1、項(xiàng)目背景

鋼鐵工業(yè)是能源消耗zui大的產(chǎn)業(yè)部門之一，燒結(jié)礦是高爐煉鐵的主要原料，燒結(jié)過程中的能源消耗占鋼鐵企業(yè)總能耗的10%左右，僅次于煉鐵；在可供利用的余熱中僅環(huán)冷機(jī)廢氣及燒結(jié)煙氣的顯熱約占燒結(jié)全部熱支出的30%以上，充分回收利用這些燒結(jié)余熱，是燒結(jié)節(jié)能的重要途徑及發(fā)展趨勢，冶金燒結(jié)工序內(nèi)廢氣溫度分布示意圖如圖一所示。

圖一、燒結(jié)工序內(nèi)廢氣溫度分布

由圖一所示，余熱回收主要在燒結(jié)礦成品顯熱及燒結(jié)、冷卻機(jī)的排氣顯熱三個方面，熱燒結(jié)礦顯熱和煙氣顯熱占燒結(jié)過程熱耗的50%以上，針對燒結(jié)機(jī)大煙道機(jī)尾區(qū)域熱煙氣及冷卻機(jī)高溫廢氣設(shè)置余熱回收裝置回收利用其余熱，可大大地提高能源利用率，節(jié)約能源。

燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)時，機(jī)尾區(qū)域大煙道煙氣溫度可達(dá)300~400℃。為保證燒結(jié)礦質(zhì)量及輸送設(shè)備運(yùn)行安全，燒成的熱燒結(jié)礦從燒結(jié)機(jī)尾部落下經(jīng)破碎后，通過振動篩分后經(jīng)溜槽落到冷卻機(jī)傳送帶上，在溜槽部分熱料礦溫度達(dá)800℃以上，以輻射形式向外界散熱，落到冷卻帶上料溫很高。燒結(jié)冷卻機(jī)上布置有冷卻風(fēng)罩，風(fēng)罩內(nèi)通過鼓風(fēng)機(jī)使冷卻風(fēng)強(qiáng)制穿過料礦層，經(jīng)料礦加熱在風(fēng)罩內(nèi)冷卻風(fēng)溫提高到350~450℃左右。

目前對燒結(jié)工序的余熱利用大多限于燒結(jié)冷卻機(jī)部分，并未對大煙道煙氣余熱進(jìn)行回收。燒結(jié)冷卻機(jī)的余熱利用有兩種方式：一類是熱利用，即利用余熱來產(chǎn)生熱水或蒸汽以供暖、制冷、拌料用，或直接用于熱風(fēng)燒結(jié)等；另一類是動力利用，即將余熱轉(zhuǎn)換為電能或機(jī)械能。用于余熱發(fā)電或帶動透平機(jī)工作等?？紤]到提高燒結(jié)工序節(jié)能量，減少產(chǎn)品單耗，本次余熱發(fā)電方案對燒結(jié)、環(huán)冷排氣兩部分均進(jìn)行余熱回收。

1. 工程簡介

本項(xiàng)目為某鋼鐵集團(tuán)公司300m²、360m²(分別簡稱為1#、2#燒結(jié)環(huán)冷機(jī))燒結(jié)余熱發(fā)電工程，燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐為雙壓鍋爐，燒結(jié)機(jī)大煙道中也設(shè)置了熱管式余熱回收裝置，其中生產(chǎn)出來的中壓過熱蒸汽與燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱回收裝置所產(chǎn)的中壓過熱蒸汽會合作為主蒸汽送入雙壓補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電；低壓蒸汽部分供自身除氧用外其余送至低壓過熱器過熱，過熱后送至補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)補(bǔ)汽口。

從環(huán)冷機(jī)來的高溫?zé)煔庾鳛橛酂徨仩t的工作介質(zhì)，通過余熱鍋爐換熱后降至120℃左右(方案二為135℃左右)，然后通過循環(huán)風(fēng)機(jī)再回到環(huán)冷機(jī)一段及二段底部冷卻風(fēng)箱。燒結(jié)機(jī)大煙道設(shè)置了熱管式余熱回收裝置，大煙道出口煙氣將降低20~30℃左右。

2. 燒結(jié)余熱發(fā)電余熱回收方案

2.1. 燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱回收方案

按設(shè)備布置形式分為機(jī)上、機(jī)下兩種；按照廢氣流程又分為煙氣循環(huán)使用和煙氣直排兩種工藝形式，燒結(jié)系統(tǒng)的余熱回收技術(shù)從其發(fā)展歷程來看，經(jīng)過了從機(jī)上布置到機(jī)下布置的過程。各種余熱回收的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)如下：

