1、概述
    大連香海熱電廠1、2號(hào)鍋爐是由奧斯龍美國(guó)FW PYROPOWER公司做基礎(chǔ)和技術(shù)設(shè)計(jì)，某鍋爐制造廠進(jìn)行技術(shù)和設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化并制造的220tlh循環(huán)流化床鍋爐見(jiàn)圖1。該爐系高壓參數(shù)、單鍋筒、自然循環(huán)蒸汽鍋爐，采用循環(huán)流化床燃燒方式，高溫分離技術(shù)。其最顯著的特點(diǎn)為：循環(huán)物料采用高溫旋風(fēng)分離器分離，分離器內(nèi)工作溫度與爐膛溫度接近；燃燒室上部與前墻垂直布置有3片膜式水冷屏和4片Ⅱ級(jí)過(guò)熱器；一、二次風(fēng)采取分級(jí)供風(fēng)方式，在爐內(nèi)二次風(fēng)噴嘴處加入石灰石，在爐前墻及后墻回料管處加入燃煤，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫和控制NOx的生成量；采用“豬尾巴”式的一次風(fēng)布風(fēng)裝置；點(diǎn)火啟動(dòng)采用爐內(nèi)物料流化循環(huán)，燃油加熱升溫并引燃燃煤的方式；循環(huán)物料控制采用自平衡式U型閥。
2、鍋爐主要技術(shù)規(guī)范
2.1鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)
   鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。
2.2燃煤特性
    燃煤特性見(jiàn)表2。
2.3石灰石
    為了減少氧化硫排放量，向爐膛送入CaC03，設(shè)計(jì)石灰石分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。設(shè)計(jì)石灰石粒度見(jiàn)表4。
3、鍋爐本體與工藝流程
    鍋爐主要由4部分組成：燃燒室、高溫旋風(fēng)分離器、返料密封裝置和尾部對(duì)流煙道。燃燒室位于鍋爐前部，斷面呈矩形，長(zhǎng)度×寬度為5 512mm×8944mm，四周和頂棚布置有膜式水冷壁，底部為略有傾斜的水冷布風(fēng)板，由于在燃燒室中磨損嚴(yán)重區(qū)域水冷壁上內(nèi)襯耐火材料并進(jìn)行表面堆焊，造成水冷壁受熱不足，因此，在上部與前墻垂直布置有3片水冷屏，另有4片Ⅱ級(jí)過(guò)熱器。燃燒室后有2個(gè)平行布置的旋風(fēng)分離器，密封返料閥位于旋風(fēng)分離器下，與燃燒室和分離器相連接。燃燒室、旋風(fēng)分離器和密封返料裝置構(gòu)成了固體物料循環(huán)回路。約占鍋爐總風(fēng)量60%的熱風(fēng)經(jīng)風(fēng)室和布風(fēng)板進(jìn)入爐膛，對(duì)爐膛的床料流化，形成流化床燃燒。其它的一、二次風(fēng)從布風(fēng)板上進(jìn)入爐膛，實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒。高溫?zé)煔鈴臓t頂后墻兩側(cè)分別進(jìn)入2個(gè)高溫旋風(fēng)分離器，其中絕大部分的顆粒分離下來(lái)，作為循環(huán)灰，經(jīng)2個(gè)氣力控制的自平衡式U型閥送回爐膛下部，形成循環(huán)床，富通新能源銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    尾部對(duì)流煙道在鍋爐后部，煙道上部的四周及頂棚由包墻過(guò)熱器組成，其內(nèi)沿?zé)煔饬鞒桃来尾贾芒蠹?jí)過(guò)熱器和I級(jí)過(guò)熱器，下部煙道內(nèi)依次布置有省煤器和臥式空氣預(yù)熱器。
4、系統(tǒng)特點(diǎn)
4.1煙風(fēng)系統(tǒng)
