生物质锅炉新闻动态
富通新能源 > 动态 > 生物质锅炉新闻动态 > > 详细
130t/h煤粉锅炉燃烧技术改造
发布时间：2013-07-26 08:12 来源：未知
河南平顶山煤业集团矸石电厂1号锅炉是由北京锅炉厂生产的单汽包固态排渣煤粉炉，具有自然循环、钢构架、前吊后支、半露天π形布置的特点。锅炉型号B&WB -130/3.82M，额定蒸发量130t/h，过热蒸汽压力3.82MPa，过热蒸汽温度450℃，汽包工作压力4.22MPa，给水温度170℃，热风温度389℃，排烟温度143℃，锅炉热效率89.2%。
为解决平煤矿区上百年开采而堆积的煤矸石所产生的环境污染，同时为降低运行成本，走资源综合利用的道路，我们决定对厂1号锅炉进行应用循环流化床燃烧技术的改造。要求改造之后锅炉出力不变，并具备燃烧掺有煤矸石和劣质无烟煤等低热值燃料的能力，富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗�；怪频哪拘忌镏士帕Ｈ剂�。
一、循环流化床燃烧技术简介
该技术是近20年来发展起来的一种新型燃煤技术，主要工作原理是利用在流化床中存有一定量的沸腾热物料，当燃煤被送入燃烧室后，迅速被热物料加热、着火、燃烧。其中较大的颗粒在流化床上沸腾燃烧，较小的颗粒随烟气夹带出流化床而悬浮燃烧，通过分离器后被收集下来，由返料装置再送回燃烧室燃烧。如此循环往复，直到燃尽。优点如下。
1．对燃料的适应性好�？梢匀加醚堂�、无烟煤、煤泥、煤矸石或掺入一定比例的煤矸石的混合燃料，粒度在8mm以下。
2．燃烧效率高。由于燃煤在炉内反复循环燃烧，延长了煤粒在炉内的停留时间，燃烧充分，可以使飞灰及炉渣中含炭量比煤粉炉大大地降低。
3．清洁燃烧，保护环境。由于流化燃烧属于低温燃烧，密相区温度900℃左右，可有效减少氮氢化物的生成和烟气对臭氧层的破坏作用。对于高硫煤种，可以通过添加石灰石进行炉内脱硫，既可降低二氧化硫的排放，还可减轻锅炉尾部受热面的腐蚀和酸雨的形成。
二、改造内容
本次改造是在原煤粉炉基础上改为循环流化床锅炉。改造技术采用美国巴威公司最新的第三代循环流化床锅炉的设计思想。总体上保留了原锅炉的布置方式，即自然循环、π形布置、前吊后支、汽包位置不变、钢架基本不变，改造工作量较少。结合原炉膛高度和分离器的布置方式，采用了较低的循环倍率，主要改造内容如下。
1．炉膛及水冷壁
锅炉改动最大的部分即为炉膛。原炉膛截面尺寸为6 336x6 336 (mm)，改造后侧视为上宽下窄的倒锥形。前后水冷壁全部更换，采用∮60 x4(mm)膜式壁结构，节距90mm。后水冷壁下部向前弯曲构成布风板，风帽焊在膜片上与两侧墙水冷壁一起构成水冷风室。两侧水冷壁全部更换为∮60x4 (mm)、节距64mm的钢管，管子之间加焊圆钢，保证了炉膛的密封。为保证足够的蒸发受热面，在炉膛内布置有两组水冷壁隔墙，这是原煤粉炉所不具有的。改造后炉膛受热面积586m2，比改造前增加了10%。炉膛改造后容积647.4m3，比改造前减少近8%。
2．灰分离循环系统
锅炉采用两级分离，内循环加外循环系统。在炉膛出口处布置有四排凝渣管，错列布置。在管两侧壁上按一定夹角焊接有一定数量的长方形翅片，每单片尺寸为400x100 (mm)，由此构成一级分离器。采用撞击式分离原理，属高温分离，分离烟气中较大的颗粒。分离下来的物料沿后水冷壁处16只~110mm管口，靠重力作用下降到炉膛下部，进行内循环过程。
二级分离器采用下排气旋风分离原理，属中温分离，数量两台，布置于转向室处，分离烟气中尚未被分离的颗粒。二级分离器分离下的物料经灰斗、回料管、四只L型回料阀返回炉膛内，形成外循环。
3．一、二次风系统
锅炉的一、二次风分别来自于新增的一、二次风机。占总风量60%的风量作为一次风，经空予器进入流化床下方的水冷风室，再经布风板、风帽进入炉膛参加密相区的燃烧。布风板为膜式水冷壁结构，面积l7.97m2，风帽为耐热不锈钢制成，节距90x90 (mm)，风帽上开有小孔，有16孔、9孔两种，因其安装位置不同而选用不同的风帽，总计1 383个。40%的风量作为二次风从炉膛密相区上部的28个喷口（其中前、后墙各上下两排，每排七个）进入燃烧室。
4．给煤排渣装置
炉采用正压给煤，三台刮板式给煤机布置于炉膛前墙外，电机功率7.5kW，每台输煤量15m3/h。给煤装置上设有播煤风管和密封风管，给煤口尺寸+300x400 (mm)。
本炉排渣装置设有三根∫219xl0 (mm)排渣管，通过放渣来控制流化床上物料厚度。经设备考察和对比决定，在中间的排渣管下联结一台型号为HBSL-1-5的水冷式冷渣器，采用除盐软化水为冷却介质，冷却渣量为5t/h。冷却后渣温在60℃左右。其余两根排渣管直接放热渣，水冲降温后装车运至渣场出售。
5．其它部分
原煤粉炉省煤器、空气预热器均为两级布置，改造后均为一级布置。省煤器管组采取加装盖板的防磨措施。