上述各種余熱回收方法各有利弊，應(yīng)視建設(shè)條件的不同選用。對于本次項(xiàng)目改造，結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，權(quán)衡經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保要求及安全生產(chǎn)等多種因素，300m²、360m²燒結(jié)環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)采用將采用機(jī)上布置與機(jī)下布置煙氣循環(huán)相結(jié)合的余熱發(fā)電工藝技術(shù)。

本項(xiàng)目采用的余熱發(fā)電(或熱利用)技術(shù)，集我公司多年來的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，由于其技術(shù)成熟，投資少、運(yùn)行費(fèi)用低，操作靈活、安全，環(huán)境污染小，無須依托*，具有明顯的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)節(jié)能效益。是經(jīng)過廣大工程技術(shù)人員和職工二十多年的努力，其工藝技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均已處于國內(nèi)*水平，是近十幾年來發(fā)展和完善起來的*技術(shù)：

1. ·工藝技術(shù)成熟，充分利用了燒結(jié)工序中各段可利用的能量，zui大限度的回收煙氣余熱，并將余熱用于產(chǎn)汽或發(fā)電；
2. ·設(shè)備布置合理，占地少，便于操作；
3. ·減少了廢渣、廢氣等氣體的排放，切實(shí)有效地改善了環(huán)境；
4. ·不消耗一次能源，經(jīng)濟(jì)效益不受燃料價(jià)格波動的影響；
5. ·采用高效、*、結(jié)構(gòu)合理的設(shè)備和可靠的材質(zhì)；
6. ·采用集散控制系統(tǒng)(DCS)對裝置進(jìn)行自動控制，實(shí)現(xiàn)在控制室的全CRT操作，影響到操作、安全等過程關(guān)鍵參數(shù)，均由計(jì)算機(jī)自動控制。

本余熱回收項(xiàng)目，采用可靠的熱能回收*技術(shù)，其核心技術(shù)是我公司研制開發(fā)并經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的成熟技術(shù)，其中包含多項(xiàng)技術(shù)、有國家火炬計(jì)劃項(xiàng)目和*的計(jì)算軟件作支撐。該項(xiàng)技術(shù)已成功運(yùn)用在冶金燒結(jié)、電爐、石化等多個行業(yè)的相關(guān)工序中，給用戶帶來了可觀經(jīng)濟(jì)效益，受到用戶好評。我公司多年來一直與生產(chǎn)一線保持密切，隨時跟蹤相關(guān)技術(shù)，仍在不斷總結(jié)完善，給企業(yè)節(jié)能減排出力。

2.2. 燒結(jié)大煙道余熱回收方案

由于燒結(jié)大煙道機(jī)尾3~4各風(fēng)箱部位廢氣存在溫度高、含硫量大、露點(diǎn)溫度高、含有大量礦物粉塵、廢氣溫度隨著工況在一定范圍內(nèi)波動、取熱位置較為特殊等特點(diǎn)，以及熱量移出后受再利用條件限制受等多種復(fù)雜因素的影響，因此給余熱回收的工程設(shè)計(jì)帶來了很大的難度。針對該煙氣特點(diǎn)此次方案采用熱管換熱器。熱管換熱器插入大煙道內(nèi)取熱，由熱管蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的飽和蒸汽經(jīng)設(shè)置于環(huán)冷機(jī)上的過熱器過熱后與燒結(jié)環(huán)冷余熱鍋爐并網(wǎng)。

熱管換熱器具有對溫度變化大的適應(yīng)性和在換熱過程中對熱流密度的可調(diào)性，大幅度提高了工程的可靠性。熱管式蒸汽發(fā)生器充分利用熱管在熱傳導(dǎo)中的超導(dǎo)特性，來進(jìn)一步降低廢氣排放溫度，從而回收更多的熱量，以滿足該系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運(yùn)行要求，并達(dá)到降溫、除塵、余熱利用的目的。

3. 項(xiàng)目基本參數(shù)及要求

3.1. 當(dāng)?shù)刈匀粭l件

3.1.1. 當(dāng)?shù)刈匀粭l件

(1)溫度

年平均溫度                           8.8℃

冬季日平均溫度                       -4.5℃

zui低溫度                        -25.5℃

zui高溫度                         34.5℃

濕度

zui熱月平均相對濕度                   76%

(2)風(fēng)速

冬季室外平均風(fēng)速                    3.5m/ s

夏季室外平均風(fēng)速                    3.1m/ s

冬季zui多風(fēng)向平均值                  4.7m/s 

(3)zui大凍土深度                      118mm

(4)冬季大氣壓力                      1117.5mbar

夏季大氣壓力                      997.1mbar

3.1.2. 地震烈度

廠區(qū)基本地震烈度按7度(*組)考慮；

設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.1。

3.2. 設(shè)計(jì)參數(shù)

充分利用煙氣余熱本次共做了兩套方案。

3.2.1. 煙氣參數(shù)

1#環(huán)冷機(jī)、2#環(huán)冷機(jī)參數(shù)相同，以1#為例

方案一：

環(huán)冷機(jī)

