南川75t/h循环流化床锅炉的设计及运行特点
栏目:锅炉设计 发布时间:2018-08-22

流化床和循环流化床锅炉,由于对煤种适应性广,有利于环保等诸多优点已广泛被产业界及研究单位所重视。东方锅炉厂早在20年前已开始了这方面的研究和设计工作。近年来结合解决运行中存在的问题,新设计制造了一批循环流化床锅炉,并在运行中取得了较好的效果。

    l  我厂CFB锅炉简介及南川75thCFB锅炉总体布置情况

    我厂从七十年代以来一直致力于流化床和循环流化床锅炉的开发和研究工作,取得了一批科研成果,并在实践中得到广泛应用, 1995年,我厂受国家计委、国务院重点办和机电部的委托,从美国福斯特惠勒公司引进了大型循环流化床技术,拥有其大型循环流化床全套技术许可证,掌握了汽冷式旋风分离器、炉膛设计、水冷风室、导向风帽、选择性排灰冷渣器、炉膛内过热器wingwall(屏式过热器)、床下点火启动系统等福斯特.惠勒公司正在使用并经实践证明成熟可靠的最新技术。在此基础上,19968月,针对四川南川东胜火电厂75thCFB锅炉燃用含灰量较低的高发热值无烟煤,特别设计了一种新的炉型,(图一)示出了该型锅炉的典型布置图,该炉为单汽包自然循环、半塔式中温旋风分离,全钢结构炉架的低循环倍率流化床锅炉。锅炉为室外布置,由前部及尾部两个竖井烟道组成。前部竖井采用全悬吊结构。其四壁由膜式水冷壁组成,  自下而上依次布置有一次风室、布风装置、炉膛密相区、稀相区、蒸发管束、高温过热器、低温过热器、高温省煤器及烟气转向室。尾部竖井为支撑结构;竖井内布置有低温省煤器及钢管卧式空气预热器。两竖井之间通过两个并列布置的旋风分离器相连通,分离器下部接回料装置,分离器及回料装置均支承在钢结构梁上。前部竖井采用敷管炉墙,外置金属护板,后部竖井采用轻型护板炉墙。燃烧室、炉内门孔区、前部竖井出口烟窗区域和分离器,内部均设有防磨内衬。锅筒由锅筒吊杆悬挂在大板梁上,六根钢栓承受锅炉的全部重量。

    2  锅炉的主要设计特点

    针对南川无烟煤具有发热值高、挥发份低、难于着火和稳燃烬也较困难的特点,故在几方面采取一些技术措施,以确保锅炉成功的设计。

    2着火和稳燃

    21根据电厂需要,此锅炉采用床上油点火器,油枪热容量为1520MCR可将炉膛密相区床温加热到900℃,实现全床流态化点火,确保顺利着火,电厂也可采用惯用的木炭点火以确保点火成功。

    21炉膛内存在有大量炽热床料,有很大的热惯性,可顺利点火,低负荷不投油稳燃性能较好,可达40MCR

    21炉膛下部密相区水冷壁复盖成型耐磨瓦,既可防磨,又能减少下炉膛吸热,低负荷时仍维持较高温度,保证燃烧稳定。

    2燃烬

    22炉膛设计是保证燃烧效率的关键整个炉膛设计分为密相区和稀相区,流化速度约为4ms,使飞升到稀相区粒径减小,大部分粒子在密相区燃烧放热,密相区温度控制在880℃900℃,此温度区域为石灰石脱硫的最佳温度。

    22在密相区未燃烬的细小颗粒,进入稀相区强化燃烧。合理设计炉膛断面,降低稀相区内的烟气速度,约为3-35ms,并保证稀相区有足够的高度,使碳粒子停留时间大于其燃烬时间。在稀相区内合理布置绝热瓦,使稀相区烟气温度维持在950℃左右,高的炉膛温度对碳粒子的燃烬是十分有利的。

    22不能在稀相区里燃烬且能被稀相区速度携带出炉膛的细微粒子进入上部对流烟道区,其中一部分被对流受热面阻挡回炉膛,进一步强化燃烧,另外一部分通过上部对流受热面进入旋风分离器,确保未燃烬的细微粒子被分离下来并多次返回炉膛密相区二次燃烧,降低飞灰可燃物,保证锅炉机组具有较高的燃烧效率。

    2防磨

    炉膛和旋风分离器直段均采取成型耐磨砖。耐磨材料配方、养护、烧结和固定均在国内成熟技术基础上,充分结合我公司多年的研究和使用经验,其防磨特征完全达到国外先进水平。炉膛上部蛇形管和尾部受热面前排管迎风面、烟道转弯处、局部烟气走廊区均装有防磨盖板或均流板,有效防止烟气磨损。半塔式布置,在锅炉布置方式中最能防止磨损,炉膛上部速度较低,管间最高烟速为5Oms,且上部对流受热面粒子浓度较高,流速低,能将磨损降到最低程度。

    2防结焦

    24循环流化燃烧方式,燃烧温度~900℃,大大低于灰变形温度,避免了大面积结焦的可能;

    24钢板等压风室,网帽阻力较大,布风均匀,避免局部流化不均匀而结焦;

    24风播煤,煤入炉均匀,避免煤口处燃烧过于强烈而超温;

    24低于450℃的中温回灰,回灰温度远低于煤着火温度,即使有风混入,也不会引起烟气中的残碳在筒内继续燃烧,这从根本上保证了分离器和回料器工作的安全性。循环流化床密相区的床温是一个十分重要的控制参数,它的有效恒定可以维持石灰石在密相区的高效反应中完成脱硫,密相区的床温不光是通过该区流速的设计,一、二次风风量的配比调节;而且还可通过控制中温回料量的大小来控制床温,当密相区的床温偏高时,调整罗茨风机转数及风室的开度,使进入回送装置的空气量增加,从而使进入密相区的循环灰量增加,使床温下降,反之则循环灰量减少,床温上升,这样密相区床温可始终保持恒定,避免超温结渣。

    24采用非机械式“J”阀回料器,配风严格按照要求,微量回料风,即可保证稳定连续回料。

    24床温上布置足够数量的温度测点,及时发现并处理可能出现的少量结焦,避免结焦扩大,影响安全运行。

    3  锅炉运行情况简介

南川75t/hCFB锅炉自1998531日顺利通过七十二小时试运行以来,各项性能指标均达到设计要求,本公司于19981014日一26日派出调试人员协助电厂进行了进一步的燃烧调整和性能测试。锅炉具有连续运行时间长,满负荷工况好,该炉在75th满负荷状态设计热效率85%,用户要求保证热效率84%,实测锅炉效率可达89%以上,且可以掺烧电厂闲置的高含炭量飞灰,大大提高了电厂的经济效益,燃烧调整后平均飞灰含炭量仅为1186%。

 

文章作者:黄 兵(东方锅炉有限公司 643001)