的锅炉，目前已经投产使用了，运行状况良好。
ASH 的作用是将AQC 炉、SP 炉生产的工作压力2.18MPa，工作温度为216.3℃饱和蒸汽过热为400℃，压力为1.96MPa 的低压过热蒸汽，过热后的蒸汽供汽轮机发电用。由于占地面积与锅炉热效率要求，窑头、窑尾结构上采用立式布置。锅炉设计时应考虑水泥窑熟料冷却机废气对余热锅炉的严重磨损特性，同时注意漏风、防磨、防堵等措施。 1 窑头锅炉的设计
1.1 窑头锅炉设计参数
/h 锅炉进口平均烟气温度:450℃，最高温度600℃
粉尘浓度:20.0g/Nm
3
锅炉出口烟气温度:<80℃锅炉烟风总阻力不大于:800Pa 蒸发量不小于:15h /t 额定蒸汽压力:2.18MPa
额定蒸汽温度:216.3℃
一级省煤器给水温度(冷凝水):40℃二级省煤器给水温度:104℃给水压力:2.88MPa 漏风系数:≤2%1.2 窑头锅炉设计要点
1)窑头烟气中灰颗粒硬，受热面的防磨问
题。
第2期锅 炉 制 造
No .2 2010年3月
BO I L ER MANUF ACT UR I N G
Mar .2010
2)要考虑可靠的密封结构，尽可能减少漏风，减少热损失，减轻对水泥窑生产的影响。
3)选用合适的清灰装置，做到有效清除积灰。形象进度
1.3 窑头锅炉的结构特点
1)入锅炉的烟气经旋风分离器后进入AQC 锅炉，粉尘浓度达到了800mmg/Nm3解决了受热面的磨损和积灰问题。
2)属于单锅筒自然循环立式锅炉，从上而下布置蒸发受热面、两级省煤器。
3)受热面全部采用螺旋缠绕翅片管。
4)锅炉炉墙选用轻型护板炉墙。
5)弯头处均设有防磨装置。
6)所有集箱、固定梁穿墙处均设有膨胀节，确保密封可靠。
7)保温分根据烟气温度分为两层，高温处为轻质浇注料加重质浇注料，低温区全部为轻质浇注料，厚度为200mm，确保护板外表面积温度低于40℃。丁香油酚
2 窑尾锅炉的设计
2.1 窑尾锅炉设计参数
锅炉进口烟气量:V r=150000Nm3/h
锅炉进口平均烟气温度:330℃
粉尘浓度:120.0g/Nm3
锅炉出口烟气温度:<180℃～210℃
锅炉烟风总阻力不大于:800Pa
蒸发量不小于:16h/t
额定蒸汽压力:2.18MPa
额定蒸汽温度:216.3℃
一级省煤器给水温度(冷凝水):40℃
二级省煤器给水温度:104℃
给水压力:2.88MPa
漏风系数:≤3%
2.2 窑尾锅炉设计要点
1)窑尾烟气中灰尘浓度大，积灰、磨损都比较严重，必须采取可靠的清理积灰的方式。
2)负压大，必须采用可靠的密封结构，尽可能的减少漏风，减少热损失，减轻对水泥窑生产的影响。
2.3 窑尾锅炉的结构特点
1)属于单锅筒自然循环立式锅炉，从上而下布置6级蒸发受热面、两级省煤器。
2)蒸发管束、省煤器均采用悬吊结构。
3)受热面全部采用鳍片管。
4)下降管与蒸汽引出管的设计适当布置弯管结构，解决由于膨胀引起的应力问题，窑尾余热炉的高度达20多米，防止连接管系的膨胀量太大带来破坏。
5)锅炉炉墙选用轻型护板炉墙。
6)受热面弯头处均设有防磨装置。
7)所有集箱、固定梁穿墙处均设有膨胀节，确保密封可靠。
8)窑尾锅炉烟气温度低，保温全部为轻质浇注料，厚度为200mm，确保护板外表面积温度低于40℃。
2.4 窑尾锅炉的水动力特性
1)立式窑尾锅炉采用自然循环、微倾角的蒸发受热面的结构形式。
2)对受热面均进行水动力计算，确保水循环高度，提供足够的自然水循环动力。
3)同等的受热面根据布置空间尽量增加管圈数，可减少沿程管子总长和质量含汽率降低流阻。
4)最低循环高度处蒸发管采用增大倾斜角度的布置方式，防止管内发生传热危机和汽水分层，强化传热提高热效率。
5)采用大口径下降管、引出管，降低自身流阻，下降管总截面fxj、引出管总截面fyc与蒸发管总截面fs比值大与0.35。
