[原创]抓好进煤与出渣两个环节，确保CFBC锅炉安全、经济运行

shbmg · 发表于 2007-12-25 14:22:08

5、攻克煤的制备关 煤的制备系统的根本任务就是要制备出符合CFBC锅炉颗粒度要求的入炉煤。如前所述，许多安全事故与经济问题都与此有关。 1、 入炉煤粒径范围的确定前已述及入炉煤的颗粒度对流化质量、燃烧与脱硫、传热、磨损等的影响，不少学者为此做了许多实验并建立了相应的关系式。但是，他们的实验与建立起来的关系式，所用的颗粒直径，通常都是选用平均颗粒直径。所有的物料非入炉煤，而是试验物料。那么，CFBC锅炉煤的制备系统所生产的入炉煤的颗粒分布是否完全遵循这些规律呢？入炉煤的最大颗粒直径与平均颗粒直径之比应该保持在什么样的范围才是合理的呢？对于前者的回答只能说是经验的、近似的。对于后者的回答，众说不一。一般要求颗粒度均匀，筛分范围不宜过宽。一些锅炉制造厂家提出自己的设计制造的CFBC锅炉的颗粒限制要求，但都没有说明其原因和试验结果或详细的报导。早期国外CFBC锅炉要求的入炉煤颗粒度都在0～6mm，甚至更小。后来有资料报导说：Ahlstrom 公司认为，对于生物质燃料宜采用小于30～50mm的颗粒尺寸，低灰煤种颗粒最大尺寸宜小于10～20mm，高灰燃料宜采用小于2～13mm的颗粒。Lurgi公司则认为应取决于煤种，对于高灰煤种最佳粒度为150～250μm，一般要求颗粒在10mm以下。 Riley／Battelle公司由于采用高密度床料，其燃料颗粒尺寸要求小于25mm。在我国，循环流化床采用的颗粒尺寸一般为0～8mm或0～13mm。等等。 忆及我国在发展鼓泡流化床锅炉(BFBC)阶段，确定的入炉煤的颗粒直径范围为0～8mm或0～10mm。这时的入炉煤的平均颗粒直径一般为1.5～2.5mm，亦即入炉煤的最大颗粒直径为平均颗粒直径的4～5倍。对于BFBC锅炉，尽管临界流化速度是以1.5～2.5mm颗粒度设计，由于床内热态运行风速是冷态临界流化速度的3～4倍，考虑到煤在床内的自碎特性，还是可以保证最大颗粒在床内流化。实践表明，这种粒径范围的入炉煤对于BFBC锅炉运行是安全可靠的。 对于CFBC锅炉入炉煤颗粒度的确定是否也可以参照这种方法呢？[Post=100] 目前普遍认为CFBC锅炉运行风速是BFBC锅炉运行风速的4～5倍较为合适。由于CFBC锅炉运行最佳状态应该是要有足够多的循环物料量，而这种循环物料量的粒径都小于1.2mm，因此要求其平均颗粒直径应比BFCB锅炉所要求的小。当循环物料量不足时，如图2-1所示，应额外添加循环物料量。添加的循环物料的尺寸与炉内循环颗粒的尺寸基本相同，这样可以使循环物料能够保证正常的循环，以保持最佳的燃烧工况和脱硫工况。 这就是说，决定CFBC锅炉入炉煤的颗粒度，不单是限制它的最大颗粒直径，更重要的是确定入炉煤的颗粒筛分分 布。亦即粒径的分布是否合理，是否有足够多的循环物料量。 经过煤的制备系统生产出来的煤的颗粒分布与原煤特性

图2-1 循环流化床内的颗粒尺寸分布 和煤的制备系统的设计及选用的破碎设备有关。原煤的特性包括原煤的筛分特性、破碎特性以及入炉煤在流化床内的自碎特性。原煤的筛分特性和破碎特性决定了煤的制备系统的设计与设备的选用；入炉煤在流化床中的自碎特性最终决定CFBC锅炉床料颗粒的分布，在给定的风速和床温的条件下，它决定了CFBC锅炉的燃烧工况和脱硫工况。 煤在破碎后的筛分特性可以用罗辛-拉姆勒公式表示，

(2-1) 式中，Ri——粒径大于di的颗粒占全部颗粒重量百分数，(%)；      b——表征物料研磨程度的特性系数；      di——颗粒直径或筛网孔径，mm；      n——表征料度分布(即颗粒组成)的特性系数。 图2-2就是11个种煤的Ri=f(di)关系曲线。Ri值大，表示煤的破碎难；反之，则较容易破碎。n就是曲线的斜率,斜率大，表示颗粒组成粗，反之，就细。对于CFBC锅炉而言，除褐煤外，都希望斜率小一些比大一些好。对于同一煤种，采用不同的破碎机，得出的斜率是不同的。这一点非常重要，往往被忽视。 煤在流化床中的自碎特性就是煤粒在进入高温流化床后其粒度发生变化的性质。引起煤在流化床内粒度变化的因素很多，除受热破碎外，还有颗粒与颗粒间剧烈运动发生的碰撞与磨擦以及颗粒与受热面和炉壁的碰撞等。图2-3是 Blimichev等人（1968年）提出的一个简单模型来解释流化床中的粒径变化现象。表2-1是Massimilla等人对煤粒破碎后颗粒的分布情况进行了试验的结果。试验中所采用的流化风速为0.8m／s，床料为0．3～0．4mm的砂子，静止床高为100mm，原始投入煤颗粒数为21，床温为850℃，流化介质为空气。

