循環(huán)流化床鍋爐講義

1、一、鍋爐概況我廠鍋爐是江蘇綠葉鍋爐有限公司生產(chǎn)，鍋爐型號(hào)為： LG-100/5.3-M。本鍋爐采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，系次高溫、次高壓、單鍋筒橫置式、單爐膛、自然循環(huán)鍋爐。采用全懸吊結(jié)構(gòu)，全鋼架型布置。主要技術(shù)參數(shù)（設(shè)計(jì)煤種）額定蒸發(fā)量 (MCR ) 100 t/h額定蒸汽溫度 485 額定蒸汽壓力（表壓） 5.3 MPa給水溫度 150 排煙溫度 140 排污率 2空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)溫度 20 鍋爐計(jì)算熱效率 87.2燃料消耗量 22.3 t/h按原煤和煤泥的質(zhì)量比6:4記 原煤：13.4 t/h 煤泥： 9 t/h一次熱風(fēng)溫度 153二次熱風(fēng)溫度 154一、二次風(fēng)量比 55：45循環(huán)倍率 25

2、-30二、鍋爐結(jié)構(gòu)簡述本鍋爐采用全封閉結(jié)構(gòu)，在運(yùn)轉(zhuǎn)層8.0米標(biāo)高設(shè)置混凝土平臺(tái)。爐膛采用膜式水冷壁，鍋爐中部是蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器，尾部豎井煙道布置兩級(jí)二組對(duì)流過熱器，過熱器下方布置兩組膜式省煤器及一、二次風(fēng)各三組空氣預(yù)熱器。在燃燒系統(tǒng)中，三臺(tái)給煤機(jī)將煤送入落煤管進(jìn)入爐膛，鍋爐燃燒所需空氣分別由一、二次風(fēng)機(jī)提供。一次風(fēng)機(jī)送出的空氣經(jīng)一次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后由左右兩側(cè)風(fēng)道引入爐下水冷風(fēng)室，通過水冷布風(fēng)板上的風(fēng)帽進(jìn)入燃燒室；二次風(fēng)機(jī)送出的風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后，通過分布在爐膛前、后墻上的噴口噴入爐膛，補(bǔ)充空氣，加強(qiáng)擾動(dòng)與混合。燃料在爐膛內(nèi)與流化狀態(tài)下的循環(huán)物料摻混燃燒，床內(nèi)溫度達(dá)到一定值后，大量

3、物料在爐膛內(nèi)呈中間上升，貼壁下降的內(nèi)循環(huán)方式，沿爐膛高度與受熱面進(jìn)行熱交換，隨煙氣飛出爐膛的眾多細(xì)小顆粒經(jīng)蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器之后，絕大部分物料又被分離出來，從返料器返回爐膛，再次實(shí)現(xiàn)循環(huán)燃燒。而比較潔凈的煙氣經(jīng)轉(zhuǎn)向室、高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器、一、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器由尾部煙道排出。由于采用低溫和空氣分級(jí)供風(fēng)的燃燒能夠顯著抑制NO2生成。其灰渣活性好，具有較高的綜合利用價(jià)值，因而它更能適合日益嚴(yán)格的國家環(huán)保要求。鍋爐的水、汽側(cè)流程如下：給水經(jīng)過水平布置的兩組膜式省煤器加熱后進(jìn)入鍋筒。鍋筒內(nèi)的鍋水由集中下降管、分配管進(jìn)入水冷壁下集箱、上升管、上集箱，然后從引出管進(jìn)入鍋筒。鍋筒內(nèi)設(shè)有汽水分離裝

4、置。飽和蒸汽從鍋筒頂部的蒸汽連接管引至汽冷旋風(fēng)分離器，然后依次經(jīng)過尾部汽冷包墻管、吊掛管、低溫過熱器、噴水減溫器、高溫過熱器，最后將合格的過熱蒸汽引向汽輪機(jī)及外部熱用戶。1 爐膛水冷壁爐膛斷面尺寸為7010mm4370mm，爐膛四周由管子和扁鋼焊成全密封膜式水冷壁。前后水冷壁下部密相區(qū)處的管子與垂直線成一夾角，構(gòu)成上大下小的錐體。錐體底部是水冷布風(fēng)板，布風(fēng)板下面由后水冷壁管片向前彎與兩側(cè)墻組成水冷風(fēng)室。布風(fēng)板至爐膛頂部高度為26，爐膛煙氣截面流速約4.92 m/s。后水冷壁上部在爐膛出口處向分離器側(cè)外突出形成導(dǎo)流加速段，下部錐體處部分管子對(duì)稱讓出兩只返料口。前水冷壁下方有3只加煤口，側(cè)水冷壁下

