循環(huán)流化床鍋爐與煤粉爐的區(qū)別

1、循環(huán)流化床鍋爐與煤粉爐的區(qū)別鍋爐的分類(lèi)有很多種，按燃燒方式可分為：火床燃燒鍋爐、火室燃燒鍋爐、流 化床燃燒鍋爐和旋風(fēng)燃燒鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐是流化床鍋爐的一種； 煤粉爐 是火室燃燒鍋爐的一種。 層燃與室燃的區(qū)別： 室燃鍋爐包括燃煤即煤粉 鍋爐、燃?xì)忮仩t和燃油鍋爐。 煤粉爐 首先要通過(guò)磨煤機(jī)把煤磨到一定細(xì)度再以 一次風(fēng)送入燃燒器并引燃，增加二次風(fēng)、三次風(fēng)等以利繼續(xù)燃燒。煤粉懸浮在 燃燒室空中，混合燃燒劇烈。 流化床燃燒方式是一種介于層狀燃燒和懸浮燃 燒方式之間的燃燒方式，床內(nèi)的固體顆?？梢韵窳黧w一樣從底部或側(cè)面的空口 中排出。 可以想象一下，床層的固體燃燒顆粒放在一塊既能使氣體通過(guò)又能 在床層靜

2、止或者流體速度較小時(shí)不使顆粒落下的托板上，那么，不算提高通過(guò) 床層的氣體速度，燃料層就會(huì)隨著氣流速度的增大而相繼出現(xiàn)不同的狀態(tài)。隨 空氣流速度的增大，床料開(kāi)始膨脹，燃料高度發(fā)生變化，氣體對(duì)固體顆粒產(chǎn)生 的作用力與固體顆粒所受的其他外力相平衡主要是重力，固體顆粒呈現(xiàn)出 類(lèi)似流體的性質(zhì)，當(dāng)這種流體以一定的速度向上流過(guò)固體顆粒層時(shí)，固體顆粒 呈現(xiàn)出類(lèi)似流體的現(xiàn)象稱(chēng)為流態(tài)化現(xiàn)象。如果這時(shí)候床料內(nèi)未產(chǎn)生大量的氣 泡，擾動(dòng)并不強(qiáng)烈， 把這種流化狀態(tài)稱(chēng)為流化床。 循環(huán)流化床由快速流化床 上 升段、汽固物料別離裝置和固體燃料回送裝置組成。循環(huán)流化床的優(yōu)點(diǎn)是燃 料適應(yīng)性廣泛、有利于環(huán)境保護(hù)、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、燃燒

3、熱強(qiáng)度大、爐內(nèi)傳熱 能力強(qiáng)、灰渣的綜合利用性能好。缺點(diǎn)是大型化困難、自動(dòng)化水平要求高、磨 損嚴(yán)重。 循環(huán)流化床鍋爐效率高、污染低、煤種適應(yīng)性好。它幾乎可燃用各 種品質(zhì)燃料，如泥煤、煙煤 包括高硫煤 、無(wú)煙煤、矸石、焦炭、工業(yè)廢料、 城市垃圾等。床內(nèi)直接添加石灰石等脫硫劑，投資小、脫硫效率咼 當(dāng)Ca/S=1.52.0時(shí)，脫硫效率可達(dá)85%-90%)。這種爐型是目前環(huán)保節(jié)能型電廠的發(fā)展方向。國(guó)際上循環(huán)流化床鍋爐已進(jìn)入大型化、商品化生產(chǎn)階段，國(guó)內(nèi)越來(lái)越 多的廠家也投入了循環(huán)流化床鍋爐的研制和生產(chǎn)，安裝循環(huán)流化床鍋爐的坑口 電站普及全國(guó)各地。循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是一種新技術(shù)，鍋爐結(jié)構(gòu)特殊，燃燒 方式與

4、煤粉爐 有本質(zhì)的區(qū)別，國(guó)內(nèi)在安裝技術(shù)方面與 煤粉爐 相比還有一定差 距。本文只對(duì)幾個(gè)突出的問(wèn)題提出自己的看法， 與煤粉爐 類(lèi)似的問(wèn)題不再涉及。 1磨損問(wèn)題循環(huán)流化床鍋爐燃用粒徑在13 mm以下的煤粒，流化風(fēng)速很大(通 常為 5 10 m/s) 。磨損問(wèn)題是該鍋爐最大的問(wèn)題。1.1 燃燒帶的磨損 爐膛布風(fēng)板周?chē)鸀樗膫?cè)水冷壁，在布風(fēng)板上部 3.5 m 高度范圍內(nèi)水冷壁的內(nèi)外側(cè)全部 焊接銷(xiāo)釘，整體澆注“耐高溫耐磨澆注料，外側(cè)安裝金屬護(hù)板。向火面的澆 注料層厚度通常為20 mm這個(gè)區(qū)域稱(chēng)為“燃燒帶。燃燒帶包圍的空間稱(chēng)為“燃燒井，燃燒井是循環(huán)流化床鍋爐燃燒的中心，進(jìn)行煤粒流化、燃燒、燃 盡全過(guò)程。燃燒帶

