塔式锅炉设备介绍

机械化工277塔式锅炉机组的结构与布置分析王 东（哈尔滨锅炉厂有限责任公司锅炉设计开发处，黑龙江 哈尔滨 150046）摘要：随着我国社会经济的不断提高，人们生活水平的日益增长，对于电力能源的需求量也在不断的增长，为了能够为人们提供安全、稳定的电能，现今国内的发电厂多采用塔式锅炉进行燃烧发电。

与以往所用的π型锅炉相比较而言，塔式锅炉具有结构稳定、节省土地资源、受热面广、布置便捷等优点，被600MW 及以上机组大量的使用，且效果良好，受到了人们的广泛关注。

除此之外，在国家时常提倡环保节能的条件下，塔式锅炉也正在以其所具有的多种优点而得到社会认可。

基于此，本文将重点阐述一下塔式锅炉机组的结构特点，并详细的分析塔式锅炉机组的布置特点与方法，希望可以为相关从业人员提供一定的参考与借鉴。

关键词：塔式锅炉机组；结构特点；布置特点近些年来，社会各行各业的进步都离不开对电能的应用，因而火力发电厂的锅炉机组也在朝着大容量、高参数的方向发展。

塔式锅炉机组在欧洲的应用较为广泛，且运行成绩较好，我国是在1985年引进的该锅炉机组，且在实际的应用中发现塔式锅炉机组具有燃烬率高、受热面磨损不明显等优点，当然其也具有安装检修难度大、投资高、不适用于地震地区等缺点，为此，就需要积极的了解和掌握好塔式锅炉机组的结构与布置特点，这样才能将优点全面发挥，缺点尽力避免，从而提升发电厂的发电率。

为此，本文下面就此进行了详细的论述，以供参考。

1 塔式锅炉机组的结构特点 1.1 整体结构特点概括 塔式锅炉的外形为“瘦高型”，因而其占地面积是非常小的，可以有效的节约大量土地资源，高度是相比于π型锅炉要高出20%之多，这样的结构特性使得其抗震性能并不被看好。