图2-2  几种煤的Ri=f(di)关系曲线                   图2-3 煤燃烧过程颗粒粒径变化示意图                                表2-1    破碎后粒度分布

有关燃煤在流化床内的自碎特性机理尚不十分清楚，研究与实验不多。我国淅江大学在这方面作了许多有益的工作。他们提出破碎指数F0的概念，用以表示流化床内煤粒变化的性能，并对国内10个典型煤种进行试验，得出相应的破碎指数值。 令破碎比Nf为煤粒破碎后的粒子数Nout与破碎前的粒子数Nin之比，即

(2-2) 只要有破碎存在，Nf>1。 又令Fd为破碎后粒度的变化率，定义为                                                     (2-3) 式中，Xi——某粒度范围内的质量比率； Di——某粒度范围内的平均直径，mm； d0——投入时的原始煤粒直径，mm。 显然，Fd<1。于是，破碎指数定义为                                                    (2-4) 它表征煤的破碎特性。F0值越大，表示破碎后的粒子多，平均颗粒直径越小。图2-4表示破碎指数随粒度变化的实验结果，表明大粒子比小粒子更易破碎。图2-5是破碎特性随挥发分(即煤种)变化的实验结果。表明挥发分高的煤比挥发分低的煤容易破碎。

图2-4 破碎指数随粒度变化情况                图2-5 破碎指数随挥发分变化情况 由此可见，煤在流化床内的自碎性能与煤种和颗粒度有关。但是，决定床内燃煤粒度分布状态的主要因素仍然是煤的制备系统所生产的入炉煤的筛分特性，煤的制备系统所生产的入炉煤的粒度要保证足够多的粒子参与循环。 按照前述的分析，CFBC锅炉的入炉煤的平均颗粒直径应小于BFBC锅炉的入炉煤平均颗粒直径，一般在1.2～2.0mm范围内选取较为合适。在这种情况下最大颗粒直径不会超过8mm。偶尔会有超过8mm的煤粒进入炉内，只不过是漏网鱼而已，其最大颗粒直径不得超过25mm，且其重量分额不得超过1%。 从目前情况来看，由于多种原因，我们对原煤的筛分特性和破碎特性研究甚少。建议主管部门将此项工作列入议事日程，加紧开展工作，对促进CFBC锅炉的我国健康发展十分重要。 [/Post]

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shbmg · 发表于 2007-12-25 14:29:35

2、煤的制备系统的设计 煤的制备系统的设计就是针对原煤的筛分特性和破碎特性确定系统的破碎设备与筛分设备的组合方案。一般来说，煤是一种低硬物料，较易破碎；但对于灰分高的煤矸石则属中硬物料。由于CFBC锅炉对入炉煤的筛分分布特性有一定的要求，不只是将煤破碎，还应保证出料的粒度筛分要求。因此，煤的制备系统进行合理的设计十分重要。 破碎阶段可按表2-2进行划分。若用Dmax及dmax分别表示破碎前后最大颗粒尺寸，那么，

（2-5） 定义为破碎比。各种传统破碎机的                   表2-2       破碎阶段的划分/mm 破碎阶段 入料粒度 出料粒度 破碎阶段 入料粒度 出料粒度 粗碎 300～1500 100～350 细碎 20～100 5～20 中碎 100～350 20～100 粉磨 5～19 0.074～0.4

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表2-4                         破碎与筛分组合方式