燒結(jié)機(jī)

方案二：

環(huán)冷機(jī)

燒結(jié)機(jī)

注：

1、煙氣量工況波動按-20%～+10%考慮，煙溫按±20℃考慮。

2、煙氣成份：N2、O2、H2O，其中N2占78%，O2占21%，H2O占1%，

煙氣含灰量為1~3g/ Nm³。成分為鐵礦石燒結(jié)熟料，粒徑為100μm。

3.2.2. 1#、2#燒結(jié)環(huán)冷余熱鍋爐及大煙道余熱鍋爐主要參數(shù)

1#、2#鍋爐參數(shù)*

方案一：

表3.  燒結(jié)環(huán)冷余熱鍋爐參數(shù)(此為1#鍋爐)

表4.  大煙道余熱鍋爐參數(shù)(此為1#鍋爐)

方案二

表5.  燒結(jié)環(huán)冷余熱鍋爐參數(shù)(此為1#鍋爐)

表6.  大煙道余熱鍋爐參數(shù)(此為1#鍋爐)

3.2.3. 鍋爐給水品質(zhì)

表2.  鍋爐補(bǔ)給水品質(zhì)

給水品質(zhì)符合GB/T12145-2008火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量

3.2.4. 電源

高壓  10.5kV AC  50Hz

低壓  380V/220V

直流電源： 24V DC

3.3. 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 

余熱鍋爐的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)必須執(zhí)行，但不限于下列標(biāo)準(zhǔn)(下列標(biāo)準(zhǔn)如果有國家或行業(yè)新頒布標(biāo)準(zhǔn)，乙方須注明，并按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行)：

注：

鍋爐的設(shè)計(jì)和制造應(yīng)符合現(xiàn)行使用的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)以及上級批準(zhǔn)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

如果采用國外標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)，以就高不就低原則執(zhí)行。

余熱鍋爐配套的附屬設(shè)備，相關(guān)的設(shè)備設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、驗(yàn)收等也必須遵守相關(guān)的規(guī)范，以下為基本的要求：

4. 余熱鍋爐技術(shù)

4.1. 概述

余熱鍋爐是本次余熱回收項(xiàng)目的關(guān)鍵設(shè)備之一，針對本項(xiàng)目的特點(diǎn)，集多年成功經(jīng)驗(yàn)，余熱鍋爐設(shè)計(jì)分為中、低壓兩段復(fù)合型，具有對溫度變化的高適應(yīng)性、低溫差傳熱的超導(dǎo)性和模塊化分塊維修的高機(jī)動性，采用模塊化組合式設(shè)計(jì)的型式。組合式余熱回收技術(shù)的應(yīng)用充分發(fā)揮了翅片管式蒸汽發(fā)生器對溫度變化的適應(yīng)性和熱管在熱傳導(dǎo)中的超導(dǎo)特性。

·燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐主要部件一  翅片管蒸汽發(fā)生器

蒸汽發(fā)生器設(shè)計(jì)為上下集箱翅片管型式，是一種新型的蒸汽發(fā)生裝置，它采用高頻焊接翅片管作為換熱元件，通過翅片來強(qiáng)化傳熱，整套裝置傳熱效率高，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，熱側(cè)流體流動阻力小。其基本特點(diǎn)是汽包和產(chǎn)汽部分分離，水的受熱和汽化在翅片管內(nèi)完成，眾多翅片管通過上下集箱組成一片，再通過聯(lián)絡(luò)管與汽包連接，這就使本套裝置有別于一般上下鍋筒結(jié)構(gòu)的余熱鍋爐。產(chǎn)汽套管與汽包間用導(dǎo)管相連，管道可任意調(diào)整長度，現(xiàn)場布置靈活，設(shè)計(jì)計(jì)算時充分考慮到廢氣溫度的大范圍的變化特點(diǎn)，設(shè)置合理的換熱強(qiáng)度范圍，從而適應(yīng)大溫變工作狀況，適應(yīng)了復(fù)雜現(xiàn)場的要求。全套設(shè)備除給水系統(tǒng)外，無運(yùn)轉(zhuǎn)部件，運(yùn)行可靠，操作維修方便。

全套設(shè)備除給水系統(tǒng)外，無運(yùn)轉(zhuǎn)部件，運(yùn)行可靠；設(shè)備操作維修方便。

·大煙道余熱鍋爐主要部件二 熱管式蒸汽發(fā)生器

隨著廢氣的溫度的降低，低溫差范圍的換熱采用熱管——熱超導(dǎo)元件，提高熱利用率。大煙道余熱回收部分設(shè)置有分離套管式熱管蒸汽發(fā)生器，采用了多項(xiàng)技術(shù)。