但是塔式锅炉炉体固有频率低，与地震频率相差甚远，故而从数据上来说其抗震性是很高的。

然而在实际的安装过程中，出于安全因素的考虑，我们并不会在地震频发地带进行选址。

塔式锅炉的结构主要为全悬吊，其具有支撑力强、结构简单的特点，且受力单一均衡，没有应力集中的现象发生。

SHANGHAI BOILER WORKS, LTD.0 前言 (1)1 锅炉设计条件及性能数据 (2)1.1BMCR工况及额定工况主要参数 (2)1.2燃料 (2)1.2.1煤质资料 (2)1.2.2点火及助燃用油 (3)1.3气象条件 (4)1.4锅炉给水及蒸汽品质要求 (5)1.4.1 锅炉给水质量标准 (5)1.4.2 蒸汽品质要求 (6)1.5锅炉运行条件 (6)1.6性能保证 (13)1.7性能数据汇总（设计煤种） (14)1.8锅炉性能曲线 (24)2锅炉总体及系统 (30)2.1锅炉总体简介 (30)2.2锅炉特点 (33)2.3汽水系统 (34)2.3.1给水和省煤器 (34)2.3.2 水冷系统 (35)2.3.3过热蒸汽系统 (38)2.3.4再热蒸汽系统 (40)2.3.5锅炉启动旁路系统 (41)2.4燃烧设备 (46)2.5烟空气系统 (46)2.5.1空气系统 (46)2.5.2烟气系统 (46)2.6出渣系统 (46)2.7调温系统 (46)2.7.1过热蒸汽调温 (46)2.7.2再热蒸汽调温 (47)2.8吹灰系统 (48)2.8.1蒸汽吹灰系统 (48)2.8.2烟温探针 (49)2.8.3水力吹灰系统 (49)2.9管路系统 (49)0 前言 (1)1 锅炉设计条件及性能数据 (2)1.1BMCR工况及额定工况主要参数 (2)1.2燃料 (2)1.2.1煤质资料 (2)1.2.2点火及助燃用油 (3)1.3气象条件 (4)1.4锅炉给水及蒸汽品质要求 (5)1.4.1 锅炉给水质量标准 (5)1.4.2 蒸汽品质要求 (6)1.5锅炉运行条件 (6)1.6性能保证 (13)1.7性能数据汇总（设计煤种） (14)1.8锅炉性能曲线 (23)2锅炉总体及系统 (29)2.1锅炉总体简介 (29)2.2锅炉特点 (32)2.3汽水系统 (33)2.3.1给水和省煤器 (33)2.3.2 水冷系统 (34)2.3.3过热蒸汽系统 (37)2.3.4再热蒸汽系统 (39)2.3.5锅炉启动旁路系统 (40)2.4燃烧设备 (45)2.5烟空气系统 (45)2.5.1空气系统 (45)2.5.2烟气系统 (45)2.6出渣系统 (45)2.7调温系统 (45)2.7.1过热蒸汽调温 (45)2.7.2再热蒸汽调温 (46)2.8吹灰系统 (47)2.8.1蒸汽吹灰系统 (47)2.8.2烟温探针 (48)2.8.3水力吹灰系统 (48)2.9管路系统 (48)2.9.1疏水、放气 (48)2.9.2取样管路 (48)2.9.3锅炉安全阀 (48)2.9.4凝结水系统 (49)2.10门孔和测点布置 (49)2.10.1门孔 (49)2.10.2汽水系统测点 (49)2.10.3烟空气系统测点 (49)3 主要受压部件 (49)3.1省煤器 (49)3.2水冷壁 (50)3.3过热器 (53)3.3.1第一级过热器 (54)3.3.2第二级过热器 (55)3.3.3第三级过热器 (56)3.4再热器 (57)3.4.1第一级再热器 (57)3.4.2第二级再热器 (58)3.5锅炉启动旁路 (59)3.5.1锅炉启动旁路管道 (59)3.6 过热蒸汽减温器 (60)3.7 再热蒸汽减温器 (61)4、其它设备 (62)4.1钢结构 (62)4.2刚性梁 (68)4.3锅炉密封和保温 (68)4.4空气预热器 (68)4锅炉水压试验 (69)4.1水压试验压力 (69)4.2注意事项 (69)4.3锅炉各部件水容积 (69)5.0锅炉酸洗 (70)5.1锅炉各部件酸洗容积 (70)6.0锅炉重量 (71)0 前 言上海外高桥第三发电有限责任公司2×1000MW超超临界压力直流锅炉是在引进德国ALSTOM公司1000MW超超临界塔式锅炉技术的基础上，结合上海锅炉厂有限公司燃用神府东胜煤的经验进行设计的，锅炉总体方案参照上海外高桥二期的2×900MW超临界压力直流锅炉和ALSTOM已具有良好运行业绩的800～1000MW等级超超临界压力直流锅炉。

塔式锅炉机组的结构与布置分析方涛;徐淑姣【摘要】为分析塔式锅炉机组的布置特点,总结了塔式锅炉的总体结构,钢结构和受热面的结构特点,对塔式锅炉与π型锅炉的各项差异进行了对比.结果表明塔式锅炉占地面积小,钢结构较为稳定,受热面适合水平布置;相较于π型锅炉,塔式锅炉能快速启动,投资较高,受热面热偏差小,磨损小.切圆燃烧的塔式炉,推荐采用前煤仓布置方式,四大管道采用“支管-母管-支管”的连接方式,布置在运转层以上.【期刊名称】《节能技术》【年(卷),期】2016(034)001【总页数】4页(P13-15,20)【关键词】塔式锅炉;结构;前煤仓;四大管道;布置【作者】方涛;徐淑姣【作者单位】国核电力规划设计研究院机务设计部,北京100094;华北电力设计院有限公司水务工程事业部,北京100120【正文语种】中文【中图分类】TK223近年来，随着电力工业的发展和环保要求的提高，火电机组逐步走向大容量、高参数。

