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DG440t/h超高压再热CFB锅炉技术特点分析、问题及对策

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顺利 发表于 2007-10-3 17:15:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
<div>
<p align="center"><strong>DG440t/h超高压再热CFB锅炉 </strong>
<p align="center"><strong>技术特点分析、问题及对策</strong>
<p align="center">张全胜1&nbsp;&nbsp; , 叶&nbsp; 四2
<p>(1.河南神火集团环保示范电站,河南&nbsp; 永城&nbsp; 476600;2.东方锅炉(集团)股份有限公司四川自贡&nbsp; 643001)
<p>【摘&nbsp; 要】介绍东方锅炉(集团)股份有限公司生产的大型440t/h超高压再热循环流化床(CFB)锅炉有关技术特点及系统配置,并从床下启动燃烧系统、冷渣系统、磨损、风帽漏渣等方面分析了该型锅炉存在的问题及其解决办法,这些办法可为其它同类型锅炉所借鉴。
<p>【关键词】锅炉;循环流化床;燃烧;冷渣系统;磨损;风帽;漏渣
<p>[<strong>中图分类号</strong>]TK229&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; [<strong>文献标识码</strong>]B&nbsp; <strong>&nbsp;[文章编号</strong>]1002-3364(2004)07-0010-04 </p></div>
<p>&nbsp;
<div></div><br clear="all"/>
<div>
<p><strong>1&nbsp; 锅炉概况 </strong>
<p>DG440/13.7-II2型超高压再热循环流化床锅炉是东方锅炉(集团)股份有限公司在消化吸收引进国外先进CFB锅炉技术的基础上,结合自身在35-410t/hCFB锅炉方面的设计、制造及应用经验,开发、设计制造的具有自主知识产权的国产135MW等级的循环流化床锅炉。该型锅炉在国内已销售近40台,投产的有数台,安装并接近调试的有近10台。其最显著的特点和采用的新技术为:(1)循环物料采用汽冷式旋风分离器分离;(2)炉膛内布置屏式过热器、屏式再热器、双面水冷壁(水冷分隔墙)以平衡和增强炉内换热;(3)二次风分两层送入炉膛,由此实现分级燃烧,实现炉内控制NOx的生成量;(4)炉前6路给煤和3路给入石灰石方式,实现炉内给煤均匀和脱硫;(5)采用定向风帽;(6)采用床下点火启动方式;(7)循环灰控制采用自平
<p>衡式J型回料阀。⑻两侧墙排渣,采用多仓式流化床风水冷选择性排灰冷渣器。锅炉设计煤质范围:St.ar为0.4—4%或更大,Aar为50%以下,Var为6% 以上,Qnet.ar为12—24MJ/kg,入炉煤粒径<&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<p>9mm。点火用油为轻柴油。锅炉主要参数见表1。<u> </u>
<p>
<p><span windowtext="windowtext" solid;?></span>表1&nbsp;&nbsp;&nbsp; 锅炉主要参数
<table cellspacing="0" cellpadding="0" align="right" border="1" 0cm="0cm" solid="solid" windowtext="windowtext" medium="medium" 8.3pt;?>
<tbody>
<tr>
<td width="179" windowtext="windowtext" 134.1pt;>
<p>锅炉主要参数 </p></td>
<td width="48">
<p>&nbsp; </p></td>
<td width="88">
<p>B-MCR </p></td></tr>
<tr>
<td width="179">
<p>过热蒸汽流量 </p></td>
<td width="48">
