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      生物質(zhì)鍋爐新聞動(dòng)態(tài)

       

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      220t/h循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)與運(yùn)行

      發(fā)布時(shí)間:2014-03-03 09:40    來源:未知

          中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所聯(lián)合研發(fā)的首臺(tái)220 t/h CFB鍋爐于2004年2月28日在洛陽(yáng)華潤(rùn)熱電有限公司正式投入商業(yè)運(yùn)行,本文對(duì)該鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、運(yùn)行情況等進(jìn)行介紹。
      1、CFB鍋爐分離器設(shè)計(jì)
          國(guó)外的CFB鍋爐較多采用旋風(fēng)分離器。目前投運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)的法國(guó)Provence電站250 MW CFB鍋爐采用了4只并聯(lián)旋風(fēng)分離器,分離器的直徑達(dá)到7m;波蘭Turow電站的1、2、3號(hào)鍋爐220 MW CFB鍋爐采用了2只并聯(lián)旋風(fēng)分離器,分離器的直徑達(dá)到了10m。國(guó)內(nèi)CFB鍋爐上用的高溫旋風(fēng)分離器的分離效率,經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)之后可達(dá)99.2%以上。
          中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所在對(duì)旋風(fēng)分離器進(jìn)行長(zhǎng)期大量試驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上,開發(fā)了新型、高效、低阻力的渦殼式汽冷旋風(fēng)分離器(己獲得國(guó)家專利),該項(xiàng)技術(shù)也是首次在容量等級(jí)為220t/h CFB鍋爐上應(yīng)用。汽冷旋風(fēng)分離器由上、下環(huán)形集箱和膜式壁管組成,并可作為受熱面的一部分,具有如下優(yōu)點(diǎn):
          (1)分離器內(nèi)壁耐火防磨層薄,僅為60 mm,外側(cè)可采用輕型保溫結(jié)構(gòu),這樣鍋爐的熱慣性小、起?、變負(fù)荷速率增大。
          (2)內(nèi)壁耐火防磨層具有良好的導(dǎo)熱性能,而且不易開裂和脫落,可大大減少維修量。
          (3)可有效吸收熱量,分離器內(nèi)的煙氣溫度可以控制在較低的水平,并可較好防止循環(huán)物料的高溫粘結(jié),富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐,生物質(zhì)鍋爐主要燃燒秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
      2、220 t/h CFB鍋爐設(shè)計(jì)特點(diǎn)
      2.1主要參數(shù)及燃料特性
          鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。該爐計(jì)劃燃用洛陽(yáng)當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤,燃煤粒度(0~13)mm,其中d50≈1 mm,煤質(zhì)元素分析見表2。
      2.2  總體結(jié)構(gòu)
          220 t/hCFB鍋爐的總體布置見圖1。鍋爐為單汽包自然循環(huán)、全懸吊膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。爐膛布風(fēng)板到爐頂?shù)目偢叨葹?2 m,爐膛橫截面積為52rr12。爐膛內(nèi)布置有4片過熱蒸汽屏和2片水冷蒸發(fā)屏。爐底部采用內(nèi)嵌逆流柱型風(fēng)帽,可有效地防止布風(fēng)板漏渣。防磨層高度為8m,其獨(dú)特的垂直讓管結(jié)構(gòu),可防止物料貼壁流造成的水冷壁磨損。
          為了加強(qiáng)二次風(fēng)在爐內(nèi)的摻混作用,采用了前后墻布置的大直徑、高流速的二次風(fēng)布置。此外,為提高燃用無煙煤的燃燒效率,爐膛設(shè)計(jì)燃燒溫度為930℃。
          兩只汽冷旋風(fēng)分離器布置在爐膛和尾部煙道之間。旋風(fēng)分離器筒體采用膜式汽冷壁結(jié)構(gòu),管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)來自鍋筒的飽和蒸汽。分離器下部各有一個(gè)返料器,將分離下來的循環(huán)物料送回爐膛。
          高、低溫過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器依次布置在尾部煙道之中,其中轉(zhuǎn)向室到低溫過熱器的尾部煙道部分采用過熱器包覆墻設(shè)計(jì)。鍋筒中心線標(biāo)高41 m,爐膛頂棚管標(biāo)高37.6 m,運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高8.O m,鍋爐寬度(兩側(cè)柱距離)23.O m,鍋爐深度(Zl與24距離)25.1 m。
      2.3汽水系統(tǒng)
