流化床和循環(huán)流化床鍋爐，由于對(duì)煤種適應(yīng)性廣，有利于環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)已廣泛被產(chǎn)業(yè)界及研究單位所重視。東方鍋爐廠早在20年前已開始了這方面的研究和設(shè)計(jì)工作。近年來結(jié)合解決運(yùn)行中存在的問題，新設(shè)計(jì)制造了一批循環(huán)流化床鍋爐，并在運(yùn)行中取得了較好的效果。

    l  我廠CFB鍋爐簡(jiǎn)介及南川75t／hCFB鍋爐總體布置情況

    我廠從七十年代以來一直致力于流化床和循環(huán)流化床鍋爐的開發(fā)和研究工作，取得了一批科研成果，并在實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用， 1995年，我廠受國(guó)家計(jì)委、國(guó)務(wù)院重點(diǎn)辦和機(jī)電部的委托，從美國(guó)福斯特?惠勒公司引進(jìn)了大型循環(huán)流化床技術(shù)，擁有其大型循環(huán)流化床全套技術(shù)許可證，掌握了汽冷式旋風(fēng)分離器、爐膛設(shè)計(jì)、水冷風(fēng)室、導(dǎo)向風(fēng)帽、選擇性排灰冷渣器、爐膛內(nèi)過熱器wingwall(屏式過熱器)、床下點(diǎn)火啟動(dòng)系統(tǒng)等福斯特．惠勒公司正在使用并經(jīng)實(shí)踐證明成熟可靠的最新技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，1996年8月，針對(duì)四川南川東勝火電廠75t／hCFB鍋爐燃用含灰量較低的高發(fā)熱值無煙煤，特別設(shè)計(jì)了一種新的爐型，(圖一)示出了該型鍋爐的典型布置圖，該爐為單汽包自然循環(huán)、半塔式中溫旋風(fēng)分離，全鋼結(jié)構(gòu)爐架的低循環(huán)倍率流化床鍋爐。鍋爐為室外布置，由前部及尾部?jī)蓚€(gè)豎井煙道組成。前部豎井采用全懸吊結(jié)構(gòu)。其四壁由膜式水冷壁組成，  自下而上依次布置有一次風(fēng)室、布風(fēng)裝置、爐膛密相區(qū)、稀相區(qū)、蒸發(fā)管束、高溫過熱器、低溫過熱器、高溫省煤器及煙氣轉(zhuǎn)向室。尾部豎井為支撐結(jié)構(gòu)；豎井內(nèi)布置有低溫省煤器及鋼管臥式空氣預(yù)熱器。兩豎井之間通過兩個(gè)并列布置的旋風(fēng)分離器相連通，分離器下部接回料裝置，分離器及回料裝置均支承在鋼結(jié)構(gòu)梁上。前部豎井采用敷管爐墻，外置金屬護(hù)板，后部豎井采用輕型護(hù)板爐墻。燃燒室、爐內(nèi)門孔區(qū)、前部豎井出口煙窗區(qū)域和分離器，內(nèi)部均設(shè)有防磨內(nèi)襯。鍋筒由鍋筒吊桿懸掛在大板梁上，六根鋼栓承受鍋爐的全部重量。

    2  鍋爐的主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)

    針對(duì)南川無煙煤具有發(fā)熱值高、揮發(fā)份低、難于著火和穩(wěn)燃燼也較困難的特點(diǎn)，故在幾方面采取一些技術(shù)措施，以確保鍋爐成功的設(shè)計(jì)。

    2，1  著火和穩(wěn)燃

    2．1．1  根據(jù)電廠需要，此鍋爐采用床上油點(diǎn)火器，油槍熱容量為15～20％MCR可將爐膛密相區(qū)床溫加熱到900℃，實(shí)現(xiàn)全床流態(tài)化點(diǎn)火，確保順利著火，電廠也可采用慣用的木炭點(diǎn)火以確保點(diǎn)火成功。

    2．1．2  爐膛內(nèi)存在有大量熾熱床料，有很大的熱慣性，可順利點(diǎn)火，低負(fù)荷不投油穩(wěn)燃性能較好，可達(dá)40％MCR。

    2．1．3  爐膛下部密相區(qū)水冷壁復(fù)蓋成型耐磨瓦，既可防磨，又能減少下爐膛吸熱，低負(fù)荷時(shí)仍維持較高溫度，保證燃燒穩(wěn)定。

    2．2  燃燼

    2．2．1  爐膛設(shè)計(jì)是保證燃燒效率的關(guān)鍵整個(gè)爐膛設(shè)計(jì)分為密相區(qū)和稀相區(qū)，流化速度約為4m／s，使飛升到稀相區(qū)粒徑減小，大部分粒子在密相區(qū)燃燒放熱，密相區(qū)溫度控制在880℃一900℃，此溫度區(qū)域?yàn)槭沂摿虻淖罴褱囟取?/p>

