0、前言
    熱水采暖，既節(jié)約燃料，采暖質(zhì)量又好。目前環(huán)保要求日益嚴(yán)格，為此許多城市都在建設(shè)大型熱站，以實(shí)行集中供熱，減少環(huán)境污染。我公司在技術(shù)上已成熟的7 5t/h循環(huán)流化床蒸汽鍋爐的基礎(chǔ)上，改型設(shè)計(jì)了58MW大型循環(huán)流化床熱水鍋爐。第一期2臺安裝在濟(jì)南南郊熱電廠并已投產(chǎn)。經(jīng)1999年冬和2000年春采暖期運(yùn)行、檢驗(yàn)，其燃燒性能與蒸汽鍋爐相同，水循環(huán)系統(tǒng)安
全可靠。水循環(huán)方式的選擇及水流程結(jié)構(gòu)布置形式，決定了尤其是大型熱水鍋爐的安全性和操作的方便性。下文將針對該爐型水循環(huán)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)及相關(guān)保護(hù)措施作詳細(xì)分析。
1鍋爐規(guī)范及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
1.1鍋爐參數(shù)
    額定熱功率58MW;
    額定出水壓力1,6MPa;
    額定出水溫度130℃：
額定回水溫度70℃；
額定循環(huán)水量840t/h：
允許最低循環(huán)水量504t/h;
設(shè)計(jì)熱效率89%；
脫硫效率(Ca/S=2)≥90%。
1.2設(shè)計(jì)燃料：貧煤(%)
2鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)
2.1水循環(huán)方式
    熱水鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)的水不允許發(fā)生汽化。如果汽化，會發(fā)生水擊，水擊使鍋爐設(shè)備發(fā)出響聲、振動，直至損壞設(shè)備。另外，突遇停電時(shí)應(yīng)有可靠的保護(hù)措施，對于大型熱水鍋爐，相對而言，其爐內(nèi)燃料量更大，鍋爐的熱慣性更大，突然停電后的保護(hù)顯得更為迫切。因此，水循環(huán)方式的選擇和水流程的布置方式應(yīng)避免發(fā)生過冷沸騰和爐水汽化，要有利于突然停電后的保護(hù)，還要使鍋爐的運(yùn)行操作、調(diào)節(jié)盡可能簡單，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
    熱水鍋爐的水循環(huán)方式主要有三類：
    第一，強(qiáng)制循環(huán)方式。強(qiáng)制循環(huán)又分為有鍋筒、無鍋筒循環(huán)方式兩種，強(qiáng)制循環(huán)熱水鍋爐運(yùn)行中水速不受負(fù)荷影響，一般不會發(fā)生汽化水擊。有鍋筒的強(qiáng)制循環(huán)鍋爐雖然鋼材耗量相對大一些，但由于其水容量大，最有利于停電保護(hù)。
    第二，自然循環(huán)熱水鍋爐。自然循環(huán)熱水鍋爐的最大優(yōu)點(diǎn)是正常運(yùn)行時(shí)，安全可靠，鍋爐布置有鍋筒，水容量大，突然停電，能防止工質(zhì)汽化；但自然循環(huán)熱水鍋爐，在低負(fù)荷運(yùn)行及鍋爐壓火時(shí)，水冷壁管內(nèi)工質(zhì)流速低，甚至滯止不流動，易發(fā)生過冷沸騰，使水冷壁管上大量結(jié)垢，最后造成爆管。該問題是自然循環(huán)熱水鍋爐的一大難題。
    第三，強(qiáng)制與自然混合循環(huán)方式，該方式又分為兩種，無鍋筒而在水冷受熱面外加不受熱下降管式；有鍋筒，布置為水冷壁內(nèi)工質(zhì)強(qiáng)制循環(huán)，對流受熱面內(nèi)工質(zhì)自然循環(huán)并聯(lián)式，該方式兼有強(qiáng)制與自然循環(huán)兩種方式的優(yōu)點(diǎn)，但在結(jié)構(gòu)上適應(yīng)于0.7—14MW熱水鍋爐。
    經(jīng)過綜合分析及適合循環(huán)流化床爐型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們選擇了有鍋筒的受熱面內(nèi)工質(zhì)一次上升的強(qiáng)制循環(huán)方式（見圖1鍋爐結(jié)構(gòu)簡圖及圖2原則性水循環(huán)系統(tǒng)圖）�；厮�經(jīng)對流受熱面（省煤器）上升至尾部爐頂，然后經(jīng)不受熱的下降管引入爐膛水冷下集箱，經(jīng)水冷受熱面一次上升進(jìn)入鍋筒后引出。
