循環(huán)流化床設(shè)計說明書

.z.一簡介循環(huán)流化床鍋爐開展至今已經(jīng)是一種普遍采用的燃煤動力設(shè)備，其具有高效率和低污染的特點。循環(huán)流化床鍋爐是從鼓泡床沸騰爐開展起來的。它采用了比鼓泡床更高的流化速度，故不再象鼓泡床一樣有一個明顯的床面。大量物料被煙氣夾帶到爐室上部，經(jīng)過布置于爐膛出口處的別離器，將物料煙氣別離，并通過一種非機械式密封的回送機構(gòu)將物料重新送回床內(nèi)，這就是循環(huán)床的根本原理。循環(huán)流化床和鼓泡床一樣，具有很大的熱容量，及床內(nèi)物料混合良好，對燃料適應(yīng)性強，包括各種劣質(zhì)燃料都能很好運行。由于流化床中強烈湍流混合和循環(huán)，增加了停留時間，因此比鼓泡床有更高的燃燒效率。循環(huán)流化床鍋爐通常運行操作溫度在850～950℃，這是一個理想的脫硫溫度區(qū)間，在床中參加石灰石或脫硫劑，可以使SO2排放量大大降低。循環(huán)流化床鍋爐采用低溫、分段送風(fēng)燃燒，使燃燒始終在低過量空氣系數(shù)下進(jìn)展，從而大大抑制了NO*的生成和排放。本次設(shè)計有如下特點：采用全膜式壁構(gòu)造鍋爐爐膛采用了全膜式壁構(gòu)造，總體設(shè)計滿足膨脹要求，鍋爐的膨脹、密封得到了很好的解決。前墻水冷壁向后彎曲構(gòu)成水冷布風(fēng)板，與兩側(cè)墻組成水冷風(fēng)室，為床下點火創(chuàng)造必要的條件。采用"水冷旋風(fēng)別離器〞本鍋爐布置了兩個水冷式別離器，由管子加扁鋼焊成膜式壁，內(nèi)壁密布銷釘，再澆鑄~60mm厚的防磨內(nèi)襯。旋風(fēng)筒的外壁僅需按常規(guī)膜式水冷壁的保溫構(gòu)造既可。它與耐火磚加鋼板外殼的熱別離器相比，除有很高的別離效率外，耐火材料大大減少，由300～400mm降至~60mm降低了維護(hù)費用，同時鍋爐的啟動不受耐火材料升溫的限制，負(fù)荷調(diào)節(jié)快捷，冷態(tài)啟動由～8小時縮短到～4小時，節(jié)省燃油。由于耐火材料得到可靠的冷卻，在配適宜當(dāng)?shù)牧魉傧拢p的問題也得到了解決。旋風(fēng)筒外壁按常規(guī)保溫后，水冷別離器外壁外表溫度由常規(guī)熱旋風(fēng)筒的～121℃降至45℃以下，輻射熱損失少，提高了鍋爐效率，降低了運行本錢。水冷別離器的循環(huán)回路采用自然循環(huán)，因此其壁溫和爐膛水冷壁一樣，而又都是懸吊構(gòu)造，膨脹差值很小〔僅因吊點標(biāo)高不一樣產(chǎn)生的差值〕。密封更為可靠。由于旋風(fēng)筒有水冷卻，對其在別離器內(nèi)出現(xiàn)的二次燃燒起著冷卻作用而防止結(jié)渣與堵灰。配用這種別離器的循環(huán)流化床鍋爐，具有燃燒效率高，熱效率高，耐磨性好，運行穩(wěn)定，負(fù)荷調(diào)節(jié)靈敏，不結(jié)渣的優(yōu)良品質(zhì)，且燃料的適應(yīng)性也廣。旋風(fēng)別離器尺寸是經(jīng)大量實驗驗證過的優(yōu)化設(shè)計，煙氣切向進(jìn)入別離器產(chǎn)生旋流，使絕大局部灰粒子被別離，下落到"J〞閥回料器形成循環(huán)灰。3、過熱器的布置在爐膛上部沿爐膛高度在爐膛前側(cè)設(shè)置有屏式過熱器，它充分利用了換熱量隨循環(huán)量和燃燒室溫度變化的特點，使鍋爐負(fù)荷大范圍變動時蒸汽參數(shù)保持穩(wěn)定，在屏式過熱器下部采用密集銷釘＋特殊防磨措施進(jìn)展防磨處理。