80万吨年硫磺制酸装置余热回收装置设计说明书.doc

1、目 录1概述11.1系统组成12技术规范12.1工艺条件12.2余热锅炉规范12.3余热锅炉受热面积和全水容积13系统说明23.1烟气流程23.2汽水流程24主要结构说明24.1火管锅炉24.2高温过热器1B34.3低温过热器4A、省煤器4A/4C44.4省煤器3B55安全附件及阀门56锅炉控制系统66.1过热蒸汽压力控制66.2过热蒸汽温度控制66.3锅炉汽包液位控制66.4汽包紧急放水联锁76.5锅炉汽包压力控制76.6声光报警77公用工程条件77.1工业冷却水用量77.2电源78锅炉型号编制说明89锅炉的水质要求810排放和清理要求811设计和制造标准规范812检验和试验9第 II 页，

2、共 页1 概述本套余热锅炉适用于80万吨/年硫磺制酸系统。回收制酸系统热量生产中压过热蒸汽（3.82MPa、450），供汽轮发电机组发电。1.1 系统组成1.1.1 火管锅炉，设在焚硫炉出口；1.1.2 高温过热器1B，设在转化器一段出口；1.1.3 省煤器3B，设在转化器三段出口；1.1.4 低温过热器4A、省煤器4A/4C，设在转化器四段出口；2 技术规范2.1 工艺条件表1 余热锅炉工艺条件表项 目单位火管锅炉转化器一段 过热器1B转化器三段 省煤器3B转化器四段低温过热器4A省煤器4A/4C烟气量Nm3/h207736200306197069174629炉气成分SO2%10.7%3.6

3、8%0.45%0.013% SO3%0.32%7.75%11.16%0.49% O2 %9.8%6.45%4.92%5.3% N2 %79.18%82.12%83.47%94.19%进口烟气温度1056617280430出口混合前温度385445170140出口混合后温度4202.2 余热锅炉规范表2 余热锅炉规范循环方式汽包 工作压力蒸汽温度过热蒸汽压力过热蒸汽 温度给水温度额定 蒸发量自然循环4.2MPa255（饱和）3.82MPa450108123.0t/h2.3 余热锅炉受热面积和全水容积表3 余热锅炉受热面积和全水容积项 目受热面积水容积火管锅炉 锅壳1696m274.0(全)/61

4、.6(工作)m3 汽包-高温过热器1B3330m27.0m3低温过热器4A2970m24.7m3省煤器4A/4C6840m24.95m3省煤器3B 5150m23.96m3总受热面积及水容积19986m294.6(全)/82.2(工作)m33 系统说明3.1 烟气流程来自焚硫炉出口烟道的1056左右高温烟气进入火管锅炉的进口烟箱，由进口烟箱分流，通过锅壳的烟管，冷却到385，再经焚硫炉的高温烟气混合到420进入转化一段；转化一段出口的烟气经高温过热器1B从617左右冷却到445后进转化器二段；转化三段出口的烟气通过热交换器冷却到280，再经省煤器3B冷却到170引出；转化四段出口的烟气依次通过

5、低温过热器4A、省煤器4A/4C从430冷却到140进一吸塔。3.2 汽水流程脱盐水经除氧器除氧加热后到108后经锅炉给水泵分别送入省煤器4A、3B、4C，加热到245左右进入锅炉汽包。汽包产生的饱和蒸汽依次通过低温过热器4A、喷水减温器A、高温过热器1B低温段、喷水减温器B、高温过热器1B高温段，加热到450后送出界区。本系统最终产生3.82MPa（G）、450的中压过热蒸汽。4 主要结构说明4.1 火管锅炉火管锅炉为卧式并联双锅筒自然循环锅炉，露天布置。由公用汽包、锅壳、进出口烟箱和锅炉范围内管系等部件组成。烟管固定在锅壳两端的管板上。烟气由进口烟箱分流，纵向通过烟管，在出口烟箱内汇流引出

6、。为避免高温烟气直接冲刷锅壳的前管板，在前管板表面浇筑耐高温的耐火保护层，并在每根烟管进口处安装了锆质耐高温保护套管。进口烟箱上设有人孔，可以在计划停车期间，入内检查保护层及保护套管的完好程度。出口烟箱底部设有排酸口。整台锅炉由八个鞍式支座支承，其中两个锅壳下面分别安置两个，前、后烟箱下分别安置两个。汽包下的锅壳前部支座为固定支座，其余为滑动支座，在支座与土建基础之间垫2层10mm的06Cr19Ni10钢板，使锅炉在运行时均能按设计预定方向自由膨胀。上升管兼作汽包在锅壳上方的支撑结构，使汽包与锅壳连成一体。下降管最低点设有排污口，按操作规程定期排污，保证水循环回路畅通。在汽包内设有旋风分离器和

