循环流化床锅炉安装

循环流化床锅炉安装（精选12篇）

循环流化床锅炉安装 篇1

循环流化床锅炉作为一种高效、低污染的新型锅炉, 采用流态化循环燃烧, 燃料适应性好, 可燃用有烟煤、无烟煤、贫煤, 也可燃用褐煤、煤泥、煤矸石等低热值燃料, 床内直接添加石灰石等脱硫剂, 投资小、脱硫效率高 (当Ca/S=1.5~2.0时, 脱硫效率可达85%~90%) 。另外, 灰渣活性较好, 可以用做水泥等材料的掺合料。这种炉型是目前环保节能型电厂的发展方向。本文只对几个突出的问题提出自己的看法, 与煤粉炉类似的问题不再涉及。

1内衬材料的施工工艺

1.1内衬材料施工前要认真核对产品合格证及材料性能试验报告, 并对运至现场的材料及现场试块的理化性能指标到权威机构进行复检, 不合格产品严禁使用。对于出口烟道、回料装置、点火风道等部位的合金钢元件要进行光谱分析, 并按照图纸要求的节距进行焊接。管排对接处要按照图纸要求的间距在现场进行补焊销钉, 并对厂家焊好的销钉要彻底检查是否有脱落, 如发现缺陷要及时消缺, 确保紧固件完好无损。

1.2耐磨、耐火浇注料的施工。耐火浇注料主要用于点火风道承受高温的地方, 如质量不合格, 如浇注料表面有裂纹和蜂窝、孔洞等缺陷, 可能烧坏点火风道及焊于点火风道上的抓钉, 导致耐火浇注料的脱落, 甚至坍塌。耐磨浇注料主要用于旋风分离器出口烟道及回料装置, 在此区域含有大量颗粒的高浓度的烟气以高速不停冲刷, 磨损较大, 因此对浇注料的安装质量有较高的要求。耐磨、耐火浇注料的施工从以下几个方面进行控制:

1.2.1耐磨、耐火浇注料应保存在干燥通风良好、避免强光直接照射或温度过高的地方。耐磨、耐火材料搅拌必须采用洁净的生活饮用水, 以保证浇注料正常的凝固和硬化。施工现场温度在+5~+30℃为最佳, 如温度过高, 可选择在夜间温度稍低的时间施工。

1.2.2耐磨、耐火浇注料的材料配比一定要准确。特别注意加水量极其重要, 加水太多, 凝固时间延长, 耐磨材料的机械强度降低;加水太少, 无法振动, 施工部位不能完全充填浇注料, 材料不易密实。

1.2.3大面积浇注料的倒打必须连续分段进行, 尽量减少施工缝。在交换振捣点时, 必须缓慢插入和退出, 以免产生振捣孔, 每层加料后应在20分钟内全部振捣完毕。

1.3耐磨可塑料的施工。耐磨可塑料主要用于旋风分离器、燃烧区域水冷壁。施工时主要控制:

1.3.1可塑料的配比。

1.3.2保证金属销钉的间距适中, 间距太大的应补焊V型爪钉, 所有圆弧过渡段应补焊长的V型爪钉。

1.3.3要保证金属面的清洁, 对浮灰及杂物进行彻底的处理。

1.4耐火转、保温砖的施工。点火风道靠近燃烧器区域设计为耐火转及保温转。施工时主要控制:

1.4.1检查砖的外形尺寸偏差、外表面质量是否符合要求。

1.4.2砌砖时, 应使用木锤或橡胶锤找正, 不应使用铁锤。

1.4.3砌体内外层的膨胀缝不应互相贯通, 上下层宜错开。

1.4.4砖缝中, 高温胶泥应饱满。

1.4.5留设的膨胀缝应均匀平直。缝内应保持清洁, 并按规定填充材料。

2旋风分离器在安装过程中需注意几点:

2.1旋风分离器中心筒中心与旋风分离器中心有偏差, 致使旋风分离器颈部与中心筒间隙过小, 可塑料无法安装, 中心筒又重新找正。

2.2耐高温耐磨砖和耐高温耐磨浇注料除保证内在质量外, 安装尺寸也要保证。筒体、锥体和顶部任一截面都要保证同心度, 表面整齐光滑, 避免发生局部严重磨损。与料腿的连接部位要平滑过度, 避免发生喉部结焦, 引起旋风分离器堵塞。

2.3膨胀缝整齐、尺寸正确、填料合适。膨胀缝太小, 机组运行中因膨胀不畅, 造成炉墙或浇注料脱落;膨胀缝太大, 会从膨胀缝引起局部磨损。

3水冷壁安装过程中需注意几点:

3.1控制水冷壁的平整度, 减小了物料循环过程中的垂直冲击力。

3.2水冷壁上的临时铁件去掉后, 要用角向磨光机将其根部打磨到与鳍片相平, 同样水冷壁的拼缝除要对接平整外, 凸出的焊瘤也要打磨平整, 否则会增大物料对其两侧水冷壁管的磨损。

3.2双面水冷壁与前水之间的定位板, 在水冷壁组合前未焊接, 致使前水一道缝又重新割开, 浪费了人力和物力。

4点火风道内衬

4.1回料装置采用保温浇注料和耐磨浇注料双层结构。由于施工空间狭小, 内部结构复杂。待保温浇注料施工好后, 再立模板进行耐磨浇注料的浇注, 模板制作和安装必须认真细致, 尺寸准确。

4.2点火风道在刚开始启炉时要承受1300℃的高温, 点火风道的内衬显得尤为重要。在点火风道安装好并经过验收后, 才能进行内衬的施工。

4.3炉底布风板上敷设耐磨浇注料, 防止施工时将浇注料浇入布风管, 事先应用塑料布将所有布风管风嘴包扎好;在布风板浇注料施工完后, 应加盖保护层, 防止施工物坠落杂坏风嘴和避免侧墙浇注时堵塞布风嘴。

5返料器的安装要点:

5.1保证返料器与料腿的相对尺寸。

5.2返料器各个风帽小孔的孔径不同, 相互只差0.5 mm。一般情况下孔径大的风帽安装在返料侧, 孔径小的风帽安装在料腿侧。

5.3返料器内部几何尺寸要严格控制, 上部舌板的高度和前后距离、下部返料板的高度和角度、上下两板的重合高度等都是关键尺寸。这几个关键尺寸有一个存在误差, 便会导致返料不畅或不返料。

5.4返料器砌筑材料为耐高温耐磨砖, 材料选用为800~1 000℃温度区耐磨度最高的材料。材料不合格, 返料器不能承受持续高温而发生故障, 只能停炉处理。

6烘炉技术措施

烘炉是确保耐磨层能长期可靠地运行的关键环节之一, 在不同的烘炉温度下使各种耐磨材料的化学反应完善, 防止以后锅炉长期运行过程中炉衬产生裂纹和变形脱落。低温养护时, 主要是脱去施工水过程, 并提高材料强度和其它物理性能;进入到中温养护阶段时, 主要是脱去材料中的结晶水过程, 使材料达到设计使用强度;而到高温阶段时, 耐火材料的高温固化强度得到进一步提高, 最终达到材料的最优物理性能。

6.1烘炉必须具备的条件

6.1.1所有耐磨、耐火浇注料浇注完毕经验收合格, 并自然通风在5天以上;

6.1.2烘炉所用的热工仪表和DCS操作系统已安装和校验, 能随时投入使用;

6.1.3烘炉所用的电源及燃料系统已完善且符合使用要求;

6.1.4需封堵的部位已按要求进行隔离, 金属表面排汽孔已按要求开好。

6.1.5锅炉加水至正常水位且布风板上要加上足够的床料。

6.2烘炉措施及方法

烘炉采用电加热片与启动油枪相结合的方法。

6.3烘炉具体步骤

回料装置、旋风分离器出口烟道及回料装置形成三个独立的区域, 各自区域封堵后可以首先进行低温烘炉。旋风分离器、进口烟道、前炉膛区域的整体低温养护可以启动燃烧器 (换用小流量雾化片) 来完成;整个锅炉的中温养护可以在锅炉点火冲管期间来完成;850℃±50℃的高温阶段烘炉不单独进行, 在投入燃料温度达到850℃±50℃并恒温8小时即可。要严格按照材料厂家提供的烘炉曲线, 不能急于求成。

循环流化床作为一种新兴的燃烧技术, 越来越被人们所认可, 但如何让它更好地为我们所利用, 还有待进一步去研究。

摘要：循环流化床锅炉是环保节能型锅炉, 符合今后火电厂的发展方向, 目前在国际上已进入大型化、商品化生产阶段, 国内电厂也陆续开始采用。但它必竟是一种新的应用技术, 其锅炉结构特殊, 燃烧方式与煤粉炉有本质区别, 国内已有的经验还相对较少。针对毕节东华热电厂2*150MW工程安装中的几个突出问题加以论述, 提出一些看法和经验。

关键词：循环流化床锅炉,安装,措施

循环流化床锅炉安装 篇2

摘要: 循环流化床锅炉是环保节能型锅炉，符合今后石化企业热电厂的发展方向，目前在国际上已进入大型化、商品化生产阶段，国内热电厂也陆续开始采用。但它必竟是一种新的应用技术，其锅炉结构特殊，燃烧方式与煤粉炉有本质区别，国内已有的经验还相对较少，国内都是近年来才开始设计、制造、安装、调试、运行，无成熟的经验可借鉴。本文根据某石化公司热电事业部420 t/h循环流化床锅炉的安装经验，从该类型锅炉的设计特点、施工难点、主要施工方案策划、施工过程控制和管理、锅炉调试、试运阶段制定的特殊方案及实施等几方面进行了介绍。该锅炉在安装中消除了以往同类工程中易出现的问题，投运后机组运行稳定，各项运行主要指标达到设计考核标准，实现了机组168小时试运后不停机连续运行80天的优异成绩。对今后同类型锅炉的安装具有借鉴和指导的意义。

关键词:循环流化床锅炉；安装；施工组织 循环流化床锅炉基本结构

某石化公司热电事业部10#锅炉是福斯特惠勒（FW）公司制造的FW-420T／H-12.5M型锅炉，为单汽包、自然循环、半露天布置的循环流化床锅炉，锅炉整体呈左右对称布置，支吊在锅炉钢架上，采用高温旋风分离器进行气固分离，采用外置换热器控制床温及再热汽温。本锅炉由5跨组成，第1、2跨布置有主循环回路(炉膛、旋风分离器、回料器以及外置式换热器)、冷渣器以及二次风系统等；第3、4跨布置尾部烟道(包括高温过热器、低温再热器以及省煤器)；第5跨为单独布置的回转式空气预热器，空气预热器采用四分仓回转式空气预热器。炉膛采用全膜式水冷壁结构，炉膛底部采用裤衩型将下炉膛一分为二。布风板之下为由水冷壁管弯制围成的水冷风室。锅炉采用回料器给煤方式，1 4个给煤口布置在回料器上。石灰石采用气力输送，8个石灰石给料口布置在回料腿上。在水冷风室之前的2个一次风道内分别布置1台风道点火器，另外在炉膛下部还设置有2×4只不带点火和火检的床上助燃油枪，用于锅炉启动点火和低负荷稳燃。4台流化床式冷渣器被分为2组布置在炉膛两侧，每台冷渣器有9个排渣口，分别将底渣排到机械除渣系统。4台高温旋风分离器布置在炉膛两侧的钢架副跨内，在旋风分离器下各布置1台回料器，由旋风分离器分离下来的物料一部分经回料器直接返回炉膛，另一部分则经过布置在炉膛两侧的外置换热器后再返回炉膛。外置式换热器内布置有受热面，靠后墙外置式换热器内设置有中温过热器(ITSl和ITS2)，可以通过控制其间的固体粒子流量来控制炉膛温度；靠前墙外置式换热器内设置有低温过热器(LTS)和高温再热器（HTR)，可以通过控制其间的固体粒子流量来控制再热蒸汽温度。汽冷包墙包覆的尾部烟道内从上到下依次布置有高温过热器、低温再热器、省煤器。

循环流化床锅炉工作原理及典型结构如图1及图2所示。

图1.循环流化床锅炉工作原理图

图2.420吨循环流化床锅炉典型结构图 循环流化床锅炉施工难点

FW-420T／H-12.5M型CFB锅炉钢结构、受热面、烟风管道、汽水管道、附属机械安装工程量与同类型煤粉炉相当，其中钢结构总重量1860 t，受热面总重量2000 t。但是旋风分离器及进出口烟道体形尺寸较大，吊装难度大。

锅炉下部设备管线布置密集，安装高峰时期多工种、多工序交叉，施工条件差，工作难度大，安全隐患多；锅炉受热面安装焊口约22000道，其中T91焊口3200余道，焊接工程量大，质量要求严，技术要求高。

在施工中，相对常规煤粉炉，CFB锅炉增加了炉墙砌筑这一较大工程量，FW-420T／H-12.5M型CFB锅炉每台锅炉炉墙砌筑总量达到约 500 t，施工工期需要3个多月。一些部位炉墙完工后才能安装受热面，如冷渣器；而有些部位则需先安装完受热面，并完成水压试验后才能施工炉墙，如水冷壁内炉墙；一些部件应在地面组装后再吊装；更多 3 的部件要在设备安装完成后才能进行施工。炉墙材料种类多，工艺要求严格，浇筑料的配合比、拌合质量、浇筑时间的控制等直接关系到成品的质量；膨胀缝的设置关系到锅炉的安全运行。高峰阶段筑炉熟练工需求量大(约90人)，筑炉料垂直运输困难等问题是施工管理的重点和难点。主要施工方案策划与实施

3.1 施工场地的需求

锅炉岛占地50 m x60 m，其两侧有一定的空间可布置吊机和临时存放待安装设备。锅炉安装组合场除满足锅炉受热面预组合、烟风道加工预组合需求外，同时考虑有500—600 m2的分离器及进出口烟道预组合场地。

3.2 主要施工机械的配置

根据该锅炉的特点、结构型式、设备质量选择施工机械。FW-420T／H-12.5M型CFB锅炉最重件为汽包，吊装质量90 t，在锅炉炉顶设置构架用卷扬机吊装就位；锅炉大板梁最重件70 t，水冷壁、分离器本体及进出口烟道等预组合后，单件最大质量近50 t。从满足吊装能力考虑，锅炉安装配置l台280 t履带吊为主吊，80吨汽车吊为辅吊；设备组合场配备2台40 t龙门吊；安装高峰期，配备2--3台移运式吊机。

