CFB鍋爐節(jié)能培訓

會計學1CFB鍋爐節(jié)能培訓目錄循環(huán)流化床鍋爐點火節(jié)能技術3循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2循環(huán)流化床鍋爐簡介1公司鍋爐節(jié)能業(yè)務范圍探討6鍋爐輔助系統(tǒng)優(yōu)化運行與節(jié)能5第1頁/共80頁循環(huán)流化床原理循環(huán)流化床鍋爐屬于沸騰爐。它是一種其燃燒方式介于層狀燃燒與懸浮燃燒之間的新型燃燒設備。燃料在爐內像沸騰的開水一樣，呈沸騰狀態(tài)。為了提高鍋爐效率，設計了一次返料及二次返料.固體粒子經與氣體或液體接觸而轉變?yōu)轭愃屏黧w狀態(tài)的過程，稱為流化過程。流化過程用于燃料燃燒，即為流化燃燒，其爐子稱為流化床鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐簡介1第2頁/共80頁循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡流化床鍋爐技術的基礎上發(fā)展起來的新爐型，它與鼓泡床鍋爐的最大區(qū)別在于爐內流化風速較高（一般為4～8m/s），在爐膛出口加裝了旋風分離器。被煙氣攜帶排出爐膛的細小固體顆粒，經分離器分離后，再送回爐內循環(huán)燃燒。循環(huán)流化床鍋爐可分為兩個部分：第一部分由爐膛（快速流化床）、氣固物料分離器、固體物料再循環(huán)設備和外置熱交換器（有些循環(huán)流化床鍋爐沒有該設備）等組成，。第二部分為對流煙道，布置有過熱器、再熱器、省煤器和空氣預熱器等，與其它常規(guī)鍋爐相近。循環(huán)流化床鍋爐簡介1第3頁/共80頁循環(huán)流化床優(yōu)缺點優(yōu)點；高效、低污染清潔燃燒技術。具有燃燒效率高、給煤點少。煤種適應性廣<優(yōu)質，劣質煤。>、煙氣中有害氣體排放濃度低、負荷調節(jié)范圍大、灰渣可綜合利用。啟動，停爐，結焦處理時間較短，長時間壓火之后可直接啟動。缺點；放料時大量的熱量被放掉，使得灰渣物理熱損失很大。風機電耗量大耗廠用電。尾部煙道磨損大。點火時間較長。風帽磨損大。對燃煤粒徑要求嚴格《2.5-3.5mm>維護費用高《耐火防磨層》。第4頁/共80頁CFB鍋爐結構第5頁/共80頁循環(huán)流化床布風板的作用1.支承靜止的料層.2.給通過布風板的氣流以一定的阻力,使在布風板上具有均勻的氣流速度分布,為取得良好的流化工況準備條件.3.以布風板對氣流的一定阻力,維持流化床層的穩(wěn)定,抑制流化床層的不穩(wěn)定性.第6頁/共80頁風室和風道風室連接在布風板底下，起著穩(wěn)壓和均流的作用。目前，流化床鍋爐中常采用等壓風室，其結構特點是具有傾斜的底面，這樣能使風室內的靜壓沿深度保持不變，有利于提高布風板的均勻性。第7頁/共80頁旋風分離器旋風分離器時保證循環(huán)流化床燃煤鍋爐固體顆粒物料可靠循環(huán)的關鍵部件之一，布置在爐膛的出口煙氣通道上，工作溫度接近爐膛溫度。它將爐膛出口煙氣流攜帶的固體顆粒（灰粒、未燃盡的焦炭顆粒和未完全反應的脫硫吸收劑顆粒等）中的95%以上分離下來，再通過返料器送回爐膛進行燃燒循環(huán)。其主要作用在于保證床內物料的正常循環(huán)，而不在于降低煙氣中的飛灰濃度，分離器對某一粒徑范圍顆粒的分離效果必須滿足鍋爐循環(huán)倍率的要求。第8頁/共80頁燃燒室循環(huán)流化床鍋爐燃燒室的截面為矩形，其寬度一般為深度的2倍左右，下部為一倒錐型結構，底部為布風板。以二次風噴口為界，二次風噴口以下為循環(huán)流化床的密相區(qū)，顆粒濃度比較大，是燃燒著火和燃燒的主要區(qū)域，此區(qū)域的壁面上敷設耐熱耐磨材料，并設置循環(huán)飛灰返料口、給煤口、排渣口等；二次風噴口以上的為稀相區(qū)，顆粒濃度較小，壁面上主要布置水冷壁受熱面，也可布置過熱蒸汽受熱面，通常在爐膛上部空間布置懸掛式的屏式受熱面，爐膛內維持微正壓。第9頁/共80頁流化風流化風（也稱為一次風，額定負荷下約占總風量的40%~60%）經床底的布風板送入床層內，二次風風口布置在密相區(qū)和稀相區(qū)之間。爐膛出口處布置飛灰分離器，煙氣中95%以上的飛灰被分離和收集下來，經飛灰回送裝置返回爐膛。然后，煙氣進入尾部對流受熱面。第10頁/共80頁給煤給煤經過機械或氣力輸煤的方式送入燃燒室，脫硫用的石灰石顆粒經過單獨的給料管采用氣力輸送的方式或與給煤一起送入爐內，燃燒形成的灰渣經過布風板上或爐壁上的排渣口排處爐外。第11頁/共80頁CFB鍋爐燃燒技術面臨的三大問題相同燃料，循環(huán)床燃燒效率仍然低于煤粉爐廠用電耗比煤粉爐高1-2%燃燒室受熱面磨損嚴重，鍋爐可用率低第12頁/共80頁影響CFB鍋爐燃燒效率的因素1、燃煤特性2、燃煤粒徑3、布風裝置和流化質量4、給煤方式5、床體結構6、運行水平第13頁/共80頁循環(huán)流化床鍋爐主要包括鍋爐本體和輔助系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)的優(yōu)化運行調整主要是為了保障主體的安全、穩(wěn)定和經濟運行，因此，鍋爐本體的優(yōu)化運行是整個系統(tǒng)節(jié)能的關鍵。要保障循環(huán)流化床鍋爐本體運行的經濟性首要是保證鍋爐安全穩(wěn)定運行，避免鍋爐頻繁啟停，運行過程中的穩(wěn)定性越強，則經濟性就越好。循環(huán)流化床鍋爐與常規(guī)的煤粉爐相比，其運行溫度比較低，一般是850～900℃，入爐煤的粒徑是寬篩分的，煤粒在爐內進行流態(tài)化燃燒，爐內的傳熱傳質比較好，污染物的排放水平也非常低。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第14頁/共80頁但是，循環(huán)流化床鍋爐的這種特殊性在其運行中也引入了新的問題，鍋爐爐膛、分離器和受熱面的磨損嚴重，爐內澆注料的耐磨、開裂和脫落問題也十分嚴重，返料系統(tǒng)運行不穩(wěn)定甚至堵死，爐墻漏風，爐內運行參數(shù)不穩(wěn)定，爐內結渣，燃燒傾斜等，這都嚴重影響了鍋爐的使用壽命。通過對多臺循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)化調整與節(jié)能改造實踐，認為存在問題的循環(huán)流化床鍋爐主要由兩方面的原因所致，一是運行方式不合理，二是結構設計不當。針對實際情況，通過燃燒優(yōu)化調整，優(yōu)化運行工況，選擇合適的運行參數(shù)，或者對相應的設備進行節(jié)能改造，往往在一定程度上可以解決或緩解這類問題的發(fā)生，從而提高鍋爐運行的經濟性。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第15頁/共80頁燃燒優(yōu)化調整中需考慮的因素及相應的節(jié)能調整措施：循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