在尾部豎井中布置有高溫過熱器、低溫過熱器，這種布置方式，煙氣流動均勻，有利于降低磨損。在低溫過熱器和屏式過熱器之間、屏式過熱器與高溫過熱器之間設(shè)置有兩級給水噴水減溫器，以控制蒸汽溫度在允許范圍內(nèi)。4、床下點火由于采用了水冷風(fēng)室及布風(fēng)板，為床下點火創(chuàng)造了條件。本次設(shè)計采用床下熱煙氣發(fā)生器點火。點火用油在熱煙氣發(fā)生器內(nèi)筒燃燒，產(chǎn)生高溫?zé)煔?，與夾套內(nèi)的冷卻風(fēng)充分混合成850℃左右熱煙氣。通過布風(fēng)板使床料在沸騰狀態(tài)下加熱，因此，該點火方式具熱量交換充分、油耗量低、點火勞動強度低、成功率很高等特點。5、合理的布風(fēng)構(gòu)造采用鐘罩型風(fēng)帽，具有布風(fēng)均勻，阻力小等特點，能加劇爐內(nèi)床料的混合，提高燃燒效率，并對布風(fēng)均勻性、排渣通暢、減輕磨損也有很大好處。6、回灰系統(tǒng)本爐型采用小風(fēng)量、低壓頭、高流率的自平衡回灰系統(tǒng)，回灰系統(tǒng)由別離器灰斗、料腿、J型閥構(gòu)成，高壓風(fēng)多點布置,保證可靠回料,回料量大,負(fù)荷適應(yīng)范圍廣,沒有任何運動部件,完全消除了高溫條件下易發(fā)的機械故障.運行操作簡單可靠。6、固定膨脹中心鍋爐按設(shè)定方向膨脹，利于密封。給煤機口及頂部一、二次密封采用新型構(gòu)造。7、有效的防磨措施爐膛下部密相區(qū)、爐內(nèi)門孔讓管處、別離器入口、入口煙道、別離器內(nèi)部全部為密焊銷釘再澆鑄耐磨耐火材料,回料器內(nèi)壁及隔墻由耐磨耐火材料澆鑄而成，推薦的耐磨耐火材料均采用經(jīng)耐磨實驗合格和經(jīng)實際使用證明耐磨耐火性能良好的材料。由于水冷旋風(fēng)別離器別離效率高，煙氣中灰粒子的濃度大大的降低而減輕了對尾部對流受熱面的磨損，加之在設(shè)計時又選取了較合理的煙氣流速,并采用適宜的布置形式，因此較好地解決了對流受熱面的磨損問題。二130t/h高溫、高壓循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)⑴、鍋爐技術(shù)參數(shù)額定蒸發(fā)量130t/h額定蒸汽壓力9.81Mpa額定蒸汽溫度540℃給水溫度215℃空預(yù)器進(jìn)風(fēng)溫度20℃排煙溫度135℃鍋爐效率90%⑵、鍋爐根本尺寸運轉(zhuǎn)層平臺標(biāo)高8000mm鍋筒中心標(biāo)高36600mm鍋爐寬度〔柱中心線〕9400mm鍋爐深度〔柱中心線〕16920mm循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的核心在于爐膛、別離器、回料系統(tǒng)組成的固體物料主循環(huán)回路，掌握了主回路設(shè)計技術(shù)也就根本解決了循環(huán)流化床鍋爐的技術(shù)難題，鍋爐壓力等級不同直接影響的是受壓元件強度設(shè)計，熱量分配比例不同影響受熱面布置不同。高溫、高壓與中溫、中壓的鍋爐主要區(qū)別在于過熱器的布置由兩級變?yōu)槿墸黾恿藸t膛內(nèi)的屏式過熱器。我廠的中溫、中壓循環(huán)流化床鍋爐在爐內(nèi)一直布置類似屏式過熱器的高溫過熱器，有成熟的經(jīng)歷。因此，130t/h高溫、高壓循環(huán)流化床鍋爐的技術(shù)是可靠的，構(gòu)造是成熟的，是能滿足用戶要求的。