3.3 主要设备的施工方案

总结以往几台CFB锅炉的施工经验，该锅炉钢架安装阶段采用锅炉中间开口式，主吊机布置在锅炉中部进行吊装，在完成对侧旋风分离器本体、分离器进出口烟道等的吊装工作后，从炉前至炉后顺序安装完锅炉中间的钢架梁柱和吊装大板梁，主吊从炉后退出吊装其余设备。锅炉汽包设计为支承式，布置在前炉顶l～2号大板梁中间。汽包吊装质量90 t，用吊机无法吊装就位。经研究，在前炉顶安装门型架，装在l～3号大板梁上，2～3号大板梁间次梁缓装，在后炉顶布置2台15 t卷扬机。汽包进场后拖运至炉底2～3号大板梁中间轴线，用卷扬机提升并越过炉顶，通过布置在门型架上的2台跑车同步平行移动到汽包安装轴线，松下卷扬机使汽包正确就位。

水冷壁根据吊机起重能力和方便高空安装为原则划分组件，分片吊装。四侧水冷壁组件就位后，将水冷风室组件临时存放于炉底，吊装水冷壁布风板，再吊装裤叉型隔墙，最后封闭水冷壁顶棚。在吊装水冷壁过程中，将灰斗、冷渣器、回料系统冷热灰管等同步吊装就位，以免事后增加安装难度，也为炉墙施工创造条件，保证安装工期。

后竖井受热面吊装采用炉后开口方式，在后顶棚底部装设卷扬机，利用炉后30 m层的锅炉平台作为吊装过渡平台，后竖井高温过热器、低温再热器、省煤器管排从最上层一直吊到底层，最后封闭后包墙。

锅炉内炉墙工程量大，施工工期长，因此设备系统的安装应为炉墙施工创造条件。锅炉炉墙施工分砌筑和浇筑2种型式。材料有耐火耐磨砖、耐火保温砖、耐火耐磨浇筑料、耐火保温浇筑料等多个类别，各种材料不得混用。在炉墙施工主要作业面，规划作业场所，布置水电等动力设施和存料平台。炉墙施工前，应准备好所需的搅拌机、物料提升卷扬机等机具，制作浇筑、砌筑所需的模板等。风道燃烧器预燃室在地面浇筑炉墙后再吊装，这样可保证炉墙施工质量、方便施工。排渣锥形阀至冷渣器的排渣管等管径小的管道，以满足吊装为前提，应在地面施工。冷渣器按组件供货，在安装就位后，将管排拉出再施工炉墙。分离器及进出口烟道、冷热灰管、风道燃烧器设备就位后，及时找正验收并分段交付炉墙施工。

3.4 受热面大件吊装技术优化

大型流化床锅炉的安装工期一般都很长，如何才能缩短锅炉的安装工期一直是研究探索的课题。通过优化吊装方案，就能够大幅缩短锅炉的安装工期。因此，制定合理的吊装方案是提高锅炉施工效率的关键。3.4.1 受热面吊装主要工程量

(1)水冷壁系统

水冷壁系统分前后左右水冷壁及顶棚水冷壁，其中，前后水冷壁组件分为上段、中上段、中下段、下段；左右水冷壁组件分为上段、中上段、中下段、下段、水冷风室；炉膛裤衩位置还有隔墙水冷壁，分为四片吊装；顶棚水冷壁分两件吊装。

(2)包墙系统

包墙组件，四侧包墙均从上至下分均为两个组件，顶棚分为两个组件。(3)蛇形管排

高温过热器、低温再热器、高温省煤器各42片；低温省煤器252片；低温过热器、高温再热器、中温过热器

一、中温过热器二各30片。3.4.2 主要吊装方案

由于该石化热电事业部10#炉部分设备到货较晚，尤其是影响直线进度的汽包、高过等到货晚，直接影响现场整体施工进度，为缩短施工工期，制定科学合理的吊装方案就是整个工程的关键。为提高整个锅炉的施工效率，施工中在充分研究图纸资料的基础上制定了受热面大件吊装的主要指导思想：大件吊装分三条主线：即炉膛区、外置床区、后竖井区，将大量繁重的吊装任务分解为三部分，并为各条线配备合理的吊机资源及施工力量，三条主线同时施工，制定科学合理的吊装顺序，确保工作在最短时间内完成。

(1)炉膛区

根据以往通用的施工方案，水冷壁一般都是尽量在地面进行焊口组合焊接，刚性梁在水冷壁吊装前临时悬挂，水冷壁就位后再安装刚性梁。由于水冷壁刚性梁安装难度很大，同类型锅炉在安装过程中曾吃过不少苦头，可以说，水冷壁安装工期长是因为刚性 5 梁安装困难导致的。在研究和分析的基础上，我们抛弃了传统的地面组合焊接水冷壁焊口的方法，地面只组合焊口但不焊接，而是将刚性梁组合在水冷壁上，这样水冷壁吊装就位后只要将焊口施焊完，工作就基本结束了。加之汽包到货晚，这个方案更加合理。接下来最重要的就是制定合理的吊装顺序。由于顶板左右水冷壁吊杆梁之间的净空尺寸不能保证前后水冷壁及两侧水冷壁吊装(裤衩位置及水冷风室除外)，所以需要将右侧水冷壁吊杆梁缓装，即右侧水冷壁最后吊装，所以水冷壁吊装顺序如下：

水冷壁全部采用280吨履带吊从炉顶开口吊下。由于后水冷壁不影响汽包就位，先将后水冷壁全部吊装完，汽包就位后，先吊装前水冷壁及左侧水冷壁，可直接吊至下段(余水冷风室)；将右侧水冷壁中上段、中下段、下段存放至锅炉0米，将右侧水冷壁上段存放于大板梁上，然后吊装右侧水冷壁吊杆梁及吊杆。吊杆梁及吊杆安装完后，依次将右侧水冷壁上段、中上段、中下段、下段就位；水冷风室在右侧水冷壁就位后直接从顶吊装至锅炉0米存放。四侧水冷壁找正加固后从炉项将布风板(左右各一)吊下，找正焊接加固后即可吊装裤衩位置隔墙水冷壁。最后吊装顶棚水冷壁。由于地面提前组合了刚性梁，且吊装顺序合理，10#锅炉自汽包吊装至水冷壁吊装完、安装完，仅用了35天，汽包吊装就位到锅炉整体水压仅80天。

(2)外置床区

外置床布置在锅炉左右两侧，共四个床，外置床内布置有低温过热器、中温过热器

一、中温过热器二和高温再热器管排，主要作用是吸收旋风分离器分离出来的高温床料的热。外置床上方入口与旋风分离器回料阀出口相连，外置床下方出口与冷渣器入口相连。

钢架第二层找正验收后即可进行外置床壳体的安装工作，之后即可进行管排的吊装工作，管排吊装用25T汽车吊从炉膛内将管排吊至外置床位置，再用卷扬机接钩就位，此部分受热面的吊装提前进行。

(3)后竖井区

吊装大板梁前先将大灰斗存放到位并作加固，后竖井受热面管排主要采用1OT电动葫芦进行吊装，四侧包墙均组合为上下两段，顶棚包墙组合为两件，将10T电动葫芦组合于其中一片上，先将前、左、右包墙吊装就位，后包墙临时存放于最后一排钢架内侧；由于省煤器护板与低温省煤器吊装交叉，因此，提前将前、左、右三侧省煤器护板组合存放就位；包墙及省煤器护板吊装后即可吊装顶棚水冷壁，顶棚水冷壁吊装就位后及时将1OT电动葫芦吊挂装置安装调整好，试重后即可进行管排的吊装工作。吊装时先吊装高过、低再、高省三组，用80吨汽车吊从地面将管排吊至34.7米平台用电动葫芦接钩吊装就位，从前至后吊装，采取高过、低再、高省交叉各吊一片的方法向后推进，直到将所有管排吊装结束；高过、低再、高省吊装结束后将后包墙就位，同时将包墙中间集箱(下集箱位置)安装就位；热处理结束后将1OT电动葫芦移至中间集箱上，用同样方法吊 装低温省煤器。

3.5 焊接工艺和施焊方法要点

锅炉安装，焊接质量常常是施工质量控制的关键和难点。该锅炉本体受热面及内部联络管道使用了包括T91在内的多种材质，合金钢管所占的比例较高。为了保证锅炉的焊接质量，在施工中制定了具有较高技术水平和针对性的焊接方案，并采取了大量措施。

壁厚小于6mm的所有锅炉受热面管子、锅炉本体疏放水、排污等一次阀内高压附属管道等，或壁厚虽大于6mm，但焊接位置困难的锅炉受热面管子，采用全氩保护焊，使用专用氩弧焊丝；壁厚大于6mm的锅炉本体汽水管道包括下降母管、下降支管、汽水联络管、汽水集箱、锅炉中低压管道等，采用氩弧焊打底手工电弧焊填充盖面工艺。

焊接预热和热处理必须严格按照热处理工艺文件执行，预热温度和时间必须符合要求，热处理的部位、温度时间曲线、防风防雨等防护措施符合工艺规定。

切实做好焊材的管理，焊工凭经审批的焊材领用单领用焊材，减少焊工焊不同材质的变换次数，尽量做到在合理情况下专人焊接，在最大程序上减少焊材混用的可能。做好现场焊工焊材使用的监督和检查，当天用不完的焊材要及时交回仓库，然后由焊接管理人员根据情况决定处理方式，禁止焊工在现场相互借用焊材、使用隔日剩余焊材和使用标识不明的焊材。

做好焊接环境条件的保证和防护工作，切实保证焊接必须达到的温度、湿度、风力等条件。需要特别注意的是炉内的炉膛抽风防范和高空不良焊接位置的焊接措施。

3.6工期计划

按当前同类型锅炉安装相对先进的工期编制，总工期300天(从锅炉钢架吊装开始至点火冲管结束)。锅炉安装过程中，各作业项目并不完全按每天8小时工作制，关键作业面需延长作业时间，甚至连续倒班作业，以保证相关项目的正常实施和工期目标的实现。施工过程控制与管理

4.1 技术质量控制

4.1.1 锅炉受热面安装控制重点

锅炉受热面重点关注内部浇筑有炉墙部位的安装工艺质量，这些部位如发生问题，处理较为困难。安装前认真检查设备质量，检查受热面外观无损伤、严重锈蚀；抽查受热管子焊口制造质量、测量受热管子壁厚、复核设备材质等。安装中，严格控制管道焊接工艺，焊口100％进行外观检验及无损检测，焊接在管件上的各种附件由合格焊工施焊，并认真检查，管件及焊口经锅炉整体水压试验确认无渗(泄)漏。该型式锅炉属微正压锅炉，锅炉正常运行中炉膛出口风压约为±100 Pa，炉膛下部、外置床等部位达10k Pa以上，极易发生漏烟、漏灰；因此，应对锅炉受热面、烟风室焊接密封进行严格检查，彻底清除制造和施工缺陷。

4.1.2 分离器及回料系统安装控制重点

分离器组合、安装重点是控制几何中心尺寸(纵横中心、标高)，其垂直中心线必须是从上口到下口通线检查，分离器中心筒相对于分离器的中心位置必须准确，这关系到锅炉运行中烟气流向和烟气对内部炉墙的冲刷。分离器本体、进出口烟道、回料系统冷热风管组合安装要控制椭圆度、平整度，误差过大将影响下道工序炉墙的施工质量。4.1.3 非金属膨胀节安装控制重点

为解决炉本体与烟风管道等相互膨胀位移，CFB锅炉设计采用了较多的非金属膨胀节，这类膨胀节由于滑移体间隙设计不合理、外层蒙皮质量差或在运输、安装过程中发生损坏，锅炉运行中会出现超温、蒙皮破损泄漏烟气等情况，造成锅炉停运。在安装前认真核查图纸资料，检查供货设备质量；安装中控制膨胀间隙、膨胀方向，安装全过程对外层蒙皮采取有效保护措施。4.1.4 炉墙施工控制重点

炉墙施工前，对炉墙材料抽样检验，不合格材料不使用；各种材料分类存放，材料存放采用防雨措施；现场制作的模板做到表面平整、光滑。设备系统安装验收完工部分，办理书面交接手续后，开始下道工序炉墙施工。炉墙销钉、抓钉焊接由合格焊工施焊，焊后认真检查。保温砖、耐火砖砌筑水平面、垂直面拉通线施工和验收，误差控制在±5 mm；上、下层砖错缝施工，灰缝饱满、均匀，有裂缝等质量缺陷以及小于2／3长度的耐火砖不再使用，处于向火面的耐火砖不得有缺角、掉边，拱面最后收口的锁紧砖必须是整块砖，从上往下锁入，并有紧力。严格控制保温浇筑料、耐火浇筑料的配合比、加水量，并让施工人员熟悉掌握，适时监控，防止作业人员以增加水量来提高浇筑料的流动性；浇筑料拌合均匀，按技术要求控制拌合至入模时间；浇筑用的模板拼砌严密，支撑体系牢固，以防止爆模、漏浆；浇筑料振捣密实，防止出现蜂窝、麻面；浇筑施工按1 m×l m为方格间隔施工，方块间用l mm厚陶瓷纤维纸隔开作为膨胀缝。膨胀缝正确留设，冷热灰管非金属膨胀节处炉墙施工保证滑移缝正确留出，滑移缝中不留有异物，防止被浇筑料浇死。需对各个部位的膨胀缝进行4级验收，并做好书面记录。

4.2 安全及文明施工管理

锅炉岛是整个工程建设过程中安全风险较大的区域，锅炉周边要设置围栏和安全通道，实施封闭管理。锅炉平台随构架同步安装，栏杆、围脚板齐全完善，各施工作业面的临时平台和通道及时规范搭设。在锅炉炉墙、外保温主要作业面搭设物料存放区，临时平台承载力应经计算并标志，每天产生的垃圾、余料及时清理外运。锅炉间管线统一布置，不影响施工、阻碍通道，氧乙炔管道避开电力线路敷设通道。脚手架搭设规范，实行验收挂牌制度。