    2，2．2  在密相區(qū)未燃燼的細(xì)小顆粒，進(jìn)入稀相區(qū)強(qiáng)化燃燒。合理設(shè)計(jì)爐膛斷面，降低稀相區(qū)內(nèi)的煙氣速度，約為3-3．5m／s，并保證稀相區(qū)有足夠的高度，使碳粒子停留時(shí)間大于其燃燼時(shí)間。在稀相區(qū)內(nèi)合理布置絕熱瓦，使稀相區(qū)煙氣溫度維持在950℃左右，高的爐膛溫度對(duì)碳粒子的燃燼是十分有利的。

    2，2．3  不能在稀相區(qū)里燃燼且能被稀相區(qū)速度攜帶出爐膛的細(xì)微粒子進(jìn)入上部對(duì)流煙道區(qū)，其中一部分被對(duì)流受熱面阻擋回爐膛，進(jìn)一步強(qiáng)化燃燒，另外一部分通過上部對(duì)流受熱面進(jìn)入旋風(fēng)分離器，確保未燃燼的細(xì)微粒子被分離下來并多次返回爐膛密相區(qū)二次燃燒，降低飛灰可燃物，保證鍋爐機(jī)組具有較高的燃燒效率。

    2．3  防磨

    爐膛和旋風(fēng)分離器直段均采取成型耐磨磚。耐磨材料配方、養(yǎng)護(hù)、燒結(jié)和固定均在國(guó)內(nèi)成熟技術(shù)基礎(chǔ)上，充分結(jié)合我公司多年的研究和使用經(jīng)驗(yàn)，其防磨特征完全達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平。爐膛上部蛇形管和尾部受熱面前排管迎風(fēng)面、煙道轉(zhuǎn)彎處、局部煙氣走廊區(qū)均裝有防磨蓋板或均流板，有效防止煙氣磨損。半塔式布置，在鍋爐布置方式中最能防止磨損，爐膛上部速度較低，管間最高煙速為5．Om／s，且上部對(duì)流受熱面粒子濃度較高，流速低，能將磨損降到最低程度。

    2．4  防結(jié)焦

    2．4．1  循環(huán)流化燃燒方式，燃燒溫度～900℃，大大低于灰變形溫度，避免了大面積結(jié)焦的可能；

    2．4，2  鋼板等壓風(fēng)室，網(wǎng)帽阻力較大，布風(fēng)均勻，避免局部流化不均勻而結(jié)焦；

    2．4．3  風(fēng)播煤，煤入爐均勻，避免煤口處燃燒過于強(qiáng)烈而超溫；

    2．4．4  低于450℃的中溫回灰，回灰溫度遠(yuǎn)低于煤著火溫度，即使有風(fēng)混入，也不會(huì)引起煙氣中的殘?zhí)荚谕矁?nèi)繼續(xù)燃燒，這從根本上保證了分離器和回料器工作的安全性。循環(huán)流化床密相區(qū)的床溫是一個(gè)十分重要的控制參數(shù)，它的有效恒定可以維持石灰石在密相區(qū)的高效反應(yīng)中完成脫硫，密相區(qū)的床溫不光是通過該區(qū)流速的設(shè)計(jì)，一、二次風(fēng)風(fēng)量的配比調(diào)節(jié)；而且還可通過控制中溫回料量的大小來控制床溫，當(dāng)密相區(qū)的床溫偏高時(shí)，調(diào)整羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)及風(fēng)室的開度，使進(jìn)入回送裝置的空氣量增加，從而使進(jìn)入密相區(qū)的循環(huán)灰量增加，使床溫下降，反之則循環(huán)灰量減少，床溫上升，這樣密相區(qū)床溫可始終保持恒定，避免超溫結(jié)渣。

    2．4．5  采用非機(jī)械式“J”閥回料器，配風(fēng)嚴(yán)格按照要求，微量回料風(fēng)，即可保證穩(wěn)定連續(xù)回料。

    2．4．6  床溫上布置足夠數(shù)量的溫度測(cè)點(diǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)的少量結(jié)焦，避免結(jié)焦擴(kuò)大，影響安全運(yùn)行。

    3  鍋爐運(yùn)行情況簡(jiǎn)介

南川75t/hCFB鍋爐自1998年5月31日順利通過七十二小時(shí)試運(yùn)行以來，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，本公司于1998年10月14日一26日派出調(diào)試人員協(xié)助電廠進(jìn)行了進(jìn)一步的燃燒調(diào)整和性能測(cè)試。鍋爐具有連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，滿負(fù)荷工況好，該爐在75t／h滿負(fù)荷狀態(tài)設(shè)計(jì)熱效率85％，用戶要求保證熱效率84％，實(shí)測(cè)鍋爐效率可達(dá)89％以上，且可以摻燒電廠閑置的高含炭量飛灰，大大提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益，燃燒調(diào)整后平均飛灰含炭量?jī)H為11．86％。

文章作者：黃 兵(東方鍋爐有限公司 643001)