<p>t/h </p></td>
<td width="88">
<p>440 </p></td></tr>
<tr>
<td width="179">
<p>过热蒸汽压力 </p></td>
<td width="48">
<p>MPa.g </p></td>
<td width="88">
<p>13.7 </p></td></tr>
<tr>
<td width="179">
<p>过热蒸汽温度 </p></td>
<td width="48">
<p>℃ </p></td>
<td width="88">
<p>540 </p></td></tr>
<tr>
<td width="179">
<p>再热蒸汽流量 </p></td>
<td width="48">
<p>t/h </p></td>
<td width="88">
<p>347 </p></td></tr>
<tr>
<td width="179">
<p>再热蒸汽进/出口压力 </p></td>
<td width="48">
<p>MPa.g </p></td>
<td width="88">
<p>2.60/2.45 </p></td></tr>
<tr>
<td width="179">
<p>再热蒸汽进/出口温度 </p></td>
<td width="48">
<p>℃/℃ </p></td>
<td width="88">
<p>318/540 </p></td></tr>
<tr>
<td width="179">
<p>给水温度 </p></td>
<td width="48">
<p>℃ </p></td>
<td width="88">
<p>247 </p></td></tr>
<tr>
<td width="179">
<p>锅炉热效率 </p></td>
<td width="48">
<p>% </p></td>
<td width="88">
<p>>90.7 </p></td></tr>
<tr>
<td width="179">
<p>排烟温度 </p></td>
<td width="48">
<p>℃ </p></td>
<td width="88">
<p>131 </p></td></tr></tbody></table>
<p><strong>2. 锅炉本体与工艺流程 </strong>
<p>DG440/13.7-II2型锅炉整体布置:锅炉为单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式,岛式露天布置。
<p>锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛,两台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井(HRA)三部分组成。锅炉汽包中心标高为47.5m。炉膛由膜式水冷壁构成,下部锥段和炉膛出口处均由耐火耐磨可塑浇注料覆盖。炉膛宽度为15.24m,深度为
<p>6.705m(底部为3.9625m),高度为42.97m。炉膛内
<p>布置有屏式受热面:六片屏式过热器管屏、四片屏 </p></div><br clear="all"/>
<p>&nbsp;式再热器管屏和一片水冷分隔墙。锅炉设置了六个给煤口和三个石灰石口给料口,全部置于炉前,在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置。在炉膛左右两侧还各预留有一个飞灰再循环接口。炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室,在炉膛水冷风室下一次风道内布置有两台床下风道点火器。炉膛下部两侧墙各布置有一个冷渣器回风口和炉膛排渣口,通过排渣量大小的控制,使床层压降维持在合理范围以内,以保证良好的运行状态。炉膛两侧分别设置两台<u>仓式流化风水冷选择性排灰冷渣器</u>。炉膛与尾部竖井之间,布置有两台内衬耐火耐磨可塑浇注料内径均为7.003m的<u>汽冷式旋风分离器</u>,其下部各布置一台“J”阀回料器。尾部由包墙分隔,在锅炉深度方向形成双烟道结构,前烟道布置了两组低温再热器,后烟道从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器,向下前后烟道合成一个,在其中布置有<u>螺旋鳍片管式省煤器</u>(由
