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  一、风机先容

  通常情况下,流化床锅炉返料工艺(外置床等)需要的高压力空气,需要的风量较小时,也可以采用罗茨风机。

  一体化三叶罗茨风机,在2根相互平行的轴上设有2个三叶型叶轮,叶轮与椭圆形机箱内孔面及各叶轮三者间始终保持微小的间隙,由于叶轮互为反方向旋转,使箱体和叶轮包围着的一定量的气体由吸入的一侧输送到排出一侧。

  二、风机结构

  锦工大型循环流化床锅炉三叶罗茨风机各叶轮始终由同步齿轮保持正确的相位,不会出现互相触碰现象,因而可以高速化、低噪音。采用全套引进日本先进的机械加工中心,风机整机检测系统、技术和管理经验,对产品的质量保证十分重要。

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  分离器内部重要部件——中心筒 高温绝热旋风分离器 组成及结构特点 进口段(导流加速段) 圆筒体 锥体 中心筒 高温绝热式旋风分离器 筒体结构 表面为耐磨 耐火材料层 高温绝热旋风分离器的优缺点 优点 结构简单 分离效率高 缺点 热惯性大,启动时间长 易结焦 体积庞大,布置困难 为克服上述缺点,冷却型高温旋风分离器诞生了。 汽(水)冷分离器 结构特点 汽冷(水冷) 优缺点 优点 热惯性小,启动时间短 不易结焦 缺点 制造工艺复杂,昂贵 为克服水(汽)冷型旋风分离器制造工艺复杂缺点,方形分离器诞生了。 方形分离器 结构特点 方形 优缺点 优点 不易结焦 制造工艺简单 成本低 缺点 分离效率 普通旋风分离器 方形分离器 炉膛 炉膛 方形分离器的改进 切角 带加速段 小结:三代分离器(离心式) 五、固体物料回送装置 组成: 回料装置一般由上料退、回料阀 和下料腿组成。 作用: (1)形成稳定的灰循环(料位重力压差) (2)防止烟气反窜 (3)将负压区的灰送到正压区 思考: 物料怎样实现从压力低的 分离器流向压力高的炉膛? 物料回送机构——回料阀(非机械阀) U型阀 U型阀工作过程 回料阀的作用 防止烟气反窜 形成自平衡送灰 回料阀的阻 力: 回料阀空床阻力4000帕–5000帕左右 回料阀的内部工作状态: 回料器内的两个状态(松动、流化) CFB锅炉燃烧过程中的七个状态 炉膛浓相区——–紊流状态 炉膛稀相区——–高速流化状态 旋风分离器——–旋转状态 上料腿————移动状态(不是流动) 回料器————鼓泡状态+流化状态 下料腿————流动状态 自平衡回料原理 U型阀又称“自平衡阀”,自平衡回料是怎么实现的呢? ΔP1 ΔP2 小流量 大流量 回料阀工作要求: 保证输送风一定 大于松动风。 回料阀的调整方式有以下 几种: 风帽数量不等 风帽相等,开孔数量不等 开孔数量相等,孔径不等 风管相同,风门调整 风管不同,开孔不等 回料灰的八个作用 减少尾部受热面的磨损 再生脱硫 回收可燃质,提高燃烧效率 调节床温 调节床压 调节负荷(调节燃烧) 调节汽温 调节汽压 小循环量 大循环量 容积式风机提供返料风 返料风的要求: 压头高、流量小 流量基本不随压头变化 容积式风机 如:罗茨风机 罗茨风机工作原理 罗茨风机工作方式 罗茨风机出力可自动调节,返料灰多风压自动加大,返料灰少风压自动减小。 返料风机采用的运行方式: 一用一备(220t/h以下锅炉) 两用一备(220t/h以上锅炉) 实例:HG-440t/h回料阀 回料阀为U型阀,并采用了分叉管技术。 两个阀体水平夹角为105°布置。 循环物料返回点和燃料供入点增加 大型CFB锅炉回料阀结构(外置床) 第2讲 循环流化床锅炉的构造及 工作原理 一 燃烧室的结构型式 二 布风装置 三 点火装置 四 物料分离器 五 固体物料回送装置 一、燃烧室(又称炉膛)的结构型式 炉膛结构主要由以下三种: (1)圆形炉膛 (2)方形炉膛 又分为正方形和长方形两种 (3)下圆上方型 常见的为方形炉膛结构。 方形结构的炉膛的优点是密封好,锅炉体积相对较小,锅炉启动速度快。启动时间一般仅是由耐火砖砌筑的炉膛锅炉的1/3~1/4。 缺点是水冷壁磨损较大。 炉膛的作用 流化——燃烧——传热 炉膛换热型式: 对流换热和辐射换热 主要以对流换热为主 方形燃烧室结构: 炉膛四周由水冷壁围成。为防止烟气和物料向外泄露,一般采用膜式水冷壁。这种结构的常常与风室、布风板连成一体,悬吊在锅炉刚架上,可以上下自由膨胀。 为了减轻水冷壁受热面的磨损,目前已投运的锅炉均在炉膛下部密相区水冷壁内侧衬有耐磨耐火材料,厚度一般小于或等于50mm,高度根据锅炉容量大小和流化状态确定。一般在2~4m范围内。 炉膛的结构及形状 瘦而高,净高大于25米,最低也要大于23米。 炉膛为矩形,深度不大于4.6米。(考虑二次风的穿透能力,裤衩型) 中小型CFB锅炉,炉顶倾角为7度。 浓相区水冷壁倾角为72度,给煤口入口倾角为45度。 下部为浓相区–流化速度4-5米。 上部为稀相区–流化速度5-6米。 炉膛四周是鳍片式水冷壁,一般外径为60或57mm,壁厚为5mm。 材质为20G,节距为80或100mm,鳍片厚度为6mm。 炉膛中的设备 水冷屏:116MW热水和小型锅炉不需要 汽冷屏:完成过热热需要,小型锅炉有些有设计 水冷屏+汽冷屏:蒸发量在2

