摘要：为保证高参数、大容量发电机组锅炉安全可靠运行，锅炉受热面能够根据设计正常的 向下、前、后、左、右进行膨胀，为此 2×660MW 超临界直流燃煤机组锅炉本体设置了膨胀 中心、刚性梁零膨胀点、角部连接设置、螺旋段水冷壁大小连接、刚性梁张力板设置、导向 装置和膨胀指示器装置，以便机组能够安全可靠运行及更合理地了解锅炉热膨胀。 关键词： 锅炉热膨胀 膨胀中心 导向装置 导向荷载

前言：现代大型电站锅炉大都采用全悬吊结构形式,各部件是通过各种方式连接，维系成有 一定相互位置关系的整体。尽管锅炉采用悬吊方式支承其结构重力，但各部件因温度不同， 产生了部件之间相互作用的热膨胀作用力。 热膨胀作用力、 结构件承受的重力和各支承反力 等总会以某种形式表达。

一 锅炉简述

宁夏京能宁东发电有限公司 2×660MW 燃煤发电机组锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司 设计制造的超临界压力、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、不带再循环泵大气 扩容式启动系统的直流煤粉锅炉。锅炉以最大连续负荷(B-MCR)工况为设计参数，最大连 续蒸发量 2210t/h。过热器蒸汽出口温度为 571℃，再热器蒸汽出口温度为 569℃，给水温 度 283.2℃。

锅炉采用全钢结构构架，高强螺栓连接，连接件接触面采用喷砂处理工艺，提高了连接 结合面的摩擦系数。

锅炉采用“π ”型布置方式，设计有固定的膨胀中心，受热面采用全悬吊结构。炉膛上 部布置有屏式过热器。 水平烟道中布置有末级过热器和末级再热器。 尾部竖井烟道分为前后 两部分，前部烟道布置有低温再热器，后部烟道布置有低温过热器和省煤器。尾部竖井下部 布置有两台三分仓再生式回转空气预热器。 (见附图 1)

锅炉炉膛断面尺寸为 19.0823m×19.0823m， 炉膛高 65.1m， 炉膛上部为垂直膜式水冷壁， 标高 48.246m 以下采用螺旋水冷壁。炉顶部各受热面之间采用大口径连接管连接。

附图 1 锅炉布置总图

二 内容介绍

1 分离器与贮水箱导向装置

由于本炉属于超临界直流自然循环锅炉， 所以未设置汽包， 而设置了 4 台启动分离器和 1 台贮水箱，贮水箱筒体设置了圆形刚性导向，并预留了向前、向左、向右的间隙，分离器 与贮水箱布置在炉前，向后预留了 3mm 的滑动间隙，此设计可以用刚性导向来吸收分离器 和贮水箱受温度、压力、重力和锅炉启停所产生的位移，达到力的平衡。

2 降水管导向装置

降水管分布在炉顶左右侧垂直布置，汇集到折焰角汇集集箱，上端封顶，分别有两根吊杆生根，两边与垂直段水冷壁刚性梁相邻较近，垂直距离较长，所以以刚性梁生根，分别设 置两层框形导向，吸收向左、向右、向前膨胀，在靠炉膛侧和后侧预留滑动间隙，这样设计 可以满足降水管的位移，使其膨胀不受限制。

3 刚性梁零膨胀点、角部连接设置、螺旋段水冷壁大小连接和张力板设置

膨胀系统图(见附图 2)表示了锅炉各部位的膨胀情况。箭头方向表示膨胀方向，箭头 旁的数字表示这个方向上的膨胀量(单位 mm) 。

附图 2 锅炉膨胀系统图

3.1 张力板系统

倾斜布置的螺旋水冷壁管承载能力弱， 因此需在其管壁外侧设置焊接张力板来进行其自 身重量和附加荷载的悬吊。 螺旋水冷壁前、后墙各布置 9 条张力板，两侧墙各布置 9 条张力板，张力板从冷灰斗下 部一直向上延伸到螺旋水冷壁和垂直水冷壁的过渡区。在过渡区张力板变为手掌型的张力 板，然后焊接于垂直水冷壁管屏鳍片上的手指型连接板连接，将荷载传递到上部水冷壁。 每条张力板实际上是由两根平行的钢板组成的，间距为 50mm，每根钢板的内侧与焊接 于螺旋水冷壁鳍片上的垫块(槽型钢)进行焊接连接。垫块起到传递荷载和热量的作用，每 隔一根管子布置一块，材料为 15CrMoG。单根张力板宽度为 120mm，厚度均为 35mm，材 质为 15CrMoG。每根张力板间的连接处采用 V 型全焊透坡口。

张力板的设计和布置不仅考虑了承受的荷载， 也考虑了在不同工况下的锅炉启、 停过程 中管子和张力板间的温差引起管子的热应力、 张力板的热应力和因炉膛内的烟气压力而产生 的弯曲应力。 因此， 锅炉在启、 停过程中负荷变化率不允许超过锅炉运行说明书中的规定值。

3.2 刚性梁系统

刚性梁系统的作用如下：

(1)防止由于炉膛爆燃正压、炉内运行负压、送/引风机事故跳闸因素引起炉内压力变 化损坏受压管墙， 防止燃烧振荡及烟气压力脉动引起炉墙低频震动， 造成管墙管子附加低频 弯曲疲劳而降低使用寿命。

(2)设置锅炉整体膨胀中心、死点机构和补偿装置，使管墙各部位按设计确定的方向 有规律的膨胀， 以便进行锅炉管道整体应力分析， 避免因膨胀不畅产生附加应力超限而拉裂 管墙，影响安全运行。