7、孔板两道汽水分离装置。此外，汽包上还设有安全阀、水位计、压力表、加药管和连续排污管等接管口。锅炉主要尺寸：锅炉外形尺寸(长宽高) 17660104006700 mm汽包尺寸 208040 锅壳尺寸 280050 烟管尺寸 605 烟气进口直径(砌砖净径) 3200 mm 烟气出口直径 2618 mm受压元件在制造厂内完成最大程度的组装，现场安装工作量大幅度减少，是火管锅炉无可比拟的优越性之一。本台锅炉除了进出口烟箱和管系外，其他所有受压部件都分别整体出厂。4.2 高温过热器1B高温过热器1B为全不锈钢制立式矩形箱体结构，露天布置。高温过热器1B由进出口集箱和带螺旋翅片的蛇形管组成，蛇形管的直段

8、带翅片，弯头部分是光管，直段翅片管位于箱体通道箱内，进出口集箱位于头箱外面，弯头则位于两端的弯头箱内，以方便检修。来自转化器一段出口的烟气从下方进入，自下而上依次冲刷水平布置的高温过热器1B的管束，然后由上方出口引出去转化器二段。高温过热器1B分高温段及低温段，根据本厂的制造经验和现场实际使用效果，低温段进出口集箱及蛇形管均采用GB5310/12Cr1MoVG，高温段进出口集箱及蛇形管均采用GB13296/0Cr18Ni10Ti，外壳采用06Cr19Ni10，螺旋片均采用06Cr19Ni10。外形尺寸(长宽高) 584549608250 mm 烟气进口尺寸 264212 mm 烟气出口尺寸 2

9、64212 mm高温过热器1B主体分高、低温段两个部分出厂，上接管、下接管及箱体分别整体出厂。高温过热器1B的高、低温段之间设有喷水减温器，以调节出口蒸汽温度不超过额定值。高温过热器1B出口的集汽集箱上按规定装有安全阀，压力表，放空管等。4.3 低温过热器4A、省煤器4A/4C低温过热器4A、省煤器4C、省煤器4A自上而下组成一个整体，露天布置，用来冷却转化器四段过来的烟气。低温过热器4A由进出口集箱和带螺旋翅片的蛇形管组成，蛇形管的直段带翅片，弯头部分是光管，直段翅片管位于箱体通道箱内，进出口集箱位于头箱外面，弯头则置于两端的弯头箱内，以方便检修。省煤器4A采用热管翅片管，省煤器4C采用普通

10、翅片管。省煤器4A/4C为立式矩形箱体结构，由进出口集箱和带螺旋翅片的蛇形管组成，蛇形管的直段带翅片，弯头部分是光管，直段翅片管位于箱体通道箱内，进出口集箱位于弯头箱外面，一侧弯头位于弯头箱内，另一侧弯头则位于膨胀板外，以方便检修。来自转化器四段出口的烟气由上部进入箱体，横向冲刷受热面后由下部出口引出，进入一吸塔。低温过热器4A蛇形管基管采用GB5310/20G，进出口集箱采用GB3087/20，螺旋片采用Q235-A，外壳则采用Q345-A。省煤器4A/4C进出口集箱采用GB5310/20G，翅片管、热管基管采用GB5310/20G，热管外管采用GB5310/20G，螺旋片采用Q235-A，

11、外壳采用Q235-A。外形尺寸(长宽高) 6045684512290 mm烟气进口尺寸 264212 mm烟气出口尺寸 223510 mm在低温过热器4A与高温过热器1B之间设有喷水减温器，以调节出口蒸汽温度不超过额定值。低温过热器4A主体整体出厂，省煤器4A/4C主体分上下两段出厂，上接管、下箱体、出口接管分别整体出厂。4.4 省煤器3B省煤器3B主体分上、下段。上段为高温段，采用普通翅片管，下段为低温段，采用热管翅片管。省煤器3B为立式矩形箱体结构，由进出口集箱和带螺旋翅片的蛇形管组成，蛇形管的直段带翅片，弯头部分是光管，直段翅片管位于箱体通道箱内，进出口集箱位于弯头箱外面，一侧弯头位于弯

12、头箱内，另一侧弯头则位于膨胀板外，以方便检修。来自转化器三段的烟气经热交换器后由上部进入箱体，横向冲刷受热面后由省煤器3B下部出口引出。省煤器3B进出口集箱采用GB5310/20G，翅片管、热管基管采用GB5310/20G，热管外管采用GB5310/20G，螺旋片采用Q235-A，外壳采用Q235-A。 外形尺寸(长宽高) 658569057500 mm烟气进口尺寸 243810 mm烟气出口尺寸 223510 mm 省煤器3B主体分上下两段出厂，上接管、出口接管、下箱体分别整体出厂。5 安全附件及阀门锅炉安全附件包括（详见50CG208-3-0阀门、仪表及附件图）：（1）汽包上的二只安全阀，