5、的磨損全部由耐高溫耐磨澆注料來(lái)承當(dāng)，澆注料的材質(zhì)和施 工質(zhì)量是減小磨損的重點(diǎn)。 首先是選材問(wèn)題，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)耐高溫耐磨澆注料的 廠家很多，材料的種類(lèi)也很多，澆注料在不同溫度下的耐磨度相差很大。有的 材料在1 4001 600 C范圍內(nèi)耐磨度最高，但在 8001000C溫度區(qū)耐磨度很 低，故材料的選用很關(guān)鍵。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒溫度為800-1 000C，因此要選用在這個(gè)溫度區(qū)耐磨度最大的材料。 施工質(zhì)量也是一個(gè)重要問(wèn)題，在施 工中需注意以下幾點(diǎn)： (1) 水灰比必須控制好，一般澆注料加水 7% 8%，要 嚴(yán)格按材料使用說(shuō)明書(shū)施工。加水量增加 1%，澆注料強(qiáng)度降低 20%左右( 未加 考證) 。施工

6、用水必須潔凈，酸堿度要符合要求。 (2) 攪拌要均勻，使用強(qiáng)制 性攪拌機(jī)，攪拌至糊狀。攪拌好的澆注料不可存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。 (3) 使用小直徑振搗棒或片式振搗棒，將澆注料振搗實(shí)。 (4) 烘爐溫升曲線嚴(yán)格按材料供 應(yīng)廠家提供的資料進(jìn)行 1.2 水平煙道的磨損 水平煙道是煙氣從爐膛進(jìn)入旋 風(fēng)別離器的通道，結(jié)構(gòu)一般為底面和兩側(cè)墻砌耐高溫耐磨磚，頂部為耐高溫耐 磨澆注料。水平煙道入口四周的水冷壁，其向火面焊接銷(xiāo)釘，敷設(shè)耐高溫耐磨 澆注料。 高速煙氣攜帶十幾倍于進(jìn)煤量的未燃盡的煤粒和飛灰， 旋轉(zhuǎn) 90進(jìn)入 水平煙道，在入口處對(duì)水冷壁形成沖擊，因此在入口處水冷壁向火面必須敷設(shè) 400 mm寬的澆注料。水平煙

7、道通流面積小，煙氣從爐膛進(jìn)入水平煙道后流速增 大。同時(shí)水平煙道截面為漸縮噴嘴狀，煙氣流速在水平煙道內(nèi)逐漸增大，在旋 風(fēng)別離器進(jìn)口風(fēng)速到達(dá)1218 m/s，對(duì)四壁的磨損很大，也有可能引起四壁振 動(dòng)。 此處耐高溫耐磨澆注料的選材和施工要求與燃燒帶相同。 耐高溫耐磨磚 和砌磚用耐火泥也存在選材問(wèn)題，必須選用 8001 000C溫度區(qū)耐磨度最大的 材料。選材的失誤會(huì)造成永久的后患，嚴(yán)重影響電廠的平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。水平煙道側(cè)墻不可砌筑成單墻，增加牽連磚也不能解決根本問(wèn)題，長(zhǎng)時(shí)間沖刷、振 動(dòng)會(huì)造成墻體倒塌。側(cè)墻與護(hù)板之間要用耐熱鋼筋連接，在高度方向每 500 mm 至少連接一道。無(wú)護(hù)板的墻體要將相鄰兩墻連成整

8、體， 同樣在高度方向每 500 mm 至少連接一道。 1.3 旋風(fēng)別離器和料腿的磨損 旋風(fēng)別離器的作用是利用離心 力別離煙氣中的灰粒，別離后煙氣進(jìn)入后豎井；灰粒下降至料腿，通過(guò)返料器 進(jìn)入燃燒井再次燃燒。旋風(fēng)別離器上部圓頂和下部錐體為耐高溫耐磨澆注料， 中部直筒砌筑耐高溫耐磨磚，旋風(fēng)別離器外部安裝護(hù)板。料腿為一圓筒狀，內(nèi) 部打澆注料，中部為料腿水冷套，外部安裝護(hù)板。煙氣夾帶灰粒進(jìn)入旋風(fēng)別離 器形成高速旋轉(zhuǎn)氣流，形成對(duì)別離器內(nèi)壁的磨損，特別是水平煙道對(duì)面的局部 筒壁，氣流直沖，是磨損最嚴(yán)重的部位。 旋風(fēng)別離器在安裝過(guò)程中需注意幾 點(diǎn)： (1) 別離器外部護(hù)板要保持同心度，托磚架、拉鉤安裝牢固且保