(1)熱管簡介

熱管蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的核心部件是熱管。熱管是一種具有高傳熱性能的傳熱元件，它通過密閉真空管殼內(nèi)工作介質(zhì)的相變潛熱來傳遞熱量，因此，它具有傳熱能力大，傳熱速度快、效率高的特點(diǎn)。典型的重力熱管如圖二所示，在密閉的管內(nèi)先抽成一定的負(fù)壓，在此狀態(tài)下充入少量工質(zhì)。在熱管的下端加熱，工質(zhì)吸收熱量汽化為蒸汽，

圖二  重力熱管元件工作原理圖

在微小的壓差下，上升到熱管上端，并向外界放出熱量，且凝結(jié)為液體。冷凝液在重力的作用下，沿?zé)峁軆?nèi)壁返回到受熱段，并再次受熱汽化，如此循環(huán)往復(fù)，連續(xù)不斷地將熱量由一端傳向另一端。由于是相變傳熱，因此熱管內(nèi)熱阻很小，所以能以較小的溫差獲得較大的傳熱功率，且結(jié)構(gòu)簡單，具有單向?qū)岬奶攸c(diǎn)，特別是由于熱管的*機(jī)理，使冷熱流體間的熱交換均在管外進(jìn)行，并可以方便地進(jìn)行強(qiáng)化傳熱。

熱管這種傳熱元件，可以單根使用，也可以組合使用，根據(jù)用戶現(xiàn)場的條件，配以相應(yīng)的流通結(jié)構(gòu)組合成各種形式換熱器，熱管換熱設(shè)備具有傳熱效率高、阻力損失小、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠和維護(hù)費(fèi)用少等多種優(yōu)點(diǎn)，它在空間技術(shù)、電子、冶金、動力、石油、化工等各種行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。

(2)熱管蒸汽發(fā)生器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

熱管蒸汽發(fā)生器是由若干根特殊的熱管元件組合而成。其基本結(jié)構(gòu)如圖三所示。

熱管的受熱段置于熱流體風(fēng)道內(nèi)，熱風(fēng)橫掠熱管受熱段，熱管元件的放熱段插在水—汽系統(tǒng)內(nèi)。由于熱管的存在使得該水—汽系統(tǒng)的受熱及循環(huán)*和熱源分離而獨(dú)立存在于熱流體的風(fēng)道之外，避免了水—汽系統(tǒng)受熱流體的直接沖刷，汽水分離在汽包中完成，這就不同于一般的煙道式余熱鍋爐。它的工作原理是：

圖三    熱管蒸汽發(fā)生器

廢氣的熱量由熱管①傳給水套②內(nèi)的飽和水(飽和水由下降管③輸入)，并使其汽化，所產(chǎn)蒸汽(汽、水混合物)經(jīng)蒸汽上升管⑤達(dá)到汽包④，經(jīng)集中分離以后再經(jīng)蒸汽主控閥輸出，汽包內(nèi)的水則由水預(yù)熱器直接供給。這樣由于熱管不斷將熱量輸入水套，通過外部汽—水管道的上升及下降完成基本的汽—水循環(huán)，達(dá)到將廢氣余熱及料礦輻射熱降溫，并轉(zhuǎn)化為蒸汽的目的。

(3)余熱鍋爐的基本特點(diǎn)

·由于采用熱管作為傳熱元件，汽包和熱管產(chǎn)汽套管部分分離，整個汽水系統(tǒng)的受熱及循環(huán)*和熱流體隔離而獨(dú)立存在于熱流體煙道以外，這就使本系統(tǒng)有別于一般余熱回收裝置，布置更靈活，運(yùn)行更安全；

·設(shè)計(jì)時調(diào)節(jié)熱管兩端的傳熱面積可有效地調(diào)節(jié)和控制熱管壁溫，在一定的范圍內(nèi)防止換熱管管壁溫度過高或抬高管壁溫度，采用一般材料即可防止換熱管超溫或防止低溫酸露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生；

·設(shè)備中熱管元件間相互獨(dú)立，熱流體與蒸汽發(fā)生區(qū)雙重隔離互不影響，即使單根或數(shù)根熱管損壞，也不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，同時水、汽也不會由于熱管破損而進(jìn)入熱流體；(這是與煙道式余熱回收裝置*不同的地方)。

·熱量從廢氣轉(zhuǎn)移到水，*由熱管元件完成，水－汽被間接加熱；

·熱管熱側(cè)©度回收熱量，安全可靠運(yùn)行，滿足工藝要求。

4.2. 余熱鍋爐設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鍋爐整體結(jié)構(gòu)型式為立式、自然循環(huán)、雙壓余熱鍋爐結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用一體化除氧器?？紤]到余熱鍋爐設(shè)備的運(yùn)輸和安裝以及運(yùn)行安全可靠性等因素，本次余熱鍋爐設(shè)計(jì)為模塊化結(jié)構(gòu)。1#、2#余熱鍋爐均為單列立式布置，設(shè)備上設(shè)有吹灰口、四周設(shè)有檢修清灰通道，每套鍋爐本體包括各換熱設(shè)備模塊、鍋爐鋼架與煙道過渡段、平臺扶梯、中壓鍋筒一只、一體化除氧器一只；煙氣由鍋爐頂部進(jìn)入，經(jīng)過各受熱面后由鍋爐低部排出，設(shè)備底部設(shè)有灰斗及卸灰閥。