shbmg · 发表于 2007-12-25 14:32:18

3 研制具有中国特色破碎与筛分设备 1) 破碎机的选择 破碎机的好坏是确保CFBC锅炉入炉煤是否符合要求的关键。 早期小型流化床锅炉使用的破碎机有颚式破碎机、锤击式破碎机、反击式破碎机和链环式破碎机等。这些破碎机具有结构简单、工作可靠、制造容易、维修方便、价格低廉、适用性强等优点，但有的是非连续性破碎，或效率较低，破碎比较小，出料不均匀，易磨损等缺点，满足不了流化床锅炉的需要。 经过几十年的努力，破碎机已有了很大的进展。如： ►  锤击式破碎机发展成BC系列细粒破碎机。 ►  环锤破碎机取消筛网。 ►  新型的反击式破碎机改进腔型设计：第一级反击架采用整体锰钢件，以增加其质量，加大大块物料的破碎效果。第二级反击架尽可能靠后，而且下端排放口接近转子水平线。 ►  圆锥破碎机发展成“惯性圆锥破碎机”。 ►  将对辊组合成DZ系列组合式齿辊破碎机等。 此外，还引进了国外的破碎机。 尽管如此，针对国内煤种破碎特性进行破碎试验不多，研制出来的破碎机仍不尽人意。 2) 筛分设备的选择 常用的筛分设备有固定筛及振动筛两大类。前者用于粗粒筛分，作为粗碎或中碎的预先筛分；后者则广泛用于中、细碎的筛分作业。现在，各流化床锅炉用户大都使用振动筛。 各种振动筛的种类及其用途见表1-4。                 表1-4        振动筛的种类 序号 振动筛种类 一般用途 1  惯性振动筛       用于中、细粒筛分 2  重型振动筛       用于粗、中粒筛分 3  自定中心振动筛   用于中、细粒筛分 4  直线振动筛       用于中、细粒筛分 5  共振筛     用于中、细粒筛分计算筛网的有效面积时应考虑筛面的倾角以及受料的位置的影响。倾角大时，有效面积小。 振动筛存在的问题主要是磨损和湿煤的堵塞。 3) 研制具有中国特色破碎与筛分设备 长期以来，由于各种原因，各拥有流化床锅炉的企业，各自进行破碎筛分设备的选择。鉴于经济与技术因素的限制，很少对煤的破碎与筛分特性进行实验，导致事故频繁，严重影响流化床锅炉的安全与经济运行。 在当前我们国家已经引进300MW大型CFBC锅炉，并着手研制600MW级CFBC锅炉时，应引起主管部门的高度注意。特提出以下几点建议： (1) 拨出专门经费，将煤的破碎与筛分列入国家重大装备开发项目。 (2) 加强对原煤的筛分特性和破碎特性的试验的研究，建立满足流化床需要的相应数椐库，为流化床锅炉制造厂及用户提供有关资料。 (3) 加强对破碎与筛分设备进行试验研究，在消化吸收引进设备的基础上创新，研制出适应我国煤种和我国流化床锅炉需要的设备。 (4)  国家鼓励有关地区或企业集团在流化床锅炉比较多的地区，对煤的制备进行统一的科学规划，在煤矿或地区建立集中破碎与筛分的加工厂，在用户处只需进行检查筛分和细碎作业。这样可以做到节省投资、节省钢材、节约劳动力、节约能源、减轻环境污染，并能保证用户对颗粒度的要求。

shbmg · 发表于 2007-12-25 14:35:25

3、炉底渣的排放与冷却
 1、流化床锅炉的炉底渣及其特性
[Post=100] BFBC锅炉既有“炉底渣”也有“溢流渣”，而CFBC锅炉只有“炉底渣”。由于它们的颗粒度较沉降灰和飞灰粗，故又称“大渣”。表3-1列出了几种流化床锅炉的炉底渣的渣量及渣温的参考数椐。
 流化床锅炉大渣的颗粒特性与煤种、煤的破碎与筛分方式、以及煤在床内燃烧所呈现出的自碎性能不无关系。其中，煤的破碎与
表3-1 几种流化床锅炉的炉底渣的渣量分额及渣温
<table cellspacing="0" cellpadding="0" align="right" border="1"><tbody><tr><td rowspan="2"> 项
目
</td><td rowspan="2">单
位
</td><td valign="top" colspan="2">溢流式FBC</td><td valign="top">非溢流式FBC</td><td valign="top">CFBC</td></tr><tr><td valign="top">冷
渣
</td><td valign="top">溢流渣
</td><td valign="top">炉底渣
</td><td valign="top">炉底渣
</td></tr><tr><td valign="top">渣
温
</td><td valign="top">°C</td><td valign="top"><400</td><td valign="top">800~950</td><td valign="top">800~950</td><td valign="top">800~950</td></tr><tr><td valign="top">渣量分额
</td><td valign="top">占灰渣总量的% </td><td valign="top"><10</td><td valign="top">40~60</td><td valign="top">40~60</td><td valign="top">25~45</td></tr></tbody></table>筛分方式是由煤的破碎性能所决定。而煤在床内燃烧的自碎性能，是与煤在燃烧过程中的物相与矿相结构的变化、煤的遇热爆裂特性以及煤粒在床内流化过程中相互碰撞、磨擦等因素有关。
 从国内流化床锅炉运行实践表明，溢流渣的颗粒粒径范围集中在1～10mm之间，占90%以上；大于10mm和小于1mm的颗粒较少。非溢流式鼓泡床锅炉炉底渣的筛分分析，2～10mm的颗粒组分虽然也占了很大的分额，但不足70%；而大于10mm的颗粒确有12%以上）。炉底渣的平均颗粒直径要比溢流渣的平均颗粒直径大。
 一般说来，根椐入炉煤和炉底渣的筛分特性的比较，可以反映炉底渣排放的合理程度，以及从一个侧面反映出锅炉运行状况的好坏。
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shbmg · 发表于 2007-12-25 14:40:38