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  1、300MWCFB锅炉讲义,循环流化床锅炉专题先容 循环流化床锅炉技术探讨,2,内 容 提 要,3,主要内容链接,4,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉生产过程:,中国是一个能源生产与消耗大国,能源的75来自煤炭。煤炭燃烧产生动力,促进了国民经济的发展,同时带来对大气环境的污染。循环流化床燃烧技术是一种高性能、低污染、低成本的洁净煤发电技术,并且具有煤种适应性广、燃烧效率高、环境性能好、负荷调节范围大和灰渣综合利用等优点,与带有烟气脱硫系统的常规煤粉燃烧技术相比,具有极大的竞争优势。据统计,在脱硫效率基本接近的条件下,循环流化床锅炉电厂投资与带有烟气脱硫系统的同容量燃煤锅炉机组投资持平,。

  2、而上网成本却较低。因此循环流化床燃烧技术在大型锅炉的应用与发展上得到高度重视和快速发展。中国大量引进法国 ALSTOM 企业和美国 Foster Wheeler企业循环流化床技术,100MW到300MW循环流化床锅炉已经得到商业应用。600MW超临界循环流化床锅炉已经投产。800MW超超临界循环流化床锅炉已经设计成型。可以预计未来流化床锅炉应用前景非常广阔。,5,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉应用前景:,第一代旋风筒分离器,桶壁由钢板外壳衬以厚度为300mm的耐火材料构成的,称为绝热型分离器。它的优点是初投资相对低,但运行维修费用高和冷态启动时间长。 第二代旋风筒分离器,桶壁用汽冷。

  3、、水冷膜式壁构成,称为汽冷或水冷型分离器。它的耐火材料厚度为25mm 。它的优点是运行维修费用低廉,寿命长,可靠性高。但制造工艺复杂,造价高。,6,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉旋风分离器发展:,第三代紧凑型分离器,由FW企业在1992年开发,采用矩形膜式壁分离器结构。矩形分离器的膜式壁和炉膛膜式水冷壁构成一个整体,具有圆筒型旋风分离器的所有优点,减少锅炉的占地面积,减轻锅炉重量,减少耐火材料的维护费用,减少启动用燃料费用。可进行模块式设计,容易实现锅炉容量的放大。自1994年以来,己有近60台燃烧各种燃料的紧凑型锅炉的业绩。,7,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉旋风分离。

  4、器发展:,2002年FW生产的容量为460MW、主汽压力压力为27.5MPa的超临界循环流化床直流锅炉。是循环流化床技术发展史上的一个重大里程碑,它标志着循环流化床技术从亚临界跨入超临界的一个起点。 右图为第一台460MW 锅炉,8,一、循环流化床锅炉专题先容,紧凑型整体式循环流化床锅炉:,单布风板结构: 100MW(无再热) 亚临界 单布风板结构: 350 MW以下 亚临界 双布风板结构: 600 MW以下 亚临界/超临界,9,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉布风板的发展:,国产容量600MW流量1905t/h ,超临界压力CFB锅炉在四川白马内江电厂建成,主蒸汽汽压力25.4MP。

  5、a,主汽温度571,再热汽温569。双布风板设计,六个旋风分离器,布置外置床换热器,采用回转式空气预热器,锅炉尾部烟道采用单竖井烟道。,10,一、循环流化床锅炉专题先容,600MW国产双布风板结构CFB锅炉:,根据FW企业的资料,800 MW超超临界 CFB直流锅炉技术的开发已经成功,制造的关键在于材料性能。 容量为800 MW常规超超临界 CFB直流锅炉,蒸汽参数为: 压力:30MPa 过热蒸汽温度:600C 再热蒸汽温度:620C 容量为800 MW先进超超临界 CFB直流锅炉,蒸汽参数为: 压力:35MPa 过热蒸汽温度:700C 再热蒸汽温度:720C,11,一、循环流化床锅炉专题先容。

  6、,800MW超超临界CFB直流锅炉参数:,12,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉蒸汽参数对循环热效率的影响:,13,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉原理动画图:,循环流化床锅炉可分为两个部分。,第一部分由炉膛、气固物料分离设备、固体物料再循环设备和外置热交换器等组成。 第二部分为对流烟道,布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等。,流态化过程 流态化:一种状态。即当颗粒流速增加到某一速度之后,颗粒不再由分布板所支撑,而全部由流体的摩擦力所承托。此时,对于单个颗粒来讲,它不再依靠与其他邻近颗粒的接触而维持它的空间位置,相反地,失去了以前的机械支承后,每个颗粒可在床层中自由运。