交叉作业面力求错开作业时段，并设置可靠的隔离设施。锅炉大件吊装阶段，许多部件属临时吊挂，采取措施防止吊挂件因受碰撞、吊具松脱而滑落。分离器本体及进出口烟道炉墙施工时，内部作业人员多，粉尘大，空气流动性差，在其壳体上开设了多个通风孔，并装设通风机。炉墙材料不过多存放在脚手架上，以免掉落打击下方人员。锅炉烘炉阶段重点防范火灾的发生，油管道经过水压试验，烘炉机周边易燃物彻底清除，油管接头下部设置积油桶，重要设备(如电缆)进行遮隔，放置消防器材。锅炉调试、试运阶段的特殊方案及实施

5.1 辅机及系统分部试运

根据锅炉制造厂、炉墙材料供应方提出的技术要求，炉墙施工完成后(尤其是耐火浇筑料)要在自然环境下养护约20天，而锅炉风机启动试运，会对正在施工和已完工炉墙质量带来影响，因此出风不能进入炉内。采取将风机出口风道设在合适位置，且与炉内隔断，出风直接排空，以提前试转风机。

5.2 低温烘炉与锅炉化学清洗

低温烘炉是通过外部临时烘炉设施将炉内烟气温度逐步提升至约400℃，烘炉时间控制不少于168 小时，可基本去除炉墙材料中的游离水。

低温烘炉要外接一些临时设施，包括烘炉机、油管道、压缩空气、供电电源等，这些设施要布局合理、规范；烘炉机尽量靠近炉体，以免烘炉机出口风管过长，在烘炉中被烧坏。为避免炉内热烟气大量流失，造成烘炉温度难于控制，将与炉室相连的冷热风管临时封堵，锅炉密相区上部、分离器出口烟道、烟窗等处设隔断(但不必完全密封)。为防止外置床受热面干烧，用薄铁皮将管束包裹遮隔，冷渣器受热面拉出体外，烘炉完后再回位。同时，为防止烘炉时油烟在空预热器传热元件上附着，导致空预器失火，以及油烟在电除尘器极板上附着，影响除尘效果，在空预器进口烟道上安装临时排烟口，并在空预器进烟口处安装捕油网。为防止回转式空气预热器超温导致回转体变形，烘炉期间需投入空气预热器，启动l台一次风机运行(送风临时排空)。

锅炉化学清洗过程要将炉水温度提升至约150℃，化学清洗时间约48小时，因此将锅炉化学清洗与低温烘炉2个方案合并进行。低温烘炉开始将炉水温提升至化学清洗所需温度，维持该温度至化学清洗结束，之后继续升温，进行低温烘炉后续过程。

为检验烘炉效果和耐磨耐火浇筑料的性能，在炉墙施工的同时制作炉墙试块，烘炉前分别放置在烘炉重点部位。为利于烘炉部位水分的散发，在外置床壳体侧面、分离器顶部、分离器出口烟道顶部、风道燃烧器顶部、回料腿等处开设排湿孔，低温烘炉结束后封焊。

5.3 锅炉添加床料

锅炉床料是锅炉启动建立床压、实现物态循环的基础，锅炉首次启动床料可用经过筛分的细砂(粒径不大于5咖)来填充，锅炉正常运行中通过调节排渣量维持床压。锅炉首次启动需添加近700 t床料。采用人工添加床料费工费时。经过尝试。采取床料从煤场通过输煤皮带运送至煤斗，用给煤机送入炉膛，但外置床、回料阀部位的启动床料仍由人工添加一部分，锅炉启动后通过物料循环补充一部分。锅炉运行中，若床压低，燃烧难以调整，也可采用在煤场原煤中加入一定量的床料，通过给煤线添加。

5.4 锅炉膨胀系统的监视

锅炉低温烘炉开始和锅炉首次启动运行中，注意监视锅炉的膨胀位移情况，特别关注回料腿与炉膛、外置床与炉膛、风道燃烧器与炉膛几个部位膨胀节处的位移值，若出现位移不畅，应查明原因并消除，以免损坏设备。实施效果

循环流化床锅炉的应用分析 篇3

关键词：循环流化床锅炉加工分析

0 引言

循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，是介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。自循环流化床燃烧技术出现以来，循环流化床锅炉已在世界范围内得到广泛的应用。循环流化床锅炉是一种国际公认的洁净煤燃烧技术，以其燃料适应性广、脱硫效果好、NOx排放量低、负荷调节性能好等优点在我国燃煤电站中方兴未艾。我国循环流化床锅炉技术已步入世界先进水平，循环流化床锅炉总装机容量也居世界第一位，但是，我国锅炉的脱硫现状还不很乐观，脱硫系统的可用率、锅炉脱硫效率不高，因此循环流化床锅炉的应用加工还存在不少问题，离国际先进水平有一定差距。

1 循环流化床锅炉的特点

由于循环流化床内气、固两相混合物的热容量比单相烟气的热容量大几十倍甚至几百倍，循环流化床锅炉中燃料的着火、燃烧非常稳定。在床内沿炉膛高度所进行的燃烧和传热过程，基本上是在十分均匀的炉膛温度下(一般为850℃～900℃)进行的，从而可使循环流化床锅炉达到98%～99%的燃烧效率。在钙与燃料中的硫摩尔比为115～215的情况下可以达到90% 以上的脱硫效率。由于循环流化床锅炉是低温燃烧，而且燃烧过程是在整个炉膛高度上进行的，所以可以方便地组织分级燃烧，因而可以有效地抑制NOx的生成，降低NOx的排放。由于炉内气、固两相流对受热面的传热是在整个炉膛内进行的，不需在床内布置埋管受热面，因而完全避免了埋管的磨损问题。而布置在炉膛出口外的高效分离器可将大部分固体颗粒从烟气中分离出来，大大减少了尾部烟道中烟气的粉尘浓度，减少了尾部受热面的磨损。

①燃料适应性强。由于循环流化床中的燃料仅占床料的1%－3%，不需要辅助燃料而燃用任何燃料，可以燃用各种劣质煤及其它可燃物，特别包括煤矸石、高硫煤、高灰煤、高水分煤、煤泥、垃圾等，可以解决令人头疼的环境污染问题。②燃烧效率高。循环流化床比鼓泡床流化床燃烧效率高，燃烧效率通常在97%以上，基本与煤粉相当。③脱硫率高。循环流化床的脱硫方式是最经济的方式之一，其脱硫率可以达到90%。④氮氧化物排放低。这是循环流化床另外一个非常吸引人的特点，其主要原因是：一低温燃烧，燃烧温度一般控制在850－900℃之间，空气中的氮氮一般不会生成NOx；二分段燃烧，抑制氮转化为NOx，并使部分已生成的NOx得到还原。⑤燃烧强度高，炉膛截面积小，负荷调节范围大，调节速度快。⑥易于实现灰渣综合利用，由于其灰渣含炭量较低，属于低温烧透，有着更大的利用价值。⑦燃料预处理系统简单，其燃料的粒度一般小于12mm， 破碎系统比煤粉炉更为简化。

2 循环流化床内的燃烧加工过程

循环流化床锅炉的脱硫原理是在燃烧中加入适当比例和颗粒度的石灰石与燃料一起进行循环燃烧，加入的石灰石在炉内循环时间长，使石灰石磨得非常细的时候才会从分离器中飞到后面去。循环流化床锅炉的燃烧温度是900 ℃左右，这一温度既能抑制二氧化硫的生成，又使石灰石能充分分解。

2.1 煤粒送入循环流化床内迅速受到高温物料和烟气的辐射而被加热，首先水分蒸发，然后煤粒中的挥发份析出并燃烧、最后是焦炭的燃烧。其间伴随着煤粒的破碎、磨损，而且挥发份析出燃烧过程与焦炭燃烧过程都有一定的重叠。循环流化床内沿高度方向可以分为密相床层和稀相空间，密相床层运行在鼓泡床和紊流床状态。循环流化床内绝大部分是惰性的灼热床料，其中的可燃物只占很小的一部分。這些灼热的床料成为煤颗粒的加热源，在加热过程中，所吸收的热量只占床层总热容量的千之几，而煤粒在10 秒钟左右就可以燃烧（颗粒平均直径在0～8mm），所以对床温的影响很小。

2.2 循环流化床内煤的燃料着火。流化床内燃料着火的方式，固体质点表面温度起着关键作用，是产生着火的点灶热源，这类固体近质点可以是细煤粒，也可以是经分离后的高温灰粒或者是布风板上的床料。当固体质点表面温度上升时，煤颗粒会出现迅猛着火。另外，颗粒直径大小对着火也有很大的影响，对一定反应能力的煤种，在一定的温度水平之下，有一临界的着火粒径，小于这个颗粒直径，因为散热损失过大，燃料颗粒就不能着火，逸出炉膛。

2.3 循环流化床内煤的破碎特性。煤在流化床内的破碎特性是指煤粒在进入高温流化床后粒度急剧减小的一种性质。但引起粒度减小的因素还有颗粒与剧烈运动的床层间磨损以及埋管受热面的碰撞等。影响颗粒磨损的主要因素是颗粒表面的结构特性、机械强度以及外部操作条件等。磨损的作用贯穿于整个燃烧过程。煤粒进入流化床内时，受到炽热床料的加热，水份蒸发，当煤粒温度达到热解温度时，煤粒发生脱挥发份反应，对于高挥发份的煤种，热解期间将伴随一个短时发生的拟塑性阶段，颗粒内部产生明显的压力梯度，一旦压力超过一定值，已经固化的颗粒表层可能会崩裂而形成破碎；对低挥发份煤种，塑性状态虽不明显，但颗粒内部的热解产物需克服致密的孔隙结构都能从煤粒中逸出，因此颗粒内部也会产生较高的压力，另外，由于高温颗粒群的挤压，颗粒内部温度分布不均匀引起的热应力，这种热应力都会引起煤颗粒破碎。煤粒破碎后会形成大量的细小粒子，特别是一些可扬析粒子会影响锅炉的燃烧效率。细煤粒一般会逃离旋风分离器，成为不完全燃烧损失的主要部分。破碎分为一级破碎和二级破碎，一级破碎是由于挥发份逸出产生的压力和孔隙网络中挥发份压力增加而引起的。二破碎是由于作为颗粒的联结体——形状不规则的联结“骨架”（类似于网络结构）被烧断而引起的破碎。煤的破碎发生的同时也会发生颗粒的膨胀，煤的结构将发生很大的变化。一般破碎和膨胀受下列因素的影响：挥发份析出量；在挥发份析出时，碳水化合物形成的平均质量；颗粒直径；床温；在煤结构中有效的孔隙数量；母粒的孔隙结构等。

3 循环流化床锅炉发展中存在的一些问题及加工剖析

由于循环流化床锅炉炉膛没有设置埋管，不存在磨管现象。也不存在点火时有一部分热量被水冷系统带走的问题，点火启动，停炉都比较方便。冷炉状态20分钟炉子就可以点着，热炉状态只用5到6分钟，一般压火24小时没有问题，环境污染小。由于循环流化床锅炉的低温燃烧特性，二氧化硫和氮氧化物排放浓度非常低(氮氧化物的生成温度约为1000 ℃，其排放浓度可控制在200PPM以下)，是链条炉和煤粉所不容易实现的。由于循环燃烧使它的炉渣几乎不含碳，呈黄褐色小颗粒，可以作为水泥制品的掺和料。并相对减少了总出渣量。

3.1 我国内目前已运行的循环流化床锅炉看遇到的主要问题有：①炉蒸发量不到设计的额定值；②高温分离器和物料返送器内结焦；③耐火材料和受热面磨损；④锅炉排烟温度偏高。

3.2 锅炉调试及运行中的控制重点：

3.2.1 流化不良的预防方法：①必需保证布风板风帽小孔的畅通，这就要求在加床料之前把风帽小孔及床面清理干净；②运行后一次风量必需大于临界流化风量；③升温升压过程中，控制升温速度，防止炉内耐磨耐火材料脱落堵塞风帽；④原煤粒度控制在6～10mm之间，避免因为原煤粒度过大流化不良；⑤控制燃煤中矸石及铁块的含量，定期将大颗粒物料排除，确保流化良好。⑥在升负荷及调整过程中，加煤和调风不能猛增猛减。

3.2.2 超温结焦的预防控制方法：①控制合理的床压，防止燃煤直接接触风帽造成燃煤堆积爆燃超温结焦。②点火启动阶段，控制合理油枪配风，保证燃油完全燃烧，避免未燃尽油雾沾附在煤粒上造成结焦。

3.2.3 两床失稳预防控制：①运行中给煤、返料量、排渣控制合理，保证两侧床压一致。②给煤量调整时应将各点给煤均匀，使燃煤在整个床面分布均匀，如一侧给煤量减少时，应立即减少另一侧给煤量，控制炉膛两侧床压偏差小于2.5kPa。③炉膛两侧外置床返料量调整基本一致，避免因为返料量偏差而产生床温床压偏差。④调整炉膛两侧风量及给煤量，使两侧床温及一次风量均衡。