2、炉底渣的排放与冷却对锅炉热效率的影响 根椐锅炉热平衡，与灰渣有关的热损失反映在机械未完全燃烧热损失和灰渣物理热损失两项，下面分别讨论之。 1) 炉底渣的机械未完全燃烧热损失 大渣的机械未完全燃烧热损失为：

(3-1） 式中， ——燃烧中的灰分，（％）。  ——燃烧的应用基低位发热量，（Kcal/kg）。  ——大渣可燃物的含量，（％）。  ——大渣灰分占总灰分的百分含量，（%）。                                  （3-2） 式中，B——燃料消耗量，（kg/h）。  ——大渣量，（kg/h）。 令：                                                                 （3-3）[Post=100]  为大渣机械未完全燃烧热损失占总的机械未完全燃烧热损失的分额，可绘制出曲线(参见图3-1)。可见，＜2000Kcal/kg时，增加得很快，且 =1000～1500Kcal/kg时，＞62～32％。 这就是说，当燃用煤矸石等劣质燃料时，大渣的机械未完全燃烧热损失占总的机械未完全燃烧热损失的2/3以上。因此，解决好大渣的燃烬问题，对提高流化床锅炉的效率、节约能源意义重大。故在流化床 锅炉运行中，应严格控制入炉煤的颗度，监视床层运

图3-1     曲线 行料层厚度，及时排放炉底渣，保持良好的流化质量。 当＞2500Kcal/kg时，＜10％，大渣的机械未完全燃烧热损失也是不容忽视的问题。 一般说来，流化床锅炉的机械未完全燃烧热损失在4～12%之间，无论是燃烧优质煤或是燃烧劣质煤，及时排放炉底渣，改善流化质量，是提高流化床锅炉燃烧效率的重要手段之一。 2）炉底渣的灰渣物理热损失  由于炉底渣排出时温度很高，因而造成了锅炉的灰渣物理热损失。若灰渣的温度为tz，比热为cz，有：

（3-4） 式中, 一—炉底渣渣占总灰量的百分份额（％）。 Cdz——炉底渣比热（Kcal/kg·℃），查表3-2。 实践表明，当燃用      表3-2   灰渣的比热Cdz     <table cellspacing="0" cellpadding="0" border="1"><tbody><tr><td valign="top">温　度        t</td><td valign="top">℃</td><td valign="top">0</td><td valign="top">100</td><td valign="top">200</td><td valign="top">300</td><td valign="top">400</td><td valign="top">500</td><td valign="top">600</td></tr><tr><td valign="top">灰渣比热Cdz       </td><td valign="top">Kcal/kg·℃</td><td valign="top">        </td><td valign="top">0.190</td><td valign="top">0.200</td><td valign="top">0.207</td><td valign="top">0.213</td><td valign="top">0.220</td><td valign="top">0.225</td></tr><tr><td valign="top">温　度        t       </td><td valign="top">℃</td><td valign="top">700</td><td valign="top">800</td><td valign="top">900</td><td valign="top">1000</td><td valign="top">1100</td><td valign="top">1200</td><td valign="top">1400</td></tr><tr><td valign="top">灰渣比热Cdz       </td><td valign="top">Kcal/kg·℃</td><td valign="top">0.239</td><td valign="top">0.239</td><td valign="top">0.243</td><td valign="top">0.240</td><td valign="top">0.245</td><td valign="top">0.250</td><td valign="top">0.270</td></tr></tbody></table> 1500～4000Kcal/kg的劣质煤时，可达1～6％；当燃用4500～6000Kcal/kg的优质煤时，在0.4～0.8％之间。利用冷渣机回收这部分热量，很有意义。 上述计算中没有考虑脱硫剂对从炉底渣排出的热损失。若考虑这部分热损失，上述计算中的应由下式确定相应的修改。 [/Post]

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shbmg · 发表于 2007-12-25 14:42:40

3、炉底渣的排放装置的开发 炉底渣的排放装置对改善流化质量、提高燃烧效率、确保流化床锅炉安全与经济运行至关重要。由于它是在高温条件下工作，因而要求排渣装置能长期耐高温、耐磨损、密封、实现远动或自动控制，做到长期安全连续运行。 针对市场上供应的排渣装置存在的问题，开发出QD型气动连续自动排渣器（专利号：00 2 25582·0及2006 2005 0977·5）。 QD型气动连续自动排渣器的工作原理是利用流化床锅炉一次风作工作气源，根椐流化床锅炉风室压力的变化，对进入排渣器的风量进行控制，从而控制炉底渣的排放量。此装置于2001年在韶关钢铁集团公司热电厂140t/h流化床锅炉上的首次试验成功一直运行到现在，表明它在高温环境中可长期稳定工作，能顺利地对排渣量进行有效的控制。 QD型气动连续自动排渣器的显著优点在于： ● 结构简单，没有机械运动部件和承揷部件，无金属另部件因高温变形发生的机械故障，也不会发生结焦现象，确保排放装置长期安全稳定运行。 ● 可以连接CFBC锅炉的ADS系统，按照流化床锅炉风室压力对排渣量进行有效的控制。 ● 阀体本身带有锅炉事故排渣口。当锅炉发生事故需紧急排渣时，可方便地实施事故排渣。 现已在数十余台流化床锅炉上与本人研制的冷渣机专利产品配合使用，均取得满意的效果。