方案一：鍋爐呈露天布置，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)按7度地震烈度設(shè)防。中壓蒸汽過熱器安裝在環(huán)冷機(jī)一段余熱回收口上方。煙氣流經(jīng)中壓過熱器換熱后經(jīng)煙道引至在機(jī)下，與二段來煙氣混合后一起進(jìn)入余熱鍋爐，考慮到安裝、檢修、膨脹的問題，沿氣流方向依次經(jīng)過中壓蒸汽發(fā)生器、低壓蒸汽過熱器、中壓給水預(yù)熱器、低壓蒸汽發(fā)生器及冷凝水加熱器。

方案二：較方案一相比將中壓蒸汽過熱器放置在機(jī)下，一段煙氣經(jīng)過過熱器及一級中壓蒸發(fā)器后與二段煙氣混合后一起進(jìn)入后續(xù)余熱回收裝置。

具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分述如下：

4.3. 換熱設(shè)備模塊

鍋爐本體換熱設(shè)備包括中壓過熱器，中、低壓蒸發(fā)器，中壓給水預(yù)熱器及冷凝水加熱器。設(shè)備由換熱單元和殼體組成。

換熱單元由換熱元件和上下集箱組成，水平傾斜放置于煙道中，每個上下集箱之間的翅片管組成錯列的對流管束。

殼體由型鋼和鋼板組成，具有一定的承壓能力(不小于±5.8kPa)，當(dāng)循環(huán)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)瞬間zui大抽力時，設(shè)備本體和煙道過渡段不出現(xiàn)*變形。

各換熱單元制成模塊式整體出廠，方便現(xiàn)場安裝。

各設(shè)備間由過渡段連接，過渡段設(shè)有膨脹節(jié)用來吸收設(shè)備熱膨脹；設(shè)備側(cè)及過渡段上設(shè)有檢修觀察人孔，同時預(yù)留吹灰器接口，接口尺寸由招標(biāo)方提供。

4.4. 鍋筒

鍋筒為橫置式，布置于換熱器鋼架旁的副跨上。鍋筒設(shè)計(jì)嚴(yán)格按鍋爐標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，內(nèi)部設(shè)置有旋風(fēng)分離器等，保證供汽質(zhì)量符合GB12145-2008《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。汽包容腔的大小在設(shè)計(jì)時考慮緊急狀態(tài)下能提供20分鐘運(yùn)行所需的安全水量。

汽包材料滿足GB713-2008，內(nèi)部設(shè)置有旋風(fēng)分離器、擋板、波形板、多孔板等汽水分離裝置，進(jìn)入汽包的汽水混合物，首先經(jīng)擋板受阻后，進(jìn)入旋風(fēng)分離器，進(jìn)行一次分離，然后進(jìn)入波形板進(jìn)行二次分離，為提高汽水品質(zhì)，裝有加藥管和排污管，為防止下降管帶汽在下水管入口處加裝十字柵格。為汽水分離留有足夠空間，汽包正常水位保持在中心線以下。

為保證機(jī)組的安全運(yùn)行，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備下列自動保護(hù)措施：

汽包超壓和高低水位保護(hù)：當(dāng)鍋爐汽包壓力超過允許值或汽包水位高于或低于極限水位時，按停機(jī)順序，自動緊急停爐。

汽包高水位聯(lián)鎖：當(dāng)鍋爐汽包水位超過允許值時，自動開啟汽包緊急放水電動閥(恢復(fù)到正常水位時，放水閥自動關(guān)閉)。

汽包就地水位計(jì)應(yīng)采用雙色玻璃水位計(jì)，在運(yùn)行情況下就地水位計(jì)之間偏差應(yīng)≤20mm，汽包水位平衡容器為雙室平衡容器。

汽包筒體所有開口均加強(qiáng)處理，

4.5. 鍋爐鋼架

鍋爐本體支撐采用多層單框架全鋼結(jié)構(gòu)，鋼架采用H型鋼制成，以將整套鍋爐運(yùn)行時所產(chǎn)生的允許載荷以及風(fēng)載、地震等載荷平穩(wěn)的傳遞至地面基礎(chǔ)，確保鍋爐在允許載荷范圍內(nèi)*安全運(yùn)行。