<p>两个水平管组组成,管子规格为ф42mm,材质为20G,双圈绕顺列布置)和<u>卧式空气预热器</u>,空气预图1 东锅440t/h超高压再热CFB锅炉侧视图
<p>热器采用光管式,沿炉宽方向双进双出。过热器系统中设有两级喷水减温器,再热器系统中布置有事故喷水减温器和微喷减温器。锅炉整体呈左右对称布置,支吊在锅炉钢架上。锅炉侧视图见图1。
<p>锅筒位于炉前顶部,横跨炉宽方向。锅筒内径为1600mm,壁厚90mm,筒身直段长12.3m(不包括球形封头),筒体材料13MnNiM54,由两根U形吊杆将其悬吊于顶板梁上。本锅炉正常水位在锅筒中心线下76mm处。
<p><strong>2&nbsp; 各系统技术特性 </strong>
<p><strong>2.1&nbsp; 汽水系统 </strong>
<p>锅炉汽水系统回路包括尾部省煤器、锅筒、水冷系统、汽冷式旋风分离器及进口烟道、HAR包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器及连接管道、低温再热器、屏式再热器及连接管道。
<p>给水系统与煤粉炉大致相同。锅炉蒸汽流向为:自锅筒,分离器入口烟道(受热面),汽冷式旋风分离器,尾部竖井侧包墙,前、后包墙,中间包墙,低过,屏过,高过,高过出口集箱。再热蒸汽流向为:高压缸排汽,低再,屏再出口集箱,汽机中压缸。旋风分离器受热面管子的保护:当管壁温度升至460℃以上,控制系统将自动开启旋风分离器对空排汽阀。当所有热电偶指示低于450℃时,该阀将自动关闭。
<p>旋风分离器受热面管子的保护:如果机组被切除,旋风分离器受热面管子可能会出现迅速升温情况。旋风分离器管壁温升至460℃以上,控制系统将自动开启<u>旋风分离器对空排汽阀</u>。当所有旋风分离器管壁温低于450℃时,该阀将自动关闭。
<p><strong>2.2&nbsp; 风烟系统</strong>
<p>CFB锅炉内物料的循环是依靠送风和流化风机及引风机提供的动能来启动和维持的。锅炉采用平衡通风,压力平衡点位于炉膛出口。第一路一次风流向:一次风机,一次风空预,点火风道,水冷风室,通过风帽使床料流化;启动点火时一次风流向:点火增压风机,点火燃烧器,点火风道;第二路一次风流向:给煤增压风机,气力播煤管道。二次风机供风也分为两路:第一路经空预加热后的二次风直接分二层送入炉膛;第二路为未经预热器的冷二次风作为给煤皮带的密封用风。烟气及其携带的固体粒子离开炉膛,通过布置在水冷壁后墙上的分离器进口烟道进入旋风分离器,在分离器里绝大部分物料颗粒从烟气流中分离出来,另一部分烟气流则通过旋风分离器中心筒引出,由分离器出口烟道引至尾部竖井烟道。 “J”阀回料器共配备有三台高压头的罗茨风机,每台风机出力50%。风机为定容式,因此回料风量的调节是通过旁路将多余的气送入一次风第一路风道内。
<p>冷渣器配单独罗茨流化风机,向冷渣器提供冷却和流化作用风,与冷渣器内的高温渣进行热交换后的出风作为二次风引到炉内。“J”阀回料器共配备有三台高压头的罗茨风机,每台风机出力50%,正常运行时,其中两台运行、一台备用。风机为定容式,因此回料风量的调节是通过旁路将多余的气送入一次风第一路风道内而完成的。</p>
<p><strong>2.3膨胀系统 </strong>
<p>整台锅炉在深度方向上共设置了五个膨胀中心:炉膛后墙中心线、旋风分离器和“J”阀回料器中心线(两个)、HRA前墙中心线和空气预热器支座中心。回料器以自己的支承面为基准向上膨胀。
<p>炉膛和分离器之间采用非金属膨胀节相接;分离器出口烟道与尾部竖井间采用非金属膨胀节;HRA与空预间采用非金属膨胀节;确保连接的可靠性。回料器与分离器用金属膨胀节与炉膛回料口和分离器锥段出口相连,隔离相互的胀差。屏过(再)穿墙管束通过膨胀节形成柔性密封。
<p><strong>2.4吹灰系统 </strong>
<p>为了保持受热面的清洁,本锅炉设计了蒸汽吹灰系统。它采用再热蒸汽作为吹灰介质,汽源取自低温再热器进口集箱,管座为ф60×5,在B-MCR工况下蒸汽压力约为2.6MPa(g),温度为318℃。一定压力的再热蒸汽通过文丘里喷嘴喷出后直接吹扫受热面。
<p><strong>2.5压力部件的防磨设计 </strong>