    一次風(fēng)用于流化及提供燃料燃燒的空氣。二次風(fēng)促進(jìn)燃燒過(guò)程，分別在燃燒室不同高度引入進(jìn)行分級(jí)燃燒，爐膛的局部低溫燃燒而產(chǎn)生含量較低的NOx。煙氣由引風(fēng)機(jī)抽走。另外，還有高壓風(fēng)系統(tǒng)用于回料密封流化其中的循環(huán)物料。
    一次風(fēng)經(jīng)暖風(fēng)器，提高入口溫度，小部分一次風(fēng)在進(jìn)入空氣預(yù)熱器之前被分流出來(lái)用于供給回料密封膨脹節(jié)加壓。絕大部分一次風(fēng)進(jìn)入空氣預(yù)熱器，一次風(fēng)在管式空氣預(yù)熱器后分為2路管道輸送，一路流進(jìn)水冷布風(fēng)板下的風(fēng)室，另一路送到一次風(fēng)環(huán)管。加熱后的一次風(fēng)高速通過(guò)布風(fēng)板噴嘴，使床料流化。一次風(fēng)環(huán)行向距布風(fēng)板約500mm的布風(fēng)板上部的10個(gè)噴嘴提供一次風(fēng)，有助于分級(jí)燃燒。布風(fēng)板由略有傾斜的模式壁水冷管屏和“豬尾巴”式布風(fēng)管組成。使用這種形式的噴嘴，能使流化床料的空氣均勻的分布和阻止床料流進(jìn)風(fēng)箱。
    在鍋爐正常運(yùn)行期間，一次風(fēng)量是自動(dòng)控制，以維持總的一次風(fēng)流量并調(diào)節(jié)床溫。要降低床溫，增加經(jīng)布風(fēng)板的一次風(fēng)量，并相應(yīng)的減少上部一、二次風(fēng)噴嘴的流量。
    二次風(fēng)一小部分給2臺(tái)給煤機(jī)提供密封風(fēng)，絕大部分二次風(fēng)經(jīng)空氣預(yù)熱器后分2路流向給煤風(fēng)環(huán)風(fēng)管和二次風(fēng)噴嘴環(huán)風(fēng)管。二次風(fēng)噴嘴環(huán)風(fēng)管的一路設(shè)11個(gè)二次風(fēng)噴嘴，并向4只啟動(dòng)燃燒器提供空氣。另外一路向給煤風(fēng)環(huán)管輸送給煤風(fēng)。
    二次風(fēng)的作用為：克服燃燒室的壓力，防止氣體和固體物質(zhì)倒流，向給料環(huán)管提供給料風(fēng)；避免局部高溫所致NOx的形成，分階段完成燃燒過(guò)程；通過(guò)對(duì)二次風(fēng)量的調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)整過(guò)量空氣系數(shù)，使鍋爐能發(fā)揮出最大效率；給4只啟動(dòng)燃燒器提供燃燒風(fēng)；并向給煤機(jī)提供密封風(fēng)。
    高壓風(fēng)的作用：把來(lái)自高溫旋風(fēng)分離器的循環(huán)物料再送人流化床中；在旋風(fēng)分離器和燃燒室的壓差之間提供密封風(fēng)作用。回料密封區(qū)的流化是通過(guò)獲得高壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)來(lái)完成的，并使用許多調(diào)節(jié)閥和轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)調(diào)節(jié)流量。然后，把這種已調(diào)好的風(fēng)分配到能夠把風(fēng)分流到位于每個(gè)回料密封的側(cè)面和底板上流化噴嘴的總管上。運(yùn)行中回料流化風(fēng)量不變，如果哪個(gè)轉(zhuǎn)子流量計(jì)沒(méi)有流量，就應(yīng)疏通此管路。一小部分高壓風(fēng)用來(lái)密封鏈?zhǔn)浇o煤機(jī)。運(yùn)行中如果失去高壓風(fēng)，將導(dǎo)致回料密封和料腿處大量的床料阻塞，直至在旋風(fēng)分離器內(nèi)堆滿床料。因此，在鍋爐控制系統(tǒng)中規(guī)定有：高壓風(fēng)壓力低時(shí)，鍋爐跳閘。