余熱回收裝置承重框架均采用鋼結(jié)構(gòu)，承重梁、柱采用熱軋H型鋼(GB/T 11263-2005)，材質(zhì)為Q345，斜撐、支撐等采用Q235熱軋槽鋼或角鋼。本鍋爐在運(yùn)行操作及檢修所需的各部位均設(shè)置了平臺，檢修平臺采用不透孔的花紋鋼板結(jié)構(gòu)，其余平臺、扶梯均采用柵格結(jié)構(gòu)。本工程主體框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級。

設(shè)計(jì)依據(jù)的主要規(guī)范規(guī)程：

(1)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2006)

(2)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)

(3)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)

(4)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002)

(5)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2006)

(6)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223)

(7)《涂料前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》(GB/T8923-88)

(8)《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)程》(JGJ82)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

(1)主框架(框架梁，柱)均采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《低合金強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》Q345B鋼，支撐等采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》Q235B鋼。對焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)具有含碳量的合格保證。

(2)配合設(shè)備工藝專業(yè)布置平臺及鋼梯，確保通行路線順暢。平臺、走道活載按3.5kN/m²計(jì)。鋼梯活載按2.0kN/m²計(jì)，撓度小于1/360。平臺和鋼梯上部zui小凈高不小于2.1m。平臺扶梯及防護(hù)按GB4053.1~4053.3-2009執(zhí)行。不設(shè)直爬梯。

(3) 油漆工程：所有鋼構(gòu)件表面均噴砂除銹(等級Sa2.5)后刷底漆、中間漆及面漆(色彩待定)。

(4)為便于現(xiàn)場安裝、盡量減少現(xiàn)場焊接。采用工廠制作柱構(gòu)件時，在柱上焊接短梁，現(xiàn)場將框架梁與短梁通過高強(qiáng)度螺栓連接的方式進(jìn)行快速組裝。

(5)管道支吊架：確保滿足在靜、動荷載作用下的強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求。

4.6. 清灰裝置

由于熱側(cè)廢氣中約1~3g/Nm³含塵，為受熱面更好地進(jìn)行換熱，防止灰堵，各級受熱面都設(shè)有激波吹灰器。

燒結(jié)環(huán)冷余熱鍋爐及燒結(jié)大煙道余熱鍋爐配置了激波吹灰器及振打器，此外鍋爐設(shè)備采用下述組合辦法進(jìn)行清灰：

(1)在保證阻力損失允許的前提下盡量提高廢氣在換熱面管間的流速，保證流體自清灰能力；

(2)根據(jù)廢氣含塵的性質(zhì)選擇合理的翅片間距，防止積灰搭橋；

(3)本體側(cè)面開設(shè)側(cè)門或人孔、底部設(shè)置灰斗，灰斗安息角60°,便于檢修時進(jìn)行人工清灰；

(4)安裝輔助的在線激波清灰器。激波清潔器具有非常好的清灰效果，且氣量消耗少，操作簡單。其清灰原理是：其原理是利用可燃?xì)怏w如煤氣、天然氣、液化石油氣、乙炔等，與空氣經(jīng)各自的管路調(diào)控后均勻混合，在特殊設(shè)計(jì)的燃燒室內(nèi)產(chǎn)生爆燃、爆轟，經(jīng)輸出管上的噴口發(fā)射出脈沖激波。能量以高溫、高速的氣流伴隨巨大的聲強(qiáng)作用于換熱器管束表面，通過波形擾動、氣流沖刷、高溫膨脹、聲壓震蕩以及沖擊振打等多種作用模式的綜合作用，達(dá)到清除管束表面積灰的目的。

(5)設(shè)備底部設(shè)有灰斗及卸灰閥，灰斗角度≥60度。

4.7. 除氧裝置

鍋爐給水采用一體化除氧。

4.8. 閥門

(1)為了保證鍋爐安全運(yùn)行，汽包和過熱器上所裝全部安全閥均應(yīng)為全啟式的，其排放量的總和應(yīng)大于鍋爐額定蒸發(fā)量；

(2)為保證過熱器有足夠的冷卻介質(zhì)，其出口安全閥泄放量留有一定的余量，保證安全閥在動作時，過熱器不至于干燒；

(3)安全閥都應(yīng)配有防止安全閥調(diào)整后偏離整定值的裝置或措施；根據(jù)安全閥的泄放時的反作用力，選用相應(yīng)的支座；

(4)所有提供的閥門均有指示工質(zhì)流動方向的標(biāo)志、公稱壓力等級等參數(shù)，保證其使用壽命和質(zhì)量。

4.9. 管道

(1)所有的管道和支吊架的設(shè)計(jì)均采用的國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