shbmg · 发表于 2007-12-25 14:46:29

4、炉底渣冷却器的开发： 为了确保流化床锅炉安全、经济与环保的要求，对其炉底渣的冷却设备应满足以下基本性能。 ● 能及时、连续、高效地把排放出来的炉底渣迅速冷却到安全温度以下。 ● 运行故障少、检修工作量少，做到长期稳定、安全、可靠地运行。 ● 能有效地回收炉底渣的余热，提高锅炉热效率； ● 能改善锅炉的流化质量，改善燃烧工况，提高锅炉燃烧效率和脱硫效率； ● 无泄漏，减少环境污染，保护环境； ● 材料消耗少、成本低，体积小、电耗低，运行费用少； ● 便于实现自动化、智能化和大型化。 一句话，要使冷渣机成为流化床锅炉整体不可分割的有机组成部分。显然，要同时满足这些性能要求，并非易事。 目前市场上供应的机械传动式和流化床式两大类冷渣设备很难达到这些要求。针对它们存在的问题，开发出气垫床系列冷渣器。现已开发出四代专利产品，它们是： ● SC型气槽式冷渣机（Spouts Bed Cooler of ash），专利号：01 2 49355.4和02 1 14069.3）。 ● SA型溢流式气垫床冷渣机（Spillover  Air-Cushion-Bed Cooler of ash），(专利号：02 2 50136.3）。 ● RA型返回式气垫床冷渣机（Return Air-Cushion-Bed Cooler of ash），（专利号： 2005 0540.7和2005 1003 1359.6）。 ● LRA型返回式气垫床冷渣机((Large-capacity Return Air-Cushion-Bed Cooler of ash)，(专利号：2006 2001 6928·X)。 为了克服流化床内温度分布均匀的缺点，笔者特设计出一种能在床内形成温度梯度的气垫床 (早期称之谓气槽床)。同时，为了避免床内结焦和清扫容易，尽量简化布风装置结构，取消风帽，形成独特的气垫床系列冷渣机的专利产品，其基本工作原理如图3-2所示，它与选择性流化床冷渣器物料冷却温度的比较示于图3-3。

