300MW等级新型循环流化床锅炉介绍.pdf

第 1 期 2 0 1 1 年 1月 锅炉制造 B0I LER MANUFACTURI NG No ． 1 J a n ． 2 01 1 文章编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 1 0 1 0 0 2 5- 0 3 3 0 0 MW 等级新 型循 环流化床锅炉介绍 张立新 ， 杜海涛 哈 尔滨锅 炉厂有 限责任 公 司， 黑龙 江 哈 尔滨 1 5 0 0 4 6 摘要 本文对具有自主知识产权的3 0 0 MW等级新型循环流化床锅炉的结构及原理进行了简单介绍。 关键词 循环流化床锅炉； 分离器； 回料阀； 冷渣器 中图分类号 T K 2 2 9 文献标识码 A The I n t r o d u c t i o n o f t h e Ne w 3 0 0 M W Ci r c u l a t i n g Fl u i d i z e d Be d Bo i l e r s Zha n g L i xi n， Du Ha i t a o Ha r b i n B o i l e r C o ．L t d ． ， Ha r b i n 1 5 0 0 4 6 ， C h i n a Abs t r a c t Th e i n t r o d u c t i o n o f s t r uc t u r e a n d p r i nc i p l e f o r t h e 3 0 0 MW c i r c u l a t i n g flu i d i z e d b e d bo i l - e r s，whi c h h a s i n d e p e n d e n t i n t e l l e c t u a l p r o pe r t y r i g h t s ． Ke y wo r d s CFB；S e p a r a t o r ；Re t u r n v a l v e； As h Co o l e r 1 锅 炉简介 3 0 0 Mw 等级新 型循环流化床锅炉为亚 临界 参数、 一次中间再热 自然循环汽包炉 图 1 ； 紧身 封闭、 平衡通风 、 固态排渣、 全钢架悬 吊结构 ； 采用 高温绝热旋风分离器、 自平衡式 回料 阀； 过热器三 级布置 ， 其 中二级过热器布置在炉膛 内， 一级过热 器 、 三级过热器布置在尾部烟道 中； 过热器采用喷 水调温方式 ， 再热器主要通过尾部双烟道 挡板控 制汽温， 并且有一级喷水进行微调 ， 锅炉均采用滚 筒冷渣器。3 0 0 Mw 等级新 型循环流化床技术是 哈尔滨锅炉厂有限责任公 司具有 自主知识产权技 术设计和制造的， 其主要特点如下 1 采用分离效率更高 的分离器 ， 可 以将大量 灰颗 粒 分离 下来 ， 实 现循 环往 复燃 烧 ， 可 以有效 降 低燃烧损失 ， 提高燃烧效率。 图 1 哈锅 自主型 3 0 0 MW C F B锅炉方案图 2 气 固间高滑移速度导致 固体颗粒在床 内 横向， 纵向混合 良好 ， 且有较长的停 留时间， 因此 可以保证最佳 的碳燃尽率。 3 锅炉采用双布风板结构 ， 具有更加优越 的 收稿 日期 2 0 1 01 01 8 作者简介 张立新 1 9 8 2一 ， 男， 助理 工程师， 毕业于哈尔滨工程大学热能与动力工程专业 ， 现从事锅炉的安装服务3 - 作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 6 锅炉制造 总第 2 2 5期 布风均匀性 ， 可将二次风通过裤衩腿 中部直接送 到炉膛 中间的布风死区， 因此燃烧效率更高。 