  7、动;就整个床层而言,具有了许多类似流体的性质。 临界流化速度:颗粒床层从静止状态转变为流态化时的最低速度。 流化床类似流体的性质主要有以下几点: 在冉鹕车缱佑蜗饭俜饺肟3983桓叨鹊木惭菇朴诖烁叨纫陨系ノ唤孛婊诠烫蹇帕5闹亓浚 无论床层如何倾斜,床表面总是保持水平,床层的形状也保持容器的形状; 床内固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面的孔口中排出;,14,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉关键术语:,密度高于床层表面密度的物体在床内会下沉,密度小的物体会浮在床面上; 床内颗粒混合良好,因此,当加热床层时,整个床层的温度基本均匀。 “散式”流态化:一般的液-固流态化,颗粒均匀地分散于床层中。 “聚式”流态化:。

  8、一般的气-固流态化,气体并不均匀地流过颗粒床层,一部分气体形成气泡经床层短路逸出,颗粒则被分成群体作湍流运动,床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化。煤的燃烧过程是一个气-固反应过程。 宽筛分物料:物料粒度从大到小非常均匀。 新床料:锅炉停炉后清理过床料,启动时新加的床料。 旧床料:锅炉停炉后没有清理床料。,15,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉关键术语:,1)低温的动力控制燃烧 优点:炉内结渣及碱金属析出均比煤粉炉中要改善很多,对灰特性的敏感性减低,也无须很大空间去使高温灰冷却下来,氮氧化物生成量低,可在炉内组织低价而高效的脱硫工艺;循环流化床锅炉内燃料的燃尽度很高,通常,性能良好。

  9、的循环流化床锅炉燃烧效率可达98%99%以上。 2)高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程 循环流化床锅炉内的物料参与了外循环和内循环两种循环运动。整个燃烧过程以及脱硫过程都是在这两种形式的循环运动的动态过程中逐步完成的。 3)高强度的热量、质量和动量传递过程,16,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉关键术语:,右图:不同气流速度下固体颗粒床层的流动状态,图中给出了不同气流速度下固体颗粒床层的流动状态。随着气流速度的增加,固体颗粒分别是呈现固定床、鼓泡流化床、湍流流化床、快速流化床和气力输送状态。,17,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉特点:,不再有鼓泡流化床那样清晰。

  10、的界面,固体颗粒充满整个上升段空间; 有强烈的物料返混,颗粒团不断形成和解体,并且向各个方向运动; 颗粒与气体之间的相对速度大,且与床层空隙率和颗粒循环流量有关; 运行流化速度为鼓泡流化床的23倍; 床层压降随流化速度和颗粒的质量流量而变化; 颗粒横向混合良好; 强烈的颗粒返混、颗粒的外部循环和良好的横向混合,使得整个上升段内温度分布均匀; 通过改变上升段内的存料量,固体物料在床内的停留时间可在几分钟到数小时范围内调节;,18,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉特点:,19,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉中单颗粒燃烧过程分析:,20,一、循环流化床锅炉专题先容,实验室内模拟。

  11、炉内流动特性和温度分布:,炉内流动特性原理图,21,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉炉内流动特性原理图:,22,一、循环流化床锅炉专题先容,CFB锅炉炉内存在的燃烧方式:,研究发现:由于床料粒径的宽筛分特性和流化风量过大的原因,CFB锅炉在实际燃烧时,炉内存在四种燃烧方式: 1层燃状态(超大颗粒),一般存在于炉膛下部浓相区,靠近布风板; 2鼓泡状态(较大颗粒),一般存在于炉膛下部浓相区,即锥段区域; 3循环流化床状态(设计尺寸),一般存在于炉膛上部稀相区域; 4气力输送状态(细颗粒,属于PC燃烧方式)一般存在于炉膛上部稀相区域; 通过煤处理系统优化设计、布风系统、运行优化调整、设备完。

  12、善改造,使快速流化床状态的份额趋于最大,同时减小其他燃烧方式的份额,这正是CFB锅炉制造、设计、使用和研究者的重要目标。,23,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉汽包内部和外部图片:,24,一、循环流化床锅炉专题先容,安装中的汽包图:,冷渣器:是将循环流化床锅炉燃烧后灼热的炉渣里大量的热能再利用的设备。 链斗输送机:是将冷渣器排出的炉渣输送炉外的设备。每台炉设2台链斗输送机,必须满足150%BMCR工况下的锅炉设计煤种排渣量。 斗式提升机:是将链斗输送机里的炉渣提升一定高度送人渣仓的设备。每台炉设2台斗式提升机,必须满足150%BMCR工况下的锅炉设计煤种排渣量。 渣库:是存储炉渣的设。

  13、备。能满足锅炉BMCR工况燃用设计煤质条件下储存1台炉26小时渣量。,25,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床排渣设备先容:,26,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉冷渣器结构示意图:,27,一、循环流化床锅炉专题先容,单个未安装的冷渣器外观:,28,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉冷渣器内部图:,在循环流化床锅炉电厂中有电厂设计冷渣器冷却水加压泵,也有电厂没有设计冷渣器冷却水加压泵。并且设计这套系统的部分电厂已经割除,还有电厂正观察。目前这种设计是否合理还有待于进一步研究。,29,一、循环流化床锅炉专题先容,冷渣器冷却水加压泵:,30,一、循环流化床锅炉专题先容,链斗输。