图3-2  气垫床冷渣机工作原理图           图3-3 气垫床与选择性流化床物料温度降比较 气垫床系列冷渣机专利产品的基本特性与优点是：[Post=100] ● 无机械转动部件，因而没有无机械磨损与动静部件的密封等机械故障，运行安全可靠，维修工作量小，维护费用低。 ● 在床内有效地建立了了温度梯度，冷却效果好。 ● 无风帽，布风装置的结构简单，确保床内不结焦，清扫方便，运行可靠。 ● 最大限度地回收灰渣余热，可提高锅炉热效率约0.3～4％。 ● 使床层处在最佳工况下运行，并返回炉料，改善流化质量，改善燃烧，提高燃烧与脱硫效率。预计可提高燃烧效率0.2～2%。 ● 冷却用风量与水量少，可与锅炉或电厂热力系统、烟风系统和给水系统有机地结合。节省煤耗，降低运行费用。 SC型气槽式冷渣机首先在广东韶关钢厂热电站投入运行取得成功之后，到目前为止，已有二十余家三十余台锅炉上使用，均获得满意的效果。该型冷渣机在运行中也暴露出部分问题，一是渣量大时，偶尔有单个颗粒红渣排出；进渣口太高，而排渣口较低，这样与低矮锅炉及输渣设备配套安装存在一定困难。 针对气槽式冷渣机存在问题进行改进，推出了第二代专利产品——SA型溢流式气垫床冷渣机。2004年10月，四川高坝电厂选用了SA型溢流式气垫床冷渣机，改造从芬兰引进Ahlstrom公司Pyroflow型410t/h循环流化床锅炉配套的#6单流化床选择性冷渣器。运行表明，它大大提高了冷却效果，避免出红渣现象；在降低了进渣口高度的同时，提高了出渣口高度，方便了与低矮锅炉和输渣设备的现场布置等。据厂方核算，SA型溢流式气垫床冷渣机投运后，半年节约费用达9+132+147=288万元。SA型溢流式气垫床冷渣机已在三家七台锅炉上共安装八台SA型溢流式气垫床冷渣机，效果显著。 由于SC型气槽式冷渣机和SA型溢流式气垫床冷渣机均采用大气式流化床结构，不能将被加热的热空气有效地回收和返回细小颗粒，回收余热不充分，不能进一步改善流化质量和燃烧工况及脱硫工况，这对于大型CFBC锅炉提高锅炉燃烧效率和脱硫效率十分重要。四川高坝电厂要求将热风返回炉内，在他们的支持下，开发出第三代专利产品——RA型返回式气垫床冷渣机。 在2005年5月的高坝发电厂大修中，进行了底渣冷却器第二期的改造工作。即用RA-10型返回式气垫床冷渣机来替代原有的#1底渣冷却器及#1水冷螺旋冷渣器，锅炉排渣口不变。RA-10型返回式气垫床冷渣机冷却后的渣通过输渣绞龙（新配置）将渣送入现有的底渣刮板机，同时也隔离冷渣机内的正压，冷却水由工业水提供。冷却风采用一次风，冷渣机出口的热风通过原#1底渣冷却器回风口进入炉膛(参见图3-4)。 通过在四川内江高坝电厂410t/hCFBC锅炉上运行表明，它的冷却效果好，余热得到充分的利用，返回的细小颗粒能有效地提高床料浓度，改善了燃烧工况与脱硫工况，效果显著。这是从真正意义上讲实现了冷渣机成为FBC锅炉有机的不可缺少的组成部分，使炉底渣的冷却及其余热利用与流化床锅炉燃烧系统、热力系统和烟风系统有机地结合，提高锅炉整体装备的先进性和经济性。 2005年10月，高坝电厂将原有从芬兰引进的6台单流化床选择性冷渣器全部拆除，用4台RA-10型返回式冷渣机取代。至今已运行八个多月，效果显著。 2005年9月和2005年11月，四川省电力试验研究院分别对冷渣机改造前后进行热力试验，测试报告摘录见表3-3。两个测试式况下的冷却后的渣温为94℃和66℃，锅炉效率提高了1.82%。据高坝电厂核算，RA-10型返回式冷渣机取代从芬兰引进的6台单流化床选择性冷渣器，每年可节省费用达数百万元，可见，RA型返回式气垫床冷渣机的效果十分明显。 此后，又先后有数台75t/h、130/t/h、460t/hCFBC锅炉上使用RA型返回式气垫床冷渣机亦取得明显效果。 过去，曾有不少人认为这类冷渣机动力消耗大是其缺点之一。现在看来需要商榷。对于流化床锅炉整体而言，RA型返回式气垫床冷渣机加热的风返回炉内，取代了部份二次风，节省了二次风机的动力消耗，而滚筒式冷渣机无法减少二次风，它的动力消耗是净增加的消耗。 第四代大容量返回式气垫床冷渣现正在研制中，它的最大冷渣量可达50 t/h，完全可以满足大型CFBC锅炉燃烧劣质煤的要求。 总之，流化床锅炉的炉底渣排放与冷却装置应与流化床锅炉燃烧系统和热力系统有机地结合，成为CFBC锅炉整体有机的不可缺少的组成部分，提高锅炉整体装备的先进性和经济性。炉底渣排放与冷却装置选用的合理与否，直接影响流化床锅炉的安全与经济运行：可直接影响锅炉热效率达0.5～4.0%；选择不当，会增加检修工作量，增加运行费用；严重的可造成人身生命事故、锅炉停炉甚至全厂停产。  [/Post] 图3-4  RA-10型返回式冷渣机系统布置示意图

shbmg · 发表于 2007-12-25 14:47:59

表3-3 华电内江发电总厂高坝电厂#11锅炉冷渣器改造前后热力试验报告摘录
<table cellspacing="0" cellpadding="0" width="100%" border="1"><tbody><tr><td width="4%" rowspan="2"> 序号
</td><td width="18%" rowspan="2">项目名称
</td><td width="7%" rowspan="2">符号
</td><td width="8%" rowspan="2">单位
</td><td width="17%" rowspan="2">测试或计算
</td><td width="26%" colspan="3">改造前
</td><td width="17%" colspan="2">改造后
</td></tr><tr><td width="8%">100MW</td><td width="8%">80MW</td><td width="8%">50MW</td><td width="8%">100MW</td><td width="8%">100MW</td></tr><tr><td width="4%"> 
</td><td width="18%">煤元素分析
</td><td width="7%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="8%"> 
</td></tr><tr><td width="4%">1</td><td width="18%">碳
</td><td width="7%">Car</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">元素分析
</td><td width="8%">0.4318</td><td width="8%">0.4658</td><td width="8%">0.4145</td><td width="8%">0.6429</td><td width="8%">0.6438</td></tr><tr><td width="4%">2</td><td width="18%">氢
</td><td width="7%">Har</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">元素分析
</td><td width="8%">0.0231</td><td width="8%">0.0246</td><td width="8%">0.0218</td><td width="8%">0.0300</td><td width="8%">0.0301</td></tr><tr><td width="4%">3</td><td width="18%">氧
</td><td width="7%">Oar</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">元素分析
</td><td width="8%">0.0425</td><td width="8%">0.0425</td><td width="8%">0.0448</td><td width="8%">0.0126</td><td width="8%">0.0126</td></tr><tr><td width="4%">4</td><td width="18%">氮
</td><td width="7%">Nar</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">元素分析
</td><td width="8%">0.0087</td><td width="8%">0.0071</td><td width="8%">0.0069</td><td width="8%">0.0027</td><td width="8%">0.0028</td></tr><tr><td width="4%">5</td><td width="18%">硫含量
</td><td width="7%">Sar</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">元素分析
</td><td width="8%">0.0173</td><td width="8%">0.0123</td><td width="8%">0.0123</td><td width="8%">0.0427</td><td width="8%">0.0428</td></tr><tr><td width="4%">6</td><td width="18%">灰
</td><td width="7%">Aar</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">元素分析
</td><td width="8%">0.3916</td><td width="8%">0.3932</td><td width="8%">0.3859</td><td width="8%">0.3143</td><td width="8%">0.3053</td></tr><tr><td width="4%">7</td><td width="18%">水
</td><td width="7%">War</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">元素分析
</td><td width="8%">0.0850</td><td width="8%">0.0545</td><td width="8%">0.1038</td><td width="8%">0.0404</td><td width="8%">0.0391</td></tr><tr><td width="4%">8</td><td width="18%">低位发热量
</td><td width="7%">Hub</td><td width="8%">kj/kg</td><td width="17%">元素分析
</td><td width="8%">14979</td><td width="8%">14100</td><td width="8%">14317</td><td width="8%">20369.95</td><td width="8%">20809.87</td></tr><tr><td width="4%"> 
</td><td width="18%">测试数据
</td><td width="7%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="8%"> 
</td></tr><tr><td width="4%">1</td><td width="18%">过热蒸汽压力
</td><td width="7%">