4 两台一次风机分别为两个布风板供风 ， 不 会出现单侧裤衩腿压死 的问题 ， 从而彻底解决 翻 床问题 ， 如图2所示。 t 图 2 优化后 的一次风 系统 5 给煤方式将燃料送到锅炉 回料阀中， 与循 环灰一起送入到炉膛 ， 使燃料在进入到炉膛前可 以得到充分的预热 ， 延长了燃料的一次燃尽时间， 有利于降低飞灰含碳量 ， 如图 3所示 。 图 3 H 型锅 炉 回料 阀给 煤 方 案 6 锅炉启动采用床上启动燃烧器和床下启 动燃烧器结合的启动方式 ， 以节省启动用油。 7 床上启动燃烧器在正常运行工况下用作 二次风喷口， 简化了供风系统。 2 结构简介 3 0 0 MW 亚I临界参数 自然循环流化床汽包炉、 单炉膛 、 平衡通风 、 悬吊结构、 固态排渣、 全钢构架 结构 。 锅炉 主要 由单 炉 膛 、 高 温 绝 热 分 离 器 、 回料 阀、 尾部对流烟道 、 滚筒冷渣器和管式空气预热器 等部分组成。 采用单炉膛、 裤衩腿形双布风板结构 ， 燃烧室 炉膛 蒸发受热 面采用膜式水冷壁及水冷屏结 构。采用水冷布风板， 大直径钟罩式风帽 ， 具有布 风均匀 、 防堵塞、 防结焦和便 于维修等优点 ， 炉膛 内布置高温再热器和二级过热器 ， 以增加过热器 系统和再热器系统的辐射受热面积 ， 使过热汽温 和再热汽温具有 良好的调节特性。 锅炉共采用 四个 内径约 8米的分离器 ， 布置 在燃烧室两侧墙 ， 外壳 由钢板组成 ， 内衬耐磨耐火 材料 ， 分离器上部为圆筒形 ， 下部为锥形。每个分 离器回料腿下布置一个非机械型 回料 阀， 回料为 自平衡式 ， 流化密封风用高压风机供给。回料阀 外壳由钢板制成 ， 内衬绝热材料和耐磨耐火材料 。 耐磨材料和保温材料采用拉钩 、 抓钉和支架固定。 每个高温绝热分离器 回料腿下布置一个非机 械型回料 阀， 回料阀下部接分流式回灰换热器 ， 流 化密封风用高压风机单独供给。回料阀外壳 由钢 板制成 ， 内衬绝 热材料和耐磨耐火材料 。耐磨材 料和保温材料采用拉钩、 抓钉和支架固定 。 炉膛、 分离器、 回料 阀构成了循环流化床锅炉 的核心部分物料热循环 回路 ， 煤 与石灰石在 燃烧室内完成燃烧及脱硫反应 ， 产生的烟气分别 进入四个分离器 ， 进行气固两相分离， 经过分离器 净化过的烟气进人尾部烟道。 尾部采用双烟道结构 ， 上部被 中隔墙过热器 分为前烟道和后烟道 ， 前 烟道 中布置有低温再热 器和省煤器 ， 后烟道 中布置有高温过热器 、 低温过 热器及省煤器 ， 上部烟道 为膜式包墙过热器所包 覆 ， 下部为单烟道 ， 布置有 空气预热器 ， 省煤器采 用 H型省煤器顺列布置 ， 空气预热器采用管式空 气预热器。 燃烧室与尾部烟道包墙均采用水平绕带式刚 性梁来防止内外压差作用造成 的变形。 锅 炉设 有膨胀 中心 ， 各部 分烟气 、 物料 的连 接 处设置性能优异 的非金属膨胀节 ， 解决 由热位移 引起的三维膨胀问题 ， 各受热面穿墙部位均采用 国内、 外成熟的密封技术设计 ， 确保锅炉的良好密 封 。 循环流化床燃烧用风分级送人燃烧室 ， 以降 低 N O x的生成量 ， 除从布风板送人的一次风外 ， 还从燃烧室下部锥段分二层不 同高度 引人 二次 风。脱硫剂采用石灰石 ， 以气力输送方式分 四点 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1期 张立新， 等 3 0 0 MW 等级新型循环流化床锅炉介绍 2 7 送人 回料阀斜腿 ， 分 四路进入炉膛。 