3.2.4 堵煤预防控制与启动调试：①循环流化床锅炉无煤粉制备系统，粗、细碎煤机将原煤破碎成6～8mm的煤粒后进入原煤斗，再通过给煤机直接进入炉内。由于破碎后的煤粒表面积增大，水分、内水分增高，因此极易在碎煤机、原煤斗、给煤机落煤口等部位发生堵煤现象。堵煤时将直接危及锅炉的稳定运行，主要故障有：a原煤破碎设备堵塞：原煤破碎设备堵塞是指原煤粘在破碎机出口及入口管道上，导致下煤不畅输煤中断，或原煤粘在破碎机内部导致破碎机堵塞；b原煤斗堵煤：原煤斗堵煤是由于破碎后的煤粒在原煤斗内受到挤压，导致在原煤斗内搭桥下煤不畅；且原煤斗设计为方形，原煤和煤斗之间的接触面积增大，下煤阻力增大导致原煤斗堵煤；c落煤口堵煤：进入落煤口的煤粒由于受到回灰的加热，导致煤粒中外水分大量蒸发，上升水蒸汽在落煤口聚集并冷凝成水滴，最终导致煤粒搭桥堵塞落煤口。d运行中不但要加强给煤设备的监视及维护，还要注意以上区域是否堵煤，如发生堵煤应及时疏通，在给煤恢复后应注意燃烧及汽温的控制。②启动调试的主要内容：a风量测量装置的标定。锅炉燃烧风量是运行人员调整燃烧的的重要依据，其测量的准确性直接影响到锅炉的经济安全运行。安装在锅炉风道上的风量测量装置，往往由于安装位置管道直段不能满足设计要求、装置加工误差等原因使流量系数偏离设计值，为锅炉运行的需要，我们对锅炉主要的风量进行了测量。按等截面布置测量点，标准测速元件采用毕托管，压差信号用电子微压计读取。由于风量测量装置厂家的设计数据在试运期间多次修改，根据厂家最后提供的数据，DCS上显示风量与实测值基本相符。b风量调节挡板检查。风门挡板检查在冲管结束后进行，通过实地检查及在全关、全开状态下风量测量及管道压力判断风门能否关严，并检查判断与指示开度位置、DCS显示是否一致。要通过多次反复检查，锅炉风系统如有较多的风门挡板实际位置与DCS显示不符的问题已解决，单多数调节挡板全关状态下关闭不严，仍需进一步解决。c冷渣器布风板阻力试验及风室间窜风情况检查。冷渣器布风板阻力试验由于冷却风量小、波动大，数据可靠性差，由此计算出的风量值不可靠，因此无法整理出合理的风量与布風板阻力的关系曲线。冷渣器风室间窜风将会影响冷渣器内物料的流化，特别是在炉膛排渣量较大时，选择室的流化质量更难保证，最后导致冷渣器堵塞，冷渣器风室间窜风检查非常必要，热工调试内容包括：热工信号及连锁保护校验、热工信号逻辑及报警系统试验、锅炉炉膛安全监控系统试验、负责DCS端子排以外的热控装置的二次调整、锅炉各种自动及保护的投运等。

4 循环流化床锅炉在工业锅炉方面的应用

①使用循环流化床锅炉需要具备比层燃炉更加严格的管理和使用条件。使用循环流化床锅炉，需要具备完善的仪表及自动化控制系统，要求司炉工有较高的操作技术和责任心，要求热负荷比较稳定。因此，锅炉使用单位要注重司炉工的选拔和培训，并配备所需的专业技术人员。②循环流化床锅炉用电量较大。与层燃炉相比，循环流化床锅炉具有较高的燃烧效率，但其鼓风、引风、碎煤等设备的用电量都比较大。所以，循环流化床锅炉用电量较大。③工业锅炉出口烟尘浓度较大，需要配备高效除尘器，有时甚至采取两级除尘或静电除尘，在环保要求严格的地区尽量不要使用。④循环流化床锅炉可以燃烧低质煤，比层燃炉具有更好的燃料适应性能。循环流化床锅炉比层燃炉的热效率更高。⑤循环流化床锅炉受热面容易磨损，维修费较高。循环流化床燃烧技术是一种高效低污染的燃烧技术。工业锅炉用户在选用循环流化床锅炉时需要对热负荷和燃煤情况进行综合分析，并对用电与用煤的总成本进行计算，以确定是否经济合理。

5 结束语

循环流化床燃烧技术是一种高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程，它有着污染物排放少，锅炉负荷适应性好、燃料适应性广、燃烧效率高以及环境污染少等优点。企业采用流态化循环燃烧，通过提高其燃煤效率进而简化其工作地流程，大大的提高的企业的工作效率。我国现在二氧化硫产生的酸雨已严重危害着环境，一般工业锅炉配套的脱硫设备不但投资较大，而且脱硫效果也不尽人意。若采用循环流化床锅炉，这一问题也能得到较好地解决。再者，由于温室效应、全球沙漠化、缺水等问题日趋严重，要求控制CO2排放量的呼声越来越高。我国作为一个CO2排放大国，提高锅炉运行效率，减少燃煤消耗势在必行，循环流化床锅炉因它结构所决定的节能和环保上的优势，应该得到广泛的应用。

参考文献：

[1]李烁主编.循环流化床锅炉.吉林科技出版社.2006年4月.

[2]张同，陈力，鞠兵.循环流化床锅炉的发展方向.2008年5月.

火电厂循环流化床锅炉安装调试 篇4

关键词：大型火电厂,循环流化床锅炉,安装

大型火电厂循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式, 这是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式, 即通常所讲的半悬浮燃烧方式。所谓的流态化是指固体颗粒在空气的作用下处于流动状态, 从而具有许多流体性质的状态。在循环流化麻锅炉炉内存在着大量的床料 (物料) , 这些庥料在锅炉一次风、二次风的作用下处于流化状态, 并实现炉膛内的内循环和炉外的外循环, 从而实现锅炉不断地往复循环燃烧。

1 锅炉炉架安装

本工程锅炉的炉架结构多为钢结构, 锅炉钢架设备主要包括柱子、横梁、垂直斜撑、水平斜撑、楼梯栏杆、吊挂装置等。它是支撑所有受热面、炉墙及炉体其它附件的重量的构架。

为保证锅炉钢架的稳定性, 将其设计成桁架结构, 并在不同高度设有水平支撑。为节省钢材, 钢架立柱因受力不同。主承柱截面积大, 翼缘板、腹板用的钢板较厚:辅柱翼缘板、腹板用的钢板较薄, 水平支撑设计为双拼角钢形式。钢结构的连接方式可分为焊接和螺栓连接两种方式, 焊接方式不需要在钢材上开孔, 不削弱截面, 焊缝刚度大, 密封性好。但因其焊接的高温作用而形成影响区, 使附近的钢材金相组织及机械性能发生变化, 影响钢结构的承载力和刚度。所以, 锅炉的钢结构连接方式都采用高强度螺栓连接, 高强度螺栓连接可以保证连接件有较好的整体性和刚性。钢结构安装中立柱和横梁的吊装工作量较大, 如果都是用传统的单件起吊方法, 施工速度是相当慢的, 效益特别低, 所以本工程采用如下吊装方式。采用单吊多件的方法能减少吊机在空间的周转时间, 从而提高吊机的利用率和功效, 更重要的是能提高施工速度节省吊装时间。

2 燃烧系统安装

与燃料有关的煤、风、烟系统称为锅炉的燃烧系统。锅炉的“炉”即泛指燃烧系统。燃烧系统是由燃烧设备 (炉膛、燃烧器和点火装置、空气预热器、通风设备 (风机}以及烟风道组成的。锅炉机组的燃烧系统组成设备有原煤管道, 一次冷热风道, 二次冷热风道, 送粉管道。三次风管道, 本体烟道, 中部烟道, 尾部烟道, 四角切圆燃烧器, 炉膛和点火装置.回旋式空预器等等, 其中有风门, 闸板门, 防爆门, 金属膨胀节, 烟温、烟压、流量测点等重要部件。安装这些设备时, 风门的灵活度, 方向在地面组合时就要搞好, 其中尤其是方向。金属膨胀节冷热偏值, 在图上都有个要求, 在地面就要将预偏值搞好, 不管是压缩, 或是伸长, 并用型钢加固牢靠。四角切圆燃烧器是整个燃烧系统安装的最关键点, 它的安装质量直接确定了整台锅炉以后的经济状态, 安装不好, 燃烧情况达不到设计要求, 不光是浪费煤, 燃烧不好, 还容易结焦, 影响锅炉的使用受命, 故燃烧器的性能好坏直接影晌燃烧的稳定性和经济性。布置在四个主燃烧器的正上方螺旋水冷壁切角处, 在垂直水冷壁安装结束后, 炉左侧两个燃烧器利用筒吊+150t汽车吊在炉膛内扳起组件, 筒吊就位, 炉右侧两个燃烧器利用10t卷扬机+50t滑车组+150t汽车吊在炉膛内扳起组件, 卷扬机就位。燃烧器就位后, 受螺旋水冷壁施工周期长限制, 因冷灰斗不能受力, 炉膛内找正切圆脚手架无法搭设, 但燃烧器周围焊接工作量较大, 于是采取方法进行了找正, 安装完毕后, 进行了复核, 安装质量优良。

3 汽包安装

本工程锅炉汽包重162t, 长19.7m, 布置在锅炉前钢架KA前7.8m处, 由轴承支撑在钢架上。汽包吊装采用液压顶升装置, 由布置在汽包顶上的2台200t液压千斤顶, 将汽包由锅炉0m倾斜15。角抬吊就位, 然后安装汽包支撑梁及轴承, 然后找正就位。由于是坐式汽包, 设计位置在钢架主框架前的支撑梁上, 因此安装前的汽包问支撑框架的加固方案经过了多方论证。

4 风帽安装

·在循环流化床锅炉的安装过程中风帽的安装很重要。因为锅炉床上物料、回料器物料、外置床物料的流化完全依赖于一次风和流化风通过风帽进行流化, 所以风帽的安装角度、水平度要求很严格。风帽的喷嘴根据风帽型号的不同有很大的区别。风帽安装根据型号和规格进行编号.在每一个风帽的安装位置编上相对应的号码后再进行安装。风帽点焊固定后校正风帽喷嘴的方向和水平度、垂直度, 最后整体校正后最终固定焊接。

5 锚固件安装

锅炉的炉墙耐火耐磨材料的敷设位置全部设计有密布的锚固件。锚固件的安装质量直接影响到耐火耐磨材料的使用寿命。锚固件全部为不锈钢, 炉墙壳体为碳钢, 异种钢焊接难度大。锚固件布置间距小, 本身形状复杂。为了保证锚固件的排列整齐和安装质量, 锚固件安装前在安装位置按照设计要求间距用墨线进行放线, 在线的接点处将锚固件焊接在设备的向火面。在焊接锚固件前, 锚固件与炉墙壳体焊接处应当用磨光机清除干净铁锈和油漆, 以保证锚固件根部焊接融合质量。锚固件的焊接必须由合格焊工施工, 焊接完毕后清理干净焊缝药皮, 否则影响耐火耐磨材料的安装质量。

6 整体砌筑

循环流化床锅炉耐火耐磨材料施工量大, 环节多, 质量工艺要求高, 设备内部结构形状极不规则, 尤其是水冷壁和旋风分离器及进出口烟道的施工难度很大。

6.1 锅炉水冷壁耐火耐磨料的施工

锅炉布风板上面密向区的耐火耐磨浇筑料设计了独特的工作缝和集中膨胀缝。在施工中只能采用分块浇筑, 是由于上层和下层必须错缝, 工作缝为Z字形缝, 每条工作缝的向火面必须形成三角形沟槽。集中膨胀缝设计在四周墙体的角部各顶部。为了保证安装质量和进度, 我们按照图纸的尺寸在电脑上演示分割浇筑区域, 精确地保证了每一道设计的膨胀缝的施工。

6.2 旋风分离器及进出口烟道耐火耐磨料的施工旋风分离器以砌砖为主。

为了保证耐磨材料的使用寿命, 现场技术人员按照厂家的技术图纸要求对耐火砖进行了认真检查, 确保耐火材料的质量。因旋风分离器内在运行过程中由于高速烟气对分离器内壁形成强烈冲刷, 因此磨损非常严重, 在施工质量上要求非常严格。其中耐火砖的灰缝饱满度必须大于90%以上, 灰缝控制在3mm, 相邻砖的平整度小于0.3mm, 膨胀缝均匀, 宽度在正负1 mm。同时对旋风分离器的内径误差要求在正负3mm内。同时对壳体的制作和安装精度要求非常高, 在施工过程和验收时技术人员进行了全过程控制, 保证了旋风分离器的整体安装和砌筑质量。

7 膨胀节安装

锅炉炉膛、旋风分离器、尾部烟道有不同的膨胀中心, 因此锅炉的许多部件连接采用了非金属膨胀节连接, 锅炉到旋风分离器进口、旋风分离器出口到水平烟道、回料器到炉膛、外置床到炉膛、空气预热器连接一二次风道、点火风道连接炉膛风室处。锅炉在冷态和热态时部件之间的不同膨胀度, 膨胀节恶劣的工作环境, 使膨胀节容易在交变应力下损坏, 因此在安装时严格保证膨胀节在冷态的情况下的安装尺寸, 安装前对膨胀节进行检查、修补。

8 结论

综上所述, 由于火电厂循环流化床锅炉的参数高、部件多、体积大、重量大, 无法在制造厂组装成整体后运往工地, 只能在制造厂加工成零件或将运输装卸能力允许的组装件运往工地.再进行组合装配, 装置成能够投产的运行的完整锅炉。本工程锅炉体积大、组合工序多、笨重, 吊装就位难, 施工密度大, 难度大, 交叉作业多, 因此, 在科学合理地进行施工组织的基础上, 制定了切实可行的安装技术方案, 保证施工工期、质量和安全, 取得了良好的实际效果。

参考文献

[1]火力发电厂新设备新技术与发电工程设计、运行、维护及标准规范实用手册.2006.[1]火力发电厂新设备新技术与发电工程设计、运行、维护及标准规范实用手册.2006.

[2]降可法.循环流化床锅炉理论.设计与运行.北京:中国电力出版社.1998.[2]降可法.循环流化床锅炉理论.设计与运行.北京:中国电力出版社.1998.