塔式炉具有占地面积小、燃烬率高、受热面磨损小等一系列优点而越来越受到关注，在600 MW及以上机组中被大量采用。

欧洲600℃塔式锅炉有较多运行业绩，全厂效率约为45%~47%，目前正在研制的AD700℃塔式锅炉，全厂效率可达53%。

我国较早引进大型塔式炉是1985年，元宝山一期建设了两台600 MW亚临界褐煤塔式炉机组。

姚孟发电厂的3#、4#炉(300 MW)、元宝山电厂的2#炉(600 MW) 以及神头第二电厂的1#、2#炉(500 MW)，外高桥二期2×900 MW超临界锅炉，均采用塔式锅炉。

外高桥三期1 000 MW超超临界锅炉也采用塔式锅炉[1]。

2009年，国内自行设计的华能九台电厂一期2台660兆瓦国产超临界燃煤锅炉投运[2]。

2012年，国电谏壁发电厂两台1 000 MW超超临界塔式炉机组发电。

2014年至2015年，国网能源哈密4×660 MW机组2#，3#塔式炉机组先后投产发电。

【电力圈锅炉】百万机组锅炉“Π型”和“塔式”之争电力圈请注明：单位专业姓名导读目前，世界上大容量机组的锅炉型式主要有Π型锅炉和塔式锅炉两种炉型。

这两种炉型在不同的国家都受到广泛的运用。

在日本、美国和前苏联700MW以上的超临界和超超临界机组都是采用Π型锅炉。

在德国，所建的大容量机组几乎都是塔式锅炉。

我国的300MW和600MW的亚临界和超临界机组的锅炉（包括国产和进口机组）也几乎都是Π型锅炉。

这两种炉型在日本、美国和德国都有良好的运行业绩。

1、炉型介绍1. Π型锅炉简介主要优点：简单、紧凑；排烟口在下方，故引、送风机及除尘器等设备均可布置在地面；锅炉构架较低，可采用钢筋混凝土结构；尾部烟道中烟气下行，便于清灰，且有自生吹灰作用；各受热面易于布置成逆流方式，以加强对流换热；尾部受热面检修也比较方便。

主要缺点：烟气从燃烧室进入对流烟道要转弯，使烟气的速度场、温度场以及飞灰浓度分布不均匀，容易引起受热面的局部磨损，而且影响传热；由于其燃烧室高度与尾部烟道高度要求近似相等，故尾部受热面布置较困难，当燃用低热值、高灰分、高水分的褐煤或其他劣质燃煤时，就会出现“布置危机”，占地也较大。

2. 塔式锅炉简介塔式锅炉即单烟道锅炉，其对流受热面全部布置在燃烧室上方的烟道里，笔直向上发展。

由于它取消了转向室，使烟气在对流受热面中不改变流动方向，又消除了燃烧室高度和尾部烟道高度不相称的布置矛盾，所以它是燃烧褐煤或多灰分烟、贫煤锅炉的最佳炉型，此外锅炉烟道有自生通风作用，烟气阻力有所降低。

其缺点是：空气预热器、引风机、除尘器等设备位于锅炉顶部，这将使锅炉钢架承受荷载加重，结构复杂，金属耗量大，造价高，设备安装和检修难度加大。

所以现代大型锅炉均采用改良型塔式布置。

这种布置型式只是将原塔式布置作少许变动，即把空气预热器、引风机及除尘器等分层低位布置在燃烧室后部。

用垂直烟道连通上部的省煤器和下部的空气预热器，而引风机和除尘器则布置在炉后地面上。

1 工程概述国华台山电厂二期工程扩建两台1000MW燃煤脱硫、脱硝机组,锅炉由上海锅炉厂生产。

锅炉为超超临界参数直流炉27.56MPa(a)/605°C/603°C,最大连续蒸发量为3091t/h,单炉膛、一次再热、采用切圆燃烧方式、露天布置、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构塔式锅炉。