  14、渣机打开外壳图:,31,一、循环流化床锅炉专题先容,斗提机和渣仓:,布风板:支撑静止床料。使水冷风室内热空气均匀地分布在炉膛横截面上,并提供足够的压力,使床料均匀流化。 风帽:是循环流化床锅炉的布风装置,安装于布风板上,将一次风机送来的一次风高速均匀的送入炉膛,用以流化炉内床料。,32,一、循环流化床锅炉专题先容,布风板和风帽先容:,安装中的布风板和风帽:,33,一、循环流化床锅炉专题先容,CFB锅炉应用的几种风帽结构形式:,利用惯性离心力的作用从气流中分离出尘粒的设备。工作原理是将炉膛出口来含有尘气体由圆筒上部的进气管切向进入,受器壁的约束向下作螺旋运动。在惯性离心力作用下,颗粒被抛向器壁而。

  15、与气流分离,再沿壁面落至锥底的排灰口。净化后的气体在中心轴附近由下而上作螺旋运动,最后由顶部排气管排出。,34,一、循环流化床锅炉专题先容,旋风分离器先容:,35,一、循环流化床锅炉专题先容,汽冷旋风分离器出口和入口图:,36,一、循环流化床锅炉专题先容,汽冷旋风分离器返料腿及下集箱:,返料器:固体颗粒回送装置的基本任务是将分离器分离的高温颗粒稳定地送回压力较高的燃烧室内,并且保证无气体返窜。因此返料器在循环系统中起着相当大的作用:1)将循环灰由低压区(返料器)送入高压去(炉膛内)。2)起密封作用,保证料腿、返料器中的循环灰朝炉膛方向流动,避免炉膛烟气短路进入分离器,破坏物料循环。3)自动调节。

  16、平衡循环灰的输送量,使锅炉出力适应负荷的需要。,37,一、循环流化床锅炉专题先容,旋风分离器返料腿先容:,38,一、循环流化床锅炉专题先容,旋风分离器返料器特点:,返料风压力高(60kPa),返料风流量低(减小对分离器的影响);返料器的风室必须分离,一个风室流化风量(采用小流量)负责灰松动,另外一个风室流化风量(采用较大流量)负责灰的输送,具体参数这需要在运行中确定; 循环流化床锅炉正常运行时,返料温度与床温接近,表明返料正常;如果返料温度低,表明返料不通畅,将造成炉膛上部差压低,循环倍率低,床温高,锅炉带负荷能力变差; 如果返料发生顿挫、不连续时,及时降低一次风量和床压,降低分离器的入口浓度。

  17、;停炉时,检查分离器的耐火材料是否垮塌,结构设计是否合理。 如果在低负荷时、 燃用无烟煤时发现床温低,燃烧泥煤时返料灰浓度大,一般需要减小返料量;,39,一、循环流化床锅炉专题先容,不同的旋风分离器布置示意图:,40,一、循环流化床锅炉专题先容,水冷壁后墙上的分离器入口和下部返料口:,41,一、循环流化床锅炉专题先容,风道燃烧器(又称床下油枪,用于启动及助燃用油):,工作中的风道燃烧器:,42,一、循环流化床锅炉专题先容,水冷壁管直径57毫米,壁厚6.5毫米,布风板处为内螺纹管,其余为光管。前墙、后墙、侧墙敷设9.805米高的浇注料。 低温过热器管径51毫米,壁厚6.5毫米,材质15CrMoG。

  18、,SA-210 高温过热器管径51毫米,壁厚8毫米,材质12Cr1MoVG,SA213-T91。 低温再热器管径70毫米,壁厚5毫米,材质20G,15CrMoG,12Cr1MoVG。 高温再热器管径76毫米,壁厚6毫米,材质SA213-T91 省煤器管径51毫米,壁厚6毫米,材质20G,排列方式:顺列逆流,纵向节距152毫米,横向节距120毫米。,43,一、循环流化床锅炉专题先容,受热面简单先容(300MW锅炉流行设计):,44,一、循环流化床锅炉专题先容,循环流化床锅炉受热面布置立体图:,45,一、循环流化床锅炉专题先容,安装中的尾部受热面:,46,再热器管屏在地面组装成型,再一片一片吊装到。

  19、位进行焊接。(图中左侧为后烟井前墙,右侧为后烟井中隔墙),一、循环流化床锅炉专题先容,安装中的低温再热器管屏:,47,一、循环流化床锅炉专题先容,安装中的屏过和水冷蒸发屏:,安装中的省煤器管排及“H”型管道:,48,一、循环流化床锅炉专题先容,安装中的管式空预器管排和系统结构:,49,一、循环流化床锅炉专题先容,回转式空预器示意图及其优点:,50,一、循环流化床锅炉专题先容,采用四分仓结构; 采用三密封结构; 采用漏风控制系统; 在开远、巡检司、分宜、临涣300MWCFB锅炉上应用业绩良好;,进口和国产300MW锅炉尾部受热面布置区别:,51,一、循环流化床锅炉专题先容,电子称重式给煤机,52。