循环流化床秸秆锅炉项目 篇5

中国科学院工程热物理研究所

一、项目的背景意义

随着社会对能源需求的日益增长，作为主要能源来源的化石燃料却迅速地减少。因此，寻找一种可再生的替代能源，成为社会普遍关注的焦点。生物质能是一种理想的可再生能源，它来源广泛，每年都有大量的工业，农业及森林废弃物产出。在目前世界的能源消耗中，生物质能消耗占世界总能耗的14%，仅次于石油、煤炭和天然气，位居第四位。而在发展中国家，生物质能占较大的比重，达到50%以上。据统计全球生物质能占可再生能源资源35%,在可再生资源中位居首位。1996年的我国生物质产量(主要是农作物秸杆)7.05亿吨,而当年利用量不足30%，这说明我国生物质能的利用潜力还很大。利用生物质能发电是生物质利用的一种重要方式之一。瑞典和丹麦的大城市都是利用生物质，通过热电联产的方式进行区域集中供热的。生物质与化石燃料相比，具有以下优点：

1、可再生性；

2、低污染性： SOx、NOx排放浓度低；

3、生物质作为燃料时，在生长周期内，对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。我国对燃烧生物质发电的上网电价给予了充分的优惠，目前，燃烧生物质发电的上网电价为当地燃煤发电上网电价的基础之上增加0.25元/KWh，这项政策的出台，必将推动生物质燃烧发电成套技术及设备在我国的空前发展。河北是一个农业大省，每年秸秆的产量巨大。目前，一部分生物质燃料分散燃烧利用，大部分就地焚烧。如何避免直接就地焚烧带来的污染，同时利用生物质的热能，这是值得我们深入研究课题，同时急需相关技术和装备。

循环流化床锅炉燃料适应性广，可同时燃用多种燃料；环保特性优越，排放满足国家标准；炉内换热均匀，热回收效率高，运行稳定；灰渣利用性高。基于循环流化床锅炉所具有的上述优点，人们自然将目光转向采用循环流化床技术来利用生物质能源，日本、美国和欧洲各国都在研究开发燃用生物质的循环流化床锅炉技术和产品。

二、秸秆类生物质燃烧与采用循环流化床所遇到的问题

1、秸秆类生物质的燃烧特性表现为：挥发分析出、着火迅速，燃烧主要集中在挥发分的气相燃烧，固定碳所占的燃烧份额很小，但是固定碳的燃尽性能较差，如何实现挥发份有效的快速燃烧和固定碳的燃尽；

2、秸秆类生物质中含有较多的碱金属元素(主要是指钾和钠)，在生物质燃烧过程中，主要表现为灰的粘结性较强，在炉膛内容易发生结渣、堵塞，在尾部受热面上发生积灰，影响循环流化床锅炉安全、稳定的运行。

3、秸秆类生物质中含有少量的硫和氯，燃烧过程中会产生一定量的SO2和HCl，对尾部受热面形成腐蚀，如何有效地避免受热面管壁的腐蚀；如何有效的去除尾部受热面管壁上的积灰。

4、如何有效的收集烟气中的飞灰，以及飞灰的再利用。

5、如何增强对秸秆类生物质成分变化的适应性，秸秆类生物质水分的波动性会影响运行工况。

6、针对中国实际情况，如何实现不同秸秆混烧的前处理和加料问题。针对以上问题，中国科学院工程热物理研究所采取了一系列应对措施，基本上解决了掺烧或纯烧生物质循环流化床锅炉中存在的一系列问题。通过对秸秆类生物质燃烧特性、成灰特性以及排放特性的研究，在中试试验装臵中完成了生物质燃烧、热解等一系列的试验，形成了能够进行工程应用的生物质循环流化床锅炉燃烧技术。

三、工程热物理研究所（IET）循环流化床燃烧技术

中国科学院工程热物理研究所长期致力于发展循环流化床燃烧技术。从1984年建成国内第一台2.8MWt循环流化床燃烧工业化装臵至今，与国内多家锅炉厂合作，开发成功了10t/h、35t/h、75t/h、130t/h、220t/h、410t/h、480t/h、670t/h蒸发量等系列容量的循环流化床锅炉。采用该所技术所生产的循环流化床燃煤锅炉，已达到1500多台，在国内占据70％以上市场份额。近年来，中国科学院工程热物理研究所不断扩展新的研究领域，包括生物质焚烧技术、煤泥、造纸污泥、生活污泥焚烧技术、煤热解和气化技术等。在中试焚烧试验装臵上，完成了生物质、污泥、垃圾燃烧特性和排放特性的中试试验，试验结果表明：采用循环流化床燃烧技术，飞灰含碳量较低、燃烧充分、烟气和飞灰排放均满足国家相关的环保标准，可直接进行工程应用。

中国科学院工程热物理研究所生物质循环流化床燃烧技术特点是：秉承循环流化床锅炉的优点，并对生物质进行针对性研究开发，特别关注生物质燃烧过程中的结团和结渣、高低温受热面腐蚀、生物质的加料、尾部受热面的吹灰技术等问题。

针对开封锅炉厂提出的12t/h蒸发量，蒸汽温度：400℃，燃烧玉米秸秆生物质发电项目(生物质秸秆的分析资料如表1至表4所示)，中国科学院工程热物理研究开发的循环流化床生物质锅炉主要特性表现在如下几个方面。

1、生物质循环流化床锅炉设计(1)炉膛的设计

同常规的燃煤循环流化床锅炉相比，为了适应秸秆类生物质燃烧的需要，锅炉炉膛发生了变化，主要表现在炉膛结构设计，炉膛底部采用带有专利技术的布风板，包括进料位臵和返料位臵和方式，来实现秸秆类生物质在床层内的强烈掺混、干燥和低温燃烧，可以实现秸秆类生物质的良好流化，避免了生物质的结团；床料只参与循环，不易磨损，秸秆类生物质中易燃部分一次性燃烧完毕，并为固定碳部分留有充分的燃烬时间和条件。通过合理布臵炉膛的受热面，降低了炉膛出口的温度水平，保证进入返料器循环灰的温度低于850℃，这对于分离、返料回路的畅通以及降低后面过热器表面的积灰是至关重要的。(2)物料分离及循环 采用专利的分离器技术和返料器技术，使得床料进行循环，未燃烬的可燃部分在此被分离并携带回炉膛继续燃烧，控制合适的进出口温度，避免循环物料在循环回路中搭桥和堵塞。

2、操作参数的选择

实际上，秸秆类生物质燃烧的最主要问题就是结团、积灰和结渣。除了燃料本身的特性(主要指灰分的组成)，合理的锅炉结构设计之外，锅炉运行中操作参数选择也至关重要。例如烟气温度，管子受热壁面的温度、材料以及所在的位臵，燃烧的环境，烟气中氧含量等。通过严格控制床层和炉膛出口的燃烧温度、分离性能、过量空气系数、尾部烟道的烟气流速，能够避免和解决燃烧秸秆类生物质出现的积灰、结渣问题。

由于过热的蒸汽温度只有400℃，氯的高温腐蚀可以大大降低；同时，由于管壁温度不高，灰的粘性大大削弱；采用纵臵式的过热器，选取较高的烟气流速，可以避免生物质燃烧灰在过热器管壁上的积灰，保证了锅炉的蒸汽参数以及维持锅炉的整体出力。

3、尾部烟道设计、吹灰技术及除尘方式的选择

秸秆类生物质燃烧形成灰主要以飞灰的形式离开分离器进入尾部烟道，根据灰的成分分析，灰中硅、钾、钠、钙的含量较多，灰在受热面管壁的粘结相比磨损要严重许多，因此，尾部受热面的烟气流速选择非常重要，合理选择流速，可以避免受热面的积灰，同时配备专有的吹灰系统以及布袋除尘器来有效的收集烟气中飞灰。

4、环保性能的保证 循环流化床燃烧技术的温度水平和物料循环方式有助于秸秆类生物质中钙、镁及钾对S和Cl的反应和自脱除，避免了尾部受热面的酸性腐蚀，使烟气排放符合国家环保标准。由于采用单一秸秆类生物质燃烧，灰渣中营养成份很高，可以直接施用于农田。

中国科学院工程热物理研究所通过对秸秆类生物质燃烧特性、成灰特性以及排放特性的研究，在中试试验装臵中完成了生物质燃烧、热解等一系列的试验，形成了能够进行工程应用的生物质循环流化床锅炉燃烧技术。

四、基本方案

针对秸秆类生物质的特点，中国科学院工程热物理研究所在已有的循环流化床锅炉技术基础上，开发出了适应秸秆类生物质的循环流化床锅炉，避免或解决了生物质燃烧及换热过程中的积灰和结渣问题，并且能够长期稳定运行。烟气的排放满足国家相关的环保标准，灰渣含碳量低，可以实现飞灰的综合利用。针对生物质分类，对于玉米秸秆，可以纯烧和混烧；对于麦杆和稻秆需要混烧，生物质混烧重量比率达到80％左右。锅炉容量可以含盖75t/h及以下容量；生物质循环流化床锅炉可以应用于新建项目，也可以在已有电厂和供热系统中，对原有锅炉实行技改来实现。

表1 河北省某地生物质元素分析

项目 Car

Har

Oar

Nar

Sar

0.20 玉米秸杆 44.87 4.00 32.78 1.01 小麦秸杆 43.56 烟煤

66.87

4.12 33.54 3.66

7.62

0.85 0.68

0.21 1.22 表2 河北省某地生物质工业分析

项目 Aar % Mar % Vdaf % Qnet,ar kcal/kg

7.34 7.98 15.10

9.80 68.06 9.74 72.04 4.54 24.60

表3 河北省某地生物质灰熔点温度 项目

DT

℃ ST

℃ FT ℃

1080 760 1150

1130 780 1300

1160 790 1350

3751 3748 6180 玉米秸杆 小麦秸杆 烟煤

玉米秸杆 小麦秸杆 烟煤

表4 河北省某地生物质灰成分分析

玉米秸小麦秸灰成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO

单位 % % % % %

秆

杆

烟煤

56.68 52.87 58.72 7.4 2.65 8.1 5.41

3.53 21.26 1.41 11.22 6.55 3.61

2.70 0.54 Na2O K2O TiO2 P2O5

% % % %

2.27 2.44 0.12 2.05 0.84 0.22

13.84 26.05 0.44 1.3

循环流化床锅炉床温控优化分析 篇6

关键词：循环流化床；锅炉；床温控制；优化

循环流化床锅炉具有清洁、高效的燃烧优势，存在很大的发展潜力，也是我国工业方面重点使用的锅炉类型。循环流化床锅炉使用中的核心是床温控制，结合床温控的实际状态，规划出科学的优化措施，促使床温控优化符合循环流化锅炉的运行需求，达到高效率的运行标准，进而降低循环流化床锅炉床温控制的难度，提升锅炉的利用效率。

1.循环流化床锅炉床温控制的模型

循环流化床锅炉床温控制模型可以做为优化控制的依据，确保床温控制更加符合循环流化床锅炉的需求。分析床层温度控制的模型，如下：

1.1模型机理

床层温度控制模型的基础是机理建模法，其可根据锅炉运行中的能量守恒，定性分析床层温度控制的特性[1]。控制模型按照锅炉的实际假设条件，最大程度的简化床温控制涉及到的因素，同时渗透专家系统的理论，深入分析循环流化床锅炉床温控制的模型。床温控是在典型工况的状态下进行模型设计的，与锅炉的实际运行保持一致。

1.2软件基础

床温控模型的软件平台是MATLAB，包含温度控制的各项设计模块。MATLAB平台内，相对比较重要的部分是PID控制，可以根据循环流化床锅炉床层温度的状态，提供相对的控制方式，最主要的是提升各项模型函数的运算能力，逐渐形成符合床温控制的信号线，按照循环流化床锅炉的控制，规范床层温度的优化过程。

1.3系统仿真

系统仿真的工况可以设计为25%、65%、100%，对照不同工况的系统仿真结果，明确循环流化床锅炉床温控的优化目的。PID在三类工况状态下，均没有达到温度的控制结果，表明床温控需要改进优化，以此来实现高标准的温度控制。

2.循环流化床锅炉床层温度的智能控制

循环流化床锅炉床温的智能控制，是优化床层温度的主要途径，可以按照锅炉的需求，智能设计床层温度。分析智能控制的设计，如下：

2.1PID的设计

PID设计的流程是一维模糊控制器、二维模糊控制器和三维模糊控制器。一维模糊控制器可以消除床层温度的输入误差，可以控制一阶对象，也是智能设计中的基础部分，但是无法实现动态控制，因此需要进行二维优化设计；二维模糊控制器主要是控制偏差率，能够较好的反馈床温控制中的动态信息，属于较为常用的一类；三维模糊控制器融合了前两者的基础优势，在偏差率的基础上增加了推理运算，准确的控制床层温度，表明各项指标之间的内在联系。

2.2基于PID的控制系统

循环流化床锅炉床温控的智能设计，需要以PID控制为基础，完善控制系统的设计与应用[2]。基于PID控制系统智能设计的内容有：①模糊控制模块，此类模块按照上文中的仿真设计，着重控制PID内的偏差率，将其规范到床温控可以接受的误差范围内，模糊控制中有对应的子集系统，促使床温控可以根据工况的不同状态，提供控制信号的相关方式，提升床温控的稳定性；②自整定模块，不同工况下，床温控的效果不同，在对应的区域内形成特定的参数，自整定模块中可以按照系统控制的需求，主动调节变量，促使其达到绝对变量的标准，抑制床温控制中的误差；③扰动试验，该项试验能够防止外界因素对床温控的干扰，促使床温控制迅速达到可靠的状态，有利于床层温度的优化控制。

3.循环流化床锅炉床温控的优化方式

结合循环流化床锅炉床温控的控制需求，规划优化方式的应用，优化床温控的控制环境，以此来提升床层温度控制的水平。

3.1强化PID的设计与应用

PID在床温控制中起到规范和保障的作用，PID本身具有智能化的特点，其可根据循环流化床锅炉的燃烧状态，分配床层温度的控制变化，最大化的降低床温控中的误差，保障循环流化床锅炉的稳定运行。PID设计与应用，必须符合床温控的要求，优化锅炉运行中的床层问题，体现此项参数控制的优势。PID成为床温控优化中的主要对象，而且其在床温控中发挥重要的作用，所以循环流化床锅炉床温控优化的过程中，需要加强PID的设计与应用。

3.2优化多项控制方案的使用

循环流化床锅炉床温控优化，并不是通过一项方案得到最终的优化结果，而是需求比对多项控制方案，着重分析各项方案的优化效益，进而选择效益最高的控制方案，还要评价方案在循环流化床锅炉床温控中的可行性，保障床温控优化的准确度[3]。循环流化床锅炉床温控优化占有很高的比重，做好床温控优化的工作，有利于提升锅炉节能降耗的水平，同时保障锅炉运行燃烧的效率，解决循环流化床锅炉床温控优化中的干扰问题，改善床层温度控制系统的运行。

4.结束语

循环流化床锅炉的床层温度，属于系统控制的重要参数，需要根据循环流化床锅炉的需求，制定有效的优化措施，维持锅炉稳定运行的状态，以免床层温度出现误差。结合循环流化床锅炉的燃烧状态，设计床温控制的模型，利用智能控制的方法辅助床温控优化，确保锅炉系统具有准确、温度的温控方式，进而为循环流化床锅炉床温控制提供可靠的方式。

参考文献：

[1]崔大伟.循环流化床锅炉床温控制策略优化[D].山西大学，2010.

[2]石舒健.循环流化床锅炉床温控制的应用研究[D].华北电力大学，2009.

[3]陈亮.循环流化床锅炉床温控制系统的应用研究[D].华北电力大学，2013.