D</td><td width="8%">MPa</td><td width="17%">DCS</td><td width="8%">9.02</td><td width="8%">8.90</td><td width="8%">8.92</td><td width="8%">9.28</td><td width="8%">9.13</td></tr><tr><td width="4%">2</td><td width="18%">过热蒸汽温度
</td><td width="7%">tD</td><td width="8%">℃</td><td width="17%">DCS</td><td width="8%">540.38</td><td width="8%">539.62</td><td width="8%">538.06</td><td width="8%">541.17</td><td width="8%">541.86</td></tr><tr><td width="4%">8</td><td width="18%">底灰量
</td><td width="7%">Ms</td><td width="8%">Kg/s</td><td width="17%">原始数据
</td><td width="8%">3.33</td><td width="8%">2.73</td><td width="8%">2.08</td><td width="8%">1.854</td><td width="8%">1.912</td></tr><tr><td width="4%">9</td><td width="18%">底灰温度
</td><td width="7%">ts</td><td width="8%">℃</td><td width="17%">测量
</td><td width="8%">490.28</td><td width="8%">451.15</td><td width="8%">423.69</td><td width="8%">94.17</td><td width="8%">65.50</td></tr><tr><td width="4%">10</td><td width="18%">排烟温度
</td><td width="7%">ta</td><td width="8%">℃</td><td width="17%">测量
</td><td width="8%">146.5</td><td width="8%">136.9</td><td width="8%">128.9</td><td width="8%">151.79</td><td width="8%">151.07</td></tr><tr><td width="4%"> 
</td><td width="18%">计算
</td><td width="7%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="8%"> 
</td></tr><tr><td width="4%">1</td><td width="18%">入炉煤量
</td><td width="7%">Mbo</td><td width="8%">Kg/s</td><td width="17%">假定，迭代
</td><td width="8%">19.56</td><td width="8%">17.07</td><td width="8%">10.97</td><td width="8%">14.72</td><td width="8%">14.38</td></tr><tr><td width="4%">3</td><td width="18%">烟气量
</td><td width="7%">VGTK</td><td width="8%">m3/kg</td><td width="17%">计算
</td><td width="8%">6.43</td><td width="8%">8.69</td><td width="8%">10.97</td><td width="8%">10.19</td><td width="8%">10.97</td></tr><tr><td width="4%">6</td><td width="18%">空气量
</td><td width="7%">uLK</td><td width="8%">Kg/kg</td><td width="17%">计算
</td><td width="8%">8.51</td><td width="8%">11.46</td><td width="8%">13.19</td><td width="8%">13.49</td><td width="8%">13.22</td></tr><tr><td width="4%">17</td><td width="18%">输入总热量
</td><td width="7%">Hub.ges</td><td width="8%">Kj/kg</td><td width="17%">计算
</td><td width="8%">15591.99</td><td width="8%">14526.19</td><td width="8%">14690.01</td><td width="8%">20864.79</td><td width="8%">21479.85</td></tr><tr><td width="4%">18</td><td width="18%">排烟损失
</td><td width="7%">La,b</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">计算
</td><td width="8%">0.0733</td><td width="8%">0.0853</td><td width="8%">0.1001</td><td width="8%">0.0882</td><td width="8%">0.0836</td></tr><tr><td width="4%">23</td><td width="18%">飞灰损失
</td><td width="7%">Lf.b</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">计算
</td><td width="8%">0.0830</td><td width="8%">0.0702</td><td width="8%">0.0641</td><td width="8%">0.0476</td><td width="8%">0.0620</td></tr><tr><td width="4%">26</td><td width="18%">输出热
</td><td width="7%">QN</td><td width="8%">Kg/s</td><td width="17%">计算
</td><td width="8%">255098.8</td><td width="8%">207808.4</td><td width="8%">135980.5</td><td width="8%">266889.4</td><td width="8%">265662.2</td></tr><tr><td width="4%">27</td><td width="18%">散热损失
</td><td width="7%">Lst.N</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">查表和计算
</td><td width="8%">0.0038</td><td width="8%">0.0047</td><td width="8%">0.0074</td><td width="8%">0.0038</td><td width="8%">0.0038</td></tr><tr><td width="4%">28</td><td width="18%">排烟损失
</td><td width="7%">La</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">计算
</td><td width="8%">0.0722</td><td width="8%">0.0937</td><td width="8%">0.0980</td><td width="8%">0.0868</td><td width="8%">0.0824</td></tr><tr><td width="4%">29</td><td width="18%">灰渣损失
</td><td width="7%">Lsf</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">计算
</td><td width="8%">0.0541</td><td width="8%">0.0475</td><td width="8%">0.0406</td><td width="8%">0.0285</td><td width="8%">0.0351</td></tr><tr><td width="4%">30</td><td width="18%">未燃气体CO损失
</td><td width="7%">LCO</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">计算
</td><td width="8%">0.0091</td><td width="8%">0.0009</td><td width="8%">0.0012</td><td width="8%">0.0007</td><td width="8%">0.0009</td></tr><tr><td width="4%">31</td><td width="18%">入炉煤量
</td><td width="7%">Mbo’</td><td width="8%">Kg/s</td><td width="17%">计算
</td><td width="8%">19.56242</td><td width="8%">17.07393</td><td width="8%">10.96888</td><td width="8%">14.72</td><td width="8%">14.38</td></tr><tr><td width="4%">32</td><td width="18%">入炉煤量相对误差
</td><td width="7%"> 
</td><td width="8%"> 
</td><td width="17%">计算
</td><td width="8%">-2.4E-07</td><td width="8%">1.78E-07</td><td width="8%">-4.1E-07</td><td width="8%">-2.4E-05</td><td width="8%">6.76E-07</td></tr><tr><td width="4%">33</td><td width="18%">计算热效率
</td><td width="7%">η</td><td width="8%">%</td><td width="17%">计算
</td><td width="8%">85.88</td><td width="8%">85.12</td><td width="8%">85.08</td><td width="8%">87.82</td><td width="8%">87.58</td></tr></tbody></table>2007年4月于深圳