水冷壁布置在E-G、4.5～7.3轴线之间,炉膛截面为21480m m×21480m m,水冷壁在标高69225m m 以下的炉膛和灰斗采用膜式螺旋管设计;在标高69225m m以上的低通量区域和对流部分采用膜式垂直管设计;两者之间由过渡段连接,前后墙冷灰斗水冷壁在标高18480mm与水平成54.05°角往内拐,形成斗状型。

垂直水冷壁上标高分别为:前、左、右墙均为+120253m m,后墙为+112450m m 。

炉膛内组件从上至下,依次布置一级过热器进口段、省煤器、一级再热器、二级过热器、二级再热器、三级过热器和一级过热器出口段。

一级过热器进口段布置在炉膛内最上方,共89片管排组成。

省煤器布置在炉膛内一级过热器进口段下方,共178片管排组成。

一级再热器布置在炉膛内省煤器下方,共178片管排组成。

二级过热器布置在炉膛内一级再热器下方,共89片管排组成.二级再热器布置在炉膛内二级过热器下方,共44片管排。

三级过热器布置在炉膛内二级再热器下方,共22片管排组成。

一级过热器出口段布置在炉膛内最下方,共22片管排组成。

炉内三器管排均为卧式结构,由炉顶穿过炉顶管屏的悬吊管进行悬吊。

所有受热面集箱均布置在炉膛外,省煤器和过热器集箱主要布置在炉前位置,再热器集箱主要布置在炉后位置,集箱由炉外悬吊管悬吊固定。

过热器、再热器连通管主要分布在锅炉两侧,炉前则布置有1个贮水罐及6个启动分离器、其他系统连接管道等。

其中贮水罐为超重、超长件,对于现场吊装存在一定难度。

2 受热面各系统的机械配置（表1）2.1刚性梁吊装由于塔式锅炉主钢架结构与炉膛间距较大,前后墙间距为5010mm ,左右侧墙间距为4510mm,因此不利于水冷壁的吊装及高空对口安装工作。

一．锅炉简介1.概述2×900 MW超临界压力单轴凝汽式汽轮发电机组，主要有锅炉岛、汽机岛、仪控岛、灰岛和500KV GIS岛以及与其相关的辅助设备组成。

其中锅炉岛由德国ALSTOM能源系统公司（简称ALSTOM－EVT）中标。

锅炉型式为：塔式，2788 T/h超临界压力，一次中间再热直流锅炉，扩容式启动系统，单炉膛四角切向燃烧，平衡通风，露天悬吊布置，固态排渣煤粉炉。

锅炉结构简图（附图1和附图2）。

附图－1－锅炉运行压力25.76 MPa，主蒸汽温度542 ℃，再热蒸汽温度568 ℃，给水温度272.6℃，排烟温度130℃，锅炉效率93.7％。

其他主要技术参数：最大连续蒸发量：2788 T/h再热蒸汽流量：2476 T/h再热器进口压力： 5.919 Mpa再热器出口压力： 5.74 Mpa再热器进口温度：319.3 ℃再热器出口温度：568 ℃锅炉不投油稳燃负荷：25％BMCR锅炉直流运行负荷：33％BMCR炉膛尺寸及热负荷炉膛燃烧区净高：78 米炉膛截面热负荷： 5.35 MW/m2炉膛容积热负荷：77.4 KW/ m3炉膛容积：31869 m3炉膛设计压力：±8700 Pa锅炉大板梁顶标高：114.5 米汽水循环方式：强制循环燃烧方式：直吹式四角同心切园燃烧点火方式：轻油－煤粉二级点火调温方式：过热器采用二级8路喷水再热器采用一级4路喷水、事故喷水以及燃烧器摆动调温三种方式运行方式：定压运行或滑压运行锅炉本体主要有燃烧系统、制粉系统、烟风系统、吹灰系统等以及其他一些辅助系统组成。