    爐膛后部平行布置2個(gè)旋風(fēng)分離器，將煙氣進(jìn)行離心分離，氣固兩相流中的大部分固態(tài)粒子分離下來(lái)，通過(guò)料腿進(jìn)入返料裝置，在返料裝置的底部和側(cè)面裝有與高壓風(fēng)機(jī)相連接的多只噴嘴，借以流化、輸送物料、并把物料送回燃燒室，參與循環(huán)與燃燒。分離后較清潔的煙氣經(jīng)中心筒進(jìn)入連接煙道，最后進(jìn)入尾部對(duì)流煙道。尾部煙道上依次有Ⅲ級(jí)過(guò)熱器、I級(jí)過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。
4.2汽水系統(tǒng)
    給水經(jīng)省煤器吸收煙氣熱量然后進(jìn)入鍋筒。鍋爐下降管采用集中與分散相結(jié)合的方式，由鍋筒下部引出5根下降管，其中2根集中下降管位于鍋筒兩端，并通過(guò)14根分散下降管向前墻、兩側(cè)墻下集箱供水，前墻水冷壁下集箱與后墻水冷壁下集箱用水冷布風(fēng)板連接，水冷布風(fēng)板由前墻向后墻向上有一定傾角；位于中間的3根下降管分別與3片水冷屏人口聯(lián)箱相連接，單獨(dú)向水冷屏供水。
Ⅱ級(jí)過(guò)熱器位于燃燒室上部，由4片屏式過(guò)熱器組成，與前墻水冷壁垂直布置，下部穿前墻處為屏的蒸汽入口端，有密封盒將管屏與水冷壁焊接在一起。由于Ⅱ級(jí)過(guò)熱器與前墻水冷壁壁溫不同，導(dǎo)致二者膨脹量不同，為此在屏的出口端裝有膨脹節(jié)以補(bǔ)償其脹差。管屏上部為膜式壁，下部為光管，并敷有耐磨材料及堆焊層，以防磨損。
    鍋爐采用單段蒸發(fā)系統(tǒng)。蒸汽溫度的調(diào)節(jié)采用兩級(jí)噴水減溫器，在工級(jí)過(guò)熱器與Ⅱ級(jí)過(guò)熱器之間、Ⅱ級(jí)過(guò)熱器與Ⅲ級(jí)過(guò)熱器之間分別布置有I、Ⅱ級(jí)噴水減溫器。使鍋爐能在70%～100%負(fù)荷范圍內(nèi)保證過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到額定值。在MCR負(fù)荷工況下，I級(jí)減溫器噴水量4. 3t／h，將蒸汽溫度從460℃降到443℃，Ⅱ級(jí)減溫器噴水量2. 9t／h，將蒸汽溫度從493℃降到480℃。
4.3燃料和石灰石系統(tǒng)
4. 3.1啟動(dòng)燃燒器
    本鍋爐設(shè)4支啟動(dòng)燃燒器，其中前墻2支，左、右側(cè)墻各1支。燃燒器與爐膛水冷壁固定連接。啟動(dòng)燃燒器在鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火時(shí)投入，使流化的床料升溫以保證固體燃料著火，并在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可帶部分負(fù)荷，約為36%MCR。油槍采用恒壓蒸汽霧化噴嘴，燃用O號(hào)柴油。燃燒器采用二級(jí)點(diǎn)火，即高能電弧一柴油。燃燒器配風(fēng)來(lái)源于二次風(fēng)系統(tǒng)。
4.3.2給煤系統(tǒng)
    本鍋爐有4個(gè)給煤點(diǎn)，其中2個(gè)在前墻，另2個(gè)在后墻的每個(gè)回料密封返料腿上。經(jīng)二級(jí)破碎后的煤輸送到鍋爐的2個(gè)料倉(cāng)，1個(gè)料倉(cāng)下的前墻重力式給煤機(jī)將煤經(jīng)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)再送人前墻的2個(gè)給煤點(diǎn)，另1個(gè)料倉(cāng)下的后墻重力式給煤機(jī)將煤送入上部鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)，又進(jìn)入下部鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)，然后送入2個(gè)回料密封返料腿。