(2)管徑的選擇設(shè)計(jì)考慮了管內(nèi)介質(zhì)流速、阻力損失、各工況下工作時的管道柔性、腐蝕余量等，采用*化的方案。

(3)管道支吊架的設(shè)計(jì)選擇能夠保證在振動、水擊及其它動力沖擊的情況下有足夠的強(qiáng)度。

4.10. 保溫及油漆

(1)設(shè)備采用外保溫結(jié)構(gòu)，保溫材料為硅酸鎂棉毯，外用鍍鋅鐵皮作外護(hù)材料。在鍋爐正常運(yùn)行條件下，環(huán)境溫度為25℃時，本體煙道外護(hù)板表面溫度不大于60℃。

(2)供方應(yīng)提供供貨范圍內(nèi)所有需要油漆的設(shè)備、管道、支吊架、平臺、

扶梯、公用設(shè)施的油漆設(shè)計(jì)；設(shè)備和管道表面上的涂層應(yīng)根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

(3)供方應(yīng)在詳圖設(shè)計(jì)過程中提出油漆標(biāo)色表，面漆和色環(huán)的顏色和尺寸以及根據(jù)底色選用的字體顏色等供需方認(rèn)可。

5. 系統(tǒng)說明

5.1. 汽水系統(tǒng)

系統(tǒng)范圍：從鍋爐給水進(jìn)口開始(凝結(jié)水預(yù)熱器進(jìn)口)至過熱蒸汽出口電動隔離閥為止。所有接口界限為鍋爐范圍外1m。

5.1.1. 除氧、主給水系統(tǒng)描述

余熱鍋爐采用單母管制主給水系統(tǒng)。正常運(yùn)行，由界區(qū)外凝結(jié)水泵升壓送來的凝結(jié)水經(jīng)余熱鍋爐凝結(jié)水加熱器加熱后進(jìn)入一體化除氧器除氧，高溫?zé)崴脤⒊鹾蟮乃宦匪腿氕h(huán)冷機(jī)區(qū)域鍋爐中壓水預(yù)熱器，一路送入大煙道區(qū)域中壓汽包。為了避免給水泵在啟動和低負(fù)荷運(yùn)行時出現(xiàn)汽蝕，在給水泵與低壓一體化除氧汽包間設(shè)置了給水再循環(huán)管。

5.1.2. 汽水取樣系統(tǒng)

汽水取樣范圍包括熱力系統(tǒng)的給水、爐水及蒸汽品質(zhì)，取樣點(diǎn)均布置在集中取樣架上。本工程每臺鍋爐設(shè)有一套一體化取樣分析裝置。汽水取樣系統(tǒng)布置在鍋爐附跨。

5.1.3. 排污系統(tǒng)

每只汽包上設(shè)排污定期排污，在鍋爐水系統(tǒng)的下聯(lián)箱設(shè)定期排污，排去適量的鍋爐污水以確保蒸汽品質(zhì)，每套鍋爐配置1臺連定期排污擴(kuò)容器，排污擴(kuò)容器布置在適當(dāng)位置。

5.1.4. 加藥系統(tǒng)

為防止給水中存在微量鈣在汽包內(nèi)形成堅(jiān)硬的鈣垢。本工程采用爐水中加入磷酸三鈉的處理方法，使鈣與磷酸三鈉形成水渣并隨污水排出，同時可防止堿性腐蝕。

本工程每套鍋爐設(shè)有一套爐內(nèi)加藥裝置。該裝置包括兩臺電動攪拌磷酸鹽溶液箱及四臺磷酸鹽溶液加藥泵，正常運(yùn)行時加藥泵兩用兩備，加藥點(diǎn)設(shè)在鍋爐汽包上。

5.1.5. 其它系統(tǒng)

(1)系統(tǒng)功能

疏放水系統(tǒng)-----鍋爐本體范圍內(nèi)的各設(shè)備、管道的zui低點(diǎn)應(yīng)設(shè)置疏、放水點(diǎn)，確保各下降管、水預(yù)熱器、蒸發(fā)器、過熱器等的進(jìn)出口聯(lián)箱疏、放水的暢通。疏水閥位置應(yīng)便于運(yùn)行操作。

放氣系統(tǒng)-----在系統(tǒng)的zui高點(diǎn)，設(shè)置放氣點(diǎn)，當(dāng)上水和啟動時，排去鍋爐內(nèi)空氣和不凝結(jié)氣體。放氣閥位置應(yīng)便于運(yùn)行操作。

排污系統(tǒng)-----汽包設(shè)連續(xù)排污，在水系統(tǒng)的下聯(lián)箱設(shè)定期排污，排去適量的鍋爐污水以確保蒸汽品質(zhì)。

事故放水-----當(dāng)鍋爐汽包水位高于緊急水位時，打開電動事故放水閥，防止汽包滿水。電動事故放水閥的位置應(yīng)便于運(yùn)行操作。

蒸汽放散-----當(dāng)汽輪機(jī)故障或其他設(shè)備故障時，中壓蒸汽和低壓蒸汽能夠通過鍋爐的集汽箱實(shí)現(xiàn)緊急快速放散蒸汽，并配置消音器。