每台锅炉配备有2台50％容量轴流式动叶调节送风机；2台50％容量轴流式动叶调节吸风机；2台50％容量进口叶片调节离心式后弯翼型叶片的一次风机；2台100％容量离心式密封风机；2台100％容量冷却火监的离心式风机（一台交流电机，另一台直流电机）；2台50％容量容克式空预器（其驱动马达采用电动，辅助马达采用气动）；2台50％容量三通道四电场静电除尘器；2台50％容量暖风器。

第1页共33页第3页共33页钢架安装方案3作业条件3. 1对作业人员的要求1 ）参加作业人员必须经体检合格。

2 ）参加作业人员必须经三级安全教育并且考试合格。

3 ）参加作业人员必须全部参加技术交底并熟悉图纸。

4 ）参加作业人员必须有丰富的现场施工经验。

3. 2作业机械及工具的要求钢架安装方案钢架安装方案3. 3作业材料的质量要求图纸、资料齐全。

施工中所需的材料均符合规范要求。

设备安装前检查合格。

3. 4施工作业环境要求1）基础验收移交安装，并经检验合格。

2）现场道路通畅、平整、坚实。

3）锅炉炉后及锅炉左侧场地平整，具备钢架吊装前的存放准备4）炉上通道设有应急照明灯，防止夜间停电保证人员安全。

4施工方法及作业程序4. 1工艺流程图钢架安装方案M36拧紧工具准备工具 校验构件结合面清理1钢结构就位1临时螺栓穿装钢结构找正1更换高强螺栓1结合面间隙检查拧紧工具准备1工具校验初 紧r 终紧L检查拧扭矩值为300N.m 390N.m 。

初拧结束后进行终紧，拧断螺栓尾部梅花头即告结束。

型螺栓为大六角型高强螺栓，初紧及终紧扭矩按照哈锅厂锅炉安装说明书的要求执行。

4.3施工图作业项目名称方 案 ------------------------------------------ 第12页共33页钢架安装方案作业项目名称钢架安装方案立柱标高与设计标高偏差± 5mm 各立柱相互间标咼差< 3mm 柱底板水平度偏差< 0.5mm 各立柱间间距偏差< 1%o柱距，且w 10mm 立柱垂直度< 1 %o柱长不大于15mm 各立柱上、下对角线偏差w 1.5 %。

对角长度不大于15mm 单根横梁标高偏差± 5mm 单根横梁水平度偏差w 5mm 顶板的各横梁间距± 3mm 顶板标咼± 5mm 板梁垂直度w 1.5 %o立板咼不大于5mm7）使用大锤、手锤时，手柄应用坚韧的木料制作，锤头应用金属锲加以固定，打锤时不得戴手套，挥动方向不得站人。

塔式锅炉炉内“三器”组合安装施工技术摘要：本文对塔式锅炉炉内“三器”组合安装施工技术进行了研究，实现了蛇形管排组合范围的最大化；极大的减少了高空安装风险；三器集箱穿墙散管安装时采用“中心扩散、水平阶梯安装”的顺序，大大提高了施工效率。

关键词：塔式锅炉，炉内三器，1前言塔式锅炉对煤质要求较低，随着塔式锅炉技术日益成熟，该炉型正逐渐成为目前燃煤发电机组中最主要的炉型之一，塔式锅炉炉内三器结构复杂、布置紧凑、管排数量众多，全部采用卧式布置方式分层布置在炉膛上部，吊装工作量非常大。