  20、,一、循环流化床锅炉专题先容,电子称重式给煤机结构:,电子称重式给煤机实物图,53,一、循环流化床锅炉专题先容,电子称重式给煤机外观:,高压流化风机是一台多级离心风机,转速高、风压高、提供返料器、返料腿部位的流化风。 从各厂家使用情况来看江苏金通灵的高压流化风机使用比较稳定。,73,上图为江苏金通灵高压流化风机,一、循环流化床锅炉专题先容,高压流化风机先容:,74,循环流化床锅炉吸风机采用两级叶轮的轴流风机,调节方式为动叶可调。油站有两种设计,一种是调节和润滑采用一台油泵,用两次调压分别达到3.5MPa的调节油压和0.5MPa的润滑油压,第二种是调节和润滑采用两台油泵,用一台电机同轴相连。,一。

  21、、循环流化床锅炉专题先容,动叶可调式轴流风机油站先容:,56,动叶可调原理,一、循环流化床锅炉专题先容,动叶可调原理动画图:,57,循环流化床锅炉一、二次风机采用双吸双支撑离心式风机,其中部分电厂采用液力耦合器调节,部分电厂采用变频调节。根据统计采用变频调节能节约1%厂用电。,一、循环流化床锅炉专题先容,液力耦合器调节和变频调节风机:,58,一、循环流化床锅炉专题先容,袋式除尘器的工作原理示意图:,59,一、循环流化床锅炉专题先容,袋式除尘器的布袋结构示意图:,电泵液力耦合器结构,60,一、循环流化床锅炉专题先容,电泵液力耦合器结构:,61,一、循环流化床锅炉设备专题先容,引进型300MWCF。

  22、B锅炉技术的优势和不足:,燃烧效率高 运行稳定,调节特性好 性能指标高,磨损 冷渣器不好用 系统较复杂、厂用电略高 初投资略高,优势,不足,62,二、循环流化床锅炉技术探讨,采用烟气余热回收系统可提高机组总效率0.8%:,63,二、循环流化床锅炉技术探讨,FW企业的蒸汽旁路系统调整再热汽温:,64,二、循环流化床锅炉技术探讨,不同高压流化风机的性能差异:,返料器的设计要求,返料风压力高达(60kPa);现在,一般循环流化床锅炉的回料器高压流化风采用罗茨风机、多级离心风机提供风源。 罗茨风机是容积是风机,当系统阻力增大时,风机压头就会一直增加,直到风机的安全门起跳,如果床料堵塞,压力持续增加后,。

  23、可以将堵塞的回料吹通,维持系统的正常运行,所以其返料性能最好; 多级离心风机,当系统阻力增大时,风机运行工况点会移动,压头升高到一定数值时就会稳定,如果床料发生堵塞,吹通很困难,在回料较多时,容易造成返料不稳定,发生顿挫、不连续返料现象; 所以,高压流化风采用罗茨风机比多级离心风机更可靠!,65,二、循环流化床锅炉技术探讨,不同的给煤形式对锅炉的影响:,1 、在回料腿给煤,煤粒加入回料可以加热、混合;在炉内扩散十分均匀,床温均匀,煤粒的燃烧、脱硫效率高,适用煤范围广;但是给煤系统设计比较复杂; 2 、锅炉前墙直接给煤;煤粒喷入炉膛后,小颗粒向上,大颗粒向下,中等颗粒呈水平方向扩散,容易造成床温。

  24、不均匀、煤粒的燃烧、脱硫效率低,适用燃用高挥发份煤种;但是给煤系统设计比较简单; 3、前墙给煤系统,由于煤粒潮湿,播煤风动量小等原因,给煤管下部管壁、给煤管出口炉膛壁面处极易发生煤粒粘结现象,煤粒通过高温加热在这些区域呈现干馏结焦状态,形成挂焦,并且干馏焦脱落、生成、脱落形成循环。,66,二、循环流化床锅炉技术探讨,不同的给煤形式结构示意图:,67,二、循环流化床锅炉技术探讨,石灰石注入系统的分类及区别:,1、采用一个低位布置的粉仓,用一级仓泵直接输送系统将石灰石粉注入炉内; 2、二级输送注入系统,采用一级仓泵将石灰石粉从一个大粉仓输送进入缓冲仓(位置可高、可低位布置),然后,由二级仓泵将缓冲。

  25、仓的石灰石粉注入炉内; 3、二级输送注入系统,采用一级仓泵将石灰石粉从一个大粉仓输送进入缓冲仓(高位布置),然后,用压缩空气将高位的缓冲仓中石灰石粉注入炉内; 第1、第2种石灰石粉输送注入系统会出现:阻力大的管线经常发生堵塞,阻力小的管线抢风,发生磨损泄漏,导致石灰石粉输送量波动大,直接造成SO2排放时有超标,甚至需要机组降负荷运行。 第3种石灰石输送注入系统,采用一级仓泵定量将石灰石粉从一个大粉仓输送进入缓冲仓,然后,用压缩空气流量来控制石灰石流量,将高位的缓冲仓中石灰石粉注入炉内的系统,运行可靠。,68,二、循环流化床锅炉技术探讨,实践中运行最可靠的石灰石注入系统:,国、内外大量工程实践表。