过热器基本未做变动。调温系统仍采用自冷凝喷水减温器。由于流化床自吹能力强，原煤粉炉在过热器区域的两台蒸汽吹灰器拆除，不再使用。
另外，本炉炉膛后水冷壁下部增加了三只床上启动燃烧器，向下倾斜45°角伸入炉内，供冷态启动时使用。新增一套炉煤的破碎、筛分系统，保证入炉煤粒在8mm以下。为适应环保要求，还对原水膜除尘器进行了改造，增大了除尘面积。同时整个系统还预留有脱硫装置接口。
6．改造后锅炉主要技术参数
额定蒸发量130t/h，过热蒸汽压力3.82MPa，过热蒸汽温度450℃，汽包工作压力4.22MPa，给水温度170℃，热风温度172℃，排烟温度137℃，循环倍率10，临界流化速度1.23m/s，分离器总分离效率98.75%，锅炉热效率88%，设计煤种按劣质无烟煤与矸石，其比例为1:1.4。
三、运行中的问题及处理措施
1．炉膛密相区处水冷壁管多次发生磨损泄露，位置分别位于前、后墙上二次风口区域和启动燃烧器在伸入炉膛区域处。原设计在密相区四周水冷壁管上敷设有厚度50mm的耐磨浇注料，高约3.5m。采取措施将易磨损区域处浇注料加高500mm、加厚50mm。同时将燃烧器伸入炉膛部分沿墙体切除，四周敷设耐磨浇注料。之后此处水冷壁管磨损泄露现象基本不再发生。1年后实测该处水冷壁厚度在3.7～3.8mm之间。
2．原设计给煤装置为螺旋给煤机。由于1号炉实际燃煤灰份更高（达55%以上），水分高，曾多次发生因给煤机机械卡涩、电机跳闸而运行不正常的情况，甚至造成压火停炉事故。后将螺旋给煤机更换为刮板式给煤机，较好地解决了给煤不畅的问题。
3．运行初期发现二级分离器回料不正常，分析原因是分离器效率低、L型回料阀易堵灰。在每只分离器内部各加装一台圆环形百叶窗式分离格板，内外径分别为∮1624mm、∮1970mm，高2 635mm，每台30只叶片。同时将L型回料阀更换为U型阀，增大分离器下部灰斗面积。通过处理，二级分离器回料基本正常。
4．原设计在低温段过热器之后即为二级分离器入口，由于受尺寸限制，两者距离不足200mm。烟气通流面积在此由6100x3 500(mm)缩小至2200×1 800 (mm)、烟速由7m/s激增至35m/s左右，造成低温段过热器磨损严重而泄露。严重时低温段过热器受热面约40%被切除。采用措施：整体更换低温段过热器，增大“低过”与二级分离器入口之间距离为500mm，并将过热器每组迎向烟气侧第一根和倒数第一、二、三、四根管子上加装厚5mm的防磨盖板。该措施有待实际运行检验。
四、总体评价
1．燃料的适应性
从1号炉运行看，可燃用热值在12～24MJ/kg的煤种。但从效果上看，在燃用高热值煤种时运行反而不好，主要因为灰浓度低，循环倍率下降，影响传热，同时成本也上升。较佳热值在15MJ/kg左右的劣质煤，燃烧稳定。若从资源综合利用来考虑，则燃用12MJ/kg热值的煤种（已掺有相当比例的煤矸石）效果较好。一方面成本下降，另一方面炉渣量上升，销售后可收回一定资金，但此时磨损也在加大，锅炉放渣相当频繁，工人劳动强度增高。
2．锅炉效率
在部分低温段过热器管子因磨损泄露而切除后，实际热效率为82.12%，炉渣含炭量(Clz)为2.08%，飞灰含炭量(Cfh)为24.87%（原因是测量时二级分离器当时分离效果差，平时飞灰含碳量Cfh在8%左右）。这就造成固体不完全燃烧热损失(q4)较大。通过对“低过”以及二级分离器进行改进后，热效率还会有上升的余地。
3．环保指标
原有除尘设施经过改造后，可满足环保要求。由于仍预留有脱硫装置接口，在燃用高硫煤时还可进行烟气脱硫。改造前后各项指标对比，见表1。
4．抗磨损问题
从实际运行来看，该炉自风帽、各级受热面、二级分离器均不同程度存在磨损问题，这也是CFB锅炉最常见也是很难处理的问题，若不能较好的解决将制约CFB锅炉的推广使用。除采用常规检修手段外，还应从设计和新材料、新技术等方面予以考虑。
五、结论和建议
综上所述，1号炉具有燃料适应性广、较高的热效率和环保效益好的特点，该炉年利用煤矸石在18万t以上，燃用热值在12MJ/kg(低于规定值12.54MJ/kg)左右的劣质煤及煤矸石，完全符合国家关于资源综合利用电厂的要求条件，达到了预期的改造目标。在通过有关部门认证后，还可享受到其他优惠政策，具有很好的发展前景。
建议从以下几方面来进一步完善CFB技术的应用。
1．设计�？悸欠舷殖∈导实母雍侠淼南低巢贾梅绞揭约坝Χ阅ニ鸬慕饩龇椒�。
2．制造安装�？悸荂FB锅炉燃料特点，保证辅助系统（如给煤，排渣、冷渣、除尘系统）能稳定工作。
3．新技术、新材料�？悸怯τ眯碌哪透呶路滥ネ苛霞芭缍�、喷涂金属材料等手段来重点解决各受热面的磨损问题，富通新能源销售生物质锅炉，同时我们还大量销售木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。