三構(gòu)造布置⑴、總體布置鍋爐采用單鍋筒橫置式自然循環(huán)、"水冷旋風(fēng)別離器〞、膜式壁爐膛前吊后支、全鋼架構(gòu)造、半露天布置。由于循環(huán)床鍋爐燃燒室內(nèi)飛灰濃度較高，爐室要良好的密封和防磨，因而本爐采用膜式壁構(gòu)造。鍋爐燃料所需空氣分別由一、二次風(fēng)機提供，一次風(fēng)機送出來的風(fēng)經(jīng)過一次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后，由左右兩側(cè)風(fēng)道引入爐前水冷風(fēng)室中，通過安裝在水冷布風(fēng)板上的風(fēng)帽，進(jìn)入燃燒室；二次風(fēng)經(jīng)過管式空預(yù)器后由二次風(fēng)口進(jìn)入爐膛，補充空氣與之撓動混合，為保證二次風(fēng)充分到達(dá)爐膛，本爐采用爐后和爐前進(jìn)風(fēng)構(gòu)造。燃煤在爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生大量煙氣和飛灰，煙氣攜帶大量未燃盡碳粒子在爐膛上部進(jìn)一步燃燒放熱后，經(jīng)過屏式過熱器，進(jìn)入"水冷旋風(fēng)別離器〞中，煙氣和物料別離，被別離出來的物料經(jīng)過料斗、料腿、J型閥再返回爐膛，實現(xiàn)循環(huán)燃燒。經(jīng)別離器后的"干凈〞煙氣經(jīng)轉(zhuǎn)向室、高、低溫過熱器、高溫省煤器、低溫省煤器、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器、一次風(fēng)空氣預(yù)熱器由尾部煙道排出。燃煤經(jīng)燃燒后所產(chǎn)生的大渣由爐底排渣管，可以經(jīng)排渣裝置連續(xù)排出。鍋爐給水經(jīng)給水混合集箱，由省煤器加熱后，經(jīng)包墻進(jìn)入鍋筒，鍋筒內(nèi)的飽和水由集中下降管、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。飽和水及飽和蒸汽混合物在鍋筒內(nèi)經(jīng)汽水別離裝置別離后，飽和蒸汽通過引入管進(jìn)入尾部豎井中低溫過熱器，經(jīng)過一級噴水減溫器后，通過布置在爐膛上部的屏式過熱器，經(jīng)過二級噴水減溫器調(diào)節(jié)后，進(jìn)入高溫過熱器，加熱到額定參數(shù)后進(jìn)入集汽集箱，最后從主汽閥至主蒸汽管道。⑵、鍋筒及內(nèi)部裝置鍋筒外徑為Φ1800mm，壁厚為100mm，材料為P355GH〔國產(chǎn)牌號19Mn6〕。鍋筒正常水位在鍋筒中心線以下180mm，最高水位和最低水位離正常水位各50mm。鍋筒采用單段蒸發(fā)系統(tǒng)，鍋筒內(nèi)布置有旋風(fēng)別離器、梯形波形板別離器、清洗孔板和頂部多孔板等內(nèi)部設(shè)備，它們的作用在于充分別離汽水混合物中的水，并清洗蒸汽中的鹽，平衡鍋筒蒸汽負(fù)荷，以保證蒸汽品質(zhì)。鍋筒內(nèi)裝有28只直徑為Φ315mm的旋風(fēng)別離器，分前后兩排沿鍋筒筒身全長布置。旋風(fēng)別離器分組裝配，這樣可以保證旋風(fēng)筒負(fù)荷均勻，獲得較好的別離效果。汽水混合物從切向進(jìn)入旋風(fēng)別離器，在筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動，由于離心力的作用，水滴被甩向四周筒壁沿壁下流，而蒸汽則在筒內(nèi)向上流動，在上升過程中同時進(jìn)展重力別離，別離出的水在筒底經(jīng)導(dǎo)葉盤平穩(wěn)地流入水空間。