shbmg · 发表于 2007-12-25 14:48:23

参考资料： 【1】 毛鸿禧，沸腾锅炉，湖南科技出版社，1978。 【2】 岑可发等，循环流化床锅炉理论、设计与运行，中国电力工业出版社，1998.5.。 【3】 E.B.Mathur & N.Epstein，PUTED BEDS，1974。 【4】 唐敬麟，破碎与筛分机械设计选用手册，化学工业出版社，2001.05。 【5】 吕怀安等，国产410t/h循环流化床锅炉底灰处理系统技术研究，1999.04.　中国内江。 【6】 毛鸿禧，SC型气槽式冷渣机，中国专利No.01 2 49355.4（2001)和02 1 14069.3 2001（2002)）。 【7】 毛鸿禧，气动式连续自动排渣伐，中国专利No.00 2 25582.0（2000）。 【8】 毛鸿禧，溢流式气垫床冷渣机，中国专利No.02 2 50136.3（2003）。 【9】 毛鸿禧，返回式气垫床冷渣机，中国专利，No.2005 2005 0540.7（2005）。 【10】 毛鸿禧，大容量返回式气垫床冷渣机，中国专利，No.2006 2001 6928.X（2006）。 【11】 毛鸿禧，流化床锅炉安全经济运行与炉底渣的排放与冷却第五屆国际热电联产分布式能源年会论文集，2004年10 月北京。 【12】 中国华电集团公司，新型SC型气槽式冷渣机应用研究科技项目验收意见，中国华电科函［2005］58号，2005-4-29。 【13】 游  宏李文孝蔡祯跃，内江发电总厂高坝发电厂循环流化床锅炉冷渣机改造工作情况汇报，中国华电集团公司CFB锅炉冷渣机现场会技术交流资料，2005.07.05-07，宜宾。 【14】 毛鸿禧王伟林，气垫床系列冷渣机专利产品的开发、制造与售后服务，中国华电集团公司CFB锅炉冷渣机现场会技术交流资料，2005.07.05-07，宜宾。 【15】 李文孝等，气垫床冷渣机在高坝发电厂410t/h循环流化床锅炉上的应用，中国电机工程学会2005年年会论文集，2005.8，乌鲁木齐。 【16】 王建华等，华电内江发电总厂#11锅炉冷渣机改造前热力试验报告，四川电力试验研究院，2005年11月。 【17】 王建华等，华电内江发电总厂#11锅炉冷渣机改造后热力试验报告，四川电力试验研究院，2005年11月。

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