6)蒸发管循环流速满足带走管内污垢的流速wo>0.4m/s，确保锅炉的安全可靠。
3 ASH过热器的设计
3.1 ASH过热器的设计参数
三次风过热器进口烟气量:V r=20000Nm3/h 三次风过热器进口烟气温度:750℃
粉尘浓度:30.0g/Nm3
三次风过热器出口烟气温度:452℃
锅炉烟风总阻力不大于:≤300Pa
蒸发量不小于:32h/t
额定蒸汽压力:1.96MPa
入口额定蒸汽温度:216.3℃
入口额定蒸汽压力:2.18MPa
出口额定蒸汽温度:400℃
3.2 ASH过热器设计要点
1)窑头烟气中灰颗粒硬，受热面的腐蚀和防磨问题。
[下转第38页]
・
5
3
・
体形测试
第2期 朱丽华，等:2500T/D水泥窑纯低温余热锅炉设计
3)疏导分离器立管时注意观察床压及水冷
风室变化情况：当床压急剧上升5～15kPa；水冷
风室压力急剧上升2～5kPa；分离器立管上、中料位压力恢复负值。通过以上可判断分离器立管及外置床已彻底疏通，否则继续增加风量进行疏导。
6 结 论
1)国内很多循环流化床锅炉的入炉煤粒径
不符合或接近原设计值，出现类似问题，导致锅炉运行状态不佳。所以，煤粉粒径对循环流化床锅炉影响非常大。锅炉高负荷运行时，若保持下部
床压在4.5kPa 左右，会导致底渣含碳量增加，影响锅炉效率和电厂的经济效益。为避免分离器排料不畅，应加大入炉煤的颗粒度，使其尽量接近设计值，这样，锅炉才能长期高效、稳定的运行。
2)在今后设计时，也可以考虑适当加粗分离器立管，以满足入炉煤颗粒度比设计值偏小时，分离器排料顺畅。
[上接第35页]
2)可靠的密封结构，尽可能减少漏风，减少
热损失。
3)设计合理的清灰振打装置。4)在烟道入口处设置沉降室、挡灰管保护后面的受热面。希望工程的资料
5)受热面采用卧室布置的方式。
4 锅炉设计时应注意的问题
4.1 锅炉漏风的影响
理论上漏风率由2%增加到3%，锅炉蒸发量下降0.8%左右。实际在锅炉投运后，由于漏风点位置、漏风集中等原因，当漏风率由2%增加到3%，锅炉蒸发量下降远远大于0.8%。4.2 灰浓度对锅炉蒸发量的影响
灰浓度高易使受热面积灰，影响传热效果，锅炉投运后，表现在蒸发量下降，排烟温度上升。灰浓度高，灰所带进的热量也高。对于窑尾锅炉，采用脉冲燃气清灰系，减轻了高浓度灰尘对传热的
影响，灰浓度每减少20g/Nm 3
，锅炉蒸发量增加0.9%～1%。4.3 温度参数变化对锅炉部件设计的影响
水泥窑头烟气温度上下变化幅度很大，也很
频繁，当烟气温度升高时，余热锅炉产汽量随之上升，为控制汽水阻力在一个合理的水平，在布置蒸发器和省煤器时应考虑比较低的介质平均流速(这样考虑对锅炉降压运行也有好处)。采用大直径汽包，增加水容量，减轻水位的波动。按可能的最高进口烟气温度选用合适的材质，按可能的最大蒸发量确定锅炉安全阀等。4.4 系统设计压力的比较
不同设计压力的余热锅炉，在结构上并没有
显著的差异，但由于窄点高低不一，在蒸汽段省煤器的布置上有所不同；压力越低，省煤器布置的数量越少。不同设计压力的余热锅炉每蒸吨钢耗率有差别，压力高则钢耗也略高。对于进出口烟气条件相同余热锅炉，配置不同的设计压力，主蒸汽焓值相差不大。但压力越高，从热力学角度看，做功效率会有所提高，如果要确定合理的蒸汽压力参数，还需要考虑到系统配置、投资成本等方面。
5 结 论
随着余热电站的相继建成，在大幅降低水泥生产成本的同时也为国家节约了能源，保护了环境，收到了良好的经济和社会效益。
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83・锅 炉 制 造 总第220期
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