<p>对于压力部件防磨损而设计的耐磨耐火材料同时还具有低绝热的特性,这样,锅炉的热传导就不会受到影响。这种耐磨耐火材料覆盖层主要使用在炉膛下部及汽冷式旋风分离器。在炉膛的密相区,床料与添加的燃料和石灰石混和,并被流化,其中较小的颗粒被上升气流带走,较重的颗粒则落回到布风板面上,这里的颗粒有很强的磨损性,因此耐磨耐火材料的覆盖范围就从布风板开始,一直延伸到炉膛下部锥段区域的四面墙水冷壁。在炉膛内屏式受热面底部弯曲及倾斜处、炉膛四面墙上的开孔区,床料颗粒流向的不均匀性也会造成磨损,对这些地方,采用密焊销钉加耐磨耐火材料的防磨结构予以防磨。烟气向炉膛出口汇集时,其携带的不定向颗粒不可避免的会对该处造成一定程度的磨损,因此在炉膛至旋风分离器入口烟窗四周及相应的侧、后墙局部区域、前后墙水冷壁相交的顶部高灰浓度回流区以及旋风分离器内壁均敷设耐磨耐火材料。
<p><strong>2.6&nbsp; 燃烧系统</strong>
<p>CFB锅炉燃烧及脱硫发生大量灰粒子组成895℃的床层,该温度的选取同时兼顾提高燃烧效率及脱硫效率。这些灰粒子由通过布风板的一次风所产生的向上的气流将其悬浮在炉膛中。设置两台床下风道点火燃烧器,总热容量按15%B-MCR的总输入热量设计;在点火时,能迅速将床温加热至600℃左右,确保点火的可靠性。运行时应严密监控床温运行范围为790—900℃,床温的高值报警点为955℃,温度达990℃时,主燃料自动开始切除(MFT)。在无助燃情况下,不允许床温低于790℃,当床温低至650℃时,将自动切除主燃料,除非风道点火燃烧器投入运行。但当床温降至540℃以下时,无论风道点火燃烧器是否运行,给煤机都将自动切除。随着锅炉运行经验的积累,在保证锅炉不发生结焦的前提下,锅炉实际运行床温比以上要求可适当提高。锅炉冷态启动时,在流化床内加装合格启动物料后,首先启动风道点火器,将燃烧空气加热至870℃,床温上升到约600℃并维持稳定后,被破碎成0~9mm的煤粒开始分别由六个给煤口从前墙送入炉膛下部的密相区内。</p>
<p>燃烧空气分为一、二次风,分别由炉底和前后墙送入。B-MCR工况下正常运行时,约占总风量50%一次风,经床底水冷风室,作为一次燃烧用风和床内物料的流化介质送入燃烧室。二次风在炉高方向上分两层布置(由此实现分级燃烧),上层二次风口前后墙各8个,下层二次风口前后墙各10个,上下层二次风风量可灵活进行调节;以保证提供给煤粒足够的燃烧用空气并参与燃烧调整;同时,分级布置的二次风在炉内能够营造出局部的还原性气氛,从而抑制燃料中的氮氧化,降低氮氧化物NOx的生成。在895℃左右的床温下,空气与燃料、石灰石在炉膛密相区充分混合,煤粒着火燃烧释放部分热量,石灰石煅烧生成二氧化碳CO2和氧化钙CaO;未燃尽的煤粒被烟气携带进入炉膛上部稀相区内进一步燃烧,这一区域也是主要的脱硫反应区,在这里,氧化钙CaO与燃烧生成的二氧化硫反应生成硫酸钙CaSO4。
<p>燃烧产生的烟气携带大量床料经炉顶转向,通过位于后墙水冷壁上部的两个烟气出口,分别进入两个汽冷式旋风分离器进行气--固分离。分离后含少量飞灰的干净烟气由分离器中心筒引出通过前包墙拉稀管进入尾部竖井。被分离器捕集下来的灰,通过分离器下部的立管和“J”阀回料器送回炉膛实现循环燃烧。
<p>水冷布风板上部四周还有由耐磨浇注料砌筑而成的台阶。布风板由Ф82.55mm的内螺纹管加扁钢焊接而成,扁钢上设置有2676只定向风帽,其作用是均匀流化床料,同时把较大颗粒炉渣及入炉杂物吹向渣口。布风板标高为7000mm。
<p><strong>3 存在问题及对策 </strong>
<p>
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</p>
[此贴子已经被作者于2009-7-9 17:13:47编辑过]
dtklb 发表于 2008-2-1 21:07:57 | 显示全部楼层
<p>good look</p>
奥运电力 发表于 2008-5-26 10:24:29 | 显示全部楼层
看后长知识![em01]
china 发表于 2008-12-19 12:22:52 | 显示全部楼层
cccccccccccccccccccccc
lbp2006 发表于 2012-3-22 10:59:51 | 显示全部楼层
嘻嘻嘻学习
lb107 发表于 2014-11-24 22:56:10 | 显示全部楼层
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