浅谈循环流化床锅炉的安装技术 篇7

循环流化床锅炉是一种高效、低污染的节能产品。自问世以来,在国内外得到了迅速的推广与发展。经过近些年的不断进步,我国开发的循环流化床锅炉已成为一种技术先进、工艺可靠、运行稳定、热效率高、能燃烧、低发热值的节能型锅炉。

这种锅炉煤耗量大,风耗量大,运行过程中产生的烟量大、灰量大,渣量也大,故高浓度的烟尘随着高速的烟风对炉内设备及炉墙磨损也比较大。此外,炉内正压运转,炉顶及烟道为负压运转,故对炉膛,一、二级分离器,烟道等系统的密封性能和布面耐磨性能的要求特别的高。系统的密封、耐磨程度好坏是保证锅炉安全满负荷运行的关键。

循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分;气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分;对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。

2 循环流化床锅炉安装的关键性技术

2.1 锅炉本体焊接

为了保证锅炉水循环系统的安装质量,对全部水冷壁管、主蒸汽管采用氩弧焊打底,手式电弧焊盖面。对省煤器管,一、二级过热器采用氩弧焊打底和盖面,保证系统试压一次成功。

2.2 燃烧系统的安装

主要指流化床、布风板、风帽等安装,既要保证严密性,又要保证耐磨,还要防止堵渣。加工的精度要保证,孔径、孔距要精确,风箱、布风板要严密。

2.3 分离及返料装置安装

分为二级分离,一级分离在炉膛出口,是在850~9000C烟温下进行高温分离,利用调温分离器分离颗粒,利用百分窗分离细颗粒,故而由返料装置返回炉室;二级分离在两级省煤器中间,靠百页窗和旋风分离器下来的飞灰再由回料控制器经灰管进入炉内。二级分离器安装的关键是密封和补偿安装,伸缩预拉,焊接严密,浇筑料附着力强,衬里耐磨。

2.4 筑炉施工

筑炉的关键是选材要准确,施工工艺要先进,操作要严格。耐火砖采用磷酸铝耐磨砖,耐火混凝土(浇筑料)采用棕刚玉浇注料。

3 燃烧室及装置安装

3.1 布风板安装

(1)布风板必须校平后安装,而且必须在炉墙护板安装前安装。布风板与支承框架间必须垫石棉胶板或石墨石棉压制板,保证密封。(2)在布风板上焊风箱、风帽和放渣管时,必须注意不要引起布风板变形。焊三帽,均布点对称焊三点,保证点焊长度(可选用5~30mm)。施焊时也要对称钟点式焊接,切忌由一侧焊终。(3)布风板与托砖板之间的石棉绳或硅酸铝纤维绳必须填塞严密。(4)布风板与炉墙护板间不得有妨碍布风板膨胀的异物存在。(5)固定布风板的螺栓拧紧后必须松开半圈,保证布风板能自由膨胀。

3.2 风帽安装

(1)风帽点焊于布风板上时,要保证风帽与布风板垂直,因此点焊时,要用专用工具,在点焊过程中不断检查纠正其垂直度。(2)风帽加工精度必须满足施工条件和设计要求,满足使用要求。(3)风帽间在烧筑保温混凝土前,要将风帽小孔用塑料纸或胶布包扎好,防止堵塞。(4)风帽与风帽之间间隙必须一致,施工时一定随时检测纠正。

3.3 风箱、放渣管、风嘴、调节门安装

(1)加工精度和几何尺寸必须保证设计要求和规范规定。(2)单件焊接件不能变形,若有变形必须校调合格后才能安装,焊缝内侧应光滑,防止加大阻力。(3)风帽、风箱等与布风板焊接时要防止布风板变形,适当进行刚性加固或预施反变形量,但必须事先计算好。

3.4 循环流化室安装

(1)流化室在炉膛内,最好是先加工好,再进行安装,最后进行筑炉或衬里;(2)流化室钢制壁板,若有伸缩节,需在安装前进行预拉,预拉伸长度按设计要求或厂家要求做,无规定时,一般拉伸30mm;(3)伸缩节拉伸,可采用内衬胎模对称伸拉,也可以用倒练两端对称拉伸,凡是需要拉伸的地方,都可以采取上述类似办法。

4 分离器安装

4.1 一级分离安装

(1)先加式预组装成半成品,用80t吊车由炉底进去吊于炉膛出口位置,吊装时应设法加固防变形。也可以用桅杆,锅炉大架进行吊装,但需做支承架或桅杆。(2)若分离器是成品,吊装安装前需进行检查,有裂纹和缺陷不得安装、使用。(3)一级分离的百叶窗是由Si C脆性材料做成的,安装时要特别注意防碰撞,凡是内外衬壳有裂纹的缺损都不能安装。(4)一级回燃进风风帽不孔,在敷耐火混凝土时要用塑料纸或胶纸封好,防止堵塞。(5)耐热铸铁隔板向两侧、向下都应能自由膨胀。(6)应保证其间距、间隙和内部、外部光滑平整,消除一切有阻碍烟气流动的障碍和凹凸不平的表面。

4.2 二级分离器安装

(1)分离器用40t轮胎吊车吊到省煤器中间,百叶窗和旋风分离器可以分开吊装,也可以组合吊装,视现场条件和吊车能力灵活处理。(2)整体吊装必须将吊点选择好,尽量设法加固,防止变形。(3)二级分离的百叶窗进口角钢框应平整。(4)百叶窗与支承梁接触处垫石棉橡胶板,或硅酸铝纤维板,或石墨石棉板,或耐火陶瓷棉毡密封。(5)旋风筒、连接管道等对接焊时,内侧应对齐、平滑、无焊渣、焊瘤。(6)分离器的现场焊缝应进行100%煤油渗漏检查,筑炉前应进行气密性试验。

摘要：国际上循环流化床锅炉已进入大型化、商品化生产阶段,国内越来越多的厂家也投入了循环流化床锅炉的研制和生产,安装循环流化床锅炉的坑口电站遍及全国各地。循环流化床燃烧技术是一种新技术,锅炉结构特殊,燃烧方式与煤粉炉有本质的区别,国内在安装技术方面与煤粉炉相比还有一定差距。这里根据实际经验,研究了循环流化锅炉的安装技术。

关键词：循环流化锅炉,安装,研究

参考文献

[1]党黎军.循环流化床锅炉的启动调试与安全运行[M].北京:中国电力出版社,2002.

浅析循环流化床锅炉脱硫 篇8

关键词：循环流化床锅炉,二氧化硫,脱硫机理,脱硫效率,锅炉热效率

循环流化床锅炉因其燃料适应面广、负荷调节性能好、燃烧效率高、可通过向炉内添加石灰石减少SO2排放等优点, 得到了广泛的应用, 特别是其炉内加钙脱硫的特性, 在环境问题日益紧张的今天更是受到了极力的推崇。但是, 从目前实际生产运行的循环流化床锅炉脱硫状况来看, 脱硫效率还比较低, 排放的锅炉烟气中SO2浓度高、排放量大, 远没有达到国家标准规定的要求。究其原因, 这与炉内加钙脱硫的影响因素众多且生产运行中不易控制、添加石灰石对锅炉的运行存在较多负面影响都有较大关系。

以下就二氧化硫在燃烧过程中的析出方式, 循环流化床锅炉脱硫机理, 影响脱硫因素等方面进行分析, 以期对循环流化床锅炉的合理脱硫做共同探讨。

1 煤燃烧过程中SO2的析出

煤中的硫以四种形态存在即黄铁矿硫、硫酸盐、有机硫和元素硫。其中黄铁矿硫、有机硫和元素硫占煤中硫份的90%以上, 是可燃硫。硫酸盐硫是不可燃硫。煤在燃烧过程中, 所有的可燃硫都在受热过程中从煤中释放出来。黄铁矿硫在300℃时即开始失去硫份, 形成黄铁矿和赤铁矿, 黄铁矿硫的大量分解则在650℃以上。有机硫在煤加热至400℃时即开始大量分解, 首先分解为中间产物 (主要是H2S) , 而后在遇氧气和其他氧化性自由基时逐步被氧化为SO。在炉膛的高温条件下存在氧原子或在受热面上有催化剂时, 一部分SO会转化成SO2。此外, 烟气中的水份会和SO2反应生成硫酸 (H2SO4) 气体。硫酸气体在温度降低时会变成硫酸雾, 而硫酸雾凝结在金属表面上会产生强烈的腐蚀作用。排人大气中的SO2由于大气中金属飘尘的触媒作用而被氧化生成SO3, 大气中的SO3遇水就会形成硫酸雾。烟气中的粉尘会吸收硫酸而变成酸性尘。硫酸雾或酸性尘被雨水淋落就变成了酸雨。以上煤燃烧过程可能产生的硫氧化物, 如SO2、SO3, 、硫酸雾、酸性尘和酸雨等。不仅造成大气污染, 而且会引起燃煤设备的腐蚀。

2 循环流化床锅炉脱硫机理

2.1 炉内脱硫

循环流化床锅炉炉内脱硫是在燃烧过程中在炉内加入脱硫剂, 常用的脱硫剂是石灰石。循环流化床锅炉采用掺烧石灰石 (炉内喷钙) 来实现炉内脱硫, 该物质在锅炉内煅烧分解, 发生如下反应:

细小的Ca O颗粒与SO2气体发生下列反应:

CaSO4进入锅炉燃烧后的灰渣之中, 从而达到脱硫的目的。

2.2 炉外脱硫

在锅炉出口后增加一级半干法烟气脱硫, 美国在1999年批准的佛罗里达州Jacksonville的JEA电厂300MW燃用石油焦循环流化床项目采用了这一方法。但这一方法在国内还不成熟。

3 循环流化床锅炉脱硫的影响因素

循环流化床的燃烧及脱硫过程十分复杂, 实际运行中影响脱硫效率的因素很多, 如运行床温、钙硫比、床料粒度、流化速度、SO2在炉膛停留时间、燃料煤含硫量等, 下面就一些主要影响因素进行简要分析。

3.1 行床温的影响

锅炉运行床温对脱硫效率影响较大, 这是由于床温的变化直接影响脱硫反应速度、固体产物的分布和孔隙堵塞特性, 所以床温会影响脱硫反应的进行和脱硫剂的利用率。脱硫的最佳温度并不是一个常数, 它与脱硫剂的品种、粒径、煅烧条件等有关, 一般控制在800~900℃之间。温度太低时, 脱硫反应变慢, 脱硫效率下降;温度太高时, CaSO4将会分解为SO2, 也会降低脱硫效率。

3.2 钙硫比的影响

固硫剂所含钙与煤中含硫的摩尔比称为“钙硫比”。所用煤质一定, 煤中含硫量也是定值, Ca/S越大就表示固硫剂使用的越多, 它是表示固硫剂用量的一个指标。当温度一定时, Ca/S越高, 脱硫率也越高。但是Ca/S越高, 石灰石粉的利用率越低, 残留的Ca O越多而不经济。一般认为Ca/S为1.5或2时较为经济。

3.3 床料粒度的影响

脱硫剂和燃料的粒度以及两者的粒径分布对脱硫效率也有较大影响。采用较小粒径的石灰石易使SO2扩散到脱硫剂核心, 其参与反应面积增加, 有利于脱硫。但石灰石粒度太小或使用太易磨损的石灰石会增大其以飞灰形式的逃逸量, 使脱硫效率下降。

3.4 燃料煤含硫量的影响

在相同钙硫比的情况下, 含硫量越高的煤, 其脱硫率也越高。这是因为高硫煤会使炉膛内产生较高的SO2浓度, 因而提高了脱硫的反应速度。

4 添加石灰石对循环流化床锅炉运行的影响

4.1 对入炉热量的影响

添加石灰石脱硫的热化学反应包括Ca CO3煅烧的吸热反应和硫酸盐化反应的放热反应两部分。一开始石灰石从给煤机添加进入炉膛后, 床温会明显降低, 这是因为石灰石进入炉膛后在高温下首先发生煅烧分解反应, 这个反应是吸热过程, 同时由于石灰石与燃煤混合后进入炉膛, 在螺旋给煤机转速不变时, 加石灰石后入炉煤量肯定减少了, 放热量也减少, 这两方面因素必然导致床温降低, 而且加入的石灰石越多, 即Ca/S越高, 床温下降越大也越快。

4.2 对灰渣物理热损失的影响

由于从锅炉排出的炉渣和从分离器下排出的灰分仍具有相当高的温度, 这部分热量不能被利用, 所引起的热损失称为灰渣物理热损失。

4.3 对排烟热损失的影响

由脱硫公式可以看出, CaCO3反应后产生的CO2为82m3, SO2在与CaO反应的过程当中, 多消耗的氧量为15.26m3, 需要增加的空气量为73m3, 整体增加的烟气量为140m3, 造成排烟热损失增加量为30458kj。

以上说明循环流化床锅炉加钙脱硫会降低锅炉的热效率。

5 解决循环流化床锅炉脱硫问题的对策

5.1 加强炉内脱硫技术的研究

由于循环流化床锅炉炉内加钙脱硫的影响因素较多, 对脱硫效率的影响较大, 因此, 运行人员在运行中应摸索、总结各因素与脱硫率间的关系, 简化控制因素, 不断提高参数控制的可操作性, 从而提高脱硫效率。另外, 要获得稳定的脱硫效率, 必须采用适用、先进的控制手段, 以实现石灰石添加的自动、准确给料。除进一步改进锅炉设计、提高操作的自动化水平外, 还应加快开发研制新型的脱硫剂, 通过提高脱硫剂的使用效率, 降低钙硫比, 减少添加量, 从而减轻因加入脱硫剂而对锅炉运行产生的影响。

5.2 制定配套相关政策并加强管理和监督

国家有关部门应尽快制定针对锅炉脱硫厂家运行的有效激励政策, 使已投运的循环流化床锅炉都能发挥炉内脱硫优势, 降低燃煤排放SO2对环境的影响。

对于循环流化床锅炉脱硫的管理和监督, 应和我国目前实施的SO2总量控制结合起来。对于新建的循环流化床锅炉, 其排放量必须符合当地SO2总量控制指标的要求。

参考文献

[1]岑可法, 倪明江, 骆仲泱, 等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].北京:中国电力出版社, 1998.

[2]冯俊凯, 沈幼庭.锅炉原理及计算[M].北京:科学出版社, 1992.