设备吊装只能在炉膛零米进行，如何在有限的工期、场地条件下，按期完成三器管排组合安装工作，成为塔式锅炉炉内三器组合安装的重点和难点。

2难点分析河南热电项目，锅炉为上海锅炉厂有限公司生产的超超临界参数、直流炉、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、全钢构架、全悬吊结构、单切圆燃烧方式塔式锅炉，为减少吊装工作量，必须制定合理的方案，在地面将三器管排最大限度进行组合。

随着吊装工作的进行，三器就位位置会沿炉膛左右方向移动，必须确定一项可行的上部吊点左右移动方案，满足吊装过程中上部吊点频繁移动。

三器吊装的同时，焊接、热处理及检测工作也要同步进行，所以必须研究一套可行的吊装方案，确定最佳吊装顺序，实现吊装、安装、焊接、热处理及检测等工序之间的衔接。

3.方案设计3.1炉顶无介质包覆管、三器吊挂装置及调温挡板组合吊装本项目三器吊挂装置由238根上部吊杆、740根下部吊杆、768根无介质悬吊管组成，安装工作量较大，且调温挡板布置在炉顶无介质包覆管下方，炉顶无介质包覆管吊装后再进行调温挡板的安装工作将变得极为困难。

为提高施工效率，降低高空作业风险，上部吊杆与炉顶吊杆梁组合后吊装就位，将炉顶无介质包覆管、三器吊挂装置下部及调温挡板在炉膛零米区域进行地面组合，组合时先将炉顶无介质包覆管在锅炉零米分四件进行拼装组合，然后将下部吊杆及过渡梁临时加固在炉顶无介质包覆管上方，由卷扬机提升至一定高度后安装无介质悬吊管和调温挡板，最后由卷扬机吊装至就位位置，明显减少部件吊装数量，极大减小吊挂装置高空安装的作业风险。

建筑机械化　2014(11)　25近年来，国内电力事业快速发展，陆续建设了大量百万千瓦机组。

在火电厂建设过程中，电站锅炉安装是整体工程建设的核心工程之一。

超超临界二次再热百万千瓦机组锅炉具有单件重量重、设备体积大、吊装难度高的特点，锅炉的安装对吊装机械提出了更高的要求。

特别是近年来逐渐形成主流的塔式锅炉，部件重量及安装高度远远大于普通π式锅炉，通过解析塔式锅炉使用的吊装机械及布置形式，选择最优秀的机械装备，制定更科学、更经济的施工方案才能提高锅炉安装效率，才能迎合电建市场发展。

1　塔式锅炉吊装方案选择大型起重机械选择主要取决于锅炉安装方法，锅炉安装方法又取决于大型机械装备情况，而大型起重机械的吊装能力又是选择锅炉安装方法的必然条件，两者互为依据。

目前塔式锅炉吊装机械选择主要有两种方案，一种为在炉膛中间布置一台塔机单机吊装，辅助机械外围配合；另一种为采用两台动臂式塔机在炉内和炉后布置，此为两种通用的吊装模式。

采用两台动臂式塔机在炉内炉左侧布置或炉两侧布置配合吊装塔式锅炉，这两种布置形式不适用于侧煤仓布置的火力发火电厂百万千瓦塔式锅炉吊装机械配置Thermal power plant one million kilowatts of tower type boiler hoistingmachinery configuration 本刊记者　吴学松电厂，但非常适用于前煤仓布置的塔式锅炉，目前已投产的浙江宁海某电厂在塔式锅炉安装中采用了两侧布置，但因需要塔机二次附着，附着成本有所增加。

动臂式塔机配合大型履带起重机安装塔式锅炉，这种配置占用了较多的施工机械，经济性及便捷性较差。

大型履带吊在超高空（百米以上）吊装作业中起重负荷衰减严重，吊装没有优势。

　近年来，随着大型平头塔机逐渐推向市场，火电施工锅炉吊装有了更多的方案选择。

平头塔机具有覆盖面积广、无塔头适于群塔交叉布置等特点，平头塔机越来越多地应用于火力发电厂建设中。