浅谈循环流化床锅炉生产运行技巧

介绍

  大庆石化热电厂现有两台循环流化床锅炉，在燃用设计煤种时锅炉负荷为220t/h，短时最大工况可达240t/h，锅炉保证脱硫效率大于80%。锅炉在燃用设计煤种时，不投油长期安全稳定运行的最低负荷为锅炉的50%负荷，锅炉在不小于60%负荷情况下保证设计蒸汽参数，锅炉各种运作情况下床温均匀，床表面温差最大不超过50℃，锅炉两侧烟温度不大于50℃。给煤机将煤送入落煤管，然后由风吹入炉膛，与流化状态下的的循环物料掺混燃烧，循环物料经炉膛进入分离室，锅炉燃烧所需空气分别由一、二次风机提供。一次风机送出的空气预热器预热后由左右两侧风道引入炉前水冷风室中，通过水冷布风板上的风帽及播煤风口过入燃烧室；二次风经管式空气预热后由两次二次风口进入炉膛，补充空气与拢动混合。

  本锅炉采用辐射和对流相结合过热系统，有加速烟道、汽冷分离器、包墙管、低温过热器，两级喷水减温器、高温过热器组成，过热器系统出口设有充氮及排放空气及水压实验后放水管的插座和阀门，过热器出口集箱能承受主蒸汽管路一定的推力力距，在变工况和煤种变动情况下喷水减温器满足下列要求：总喷水量控制在设计值范围内；减温器设在蒸汽连接管上，喷水头装在检修的位置。引入减温器的减温水管在设计时采取结构措施，防止减温器产生疲劳裂纹，过热器和减温器的设计保证各段受热面在启动，停炉及事故处理过程中不会超温。过热器设足够的工质温度与壁温测点。锅炉本体集箱设有热电偶安装插座，插座连接方式为焊接。省煤器入口联箱设有牢靠的固定点，能承受主给水管道一定的热膨胀推力和力矩，锅炉尾部烟道的省煤器管组之间留有足够空间，且均留有人孔门，以供检修之用。在锅筒和下级省煤之间设有再循环管道，以确保锅炉启动过程中省煤器有必要的冷却，配有一道电动门、一道手动门。省煤器管束最上面二排装设防摸盖板，蛇形管弯头处与四周墙壁间装设防磨阻流板及防磨罩。省煤器的平均气流速度控制在最高设计速度以下，以减少烟气对管子的磨损。锅炉各部件及相互之间有一定的膨胀间隙，可防止受热面由于膨胀受约束而变形。平台楼梯以适应运行检修需要设置，并符合有关技术规范。锅炉平台扶梯的设置已考虑到避开锅炉本体管道烟风道的布置，并最大限度地考虑空气预热器等部件检修抽出方便。锅筒、顶部连接管、炉膛、分离器、高温过热器、屏式过热器，低温过热器、包墙管等全部悬吊在锅炉顶梁上。锅炉构架除承受锅炉本体负荷外，还能承受锅炉范围内的各种汽水管路、锅筒小室、炉顶单轨吊、给煤机平台等。

  炉膛出口布置两只圆形汽冷分离器，分离器入口处前部分由炉膛后墙的一部分向后弯制形成加速段，后段则有汽冷加速烟道与分离器进口形成一定下倾角度进入分离器，两者间设有非金属膨胀节，整个分离器由膜式壁组成，结构相对比较简单紧凑，和锅炉炉膛融成一体悬吊于炉顶。旋风分离器起动升温、停炉降温曲线和允许的升温、降温速度的上限值同炉本体，分离器料斗内设热电偶插孔，以监察回料温度，并确保该处密封。为使分离器有极好的常规使用的寿命，在分离器内表焊有密排抓钉，并浇注有一层特种耐磨浇注料，使整个分离器的内表面能得到很好的保护。给煤直接从炉前进入炉膛，且煤进料口布置在敷设有耐火材料的炉膛下部还原区，远离二次风入口点，从而使细煤在被高速气体夹带前有较长的停留时间，进料口压力比炉膛高，以防止热气体从炉内反吹。给煤机出口起至给煤口，燃煤由给煤机送入煤管，再由播煤风送入燃烧室，给煤量的多少通过改变给煤机的转速来实现，在给煤机外的直管上接有膨胀节，解决给煤机和炉膛水冷壁之间的膨胀差。播煤风管连接在每个给煤机的入口，管路上配备风门以控制入口风量，二次风通过二次风管分别由前后墙送入燃烧室不同高度空间，并使二次风对物料有良好的穿透能力。回料口的设置在回料能均匀分布于布风板上，不发生局部堆积和局部过热，并能防止二次风返入。回料管上设有监测返料正常的检测点。返料阀直接吊挂在分离器腿下部，和分离器一起膨胀，所以分离器与返料阀之间膨胀很小。整个返料阀体内由耐火材料制成，底下设一根清灰管。锅炉在汽冷分离器下直接有一个具有自平衡特性的非机械式回料阀，内衬有防磨异型砖。