為防止水由四壁向上旋轉(zhuǎn)流動時混入蒸汽流中，在旋風(fēng)筒頂部加裝一溢水槽，水可以經(jīng)過溢水槽流到筒外。蒸汽在旋風(fēng)別離器內(nèi)向上流動，經(jīng)過梯形、波形板別離器。經(jīng)過旋風(fēng)別離器粗別離后的蒸汽，進(jìn)入清洗裝置，被省煤器來的全部給水清洗，借以降低蒸汽中攜帶的鹽份和硅酸根含量。經(jīng)過清洗后的蒸汽，在汽空間又經(jīng)過一次重力別離，然后經(jīng)過頂部百葉窗和多孔板，再一次別離水滴，蒸汽被引出鍋筒進(jìn)入過熱器，為防止蒸汽高速抽出，再引出處裝有阻汽擋板。因為采用了大口徑集中下降管，為防止下水管入口處產(chǎn)生旋渦，在下降管入口處有柵格板。此外，為保證蒸汽品質(zhì)良好，在鍋筒內(nèi)部還裝有加藥管、連續(xù)排污管和緊急放水管。鍋筒采用兩組吊箍吊架，懸吊于頂板梁上，對稱布置在鍋筒兩端。⑶、爐膛爐膛由膜式水冷壁構(gòu)成，截面4050mm×7730mm，凈空高約28m。前后墻在爐膛下部收縮形成錐形爐底，前墻水冷壁向前彎，與兩側(cè)水冷壁共同形成水冷布風(fēng)板和風(fēng)室。布風(fēng)板面積約20平方米。在布風(fēng)板的鰭片上裝有耐熱鑄鋼件風(fēng)帽，該風(fēng)帽為鐘罩式帽，具有布風(fēng)均勻等特點，加劇爐內(nèi)床料的混合，提高燃燒效率，并對布風(fēng)均勻性、減輕磨損也有很大好處。爐膛的沸騰四周6m高度范圍是本爐磨損最嚴(yán)重的部位之一。在此區(qū)域水冷壁焊有密排銷釘，并涂敷有特殊高溫耐磨澆注料。主燃燒室工作溫度880~950℃，由于煙氣攜帶大量循環(huán)物料，其熱容量很大，故整個爐膛溫度較均勻。在爐膛出口處布置有四屏屏式過熱器以及兩屏水冷屏蒸發(fā)受熱面，實踐證明，過熱器布置在爐膛出口，提高了鍋爐的低負(fù)荷運行能力。⑷、別離器本爐布置有兩個"高溫水冷旋風(fēng)別離器〞，別離器直徑為4110mm。爐膛后墻一局部向后彎制形成別離器入口加速段,別離器入口處設(shè)有膨脹節(jié)，別離器出口和回料管上均設(shè)有膨脹節(jié)，回料管由高溫防耐磨澆注料做內(nèi)襯。⑸、過熱器系統(tǒng)鍋爐采用輻射和對流相結(jié)合，并配以兩級噴水減溫的過熱器系統(tǒng)。爐膛內(nèi)屏過為輻射受熱面，尾部高溫過熱器和低溫過熱器為對流受熱面。由低溫過熱器、屏式過熱器、高溫過熱器及噴水減溫系統(tǒng)組成。飽和蒸汽從鍋筒至低溫過熱器入口集箱，通過低溫過熱器受熱面管，進(jìn)入低溫過熱器出口集箱；低溫過熱器布置在尾部豎井中，由一級構(gòu)成，管子規(guī)格為Φ32×5，低溫段材質(zhì)為20G，高溫段材質(zhì)為12Cr1MoV，光管錯列布置。為減少磨損，一方面控制煙速，另一方面加蓋有材質(zhì)為1Cr13的防磨蓋、壓板及防磨瓦，對局部也作了相應(yīng)的處理。過熱蒸汽從低溫過熱器出來通過一級噴水減溫器調(diào)節(jié)后進(jìn)入布置在爐膛前上方的屏式過熱器，屏式過熱器由膜式壁構(gòu)成，管子規(guī)格為Φ42×6，材質(zhì)為12Cr1MoV，共四屏。蒸汽由下向上運動，在爐頂經(jīng)過二級噴水減溫器后，進(jìn)入高溫過熱器，高溫過熱器為雙管圈順列布置，管子規(guī)格為Φ38×5.5，低溫段材質(zhì)為12Cr1MoV，高溫段材質(zhì)為12Cr2MoWVTiB；采用較低煙速，在前排加蓋1Cr20Ni14Si2的防磨蓋板。