9、證尺寸。(2) 耐高溫耐磨磚和耐高溫耐磨澆注料除保證內(nèi)在質(zhì)量外，安裝尺寸也要保 證。筒體、錐體和頂部任一截面都要保證同心度，外表整齊光滑，防止發(fā)生局 部嚴(yán)重磨損。與料腿的連接部位要平滑過(guò)度，防止發(fā)生喉部結(jié)焦，引起旋風(fēng)分 離器堵塞。 (3) 膨脹縫整齊、尺寸正確、填料適宜。膨脹縫太小，機(jī)組運(yùn)行 中因膨脹不暢，造成爐墻或澆注料脫落；膨脹縫太大，會(huì)從膨脹縫引起局部磨 損。 料腿內(nèi)部敷澆注料，其選材和施工質(zhì)量要求與其它部位相同。這里需特 別指出的是，料腿內(nèi)部空間很小，是保證施工質(zhì)量的難點(diǎn)。往往因?yàn)橘|(zhì)量問(wèn)題 導(dǎo)致料腿磨損，從膨脹縫破壞開(kāi)始，直至露出承壓部件。因此對(duì)料腿部位澆注 料的施工質(zhì)量需特別注意。

10、1.4 受熱面的磨損 旋風(fēng)別離器后部安裝有過(guò)熱 器、省煤器等，管排與護(hù)板之間砌爐墻或澆筑耐火混凝土，管排與爐墻之間的 間隙要嚴(yán)格控制。間隙過(guò)小影響受熱面的正常膨脹，間隙過(guò)大會(huì)形成“煙氣走 廊?！盁煔庾呃葍?nèi)煙氣流速比平均流速大34倍，磨損量與飛灰濃度成正比，與煙氣流速的3.5次方成正比，如下式：T = Ku 3.5 t式中T 磨損量，g/m2； u飛灰濃度，g/m3; 煙氣流速，m/s; t時(shí) 間，h; K磨損系數(shù)，K= Cn；其中C飛灰磨損系數(shù)，與飛灰性質(zhì)和 管束結(jié)構(gòu)有關(guān)；n飛灰撞擊時(shí)機(jī)率，與灰粒所受慣性力和氣流阻力有關(guān)。在“煙氣走廊，磨損量比正常磨損量增大幾十倍。省煤器區(qū)域管排密布，煙 氣流

11、速較高，因此，消除“煙氣走廊是減小省煤器管排磨損的十分關(guān)鍵的環(huán) 節(jié)。在管排施工期間，控制管排與立柱之間的間距，管排與護(hù)板之間的距離； 在爐墻砌筑期間，控制托磚架、拉鉤與管排之間的距離，最后控制爐墻與管排 之間的距離。如果還有誤差，可以把爐墻一層磚向內(nèi)伸出一定距離，或加裝防磨板，使各處煙氣流通面積一致。 2 返料器 返料器是循環(huán)流化床主要的組成 局部之一。煙氣攜帶的灰粒和正在燃燒的煤粒，通過(guò)爐膛進(jìn)入別離器，在別離 器內(nèi)大局部固體顆粒被別離下來(lái)，經(jīng)返料器又回到爐內(nèi)，而煙氣那么通過(guò)別離器 上部進(jìn)入尾部受熱面。一般循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)倍率為520,十幾倍于給煤量的返料灰需經(jīng)過(guò)返料器返回燃燒室再次燃燒，

12、同時(shí)循環(huán)倍率的大小也靠返 料器來(lái)調(diào)節(jié)。 因此返料器是關(guān)系到鍋爐燃燒、 過(guò)熱汽溫和負(fù)荷的重要部件。 返 料器的安裝要點(diǎn)： (1) 保證返料器與料腿的相對(duì)尺寸。 (2) 返料器各個(gè)風(fēng)帽 小孔的孔徑不同，相互只差 0.5 mm。一般情況下孔徑大的風(fēng)帽安裝在返料側(cè)， 孔徑小的風(fēng)帽安裝在料腿側(cè)。風(fēng)帽小孔必須全部暢通,最下一層孔與返料器下 平面保持10 mm的距離。不分清風(fēng)帽類(lèi)型安裝的返料器，返料不暢。(3)返料器內(nèi)部幾何尺寸要嚴(yán)格控制,上部舌板的高度和前后距離、下部返料板的高 度和角度、上下兩板的重合高度等都是關(guān)鍵尺寸,上下兩板的重合高度一般為 4050 mm這幾個(gè)關(guān)鍵尺寸有一個(gè)存在誤差， 便會(huì)導(dǎo)致返料