5、部設(shè)置供檢修用的專用人孔，爐膛密相區(qū)前、后側(cè)水冷壁還布置有一排二次風(fēng)噴口。由鍋筒底部水空間引出2根37716集中下降管，通過分配下降管向爐膛水冷壁供水。由水冷壁上集箱引至鍋筒。水冷壁、集箱、連接管的材料均為20G/GB5310。水冷壁上設(shè)置了人孔、看火孔、溫度測點(diǎn)、爐膛壓力測量孔，水冷壁頂部設(shè)置了6只檢修繩孔。整個(gè)水冷壁重量由水冷壁上集箱和吊桿裝置懸吊到頂板上，鍋爐運(yùn)行時(shí)水冷壁向下熱膨脹，最大膨脹量110mm。2 高效蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器本鍋爐采用蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器，在爐膛出口并列布置兩只汽冷旋風(fēng)分離器，分離器直徑3400mm。旋風(fēng)分離器將煙氣夾帶離開爐膛的物料分離下來。通過返料口返回爐膛，

6、煙氣則流向尾部對(duì)流受熱面。包覆分離器的汽冷受熱面能夠有效吸收燃燒所產(chǎn)生的熱量，防止返料器內(nèi)高溫結(jié)焦，同時(shí)由于耐火層薄還可以縮短鍋爐的啟動(dòng)時(shí)間。分離器入口設(shè)檢修門，并保證其密封性。返料器和立管內(nèi)設(shè)有熱電偶插孔及觀察窗，以監(jiān)視物料流動(dòng)情況。3 鍋筒及鍋筒內(nèi)部設(shè)備鍋筒內(nèi)徑1600mm，厚度為60mm，封頭厚度為60mm，筒身長約9000mm，全長約10800mm，材料為Q245R。鍋筒正常水位在鍋筒中心線以下85mm，最高水位和最低水位離正常水位各75mm。鍋爐內(nèi)采用單段蒸發(fā)系統(tǒng)布置有旋風(fēng)分離器、均汽孔板和頂部百葉窗等內(nèi)部設(shè)備。鍋筒給水管座采用套管結(jié)構(gòu)，避免進(jìn)入鍋筒的給水與溫度較高的鍋筒壁直接接觸，

7、降低鍋筒壁溫溫差與熱應(yīng)力。鍋筒采用兩個(gè)U型吊架，懸吊在頂板梁下，吊點(diǎn)對(duì)稱布置在鍋筒兩端，相距7010mm。4 燃燒設(shè)備燃燒設(shè)備主要有給煤裝置、布風(fēng)裝置、排渣裝置、布風(fēng)裝置和點(diǎn)火系統(tǒng)及返料回灰系統(tǒng)。a)給煤裝置給煤裝置為3臺(tái)皮帶稱重給煤機(jī)。給煤裝置的給煤量能夠滿足在一臺(tái)給煤裝置故障時(shí)，另二臺(tái)給煤裝置仍能保證鍋爐100%額定出力。落煤管上端有送煤風(fēng)，下端靠近水冷壁處有播煤風(fēng)，播煤風(fēng)接一次熱風(fēng)。b)布風(fēng)裝置風(fēng)室由向前彎的后水冷壁及兩側(cè)水冷壁組成，風(fēng)室內(nèi)澆注100mm厚的中質(zhì)保溫混凝土。防止點(diǎn)火時(shí)鰭片超溫，并降低風(fēng)室內(nèi)的水冷度。燃燒室一次風(fēng)從左右兩側(cè)風(fēng)道引入風(fēng)室。風(fēng)室與爐膛被布風(fēng)板相隔，布風(fēng)板上均勻布

8、置有534只風(fēng)帽。一次風(fēng)通過這些風(fēng)帽均勻進(jìn)入爐膛，流化床料。風(fēng)帽采用耐磨耐高溫合金。為了保護(hù)布風(fēng)板，布風(fēng)板上的耐火、保溫澆注料厚度共150mm。二次風(fēng)通過分布在爐膛前后墻上的二次風(fēng)管噴嘴分別送入爐膛下部不同高度的空間。c)排渣裝置煤燃燒后的灰分別以底渣形式從爐膛底部排出和以飛灰形式從尾部排出。底渣從水冷布風(fēng)板上的兩根219水冷放渣管排出爐膛，每臺(tái)冷渣機(jī)按5 t/h冷渣量配置，水冷放渣管中的水參與鍋爐水循環(huán)，不需另接冷卻水源。冷渣通過冷卻輸送裝置，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)排渣。d)床下點(diǎn)火燃燒器兩臺(tái)床下點(diǎn)火燃燒器并列布置在爐膛水冷風(fēng)室后側(cè)。由點(diǎn)火油槍、高能電子點(diǎn)火器及火檢裝置組成。點(diǎn)火油槍為機(jī)械霧化，燃料為0