循环流化床锅炉的燃烧控制 篇9

1 循环流化床锅炉的工作原理

循环流化床锅炉正常运行的时候, 炉前给煤系统将燃料送到炉膛里面, 一般送风设有一次风和二次风, 有的厂家会设三次风。一次风是为了保证料层流化和床温控制, 一般通过布风板下方进入到炉膛里面;二次风则是增加炉膛里面的总分量, 保证燃料充分燃烧。

炉膛内的物料在一定的流化风速作用下, 发生剧烈扰动, 形成气固两相流, 部分固体颗粒在高速气流的携带下离开密相区进入稀相区, 其中较大颗粒因重力作用沿炉膛内壁向下流动, 一些较小颗粒随烟气飞出炉膛进入物料分离装置, 进入分离装置的烟气经过固气分离, 被分离下来的颗粒沿分离装置下部的返料装置送回到炉膛, 经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后, 离开锅炉。循环流化床锅炉设有分离效率很高的分离装置, 被分离下来的颗粒经过返料器, 重新进入到炉膛里面, 这样既可以保证燃料的充分燃烧还可以保证炉膛内灰的粒径、浓度保持在一个合适的程度, 所以和传统锅炉相比较, 循环流化床锅炉不仅有辐射传热方式, 还增加了对流以及传热等传热方式, 这样锅炉炉膛里面的导热系数会大大提高。

2 燃烧控制的具体措施

1) 控制料层温度。料层温度又被称为床温, 指的是燃烧密相区内流化物料的温度, 这个参数直接关系到锅炉能否安全稳定运行。测定床温的时候一般采用不锈钢套管热电偶作一次元件, 将其布置在燃烧室密相层中, 距离布风板200~500mm, 插入炉墙深度维持在15mm~25m m之间, 且数量必须大于等于2只。锅炉运行过程中不能忽视料层温度的监视, 通常情况下需要将温度控制在850~950摄氏度, 这是因为温度过低锅炉会出现灭火以及燃烧不稳等情况, 并且这个温度区间也是最佳脱硫脱销温度, 温度过高则容易出现高温结焦, 造成锅炉出现停止运行的事故。所以物料层的温度不能低于800摄氏度, 最高则不能超过970摄氏度。

2) 控制料层厚度。循环流化床有着密相区与稀相区的分别, 密相区内静止物料厚度就是料层厚度, 当煤种一定的时候, 一定的料层差压意味着一定的料层厚度。一般情况下, 通常将风室与密相区上界面之间的差压值减去布风板阻力作为料层差压的监测数值, 料层厚度和差压值之间成正比, 也就是料层厚度越大, 差压值越高。

3) 控制物料浓度。反映炉膛内固体物料浓度参数的就是炉膛差压。一般情况下炉膛差压的监测数值就是测量密相区上界面与炉膛出口之间的压力差值。炉膛差压值、物料浓度、传热系数以及锅炉负荷四者之间成正比, 炉膛差压越大, 锅炉的负荷就越高。在锅炉正常运行的时候, 可以根据负荷调节炉膛差压, 而炉膛差压的控制则是通过煤质、煤粒、石灰石量、物料量及风量等实现的, 通常情况下炉膛差压控制在500~2000Pa区间之间。

4) 控制运行风量。一次风和二次风有着各自的作用, 前面笔者也提到过, 一次风主要是控制锅炉流化和床温的, 二次风则是为了控制总风量。当一次风满足流化和床温需求, 且总风量不足的时候, 可以逐步加大二次风, 二次风随着锅炉负荷的增加而增加。调整一二次风的配比, 也有利于控制NOX的排放。最低流化风量是为了保证和限制流化床启动及低负荷运行的下限风量, 是为了避免风量过低造成流化不良, 锅炉结焦情况的出现。当锅炉点火时, 让一次风量大于最低流化风量, 尽量避免低温结焦情况的出现。当锅炉低负荷运行的时候, 要保证其大于最低流化风量, 一般在冷态试验的时候确定最低流化风量, 测量风量时需加温度补偿。

5) 控制返料温度。通过返料器送回到燃烧室中的循环灰的温度就是常说的锅炉返料温度, 控制返料温度可以起到调节料层温度的作用。返料器是循环流化床锅炉的一个主要部件。它工作的好坏直接影响着锅炉的安全、稳定、经济运行, 首先要保证返料器有稳定流化气源, 启动时调整好返料器的流化风量。在运行中, 要加强监视和控制返料器温度, 防止超温结焦, 一般返料器处的温度最高不宜大于950℃, 当返料器温度过高时, 应及时查明原因并消除。温度过高的时候容易造成返料器结焦, 特别是将无烟煤作为燃料的时候, 无烟煤相比于普通煤更为难燃, 而且存在燃料后燃的情况, 如果不控制好温度, 很容易出现结焦的情况。当温度太高时, 加大返料风量并调整风煤配比、一二次风配比及煤质, 同时需要检查返料器有没有堵塞的情况, 如果有的话, 需要及时进行清除, 以达到保证返料器通畅的目的。

6) 调整锅炉出力。当锅炉运行负荷增加的时候, 这时候应该在少量增加一次、二次风量之后, 在增加煤, 按照少量多次的调整原则调节, 直到出力达到相关要求为止。增加负荷率的速度一般维持在2MW~5MW;当减负荷时, 首先要做的就是减少给煤量, 接着减少一次、二次风量, 同时将一部分底渣放掉, 保证固体物料循环, 必须维持一定的灰平衡, 最终达到降低炉膛差压、改善床料的目的, 直到达到所需出力为止。

3 结束语

运行循环流化床锅炉的时候, 需要结合锅炉当时的负荷情况以及燃用煤质, 对料层差压等多参数情况进行严格监控, 然后不断结合实际情况调整风量、煤量以及返料量, 保证锅炉运行过程中始终保持最佳运行效果, 保证循环流化床锅炉的功效得到最大程度的发挥。

参考文献

[1]黎倩.模糊鲁棒控制在循环流化床锅炉控制中的应用研究[D].河北科技大学, 2010.

[2]贾东坡.循环流化床锅炉燃烧优化数值模拟研究[D].华北电力大学, 2013.

[3]姜璐.基于源头提质的可燃固体废物流化床燃烧利用研究[D].沈阳航空航天大学, 2013.

循环流化床锅炉的燃烧控制 篇10

循环流化床锅炉作为新一代高效、低污染清洁燃烧锅炉, 具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣综合利用等优点, 在电力、城市供热、工厂蒸汽生产中得到越来越广泛的应用。然而, 相比于传统锅炉, 循环流化床锅炉的燃烧过程更加复杂, 受影响的因素更多, 各种过程参数间的耦合性更强, 这样就对控制系统和运行监控人员提出了新的、更高的要求。

1 循环硫化床锅炉工艺过程及工作原理

循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括:风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分;气固分离循环系统包括:物料分离装置和返料装置两部分;对流烟道包括:过热器、省煤器、空气预热器等几部分。其工艺流程如图1所示。

燃料由炉前给煤系统送入炉膛, 送风一般设有一次风和二次风, 有的生产厂家设三次风, 一次风由布风板下部送入燃烧室, 主要保证料层流化;二次风沿燃烧室高度分级多点送入, 主要作用是增加燃烧室的氧量, 保证燃料燃尽。燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下, 发生剧烈扰动, 部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛, 其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动, 一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置, 炉膛内形成气固两相流, 进入分离装置的烟气经过固气分离, 被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室, 经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后, 离开锅炉。因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置, 被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛, 使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度, 因此循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有辐射传热方式, 而且还有对流及热传导等传热方式, 大大提高了炉膛的导热系数。

2 循环流化床锅炉的燃烧控制

2.1 床温 (料层温度)

床温是指燃烧密相区内流化物料的温度, 它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。床温的测定一般采用不锈钢套管热电偶作一次元件, 布置在距布风板200~500mm燃烧室密相层中, 插入炉墙深度15~25mm, 数量不少于2只。

在运行过程中要加强对料层温度监视, 一般将料层温度控制在850~950℃之间, 温度过高, 容易使流化床床体结焦造成停炉事故;温度太低易发生低温结焦及灭火。必须严格控制料层温度最高不能超过970℃, 最低不应低于800℃。在锅炉运行中, 当料层温度发生变化时, 可通过调节给煤量、一次风量及送回燃烧室的返料量, 调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过970℃, 应适当减少给煤量、相应增加一次风量并减少返料量, 使料层温度降低;如料层温度低于800℃, 应首先检查是否有断煤现象, 并适当增加给煤量, 减少一次风量, 加大返料量, 使料层温度升高。一旦料层温度低于700℃, 应做压火处理, 需待查明温度降低原因并排除后再启动。

2.2 料层厚度的控制

循环流化床有密相区和稀相区之分。料层厚度是指密相区内静止物料厚度, 对同一煤种, 一定的料层差压对应着一定的料层厚度。通常将风室与燃烧室上界面之间的差压值作为料层差压的监测数值, 料层厚度越大, 测得的差压值亦越高。在锅炉运行中, 料层厚度大小会直接影响锅炉的流化质量。料层薄, 对锅炉稳定运行不利, 因炉料的保有量少, 入出的炉渣可燃物含量也高。料层太厚, 增加了料层阻力, 虽然锅炉运行稳定, 炉渣可燃物含量低, 但增加了风机的电耗, 同时有可能引起流化不好造成炉膛结焦或灭火。一般来说, 料层差压控制在7000~8000Pa之间。料层差压通过炉底排渣来调整, 在使用过程中, 应根据所燃用煤种设定一个料层差压的上限和下限作为排渣开始和终止的基准点。排渣的原则是少排、勤排, 最好能连续少量排, 一次排渣量太多, 影响锅炉的稳定运行、出力和效率。

2.3 炉膛 (悬浮段) 物料浓度的控制

炉膛差压是一个反映炉膛内固体物料浓度的参数。通常将所测得的燃烧室上界面与炉膛出口之间的压力差作为炉膛差压的监测数值。炉膛差压值越大, 说明炉膛内的物料浓度越高, 炉膛的传热系数越大, 则锅炉负荷可以越高。因此在锅炉运行中应根据所带负荷的要求调节炉膛差压。而炉膛差压则通过锅炉分离装置下的排灰管排放的循环灰量的多少来控制, 一般炉膛差压控制在500~2000Pa之间。此外, 炉膛差压还是监视返料器是否正常工作的一个参数。在锅炉运行中, 如果物料循环停止, 则炉膛差压会突然降低, 因此在运行中需要特别注意。

2.4 二次风的投入和调整二次风的原则

一次风控制炉温, 二次风控制总风量。约在60%负荷时开始投入二次风, 在一次风满足炉温需要的前提下, 当总风量不足时 (过热器后氧气含量低于3%~5%) 可逐渐开启二次风, 随着锅炉负荷的增加, 二次风量逐渐增大。

2.5 运行中最低运行风量的控制

最低运行风量是保证和限制流化床低负荷运行的下限风量, 风量过低不能保证正常流化, 造成炉床结焦。在冷炉点火时, 应使一次风量较快地超过最低风量, 以免引起低温结焦。低负荷运行时, 其不能低于最低运行风量, 最低运行风量可在冷态实验时确定, 一般以风门的开度来标定。

2.6 返料温度控制

返料温度是指通过返料器送回到燃烧室中的循环灰的温度, 它可以起到调节料层温度的作用。对于采用高温分离器的循环流化床锅炉, 其返料温度较高, 一般控制返料温度高出料层温度20~30℃, 可以保证锅炉稳定燃烧, 同时起到调整燃烧的作用。在锅炉运行中必须密切监视返料温度, 温度过高有可能造成返料器内结焦, 特别是在燃用较难燃的无烟煤时, 因为存在燃料后燃的情况, 温度控制不好极易发生结焦, 运行时应控制返料温度最高不能超过1000℃。返料温度可以通过调整给煤量和返料风量来调节, 如温度过高, 可适当减少给煤量并加大返料风量, 同时检查返料器有无堵塞, 及时清除, 保证返料器的通畅。

2.7 锅炉出力的调整

当增加负荷时, 应当先少量增加一次风量和二次风量, 再少量加煤, 如此反复调节, 直到获得所需的出力。增负荷率一般控制在2%~5%/min。当减负荷时, 应先减少给煤量, 再适当减少一次风量和二次风量, 并慢慢放掉一部分循环灰, 以降低炉膛差压, 如此反复操作, 直到获得所需出力为止。降负荷时, 给煤量和一、二次风量可以很快减少, 循环灰可以很快放掉, 在紧急情况下, 减负荷率可达到20%/min, 但一般控制在5%~10%/min。

3 结语

在循环流化床锅炉运行中, 要结合所燃用煤质及当时负荷的情况, 严格监控料层差压、温度、炉膛差压和返料温度, 通过不断调整给煤量、风量及返料量, 使锅炉达到最佳的运行效果, 最大限度地发挥循环流化床锅炉的功效。

摘要：介绍循环流化床锅炉的工艺流程、工作原理及燃烧控制。

循环流化床锅炉常见故障及预防 篇11

【关键词】循环流化床锅炉;常见故障;预防措施

循环流化床(CFB)锅炉是近几十年来发展起来的新型环保节能锅炉，是一种高效低污染清洁的燃烧技术，其以煤种适应性广、高燃烧效率、可以燃用劣质燃料、锅炉负荷调节性好、灰渣易于综合利用等优点，在世界范围内得到了迅速发展。随着环保要求日益严格，普遍认为，循环流化床是目前最实用和可行的高效低污染燃煤设备之一。但随着其被广泛应用，一些国产循环流化床在设计、安装和运行中也逐渐暴露出了某些问题。如受热面易磨损、锅炉易结焦及物料循环系统不畅是运行中常见的故障。

1.磨损及其预防措施

循环流化床锅炉中高速度、高浓度、高通量的流体或固体颗粒以一定的速度和角度对锅炉受热面和耐火材料的表面进行冲击，会造成锅炉金属部件磨损，加上炉内温度的循环流动，造成对炉内耐火构件的热冲击，而且耐火构件不同热膨胀系数的材料之间也形成机械应力，这些都加剧循环流化床锅炉磨损破坏。