锅炉启动采用床上启动燃烧器和床下启动燃 烧器结合的启 动方式 ， 以节省启动用油 。床下布 置有两只启动燃烧器 热烟发生器 ， 床上布置八 只启动 燃烧 器 。 锅炉除在燃烧室、 分离器 、 回料阀等有关部位 设置非金属耐火 防磨材料外 ， 还在尾 部对 流受热 面 、 燃烧室等有关部位采取了金属材料防磨措施 ， 以有效保 障锅炉安全连续运行。 3 锅炉燃 烧 系统 3 ． 1 给煤 给煤系统是用来 把破碎 合格 的煤输送 到炉 膛。煤斗里的煤首先通过皮带计量式给煤机 ， 然 后再通过链条给煤机输送到回料阀的回料腿。给 煤通过和回料腿中大量的循环物料有效地混合 以 达到燃料的均匀分布 ， 从而有利于燃料 的燃烧和 燃尽 ， 与墙式给煤相 比具有更大的优 势。四条独 立的给煤线分别给煤到回料 阀的回料腿 。 在给煤机和给煤 点之 间， 用二次风做 正压密 封风 。 这种给煤方式具有 的优越性 1 不会发生给煤堵塞或结焦现象 ； 2 给煤直接与高温循 环物料混合 ， 在 回料腿 内可进行水份蒸发、 挥发份析出等过程 ， 同时煤与 大量的循环物料一起进入炉 内， 与床料混合效果 更好、 更均匀 ， 有利于煤的燃烧和燃尽 ； 3 热 二次风 作为 正压 密封 风 ， 无 需增 压风 机 。 3 ． 2 石 灰石 供 给 石灰石添加系统 通过气力输送方式从石灰 石粉仓分四点送人 回料 阀， 最后通 过回料 阀的回 料腿送入炉膛 ， 以达到石灰石在循环物料 中的均 匀分布。 石灰石流量通过旋转阀来 自动调节 ， 旋转 阀 与给煤量 连锁。控制 系统可 以把 S O 2的含 量 同 要求 的值相 比较 ， 以修正石灰石的流量 。 3 ． 3 锅 炉排 渣 底渣通过手动闸板阀排放到位于燃烧室下面 的 8 个滚筒式冷渣器 ， 冷渣器使渣温在冷渣器 出 口处 能达 到 1 5 0℃ 以下 。在 冷 渣 器 出 口， 底 渣 被 输送系统收集。 3 ． 4配风 系统 锅炉配风采用并联 系统 ， 即各个风机均单独 设 置 。锅 炉 共 设 有 一 次 风 机 、 二 次 风 机 、 高 压 风 机 、 石 灰石 风 机及 引 风机 。锅 炉 采用 平 衡 通 风 方 式 ， 压力平衡点设在炉膛 出口。 3 ． 5点火 系统 为加快启动速度 ， 节省燃油 ， 采用 了床上和床 下结合的启动方式 。两只床下启动燃烧器 热烟 发生器 布置在水冷风室后 的一次 风道上 每只 裤衩腿一只 ， 每只燃烧器包括两只油枪 ； 在布风 板上方还布置有八只床上启动燃烧器。床下燃烧 器和床上启动燃烧器均采用机械雾化的方式 ， 在 锅炉启动时首先投入床下两只燃烧器 ， 将 床温加 热到 4 7 0℃以上后 ， 再分别投入床上启动燃烧器 ， 将床温加热到煤的着火温度。每只启动燃烧器均 配有点火装置和火检 ， 以保证锅炉点火的安全性。 3 ． 6该 C F B锅 炉 与 3 0 0 MW 汽 轮机 匹配 锅炉的主要参数见下表 1 所示 。 表 1 锅 炉主要参数 4 结 论 哈锅具有 自主知识产权的 3 0 0 M w 等级新型 循环流化床锅炉技术应用在神华神东郭家湾电厂 1 炉 、 2 炉 ， 沈煤红阳电厂 1 炉、 2 炉 ， 于 1 0年下 半年依次顺利投产发 电， 运行稳定各项参数达到 设计值。这台机组的顺利投产证明了我国已经具 备了独立设计生产大型循环流化床锅炉的能力 ， 该技术必将被广泛应用在火 电机组上 ， 为缓解煤 炭紧张做 出贡献。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m