9、輕柴油。每支油槍出力420kg/h，油壓1.6MPa，油槍所需助燃空氣為一次風(fēng)。為了便于了解油槍點(diǎn)火情況，點(diǎn)火燃燒器設(shè)有觀察孔。本臺(tái)鍋爐能滿足程控點(diǎn)火要求，并有火檢裝置，其中火檢探頭的冷卻采用儀表風(fēng)（壓縮空氣）吹掃。e)返料回灰系統(tǒng)旋風(fēng)分離器下接有返料器，均由鋼外殼與耐火材料襯里組成。返料器內(nèi)的松動(dòng)風(fēng)與返料風(fēng)采用高壓冷風(fēng)，由小風(fēng)帽分風(fēng)室送風(fēng)送入，返料器的布風(fēng)板設(shè)有放灰管。5 過熱器系統(tǒng)及其調(diào)溫裝置鍋爐采用對(duì)流過熱器，并配以一級(jí)噴水減溫器的過熱器系統(tǒng)。飽和蒸汽從鍋筒引至汽冷旋風(fēng)分離器上環(huán)形集箱，蒸汽經(jīng)分離器膜式壁下行到下環(huán)形集箱后引至尾部包墻的前包墻管下集箱，隨后上行，到前包墻管上集箱，流經(jīng)頂棚

10、管到后包墻下集箱，再由轉(zhuǎn)角集箱進(jìn)入兩側(cè)包墻下集箱，再上行至側(cè)包墻上集箱引入吊掛管入口集箱，蒸汽再進(jìn)入吊掛管管束，至低溫過熱器入口集箱進(jìn)入低溫過熱器，從低溫過熱器出來后，進(jìn)入噴水減溫器進(jìn)行減溫，經(jīng)減溫后進(jìn)入高溫過熱器，再引人匯汽集箱送至汽輪機(jī)。6 省煤器尾部豎井煙道中設(shè)有兩組膜式省煤器，省煤器出口集箱設(shè)有排放空氣的管座和閥門，省煤器入口集箱上設(shè)有兩只串聯(lián)DN20的放水閥。7 空氣預(yù)熱器在省煤器后布置3組空氣預(yù)熱器，分別加熱一次風(fēng)和二次風(fēng)。采用臥式順列布置。8 鍋爐范圍內(nèi)管道本鍋爐給水操縱臺(tái)為三路管道給水，分別用于啟動(dòng)、低負(fù)荷、滿負(fù)荷工況時(shí)的鍋爐給水。給水通過給水操縱臺(tái)從鍋爐右側(cè)引入省煤器進(jìn)口集箱

11、。鍋筒上裝有監(jiān)督、控制裝置，如裝有兩只高讀雙色水位表，兩個(gè)低讀電接點(diǎn)水位表，三只供自控用平衡容器。一只安全閥以及壓力表、連續(xù)排污管、緊急放水管、加藥管、再循環(huán)管、自用蒸汽管等管座。定期排污設(shè)在集中下降管下端以及各水冷壁下集箱。匯汽集箱上裝有生火和反沖洗管路，兩個(gè)安全閥，以及壓力表、疏水閥、放氣閥等。為了監(jiān)督運(yùn)行，裝設(shè)了鍋水、飽和蒸汽和過熱蒸汽取樣裝置。在匯汽集箱的右端裝有電動(dòng)閘閥，作為主蒸汽出口閥門。9 密封裝置本鍋爐的頂棚管及包墻管分別采用膜式壁組成全密封型壁面。頂棚管、水冷風(fēng)室與側(cè)水冷壁之間的密封采用密封填塊加梳形板的結(jié)構(gòu)。分離器與爐膛及尾部煙道之間的聯(lián)接采用耐高溫非金屬膨脹節(jié)。返料器下端

12、采用耐高溫不銹鋼金屬波形膨脹節(jié)。10 爐墻爐膛、汽冷分離器及尾部包墻均采用膜式壁結(jié)構(gòu)，管壁外側(cè)為保溫材料并罩上梯形波紋外護(hù)板。爐墻上設(shè)有人孔門、觀察孔和測量孔。爐膛內(nèi)密相區(qū)四周、分離器內(nèi)、料腿、返料器等磨損嚴(yán)重區(qū)域采用敷設(shè)高溫耐磨燒注料、可塑料、內(nèi)襯等措施。分離器出口聯(lián)接煙道、省煤器區(qū)域采用輕型護(hù)板爐墻。 11 構(gòu)架鍋爐為室內(nèi)布置，鍋爐本體采用全鋼構(gòu)架，以適應(yīng)7度地震，類場地區(qū)域。構(gòu)架承受以下主要荷載：鍋爐前部、中部、尾部的全部懸吊重量，尾部的支撐重量，鍋爐本體管道和檢修的有效荷載，鍋爐房范圍內(nèi)各汽水管道、煙風(fēng)管道、運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)的局部荷載。本體爐墻范圍的外護(hù)板設(shè)計(jì)0.7mm采用厚的彩色鋼板。波紋