充氮保護(hù)系統(tǒng)-----鍋爐長時間停爐，汽水系統(tǒng)充氮保護(hù)。充氮系統(tǒng)在鍋爐本體內(nèi)管路及閥門，留出一個氮?dú)饨涌凇５獨(dú)鈿庠磯毫?/span>0.8MPa 。

汽水取樣系統(tǒng)-----鍋爐本體汽水取樣。包括取樣口至取樣冷卻器間管道、閥門等以及汽水取樣器。

清灰系統(tǒng)-----間斷操作，工作時能清除鍋爐受熱面的全部積灰。并提供清灰系統(tǒng)的型式及系統(tǒng)配置清單。

5.2. 煙氣系統(tǒng)

系統(tǒng)范圍：從燒結(jié)環(huán)冷機(jī)頂部余熱回收口開始至燒結(jié)環(huán)冷機(jī)底部回風(fēng)口為止。

燒結(jié)室底部大煙道設(shè)置中壓蒸發(fā)器，此處煙道需進(jìn)行局部改造。

注：因沒有現(xiàn)場的詳細(xì)布置圖，煙道的布置和長度按各設(shè)備平豎面布置圖。

供方提供完整的汽水系統(tǒng)圖，包含蒸汽、給水、排氣、充氮點(diǎn)、排污點(diǎn)的接口。

5.3. 冷卻機(jī)保溫密封系統(tǒng)

為確保冷卻機(jī)冷卻風(fēng)量及風(fēng)溫，必須對原有的燒結(jié)冷卻機(jī)進(jìn)行改造，具體措施如下：

a、對300 m²、360 m²燒結(jié)環(huán)冷機(jī)一段、二段環(huán)冷機(jī)風(fēng)罩進(jìn)行保溫處理；

b、在環(huán)冷機(jī)風(fēng)罩內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置隔板，將300m²、360 m²燒結(jié)環(huán)冷機(jī)一段取風(fēng)和二段取風(fēng)及與后續(xù)冷卻段隔開，以防止冷卻風(fēng)串漏；

c、減小臺車與上下風(fēng)罩間的間隙，設(shè)置耐溫軟密封圍擋再次密封，減少漏風(fēng)率；

d、加強(qiáng)余熱回收區(qū)段風(fēng)罩的強(qiáng)度及支撐；

e、分割余熱回收部分的風(fēng)罩與其他部分風(fēng)罩，采用軟連接形式，減少風(fēng)罩因熱脹冷縮不均使風(fēng)罩發(fā)生翹變造成漏風(fēng)加大的影響；

5.4. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.4.1鍋爐應(yīng)設(shè)有水壓試驗(yàn)接口，并提供試驗(yàn)方法和詳細(xì)說明(包括試驗(yàn)用水的水質(zhì)和水溫)。

5.4.2供方負(fù)責(zé)提供鍋爐與其它設(shè)備之間的接口設(shè)計(jì)，并提供鍋爐接口清單表。

5.4.3鍋爐的取樣點(diǎn)、監(jiān)視點(diǎn)、加藥點(diǎn)、排污點(diǎn)、放氣點(diǎn)及停爐放水點(diǎn)和充氮點(diǎn)均帶一次閥，法蘭配對并帶墊片及緊固件。

5.4.4鍋爐從啟動到zui大連續(xù)負(fù)荷范圍內(nèi)，水循環(huán)安全可靠，鍋爐在設(shè)計(jì)工況的參數(shù)下運(yùn)行各參數(shù)能夠達(dá)到額定值，并能*安全運(yùn)行。

6. .儀表和控制

不在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，由設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。

7. 電氣工程

不在涉及范圍內(nèi)，由設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。

8. 土建

地面以上的余熱回收裝置鋼架、煙道支架及副跨在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，余熱回收裝置鋼架基礎(chǔ)、泵房及泵房基礎(chǔ)及地面設(shè)備土建基礎(chǔ)、地溝、排污井、地坪處理、地面以下管線、消防等不在本設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，由總體設(shè)計(jì)院統(tǒng)一考慮。

9. 設(shè)計(jì)分交及供貨范圍

9.1. 單套鍋爐本體接口及清單

(1)1#、2#余熱鍋爐參數(shù)*(方案一)

(2)1#、2#余熱鍋爐參數(shù)*(方案二)

9.2. 鍋爐系統(tǒng)輔助設(shè)備配置表

9.2.1. 1#余熱鍋爐系統(tǒng)

9.2.2. 2#余熱鍋爐系統(tǒng)

9.3. 鍋爐及系統(tǒng)管系(單套)

鍋爐范圍內(nèi)的汽水管道，其余未作規(guī)定的界限為鍋爐范圍內(nèi)1米。