蒸汽加熱到額定參數(shù)后經(jīng)連接收引入集汽集箱。⑹、省煤器在尾部豎井煙道中設(shè)有兩級省煤器，均采用φ32*4管子，高、低溫段省煤器均采用為順列布置，較低煙速，并輔以有效的防磨措施，以保證運行壽命。每組省煤器之間留有~1000mm間隙，便于檢修，省煤器進(jìn)口集箱位于尾部豎井兩側(cè)，給水由前端引入。⑺、空氣預(yù)熱器在省煤器后布置了兩級空氣預(yù)熱器，上級空氣預(yù)熱器用來加熱二次風(fēng)，熱風(fēng)溫度為230℃，該空預(yù)器為管式空氣預(yù)熱器，共分2組，選用φ40×1.5的管子，兩組之間留有～1200mm間隙，便于檢修和更換。下級空氣預(yù)熱器用來加熱一次風(fēng)。也分2組，選用φ40×1.5的管子，一次風(fēng)熱風(fēng)溫度為175℃。為降低空氣預(yù)熱器磨損，入口處均采用防磨管。⑻、鍋爐范圍內(nèi)管道鍋爐為單母管給水，給水母管首先引入給水操作臺，通過操作臺實現(xiàn)對鍋爐給水的調(diào)節(jié)和控制。給水操作臺分別為三個管道：DN150、DN100、DN20，分別為100%、70%、30%負(fù)荷用。給水通過給水操作臺進(jìn)入省煤器。鍋筒裝有各種監(jiān)視、控制裝置，如各種水位表、水位自動控制裝置、壓力表、緊急放水管、加藥管、連續(xù)排污管和壓力沖量裝置等。所有水冷壁下集箱、集中下降管設(shè)有定期排污。鍋筒、集汽集箱上共裝有2套脈沖式平安裝置，此外集汽集箱上還裝有升火排氣管路、反沖洗管路、蔬水管路。減溫器和集汽集箱上均設(shè)有讀數(shù)用和自控用的熱電偶插座，在鍋爐各最高點裝有控制閥，最低點有排污閥和疏水閥。為了監(jiān)視給水、爐水和蒸汽品質(zhì)，裝設(shè)了給水、爐水、飽和蒸汽和過熱蒸汽取樣裝置。在鍋筒和省煤器進(jìn)水管之間裝有再循環(huán)管，供鍋爐升火時保護(hù)省煤器用。⑼、燃燒設(shè)備本爐燃燒設(shè)備主要由給煤裝置、布風(fēng)裝置、二次風(fēng)裝置、飛灰循環(huán)裝置、點火系統(tǒng)組成。在爐前給煤機平臺上可安裝三臺皮帶給煤機裝置〔用戶自理〕，分別接給煤管，經(jīng)破碎后的燃煤由播煤風(fēng)送入燃燒室內(nèi)。給煤量的多少通過給煤機控制。在溜煤管上設(shè)有波形膨脹節(jié)，以解決給煤機與爐膛之間的膨脹。給煤口采用異徑三通，將溜煤、播煤風(fēng)有機地結(jié)合起來，利于密封。燃燒室一次風(fēng)占總風(fēng)量的65%，由左右兩側(cè)風(fēng)道引入爐前水冷壁室中。風(fēng)室與水冷壁直接相連，并隨膜式壁一起脹縮，利于密封。風(fēng)帽安裝在底部水冷布風(fēng)板鰭片上，風(fēng)帽采用多孔、鐘罩型耐熱鑄鋼風(fēng)帽。本爐設(shè)置有四根φ219排渣管。兩根作正常排渣用，其它兩根作事故排渣用。為保證燃燒始終在低過量空氣系數(shù)下進(jìn)展，以抑制NO*的生成，本爐采用分段送風(fēng)。二次風(fēng)占總風(fēng)量的35%，通過播煤風(fēng)和上二次風(fēng)管分別送入燃燒室不同高度。一、二次風(fēng)管上均需設(shè)有電動風(fēng)門及機翼測風(fēng)裝置，進(jìn)展時可調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)比來適應(yīng)煤種和負(fù)荷變化需要?；鼗蚁到y(tǒng)是本爐的關(guān)鍵設(shè)備之一。