  锅炉给水经过省煤器加热后进入锅筒。锅筒内的饱和水经集中下降管、分配管进入水冷壁下降管、上升管、上集箱，然后从引出管进入锅筒。锅筒内设有汽水分离装置以分离饱和水和汽，饱和蒸汽经汽冷烟道进汽冷分离器进口、再依次进入汽冷包墙、低温过热器、一级喷水减温器、炉内屏式过热器、二级喷水减温器、再进入高温过热器，蒸汽经其加热到额定汽温汽压后从高温过热器出口集箱，最后从主汽阀至主蒸汽管道。锅炉采用单锅筒横置式自然循环、圆形汽冷分离、膜式壁炉膛，全悬吊，全钢架Π型结构，锅炉室内布置，在运行层8.0m标高设置钢平台，炉架四周设置栅格平台，供检修用.锅炉钢架承受司水小室的荷载。空气预热器的漏风系数在锅炉性能测试时不大于5%，除尘器下的飞灰含碳量的保证值为不大于8%，炉渣含碳量不大于2%，锅炉在最大连续蒸发量下，烟风系统实际降压与设计降压的偏差不超过10%，锅筒内部结构采取合理措施，避免炉水和进入锅筒的给水与温度较高的锅筒壁非间接接触，以降低锅筒壁温差和热应力。

  锅筒水冷壁的下降管孔，进水管孔及其它也许会出现的管孔，采取合理的管孔结构型式和配水方式，防止管孔附近的热疲劳裂纹。锅筒上给出两组电极点水位计、三组双室平稳容器和一次阀门，平衡容器与电气补偿方法相匹配。测点位置能真实反应汽包内的真实水位，防止汽流、水流等因素影响而造成虚假水位，并考虑DCS接点。汽包设有两组就地全量程水位计，水位计安全可靠，便于观察，指示正确，在运作情况下就地水位之间偏差不大于±20mm，用无盲点双色水位计，压力等级按25MPa。锅筒上有供酸洗、热工测量、连续排污、水压试验、紧急放水、炉水及蒸汽取样、水位报警和控制、空气阀及充氮等的管座和相应的阀门。合理的炉膛断面和炉膛高度确保燃烧的完全和合理的流化，确保燃烧完全，炉内温度场均匀，布风板和炉膛不结焦，耐磨损，使设计的锅炉具有可用率高、经济性好、调峰性能好、燃料适应能力强、燃料适应稳定，为加快机组起动，水冷壁下集箱按要求设置蒸汽加热装置，包括加热蒸汽分配管，高压手动截止阀。锅炉燃用的设计煤种是挥发份较高的烟煤。为保证燃烬和炉膛吸热，炉膛布风板至炉膛顶部有足够的高度，约为32.2m，灰停留时间超过6s。炉膛四周、下部燃烧室以及炉顶均为膜式壁结构，以保证燃烧室的严密性，水冷壁与风室接合处、水冷壁与旋风分离器、水冷壁与回料装置及锅炉各门孔均有良好的密封结构，保证水冷壁能自由膨胀并不漏风。下降管为三根集中下降管，然后由分配管引至各水冷壁下集箱。长方形的炉膛布置4个独立循环回路，使炉膛四周受热均匀，以保证沿燃烧室宽度均匀产汽，沿锅筒全长的水位均衡，有很大成效避免水循环不良现象。炉水冷壁管中水流分配和加热均匀，在各种负荷下，水冷壁管中有足够的重量流速，防止在管中产生膜态沸腾现象，前后墙在炉膛下部收缩形成锥形炉底，水冷布板和风室由后墙水冷壁向前弯与两侧水冷壁共同形成，水冷壁定期排污装置设在下集箱最低处，并配备一道手动阀门和一道电动阀门，保证水冷壁管及集箱内的积水能放空，大直经下降管排污配一道手动阀、一道电动阀，锅炉炉顶设有专供检修炉膛内部时装设临时升降机具及脚手架用的预留孔。炉顶密封采用金属密封套等多种密封结构，以避免炉顶漏烟和漏灰。