  26、明,采用以下方式设计的石灰石粉存储、输送、注入系统运行可靠性可以得到保证: 高位布置的粉仓出口与石灰石粉注入口的垂直距离大于8m! 石灰石粉输送管系上的所有分支管线必须完全对称! 用压缩空气将高位缓冲仓的石灰石粉定量注入炉内; 粉仓下粉量可采用调整螺旋旋转速度进行控制;,69,二、循环流化床锅炉技术探讨,石灰石粉注入位置的区别:,现有的石灰石粉的注入点,一般有以下几种: 1 在墙上开孔,设计独立的喷口; 2 在二次风喷口中内置石灰石喷口; 3 在回料腿上设置喷口; 4 在给煤管中加入; 不同的注入点,脱硫效果完全不一样,研究发现:石灰石粉注入口的最佳位置在回料腿上设置,这有利于石灰石粉与回料灰。

  27、的混合加热,将CaCO3 转化为CaO,有利于结合SO2,同时,提高石灰石粉在炉内的扩散动量,在炉内的分散面积增加,增加石灰石粉在炉内的停留、反应时间; 一般石灰石粉喷口是在二次风喷口内置喷口,炉膛上单独设计的喷口,实际的使用效果不理想,主要是石灰石粉与煤粒的混合差、逃逸严重。,70,二、循环流化床锅炉技术探讨,两种不同的脱硝技术的系统对比:,SCR SNCR,71,二、循环流化床锅炉技术探讨,两种不同的脱硝技术的系统对比:,SCR以下几个特点不适宜在流化床锅炉中应用 炉内脱硫产物易导致催化剂中毒 飞灰浓度高,容易导致催化剂磨损 流化床锅炉省煤器出口烟温较低(约320),不适合SCR。SCR反。

  28、应温度区间通常在之间。 SNCR在流化床锅炉中,由于分离器内的强烈扰动作用,使还原剂与烟气得到了充分的混合,且反应时间及反应温度及反应时间均较合适,因此在流化床锅炉中可得到5070%的脱硝效率。可以满足现有环保要求; 并且SNCR系统简单,无催化剂,运行成本低,优势明显。,72,二、循环流化床锅炉技术探讨,影响流化床锅炉Nox排放量的因素:,燃料品级、 折算燃料氮含量、 灰分中对NOx生成起催化作用的成分含量、 燃烧温度、 分级燃烧、 氧浓度。,73,二、循环流化床锅炉技术探讨,受热面磨损的主要原因和防治方法:,磨损的主要原因:锅炉的设计、制造结构、燃料性质、 运行风速、锅炉负荷、。

  29、浇注料的质量及施工工艺、低、中、高温烘炉效果有关。 目前所采用的防磨技术:过渡段的让管设计、堆焊、喷涂、加装防磨瓦、加装防磨横梁,用浇注料覆盖。 提高检修质量:加强防磨检查,对磨损严重的管子及时进行处理,控制焊口的焊缝余高,严格控制余高小余1mm。避免耐磨料施工中的凸台,应严把受热面爪钉焊接时质量。 运行防磨 :控制煤质、煤量和煤的粒度,控制总风量和一次风量,控制床压在正常范围内。,对大量锅炉水冷壁观察发现:炉膛锥督鹕车缱佑蜗饭俜饺肟3983陨显1-2米长度的垂直水冷壁区域内,存在不规则磨损。 研究认为:在流化床锅炉运行中,必然存在上升气流与下降边壁流的碰撞区域,这里的固体颗粒将在炉膛内三维方向上移动,但是对水冷壁有。

  30、害的是颗粒的横向移动,它将在水冷壁上形成无规则的划痕,最终形成磨损。,74,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉水冷壁磨损机理:,75,二、循环流化床锅炉技术探讨,锅炉水冷壁磨损:,耐火材料浇注料垮塌、敷设不当,会引起回粉颗粒对水冷壁的磨损。 大颗粒煤粒太多,流化不好,被迫采用高风速运行; 右图中间区域为磨损区,76,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉浇注防磨料区域:,77,二、循环流化床锅炉技术探讨,燃烧室过渡期让管防磨结构:,防磨梁是沿水冷壁高度方向布置多阶水平或者倾斜的凸台。 防磨梁显著降低沿水冷壁贴壁流的速度和浓度(贴壁流速度由8m/s降低至2m/s) 使水冷壁的耐磨寿命。

  31、由3个月延长至1年。 安装防磨梁后的磨损速率降为安装前的1/64。 安装防磨梁后水冷壁吸热会减少5%,床温会升高27。,78,二、循环流化床锅炉技术探讨,燃烧室增加防磨梁:,基本原理是:利用具有一定压力、流速、数量的风,以一定的动能及角度喷入易磨损部位,使该区域的粒子离开磨损部位,防止磨损。风源取自二次风箱。在磨损部位鳍片上开进风孔。角度在5-10度内,风速在8-18米/秒就行。 原则:哪里磨损哪里加风。根据情况设计加风的数量、加风的高度、加风的面积。新炉子运行一个周期后,经过检查确定加风位置。 实际效果还需进一步检验。,79,二、循环流化床锅炉技术探讨,防磨风新技术的应用:,80,二、循环流。