          給水進(jìn)入省煤器進(jìn)口集箱后,經(jīng)過水平布置的三級(jí)膜式省煤器,匯集到出口集箱,再通過省煤器吊掛管進(jìn)人匯集集箱,由引出管引入汽包。
          鍋爐采用自然循環(huán),汽包內(nèi)的鍋水由3根集中下降管分配到爐膛的膜式水冷壁進(jìn)口集箱,經(jīng)膜式水冷壁加熱后汽水混合物經(jīng)上集箱、汽水引出管引入汽包進(jìn)行汽水分離。分離出來的飽和蒸汽從汽包頂部的蒸汽連接管引至汽冷旋風(fēng)分離器管內(nèi),然后依次經(jīng)過包墻過熱器、低溫過熱器、一級(jí)減溫器、屏式過熱器、二級(jí)減溫器和高溫過熱器進(jìn)入主蒸汽管道。
      2.4煙風(fēng)流程
          鍋爐采用平衡通風(fēng),爐膛出口處煙氣壓力控制為-100 Pa。一次風(fēng)經(jīng)空氣預(yù)熱器升溫后分為兩路:第一路由風(fēng)道引入爐底一次風(fēng)室,經(jīng)布風(fēng)板上布置的風(fēng)帽進(jìn)入爐膛;第二路由風(fēng)道引至爐前加煤管,隨給煤一起進(jìn)入爐膛。二次風(fēng)經(jīng)空氣預(yù)熱器升溫后由二次風(fēng)風(fēng)道引到爐前的二次風(fēng)箱,從二次風(fēng)箱引出支管,經(jīng)噴口進(jìn)入爐膛。
      2.5  排渣方式
          底渣通過布風(fēng)板上的3個(gè)放渣管排出爐膛,其中2根放渣管直接與2個(gè)滾筒式冷渣器相連,冷渣器將高溫底渣冷卻后排到輸渣系統(tǒng)。
      2.6  啟動(dòng)裝置
          鍋爐采用兩只床下油點(diǎn)火燃燒器、高能點(diǎn)火器及火焰檢測(cè)裝置,它們均布置在水冷風(fēng)室的后墻。點(diǎn)火燃燒器所需的助燃空氣為一次風(fēng),生成的900℃左右的熱煙氣從爐底均勻通過布風(fēng)板進(jìn)入爐膛,可將床內(nèi)物料加熱到600℃左右。
      3、運(yùn)行情況
          洛陽(yáng)華潤(rùn)熱電有限公司2臺(tái)220t/h CFB鍋爐運(yùn)行期間燃用過當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的各種煤,熱值范圍是(14~25) MJ/kg,均能穩(wěn)定燃燒。經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性比較后選用山西晉城的無煙煤,其熱值是22 MJlkg。
          2臺(tái)鍋爐白天帶2×55 MW負(fù)荷,夜間因調(diào)峰需要降到2×40 MW左右。鍋爐正式運(yùn)行一年多,爐膛和汽冷旋風(fēng)分離器沒有出現(xiàn)過磨損爆管事故。鍋爐運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定,只要煤種不發(fā)生變化,可以不做運(yùn)行調(diào)整。
          由于采用了高效旋風(fēng)分離器,分離效率高,循環(huán)灰量較大,滿負(fù)荷時(shí)爐膛的懸浮段差壓始終在1000 Pa以上。飛灰粒度分布見圖2,其中d50=24um。
          鍋爐爐膛、旋風(fēng)分離器和返料器各點(diǎn)溫度與設(shè)計(jì)值基本吻合,滿負(fù)荷時(shí)都在(930--940)℃之間,典型的煙氣溫度分布曲線見圖3。
          鍋爐尾部煙道的高、低溫過熱器積灰嚴(yán)重,導(dǎo)致出口蒸汽溫度偏離設(shè)計(jì)值較多。投運(yùn)初期,減溫器噴水流量總共為10t/h,隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),噴水量逐漸減為0,汽溫也逐漸降低到(530~535)℃甚至更低。省煤器和空氣預(yù)熱器也出現(xiàn)積灰現(xiàn)象,導(dǎo)致排煙溫度升高。運(yùn)行初期的排煙溫度是132℃,后來逐漸升到160℃以上。
          該鍋爐原布置有普通的聲波吹灰器,但清灰效果不佳,后改裝為旋笛式聲波除灰器。通過不斷的運(yùn)行調(diào)整,目前鍋爐可保持減溫水量為2 t/h左右,排煙溫度也可完全控制在140℃以下,基本能夠滿足用戶的要求。
          要從根本上解決積灰問題,較好的辦法是提高尾部受熱面的煙氣流速,并適當(dāng)?shù)卦黾舆^熱器的面積,這些改進(jìn)在新的產(chǎn)品上已經(jīng)實(shí)施。表3顯示了220 t/hCFB鍋爐尾部受熱面煙氣流速改進(jìn)前后對(duì)比。
      4、性能試驗(yàn)
          2004年11月29日~12月1日,上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究所對(duì)2號(hào)爐進(jìn)行了性能試驗(yàn),結(jié)果如下:
          (1)燃用晉城無煙煤時(shí),鍋爐具有110%額定負(fù)荷的能力,額定工況下鍋爐熱效率為91.15%,蒸汽參數(shù)能達(dá)到設(shè)計(jì)值,飛灰含碳量為8.3%,底渣含碳量為2.9%。
          (2)燃用測(cè)試煤種時(shí),SOp排放濃度為743 mg/m3(未脫硫工況,6%02干煙氣),低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)限值,加入石灰石后,SO2排放濃度遠(yuǎn)低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)限值;N2排放濃度為77.5 mg/m3(6%02干煙氣)。
          (3)鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍寬,起動(dòng)方便,煤種適應(yīng)性強(qiáng)。燃用晉城無煙煤時(shí),燃燒特性好,飛灰含碳量較低。


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