13、高温过热器出口集汽集箱上一只安全阀；（2）汽包上两只就地压力表和一个压力变送接口；高温过热器出口集汽集箱上一只压力表和一个压力变送接口；（3）两只就地水位计其中一只为单色，另一只为双色；（4）两只水位平衡容器，供汽包液位自控和讯号远传用；（5）在汽包的最低安全水位和正常水位之间设有紧急放水管，一旦发生满水能及时放水。锅炉配置设计时，紧急放水阀采用电动或气动阀门，在操作室进行自动或手动操作。6 锅炉控制系统建议在进行锅炉配置设计时应该设有下列三条控制回路：两个联锁系统和一些必要的声光报警装置。6.1 过热蒸汽压力控制过热蒸汽压力通过蒸汽管线上的调节阀进行调节，当送出的主蒸汽压力降低时，调节阀关小

14、；当主蒸汽压力升高时，调节阀开大；但在开停车时要依靠放空阀来控制压力。表4 过热蒸汽压力控制范围表编 号名 称工作压力高报警值高高报警值备注1过热蒸汽压力3.82MPa3.93MPa3.97MPa严禁超压6.2 过热蒸汽温度控制过热蒸汽的温度靠安装在高温过热器进口处的喷水调节阀调节，当汽温降低时，调节阀关小；当汽温升高时，调节阀开大；但在开停车时要依靠旁路阀来控制温度。表5 过热蒸汽温度控制范围表编 号名 称工作温度高报警值高高报警值备注1过热蒸汽温度450455严禁超温6.3 锅炉汽包液位控制本回路是由汽包液位、过热蒸汽流量、给水流量组成的三冲量调节系统、维持汽包正常水位。当汽包液位超出正常

15、液位60mm，锅炉需报警，当汽包液位低于正常液位-60mm，锅炉需低低报警，同时联锁系统启动。表6 锅炉汽包液位控制范围表编 号名 称正常液位高报警值高高报警值低报警值低低报警值1汽包液位汽包中心线60mm75mm60mm75mm2备注报警联锁紧急放水报警停炉注：报警值液位以正常液位为基准。6.4 汽包紧急放水联锁当汽包发生满水事故，即汽包水位超过正常水位75mm，通过汽包液位信号，紧急放水阀（配电动或气动时）将会自动打开，反之自动关闭。6.5 锅炉汽包压力控制当汽包发生超压时，接到远程控制室的压力取样装置需报警，联锁装置需减少锅炉前面焚烧炉燃料的给量，如继续超压，安全阀会起跳。在汽包上第一台

16、安全阀起跳前，需停止焚烧炉燃料的给量。表7 汽包压力控制范围表编 号名 称工作压力高报警值高高报警值备注1汽包压力4.2MPa4.3MPa4.36MPa严禁超压2备注报警停车6.6 声光报警锅炉应配有以下声光报警装置：（1）给水压力低；（2）过热蒸汽压力高(低)；（3）过热蒸汽温度高(低)；（4）汽包水位高(低)。7 公用工程条件7.1 工业冷却水用量取样冷却器 4 t/h7.2 电源汽包液位计 4150W 220 V 50 HZ8 锅炉型号编制说明锅炉型号 QF123.03.82/450型号意义 QF123.03.82/450 过热蒸汽温度 过热蒸汽压力 MPa 锅炉设计蒸发量 t/h 废热

17、烟气9 锅炉的水质要求锅炉给水应经过除盐和除氧处理，并遵循GB12145火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量。10 排放和清理要求本台锅炉有如下排放口和清理口：（1）汽包上有1个连续排污口；（2）每只锅壳底部有3个定期排污口；（3）每根下降管最低点有1个清理口；（4）出口烟箱底部有1个放酸口，应定期检查，防止酸液积聚腐蚀设备。11 设计和制造标准规范整套锅炉受压元件的强度计算，按GB/T9222-2008水管锅炉受压元件强度计算和GB/T16508-1996锅壳锅炉受压元件强度计算标准进行。整套锅炉的设计、制造和使用管理严格按照如下相关国家法规执行：固定式压力容器安全技术监察规程(国家质监总局2

18、009年版)蒸汽锅炉安全技术监察规程(劳动部1996年版)GB/T9222-2008 水管锅炉受压元件强度计算GB/T16508-1996 锅壳锅炉受压元件强度计算JB/T1613-1993 锅炉受压元件焊接技术条件JB/T1609-1993 锅炉锅筒制造技术条件JB/T1619-2002 锅壳锅炉本体制造技术条件ZBG93010-1993 高频电阻焊螺旋翅片管技术条件JB/T1620-1993 锅炉钢结构制造技术条件JB/T4730-2005 承压设备无损检测JB/T1612-1994 锅炉水压试验技术条件JB/T1615-1991 锅炉油漆和包装技术条件GB50264-1997 工程设备及管道绝热工程设计规范DL/T 5047-1995 电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇）DL 5007-1995 电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）12 检验和试验锅炉在制造过程中以及出厂发运前进行必要的检验与试验，并形成文件。检验包括焊接接头的X光探伤、磁粉探伤、着色探伤和超声波探伤，试验包括水压试验、气密性试验及通球试验等，均按有关标准和设计图纸要求由检验部门实施，出具焊接质量报告和水压试验报告等产品制造质量检验数据报告，提供出厂合格证。第 9 页，共 9 页