  32、化床锅炉技术探讨,受热面应力的消除:,受热面应力的消除,在受热面的制造、安装、维修过程中难免产生热应力,引起受热面变形,消除的方法,焊接、割开、再焊接。,81,屏过超温变形在循环流化床锅炉上较为普遍。变形十分严重,甚至管排成S型。 水冷壁管壁温度和屏式过热器壁温差50以上。 屏过各管间温度差一般在40以上。,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉屏过超温变形:,82,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉旋风分离器内筒(第一代):,左图为安装前的旋风分离器内筒 右图为已经抽吸变形的分离器内筒,83,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉旋风分离器内筒(改进型):,目前各个循环流化床。

  33、锅炉厂家的旋风分离器内筒都存在运行一定时间后变形的问题。 改进型旋风分离器内筒去掉了内部支撑,增加了桶壁厚度,改变了施工工艺,延长了运行时间。 右图上为改进型分离器仰视图,下为俯视图。,84,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉给煤口变形:,目前单炉膛的循环流化床锅 炉均为前墙给煤,经过一段时间的运行后给煤口存在不同程度的烧坏和变形问题。 左图为烧坏变形的给煤口。 右图为正常的给煤口。,85,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉原煤仓上的空气炮:,原煤仓不可避免的存在堵煤问题,尤其是雨雪天气。 安装一定数量的空气炮合理设计运行顺序能有效处理堵煤。,86,长期超温爆口呈不规则长方形,。

  34、爆口边缘大部分较钝,减薄程度较小,管子有明显胀粗情况。典型的短时过热爆口呈喇叭口,爆口边缘有明显的减薄现象,同时周围屏有不同程度的胀粗,弯曲现象。,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉受热面超温爆管:,风帽阻力决定布风板阻力 炉内流态化的稳定由布风板阻力和料层阻力两部分共同决定,一定的阻力是保证锅炉正常运行的关键 布风板阻力占总阻力的1/3方可维持床层稳定运行 单炉膛结构使用的大床面对风室压力均匀性有影响, 流化较差区域的床料在炉内压力驱动下进入风帽造成漏渣 选择良好的风帽结构及参数 实现风帽阻力与风速的独立 避免风帽脱落 合理控制燃料,87,二、循环流化床锅炉专题先容,水冷风室漏渣机理。

  35、分析:,88,水冷风室放渣管和布风板仰视图,二、循环流化床锅炉专题先容,89,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉风帽磨损机理:,维护因素:风帽定期进行更换维护频率 煤质特性:灰分、粒径分布、掺矸率 运行因素:是否锦工量运行风量增加15%,磨损增加50% 安装因素:节距小,风帽布置数量多,布风越均匀上游风帽气流对下游风帽冲击越大,磨损越大。设计、安装精度造成下游风帽某一部分位于上游风帽射流流场中。,90,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉风帽的磨损:,一次冷风道长期运行后,因为剧烈震动,钢板甚至出现龟裂状不规则撕裂。 采用补焊和外部加装支撑效果甚微 。 DLT5121-2000火。

  36、力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程规定烟风道壁厚一般选择5mm。 法国阿尔斯通要求采用6mm。 将一次风道的钢板加厚至10毫米效果明显 压火后锅炉热启动,风机的调节速度对膨胀节影响很大。,91,二、循环流化床锅炉技术探讨,一次风道及其膨胀节的损坏撕裂:,92,二、循环流化床锅炉技术探讨,排渣口冒正和热渣自流发生的机理:,主要原因是:排渣口有焦块堵塞,造成排渣管与冷渣器的渣很快排空,排渣管内没有渣柱密封,阻力减小。一次风通过风帽漏向排渣管形成短路,造成排渣管正压喷红渣。或者热渣自流冲入冷渣器后的链斗输送机,造成超温故障。 形成因素: 冷渣器设计不合理; 炉内有小渣块,发生堵塞,在疏通后,形成渣流冲。

  37、击; 在渣的输送过程中出现:冷渣器输送渣速度高于炉膛排渣的速度,冷渣器对渣密封效果变差,由于炉膛压力高,将出现热渣自流; 处理方法: 通过冷渣器水温升、排渣温度、电流,来判断冷渣器中渣的充填量,建立合适的流动阻力; 改造冷渣器的部份结构,调整冷渣器的阻力; 控制炉内结焦发生; 右图为一块“干馏焦”,渣的 流动性极强,像水一样流动,93,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉冷渣器入口管破裂现场图:,冷渣器进渣管烧红在各个电厂都是一个难题,其中有部分电厂改为绝热进渣管,部分电厂改为水冷进渣管,但是效果都不是很理想,并且改造会产生新问题。,94,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉冷渣器。

  38、进渣管烧红:,95,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉尾部受热面设计:,目前:大容量锅炉由于设计技术有限、节约成本等原因,锅炉厂大都采用单竖井烟道布置尾部受热面,由于省煤器、管式空预器受热面数量巨大,必须增加层高、减小节距、将烟道的截面进行放大,才可进行布置,这必然牺牲锅炉设备的可靠性和经济性。 一般设计处理:将尾部烟道从上到下进行分割:上部安装过热器、再热器的烟道截面较小;中部安装省煤器的烟道截面较大;下部安装空预器的烟道截面最大; 由于烟道的截面逐渐增大,而烟气的温度逐渐减小,体积流量减小,造成速度降低,在上部与中部、中部与下部烟道的连接变截面部份将出现流场混乱!虽然受热面的管距可。