本爐設(shè)有兩個回料器，分別由水冷灰斗、料腿、J型閥構(gòu)成。水冷灰斗由別離器水冷壁收縮而成?；亓贤葹閳A柱形，懸吊在水冷灰斗上，采用雙層構(gòu)造，保證密封。J型閥為一高流率、低壓頭、小風(fēng)量自平衡回灰閥，將循環(huán)物料由爐膛后墻送入沸騰層。J型閥與料腿之間設(shè)有膨脹節(jié)。本次設(shè)計采用水冷布風(fēng)板和水冷風(fēng)室，為床下點火創(chuàng)造了條件。本爐設(shè)有兩個熱煙氣發(fā)生室，作為點熾熱源；設(shè)置在爐前左右兩側(cè)風(fēng)室中。由于整個加熱啟動過程均在流態(tài)化下進(jìn)展，熱量是從布風(fēng)板下均勻送入料層，不會引起低溫和高溫結(jié)焦。床下油點火方式具有耗油省、啟動快、成功率高、環(huán)境衛(wèi)生好、工人勞動強度低等優(yōu)點。⑽、石灰石脫硫本爐設(shè)計考慮石灰石爐內(nèi)脫硫。石灰石系統(tǒng)由**考慮?！擦?、鍋爐輔助設(shè)備鍋爐輔助設(shè)備是鍋爐房內(nèi)配合鍋爐本體工作的設(shè)備。實踐證明：鍋爐能否平安經(jīng)濟(jì)運行，在很大程度上取決于這些輔助設(shè)備的情況。循環(huán)流化床鍋爐是我國近十年來開展起來的新技術(shù)，與之配套的輔助設(shè)備則起步較晚，而循環(huán)流化床鍋爐與常規(guī)的鍋爐相比擬，燃燒方式不同。因此循環(huán)流化床鍋爐燃燒輔助設(shè)備十分重要。⑴、煤、灰、石灰石系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐運行的關(guān)鍵在于建立穩(wěn)定的物料循環(huán)，大量的循環(huán)物料起傳質(zhì)和傳熱作用，從而使?fàn)t膛上下溫度梯度減少，增大了負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍。循環(huán)物料主要由燃料中的灰、脫硫添加劑石灰石。煤系統(tǒng)，要求入爐煤粒度為0~10mm，根據(jù)煤的揮發(fā)份，灰份不同，其應(yīng)有一定粒度級分配，以保證燃料中灰份大都成為可參與循環(huán)的物料，一般應(yīng)采用兩級破碎系統(tǒng)，使用環(huán)錘式破碎機。粒度在1mm以下的煤比例應(yīng)低一些。石灰石系統(tǒng)，為了到達(dá)良好的脫硫效果，需添加石灰石作為脫硫劑。石灰石既用于脫硫又起循環(huán)物料作用，要求石灰石粒徑大都應(yīng)為0~1mm，其中小于0.1mm不大于10%；在循環(huán)床燃燒溫度區(qū)間內(nèi)石灰石脫硫是擴散反響，如石灰石粒徑太大，比外表積大，脫硫反響不充分，顆粒揚析率也低，不能起到循環(huán)物料作用，假設(shè)顆粒太小，則在床內(nèi)停留時間太短，效果也差。⑵、排渣系統(tǒng)為使鍋爐穩(wěn)定運行，必須保證床內(nèi)料層厚度，要求鍋爐排渣少排，勤排。并盡量采用連續(xù)排渣。⑶、送、引風(fēng)系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐為了滿足在高濃度下能較好流化，所選用的一次風(fēng)機必須有足夠的壓頭以滿足料層良好流化，同時可使足夠多的細(xì)物料帶到爐膛上部進(jìn)入別離器。由于一次風(fēng)量僅占總風(fēng)量65%，因此一次風(fēng)機應(yīng)是高壓頭小風(fēng)量的風(fēng)機。對引風(fēng)