13、板之間采用拉鉚釘結(jié)構(gòu)連接固定。三、 鍋爐過程監(jiān)控循環(huán)流化床鍋爐與煤粉爐相比，在汽水側(cè)的控制方式上基本相同。但在燃燒控制上卻存在很大差異。1.本鍋爐燃燒系統(tǒng)調(diào)控的基本原則是：按負(fù)荷要求調(diào)整給煤量；調(diào)煤的原則是加煤前先加風(fēng)，減煤后再減風(fēng)。按負(fù)荷、煤和氧量調(diào)一、二次風(fēng)比例控制爐膛溫度，調(diào)整引風(fēng)機(jī)開度控制爐膛出口的負(fù)壓值。2.運(yùn)行調(diào)整的主要任務(wù)是：保持鍋爐蒸發(fā)量在額定值內(nèi)，并滿足后工段的要求。保持正常的汽壓、汽溫、床溫、床壓均勻給水，維持正常水位保證爐水和蒸汽品質(zhì)合格保持燃燒良好，減少熱損失，提高鍋爐熱效率及時(shí)調(diào)整鍋爐運(yùn)行工況，盡可能維持各運(yùn)行參數(shù)在最佳工況下運(yùn)行。四、 鍋爐常見的一些概念1.臨界流化

14、風(fēng)量：當(dāng)床層由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱骰癄顟B(tài)時(shí)的最小風(fēng)量，稱為臨界流化風(fēng)量。2.溝流：在一次風(fēng)速未達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，床層過薄顆粒大小和空隙率不均勻?？諝庠诖擦现蟹植疾痪鶆?，阻力也有大有小，大量的空氣從阻力小的地方穿越料層，其他部分仍處于固定狀態(tài)，這種現(xiàn)象叫溝流。溝流一般可分為貫穿溝流和局部溝流。3、物料循環(huán)倍率:是指由物料分離器捕捉下來且返回爐內(nèi)的物料量與給進(jìn)的燃料量之比。影響物料循環(huán)倍率的因素：（1）一次風(fēng)量：一次風(fēng)量過小爐內(nèi)物料流化狀態(tài)發(fā)生變化燃燒室上部物料濃度降低進(jìn)入分離器的物料相應(yīng)減少，這樣不僅影響分離效率，也降低分離器的捕捉量，回送量自然減少；（2）燃燒的顆粒特性：當(dāng)顆粒較粗且所占份額較大，在

15、一次風(fēng)量不變的情況下，爐膛上部物料濃度降低回送量減少；（3）分離效率：分離器效率降低，回送量減少；（4）回料系統(tǒng)：回料閥內(nèi)結(jié)焦或堵塞，回料風(fēng)壓頭過低都會(huì)使回料量減少。對(duì)循環(huán)灰系統(tǒng)4、料層差壓是一個(gè)反映燃燒室料層厚度的參數(shù)。通常將所測得的風(fēng)室與燃燒室上界面之間的壓 力差值作為料層差壓的監(jiān)測數(shù)值，在運(yùn)行都是通過監(jiān)視料層差壓值來得到料層厚度大小的。 料 層厚度越大，測得的差壓值亦越高。在鍋爐運(yùn)行中，料層厚度大小會(huì)直接影響鍋爐的流化質(zhì) 量，如料層厚度過大，有可能引起流化不好造成爐膛結(jié)焦或滅火。一般來說，料層差壓應(yīng)控 制在7000-9000Pa之間。料層的厚度(即料層差壓)可以通過爐底放渣管排放底料的方法來調(diào) 節(jié)。用戶在使用過程中，應(yīng)根據(jù)所燃用煤種設(shè)定一個(gè)料層差壓的上限和下限作為排放底料開 始和終止的基準(zhǔn)點(diǎn)。5、爐膛差壓：是一個(gè)反映爐膛內(nèi)固體物料濃度的參數(shù)。通常將所測得的燃燒室上界面與爐膛出 口之間的壓力差作為爐膛差壓的監(jiān)測數(shù)值。爐膛差壓值越大，說明爐膛內(nèi)的物料濃度越高， 爐膛的傳熱