  39、以调整,只保证烟气通过受热面内管束的速度,却不能改变连接处的流速分布,造成积灰,从结构设计上给用户造成重大隐患!,管式空气预热器长期经受烟气中携带的灰粒的冲刷,管壁会逐渐减薄,直至管道一部分磨掉。冲刷的形状不固定。 右图上边两根管子管壁已经被磨掉了一部分,出现了一个小洞,下边两根管子已经磨去很大一部分。,96,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉空预器的磨损:,97,二、循环流化床锅炉技术探讨,空预器堵灰和泄漏的原因分析:,从已有的带管式空预器的流化床锅炉的结构分析发现,国内采用管式空预器的流化床锅炉,其尾部烟道的设计呈上小下大,特别是空预器处面积最大;流场不均匀; 由于烟气中含尘量较大。

  40、,特别是锅炉启动和低负荷时,由于烟气速度低,流场分布更加不均匀,在阻力大的部位、死区,容易发生局部积灰; 如果上级空预器、上级省煤器流通断面存在积灰堵塞现象,吹灰效果不好,将形成新的烟气通道,由于面积减小,烟气速度将增加,造成磨损,发生空预器泄漏; 在管式空预器烟气出口与空预器空气进口部份(烟气、空气最低温度处),管壁温最低,虽然,CFB锅炉采用石灰石脱硫,但是,烟气中还残存部份SO2,这将升高水蒸气露点,容易发生结露,造成水与灰混合,形成粘结和低温腐蚀,最终造成烟道局部堵塞。 吹灰系统布置不好或者运行不良。,98,二、循环流化床锅炉技术探讨,锅炉尾部受热面烟气走廊的消除:,锅炉尾部受热面消除。

  41、烟气走廊能有效防止空预器积灰和泄漏。,1、入炉煤粒径合格 2、布风系统阻力合适 3、分离器系统可靠、效率高 4、给煤系统运行正常 5、石灰石粉系统运行正常 6、排渣系统运行正常,99,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉正常运行的条件:,100,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉冷态通风试验:,循环流化床锅炉的正常运行,必须进行严格、正确的冷态试验,检查风帽是否合格,布风阻力是否适当,记录炉内流化顺序,观察床面是否存在死区,临界流化风量大小等参数,主要工作如下: 1 流化风测量系统的标定(检查挡板开度、测量系统的安装位置,进行系统调试) 2 布风板空板阻力试验(风帽现有状态下的阻。

  42、力特性) 3 加床料的流化阻力试验(选择合理的床料) 4 加床料的流化均匀性试验 (观察床料的流化顺序,塌床时检查平整度、粒度分布) 在安装期间,应对风帽进行筛选(检查风帽规格、阻力大小和安装工艺),101,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉热态调整试验内容:,在热态运行情况下,对循环流化床锅炉的设备进行调整试验,以获得实际煤种与锅炉的匹配参数,得到最佳的运行效果。 1 煤质、燃煤粒度合理。 2 炉内存料量合理。 3 炉膛上部差压正常。 4 流化风量合理。 5 二次风量合理。 6 回料系统正常。 7 排渣系统正常。 8 石灰石粉加入系统 9 飞灰再循环系统 10 床料加注系统,锅炉设备。

  43、事故 受热面泄漏。 浇注料大面积脱落。 锅炉爆燃、爆炸事故。 床面流化不良及结焦事故。 返料器堵塞或结焦事故。 返料器流红渣事故。 尾部烟道再燃烧事故。 一次、二次风膨胀节撕裂事故。 水冷风室严重漏渣事故。 汽包严重缺水或满水事故。 受热面严重超温、超压事故。 锅炉MFT、BT动作事故。,102,二、循环流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉典型事故:,锅炉辅机事故 一次、二次、引风机单台跳闸RB事故。 单台给水泵跳闸RB事故。 给水泵全部停运汽机跳闸事故。 高压流化风机跳闸事故。 冷渣器断水超压爆炸事故。 冷渣器自流堵渣。 两台链斗机或斗提机全部跳闸。 给煤机断煤、堵煤、跑偏。,103,二、循环。

  44、流化床锅炉技术探讨,循环流化床锅炉典型事故:,严格按照要求烘炉,避免浇注料脱落。 科学的制定保护、连锁的定值和使用范围。 解决受热面、分离器磨损问题,确保长周期安全稳定运行。 屏过低负荷超温、变形问题。 合理的流化风量,合理的总风量,合理的一、二次风比例。 煤泥输送管路的磨损、堵管、粗细煤泥配比、水含量。 风帽、布风板阻力合理,结构合理。 炉膛下部、分离器入口床温测点磨损问题。 脱硫效率,脱硝效率。 冷渣器安全运行(流渣、堵渣、水系统泄漏、喷渣冒火等)等问题。 链斗输送机、斗提机安全运行问题。,104,二、循环流化床锅炉技术探讨,新建的循环流化床锅炉投产要注意的问题:,谢谢大家,2020年11月25日。

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