13、不暢或不返料。(4) 返料器砌筑材料為耐高溫耐磨磚，材料選用為8001 000 C溫度區(qū)耐磨度最高的材料。材料不合格,返料器不能承受持續(xù)高溫而發(fā)生故障,只能停爐處理。3 漏風(fēng)問(wèn)題 漏風(fēng)問(wèn)題對(duì)循環(huán)流化床鍋爐影響很大。既給鍋爐調(diào)節(jié)帶來(lái)困難, 又降低電廠的熱效率,同時(shí)也污染環(huán)境。 3.1 流化床風(fēng)室漏風(fēng) 風(fēng)室漏風(fēng)使其 不能形成等壓風(fēng)室, 布風(fēng)不均勻, 流化床存在局部死區(qū)。 死區(qū)內(nèi)燃料著火緩慢, 一旦燃燒后熱量又難以及時(shí)帶走,形成局部熱點(diǎn),導(dǎo)致結(jié)焦。床下點(diǎn)火的鍋爐,其風(fēng)室易發(fā)生漏風(fēng)部位及處理方法： (1) 點(diǎn)火裝置與風(fēng)室連接處。點(diǎn)火 裝置在點(diǎn)火時(shí)受熱膨脹,與風(fēng)室爐墻以及護(hù)板之間留有一定的膨脹間隙,容易

14、 發(fā)生泄露。安裝時(shí)點(diǎn)火裝置與爐墻之間應(yīng)將填料安裝適宜；點(diǎn)火裝置與護(hù)板之間需加裝膨脹吸收裝置，密封焊接。 (2) 風(fēng)室人孔門(mén)。風(fēng)室在點(diǎn)火時(shí)內(nèi)部溫 度很高，密封填料容易燒壞，人孔門(mén)在高溫下會(huì)產(chǎn)生變形，這兩種情況下都會(huì) 發(fā)生漏風(fēng)。因此，要安裝耐高溫的密封填料，人孔門(mén)增加剛度；點(diǎn)火時(shí)，適當(dāng) 縮短點(diǎn)火時(shí)間，控制點(diǎn)火溫度。 3.2 旋風(fēng)別離器漏風(fēng) 旋風(fēng)別離器內(nèi)氣流高速 旋轉(zhuǎn)，使飛灰及物料從煙氣中別離出來(lái)。別離器漏風(fēng)破壞了別離器內(nèi)空氣動(dòng)力 場(chǎng)，使別離器效率降低，旋風(fēng)別離器出口飛灰濃度增大，尾部豎井磨損增大。 消除別離器漏風(fēng)的關(guān)鍵在于： (1) 別離器外護(hù)板焊縫嚴(yán)密，爐墻砌筑磚縫不 透風(fēng)； (2) 料腿觀測(cè)窗

15、密封嚴(yán)密。 3.3 一次風(fēng)機(jī)出口擋板內(nèi)漏 鍋爐點(diǎn)火前 須啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)，觀測(cè)流化，增加氧量。鍋爐點(diǎn)火時(shí)關(guān)閉一次風(fēng)機(jī)出口擋板， 待點(diǎn)火器正常燃燒后開(kāi)啟一次風(fēng)機(jī)擋板。如果擋板不嚴(yán)密，給點(diǎn)火造成困難， 只能停一次風(fēng)機(jī)后再點(diǎn)火。風(fēng)機(jī)頻繁啟動(dòng)，對(duì)風(fēng)機(jī)平安運(yùn)行不利。鍋爐運(yùn)行中 需要不斷調(diào)節(jié)一次風(fēng)量和風(fēng)壓。 因此出口擋板的嚴(yán)密性、 準(zhǔn)確性至關(guān)重要。 (1) 風(fēng)機(jī)選型時(shí)，要考慮一次風(fēng)機(jī)擋板的嚴(yán)密性和可調(diào)性。 (2) 風(fēng)機(jī)安裝后，調(diào) 節(jié)出口擋板開(kāi)度范圍為0100%如果不能調(diào)節(jié)到零位，加裝氈墊或膠墊。4風(fēng) 帽 流化床風(fēng)帽應(yīng)用較廣的有蘑菇型和柱型兩種，風(fēng)帽上均勻開(kāi)812個(gè)小孔，小孔直徑一般為56 mm所有小孔流通面積的總和與布風(fēng)板面積之比叫做“開(kāi) 孔率。通常開(kāi)孔率為 2.2%3.0%左右。通過(guò)小孔的風(fēng)速在 3040 m/s之間。 風(fēng)帽制造一般有兩種方法： (1) 整體式，風(fēng)帽整體鑄造一次成型； (2) 加工式， 風(fēng)帽鑄造后再行加工、鉆孔、熱處理