2.2水流程、結(jié)構(gòu)布置和相關(guān)參數(shù)
    水流程布置為尾部對流受熱面（省煤器）和水冷壁受熱面串聯(lián)結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2所示；回水經(jīng)循環(huán)水泵進(jìn)入分配集箱，然后分兩路進(jìn)入尾部對流受熱面下集箱，對流受熱面由交叉蛇形管組組成，工質(zhì)經(jīng)對流受熱面進(jìn)入上集箱，然后經(jīng)爐頂包覆受熱面至爐頂匯集集箱；工質(zhì)由爐頂匯集集箱經(jīng)不受熱的下降管進(jìn)入爐膛前、后、左、右水冷下集箱，在水冷壁內(nèi)受熱后一次上升至前、后、左、右水冷上集箱，經(jīng)水冷上集箱至鍋筒，最后經(jīng)鍋筒內(nèi)的均流裝置引離鍋爐進(jìn)入熱網(wǎng)。
    鍋筒與水冷壁下集箱之間布置有不受熱的直通下降管，鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，該管內(nèi)水流為上升流動；由于其截面積相對較小，不會影響水冷壁管內(nèi)的水流量。突遇停電時(shí)，下降管與水冷壁管內(nèi)工質(zhì)則形成自然循環(huán)回路。
    在尾部爐頂匯集集箱與鍋筒之間布置有帶截止閥門的管道；鍋筒與進(jìn)水分配集箱之間布置有帶閥門的再循環(huán)管。正常運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉閥門；突遇停電后，打開兩路閥門，使尾部受熱面內(nèi)工質(zhì)處于自然循環(huán)狀態(tài)。
    另外在鍋筒上部及爐頂匯集集箱上部都裝有放氣（汽）閥門。
    鍋爐最低循環(huán)水流量為額定循環(huán)水流量的60%。60%額定循環(huán)水流量下，受熱面管內(nèi)水速已滿足其中水不發(fā)生過冷沸騰的要求。
3突然停電保護(hù)措施
    突然停電時(shí)，所有用電設(shè)備，包括水泵、風(fēng)機(jī)及燃料供應(yīng)等均停止工作。但此時(shí)爐膛內(nèi)存有的可燃物仍在燃燒，循環(huán)物料蓄有大量熱量，鍋爐本體也有較大熱慣性。除了前述水冷壁和對流受熱面形成自然循環(huán)防止管內(nèi)水汽化外，布置的∮1500mm的大直徑鍋筒可使鍋爐水容量達(dá)到51噸，而只有在鍋爐內(nèi)的水幾乎全部被加熱到飽和溫度后，鍋水才可能汽化，使鍋爐壓力升高，這就為采取排渣降溫及打開放汽閥等措施爭取到足夠的時(shí)間。
4偏差糾正措施
4.1流速偏差糾正措施
    前、后、左、右水冷壁為并聯(lián)管組布置，每個(gè)回路都采用分散引入和分散引出結(jié)構(gòu)，且上下集箱為大口徑集箱，減少了并聯(lián)管組中的水力不均勻性，從而減少了流速偏差。
4.2熱力偏差糾正措施
    給煤點(diǎn)均勻，布風(fēng)板面積較小，爐膛較高，加之循環(huán)流化床鍋爐具有爐內(nèi)物料充滿度好、爐膛截面溫度場均勻的燃燒特性，從而減少了水冷并聯(lián)管組的熱力不均勻性，出口水溫偏差較小。
4.3避免質(zhì)量流量多值性的措施
    熱水鍋爐受熱部件中工質(zhì)為單相的水。當(dāng)工質(zhì)向上流動時(shí)，每一個(gè)壓降對應(yīng)相應(yīng)的質(zhì)量流量，具有穩(wěn)定的水動力特性。但當(dāng)受熱面內(nèi)布置為工質(zhì)向下流動時(shí)，一個(gè)壓降可能對應(yīng)2個(gè)以上的質(zhì)量流量，即質(zhì)量流量的多值性。多值性必然造成管組內(nèi)水動力的不穩(wěn)定，此時(shí)，如果受熱強(qiáng)的管子，流量又小，流速又低，就可能造成工質(zhì)的汽化、水擊。
    本鍋爐受熱的水冷壁管內(nèi)工質(zhì)全為上升流動，下降管則布置在爐外，不受熱。該系統(tǒng)避免了管組中水流量的多值性，從而避免了由于水動力不穩(wěn)定而出現(xiàn)汽化和水擊。
5結(jié)論
    5.1爐膛水冷受熱面與對流受熱面采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，水循環(huán)采用強(qiáng)制循環(huán)方式。鍋爐的水循環(huán)系統(tǒng)安全、可靠，也使運(yùn)行、操作、調(diào)節(jié)比較簡單。
    5.2采用循環(huán)流化床潔凈煤燃燒方式，鍋爐可適用于環(huán)保要求嚴(yán)格的大、中城市集中供熱站。