但实践中发现，循环流化床锅炉的磨损是可以避免的。所以在运行中，可通过以下措施来预防CFB锅炉的磨损：

1.1降低风速减小给煤粒度，确保流场的均匀性；同时，在安装过程中要特别注意烟道的平滑组合，避免安装原因造成几何尺寸的突缩或突扩，形成烟气走廊。

1.2定期对CFB锅炉进行检修，发现已磨损的部件和材料应及时更换；在水冷壁、落煤口、过热器等加装防护件。

1.3在安装时，应确保烟气进出口处、中心筒、导流设备的安装尺寸满足设计要求；在施工中，应严格控制旋风分离器简体组合尺寸和焊接变形；在耐火保温内衬施工之前，要检查简体内壁弧度，对凸凹部分做好记录，在筒体施工时进行调整；对向火面材料的施工，要保证严密度、严整度、垂直度以及内壁弧度和表面质量等，以减少受热面的磨损。

1.4运行期间，应尽量降低循环流化床的流速，以减少水冷壁及各部的磨损。

1.5严格控制金属锚固件的焊接定位、浇注料拌合、澆注振捣、浇注模装设、脱模以及膨胀缝等施工工艺步骤，不可随意简化修改。

1.6严格拟定好耐火材料的升温曲线，布置好其烘干温度测点以及首次升温过程，并在烘干结束时认真检查。

2.循环流化床结焦的成因及预防措施

结焦是高温分离器物料循环系统的常见故障。结焦后形成的大渣块能堵塞物料流通回路，会导致锅炉热效率下降，如锅炉受热面结焦后，使传热恶化；排烟温度升高，燃烧恶化；有可能使机械未完全燃烧热损失、化学未完全燃烧热损失增大；使锅炉通风阻力增大、厂用电量上升等。同时，结焦还会影响锅炉运行的安全性，如床面结焦使流化阻塞，增大风机出力，影响床料流化；使流化不良的区域再次结焦。造成恶性循环，严重时导致停炉。一般情况下，结焦发生在在锅炉的点火或压火启动过程中，或给煤异常，返料异常中。

2.1结焦的成因

通过在实践中观察，我们发现，引起循环流化床锅炉结焦主要有以下几种原因：

2.1.1燃烧室运行期间温度超温，则会导致旋风分离器的循环温度容易超过灰的变形温度，甚至引起炉内未燃碳的着火燃烧，从而形成床温上涨而导致结焦。

2.1.2运行期间，物料循环系统漏风，大量空气进入旋风筒内，使得热的床料中的可燃物获得氧气，产生燃烧，但由于燃烧产生的热量不能及时带走，使局部区域床料超温而引起结焦。

2.1.3启动期间，煤油混烧时间过长，或运行中风量与燃煤粒度匹配不佳，或燃用矸石、无烟煤等难燃煤，因其挥发份少、细粉量多、着火温度高、燃烧速度慢等原因，都可导致未燃烧完全的油渣易与床料板结成块，炉内流化不良，导致床料结块，形成疏松性渣块；或是进入旋风分离器而使循环灰中含碳量增加，从而增大了结焦的可能性。

2.1.4循环灰量太少，使得循环灰在物料循环系统中移动太慢，易引起结焦；同时灰量太少易使燃烧室烟气携带煤粒倒卷入返料器，也会引起结焦。

2.1.5运行期间，停床下油枪时，床温偏低，切风不及时，大量冷风进入炉量，会导致床温下降，从而引起结焦。

2.1.6返料器堵塞也是造成结焦的原因之一，如果返料器突然停止工作将会造成锅炉内循环物料量的不足，床温难以控制、调整不及时极易造成高温结焦事故的发生。

2.2结焦预防措施

2.2.1保证结焦易发地带流化良好，颗粒混合迅速均匀或处于正常的流化状态，使温度均匀，防止超温或局部超温，这是防止结焦的最好办法。

2.2.2点火前，应及时了解和控制人炉煤种及其粒径配比符合设计的要求，保证充分燃烧；燃用矸石、无烟煤时，应尽早按一二次风6：4比例投入二次风，以保证风煤混合充分，加强煤在燃烧室中的燃烧，减少机械和化学不完全燃烧，防止其在分离器和返料机构内发生后燃而超温。

2.2.3运行过程中，应密切监视高温旋风分离器温度，发现分离器超温，调节煤量、风量比例，严格控制床温及料层差压等运行参数，如不能纠正则立即停炉查明原因。

2.2.4加强返料器的监视工作，检查其床层的温度是否正常，并根据循环量大小，及时调整返料风，确保循环物料能及时回送；注意防止返料装置的漏风，发现漏风及时解决。

3.旋风分离器的故障及预防措施

旋风分离器结构简单，分离效率高，是循环流化床锅炉应用最广泛的一种气固分离装置。在实际运行中，旋风分离器的效率是保证分离器工作性能的重要指标，其分离的效率与形状、结构、进口气体速度、人口烟温、人口颗粒浓度与粒径等都有很大的关系。它随着分离器入口风速、入口颗粒度的增大而增大，随着人口烟温的升高而降低。若分离器的运行效率低于设计值，将会导致未燃尽的颗粒得不到有效燃烧影响锅炉的运行 经济 性；飞灰量增大加剧尾部受热面的磨损，增加除灰设备的能耗；进入循环回路的循环灰量减少，循环量下降，不能有效控制床温，影响锅炉的满负荷运行及炉膛传热特性等。

3.1分离效率下降原因

分离效率下降的原因有：中心筒结构不合理；分离器内壁严重磨损、塌落从而改变了其基本形状；分离器有密封不严之处导致空气漏入，产生二次携带；床层流化速度低，循环灰量少而且细等，均会导致分离效率下降。

3.2预防措施

3.2.1定期检妥分离器内壁磨损情况，如磨损严重应及时修补。

3.2.2定期检查分离器是否有漏风、窜气，如有应及时解决。

3.2.3检查燃煤粒度和流化风量，当发现回料不正常时，应及时做出相应地调整，使流化风量与燃煤粒度相适应，以保证一定的循环物料量；加强对分离器风量配比的经验 总结 ，寻找分离器各部分最优化参数。

3.2.4入炉煤中所含大、中、小颗粒的比例有一合理数值改善旋风分离器的角度，提高烟气的流速，可实现增加分离器效率；或是通过提高料层压差增加床料的厚度来增加返料量，来提高锅炉的效率。

循环流化床锅炉特点及发展 篇12

循环流化床锅炉是近年来发展起来的一种新型锅炉, 这种锅炉以其特有的节能、环保的优势, 被广泛应用于电力、石油、化工以及垃圾处理等领域, 带来了巨大的经济、社会效益。

2 循环流化床燃烧技术简介

循环流化床锅炉与其他燃用固体燃料的锅炉最主要的区别是其燃料 (包括惰性炉料) 颗粒处于流态化的燃料反应与热交换的过程。以煤为例, 其颗粒度大小介于层燃炉块煤和粒煤与煤粉炉的煤粉之间 (一般为1~10mm) 。在气流的作用下, 气流的吹托力和颗粒在气流中的浮力之和大于或等于颗粒的重力时, 颗粒就可漂浮起来, 颗粒间的距离扩大, 并能在一定的高度范围内作一定程度的移动。随着气流速度的提高, 颗粒层高度增加, 颗粒运动加剧, 上下翻滚, 好象液体在沸点时的沸腾现象, 燃料在这种状态下燃烧称为流化燃烧。燃料颗粒在炉膛中, 质量密度较大的颗粒被气流带到一定高度, 因为力的平衡关系而悬浮在一定的空间区域内。由于流动结构因素, 颗粒间碰撞等而引起向四面八方运动, 形成横向或纵向翻滚返混。质量密度大的颗粒在炉膛下部 (密相区) 燃烧、分解与破碎, 形成小颗粒;质量较小的颗粒被气流托向炉膛上部 (稀相区) 继续燃烧。对于循环流化床来讲, 一般的流化速度较高, 小颗粒被吹起很多, 在稀相区产生很高的颗粒浓度, 以致于炉膛出口烟气物料浓度依然很高, 大量的细物料被带到炉膛出口, 而经分离器捕集后, 由回料装置送到炉膛。简要的说, 有大量的物料在炉膛→分离器→回料器→炉膛之间循环, 这就是循环流化床锅炉燃烧区域二相流的重要特征。

3 循环流化床锅炉的特点

3.1 燃料适应性广

循环流化床锅炉的炉膛中存在大量由固体颗粒构成的床料。这些炽热的固体颗粒可以是沙子、砾石、石灰石及煤灰。加入的燃料按质量分数计算只占床料总量的1%~3%。由于循环流化床是快速床, 不存在鼓泡床工况中出现的气泡, 炉膛内温度能均匀地保持在850℃左右, 加入炉膛中的燃料颗粒迅速加热到炉膛温度并着火燃烧, 因而循环流化床可以不需辅助燃料而燃用各种燃料, 具有极好的燃料适应性。

3.2 锅炉的效率高

由于该炉具有循环分离装置, 加之国内生产厂家对分离装置的不断改进和完善, 使得分离器的效率高达99%以上, 该炉型的锅炉热效率也达到了85%以上, 燃烧效率在98%以上。

3.3 锅炉负荷调节范围宽

由于炉内大量热床料的储备, 使流化床锅炉具有良好的负荷调节性能, 负荷调节幅度大, 在25%额定负荷下也能保持稳定燃烧。

3.4 污染物排放低

流化床锅炉低温燃烧的特点, 有效地抑制了SO2、NOx的生成, 而通过采用分级燃烧又可控制燃料型NOx的排放, 根据煤中的含硫量, 向流化床锅炉炉膛内投入适量的石灰石, 还可以达到90%左右的脱硫效率。所以, 流化床是一种经济有效的低污染煤燃烧技术, 这也是它在全世界受到重视并发展很快的最根本原因。

3.5 易于实现灰渣综合利用

循环流化床锅炉燃烧温度低, 灰渣一般不会软化和黏结、活性较好。另外, 炉内加入石灰石后, 灰渣的成分也有变化, 含有一定的Ca SO4和未反应的Ca O。循环流化床锅炉的灰渣可以作为水泥的掺和料或建筑材料, 同时低温烧透也有利于灰渣中稀有金属的提取[1]。

4 循环流化床锅炉的发展现状概述

4.1 国外循环流化床锅炉发展现状

目前国外虽然开发研制、生产循环流化床锅炉的公司、厂商较多, 但从设计结构特点上主要可分为几大流派:以鲁奇公司为代表的绝热旋风筒带有外置换热床的循环流化床锅炉技术;以美国FW公司为代表的带有Intrex的汽冷旋风分离循环流化床锅炉技术;以原芬兰Alhstrom公司为代表的燃烧室内布置翼形受热面的高温绝热旋风分离的循环流化床锅炉技术等。上世纪90年代中期, 又迅速崛起了由前Alhstrom公司开发出的冷却式方型分离紧凑式循环流化床锅炉技术。循环流化床锅炉从热电用小中型低参数容量发展到高参数大型电站锅炉。目前世界上在运行的最大容量循环流化床锅炉为美国佛罗里达300MW燃用石油焦的循环流化床锅炉。

另有近10台200~300MW循环流化床锅炉正在安装或制造。一般认为, 目前的技术水平制造600MW循环流化床锅炉是有把握的。当前全世界 (除中国外) 100MW以上循环流化床锅炉运行台数约60台。其中已经投产运行的40余台。这些循环流化床锅炉主要在欧美, 只有20%左右在亚洲。单台连续运行最高记录为13个月, 可用率达到98%。

4.2 国内循环流化床锅炉发展现状

我国能源以煤为主, 煤炭储量相对丰富, 但煤炭种类繁多, 品质差别较大, 其中相当一部分为高灰或高硫煤。煤炭的大量使用给环境带来了相当严重的污染, 发展高效、低污染的清洁燃煤技术是当今亟待解决的问题。综合比较各种清洁煤技术, 循环流化床燃煤技术是相对较为简单、污染控制成本较低、可以大规模推广并达到规模性减排的一项技术。同时, 由于循环流化床对煤质的适应性好, 适合我国煤炭供应变化大的实际情况, 因此循环流化床燃煤技术在我国快速发展起来[2]。

我国循环流化床锅炉在快速发展的同时, 也存在一些问题和隐患。我国目前大型循环流化床锅炉技术品种单一, 技术水平亟需提高。另外, 对大型循环流化床锅炉的应用范围的认识存在偏差。项目审批部门将循环流化床锅炉仅仅作为劣质燃料利用的手段, 使用劣质燃料存在的一些固有问题常常会被当成循环流化床锅炉自身的技术问题。事实上, 即使对于常规燃料, 循环流化床锅炉机组的造价也略低于煤粉炉加湿式脱硫的机组, 大大低于煤粉炉加湿式脱硫加脱销的机组[3]。

结语

世界工业迅速发展、人口增多, 由此引起化石燃料枯竭、燃料价格上涨和环境恶化问题日益暴露。循环流化床锅炉的发展趋势必然是向大型化、高蒸汽参数和增压循环流化床方向发展。目前国家有关部门已经注意到超临界循环流化床锅炉的必要性, 正在组织实施超临界循环流化床锅炉示范工程。但是超临界循环流化床锅炉需要解决的关键技术问题还很多。相比之下, 循环流化床燃烧技术成熟, 现行和运行成本都比较低, 在保证高效燃烧的甚而上能显著降低废弃物排放, 可以满足目前世界上最严格的环保标准。所以, 无论是新电厂还是旧厂改造, 循环流化床锅炉都是我国现阶段切实可行的技术选择。

循环流化床锅炉是一门比较年轻的技术, 它正在发展之中。引进国外的先进技术, 能使我们及时跟上国际上技术进步潮流, 缩短与发达国家的技术差距。在引进技术的基础上, 要加大科研开发的力度。只有在引进技术的基础上, 在消化吸收引进技术同时, 加大科研开发的力度, 并在某种程度上有所创新, 才能探索出适合我国技术发展条件和煤资源特点的循环流化床锅炉发展道路。

摘要：本文从结构和特点两方面对循环流化床锅炉进行了介绍, 阐述了循环流化床锅炉技术上的优势及国内外循环流化床锅炉的发展现状。最后分析了循环流化床锅炉存在的问题及发展趋势。

关键词：循环流化床锅炉,特点,发展

参考文献

[1]岑可法, 倪明江等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].北京:中国电力出版社, 1998.

[2]岳光溪.循环流化床燃煤技术在中国的快速发展.中国科技产业[M].