    當(dāng)床溫足夠高，滿足給煤機(jī)啟動(dòng)條件時(shí)，可手動(dòng)啟動(dòng)給煤機(jī)，使給煤機(jī)運(yùn)行最長(zhǎng)時(shí)間為90s，然后停同樣長(zhǎng)的時(shí)間，使給料系統(tǒng)脈沖3次，驗(yàn)證床溫上升70℃以上和排煙氧量減少，而且床溫繼續(xù)上升時(shí)，可小煤量連續(xù)運(yùn)行給煤機(jī)。到第1套給煤系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，可根據(jù)負(fù)荷需要投運(yùn)第2套給煤系統(tǒng)。
4.3.3石灰石系統(tǒng)
    石灰石在礦區(qū)破碎合格后用槽罐車(chē)送至電廠的石灰石中繼倉(cāng)，然后用氣力輸送到爐前的石灰石倉(cāng)內(nèi)。加到燃燒室中的石灰石是由2臺(tái)重力式皮帶給料機(jī)控制，每臺(tái)給料機(jī)配有各自的石灰石風(fēng)機(jī)。給料機(jī)下來(lái)的石灰石通過(guò)旋轉(zhuǎn)給料閥送到爐前的石灰石管道。石灰石由8個(gè)給料點(diǎn)送入燃燒室，每個(gè)墻上2個(gè)入口，石灰石給料管與二次風(fēng)噴嘴同心。
4.3.4底部出灰系統(tǒng)
    溫度高達(dá)760～900℃的床料不斷的從燃燒室底部的2個(gè)排渣管排出，2臺(tái)水冷螺旋冷渣器分別控制從2個(gè)中央排灰管排出的物料量，徘出的床料進(jìn)入各自的渣緩沖倉(cāng)。
    鍋爐的飛灰和床渣輸送都采用負(fù)壓輸送系統(tǒng)，負(fù)壓來(lái)自2臺(tái)100%出力的負(fù)壓風(fēng)機(jī)，分別抽吸人灰?guī)旌驮鼛?kù)。
5、結(jié)束語(yǔ)
    通過(guò)對(duì)大連香海熱電廠220t/h循環(huán)流化床鍋爐主要參數(shù)、鍋爐主要特點(diǎn)及風(fēng)系統(tǒng)（一次風(fēng)、二次風(fēng)及高壓風(fēng)系統(tǒng)）、煙氣系統(tǒng)、燃煤系統(tǒng)、石灰石系統(tǒng)、啟動(dòng)燃燒器系統(tǒng)、底灰系統(tǒng)、飛灰系統(tǒng)和鍋爐汽水系統(tǒng)等鍋爐的有關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行的重點(diǎn)介紹，為國(guó)內(nèi)同類(lèi)型循環(huán)流化床鍋爐的制造提供一些基礎(chǔ)資料。
    附：大連香海熱電廠220t／h循環(huán)流化床鍋爐一組運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。
    汽機(jī)高壓缸抽汽溫度每高10℃，影響再熱器的噴水量約12t/h左右。
    (2)再熱器總焓增與設(shè)計(jì)值有一定偏差，其中墻式再熱器和屏式再熱器的焓增偏差大一些。這也導(dǎo)致了再熱器的噴水量的增加。
    (3)氧量和配風(fēng)方式對(duì)再熱器的噴水量影響較小。
    (4)燃燒器下擺調(diào)溫效果不明顯，燃燒器上擺有較強(qiáng)的調(diào)溫作用。
    (5)有的鍋爐爐膛運(yùn)行時(shí)沾污情況較嚴(yán)重，減少了爐膛蒸發(fā)段吸熱量，使再熱器的總焓增增加，也會(huì)導(dǎo)致再熱器噴水量的上升。
    (6)是否有必要對(duì)再熱器受熱面進(jìn)行調(diào)整，需結(jié)合各機(jī)組實(shí)際承擔(dān)的負(fù)荷工況進(jìn)行考慮。若機(jī)組主要承擔(dān)低負(fù)荷，則沒(méi)有必要對(duì)鍋爐進(jìn)行改造，因此時(shí)的噴水量較小。若主要承擔(dān)滿負(fù)荷，則在無(wú)法改變高壓缸排汽溫度和爐膛沾污的情況下，從再熱器的汽溫特性來(lái)看，割或堵去部分屏式再熱器受熱面是一種比較簡(jiǎn)便可行的辦法，富通新能源不但生產(chǎn)銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，而且還大量生產(chǎn)銷(xiāo)售木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。