21、運行穩(wěn)定性2、床料流化質量3、煤種4、入爐煤粒徑分布5、入爐煤水份6、過剩空氣系數(shù)和風量配比7、床溫8、料層厚度9、負荷變化10、返料及返料風調整11、爐墻漏風鍋爐經濟性差的原因主要有兩個，一是鍋爐的熱效率低，二是鍋爐的自用電耗大。鍋爐的自用電耗主要是指鍋爐輔機設備系統(tǒng)運行時的電耗，鍋爐輔機的運行節(jié)能后敘。提高鍋爐熱效率的途徑主要是通過燃燒優(yōu)化調整，優(yōu)化燃燒工況，提高燃燒效率，降低排煙損失等。第16頁/共80頁1、運行穩(wěn)定性一般來講，鍋爐運行中穩(wěn)定性越強，鍋爐的經濟性越好。目前，影響大型循環(huán)流化床鍋爐長期穩(wěn)定運行的主要問題有：爐膛及冷渣器的排渣、爐膛布風板的漏渣、耐火保溫材料的選擇、施工及烘烤、床下點火風道燃燒器的配風及保護、CFB鍋爐特征量的在線測量及監(jiān)視可靠性低下、給煤機的堵煤與斷煤、燃煤粒徑的控制及其他輔機問題等。實際運行操作過程中，應在優(yōu)先保證鍋爐長期穩(wěn)定運行的基礎上，解決其它影響鍋爐經濟運行的問題，使循環(huán)流化床鍋爐機組能夠安全、穩(wěn)定、經濟運行。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第17頁/共80頁2、床料流化質量床料的流化質量影響鍋爐的燃燒效率，是影響經濟性的首要因素之一：流化不良，燃燒不充分，大量未燃燼的煤粒在放渣時被帶出，飛灰含碳量也有增加。根據(jù)運行統(tǒng)計分析，流化不良時，在相同負荷下鍋爐煤耗將增加25%，嚴重時還會造成鍋爐結焦事故。因此在每次停爐后要對風帽進行檢查，保證風帽完好、通暢，布風均勻無死角，必要時對一次風系統(tǒng)進行檢查，同時還要保證爐墻給煤點的布置合理，給煤均勻性好。床料的流化狀態(tài)還與料層的厚度、床料的粒徑大小與其級配有關。在運行中通過調節(jié)風煤配比、入爐煤的粒度分布等可以有效保證流化質量。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

3第18頁/共80頁3、煤種循環(huán)流化床鍋爐的特點是煤種適應性廣，燃燒效率高，但對一臺給定的鍋爐而言，其對煤種的適應范圍是一定的，因此只有在燃用與鍋爐設計煤種相適應的煤種時，才會有較高的燃燒效率。當燃用煤種偏離設計煤種時，應加強運行監(jiān)控、調整，維持鍋爐安全穩(wěn)定運行，提高燃燒效率。在運行調整中主要采取調節(jié)風煤配比、一二次風配比和循環(huán)灰量等來提高燃燒效率和穩(wěn)定性。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

4第19頁/共80頁如燃燒揮發(fā)分偏高的煤種時，易造成爐內超溫結焦，這時減少給煤點的播煤二次風，可減輕煤在下煤管出口處發(fā)生著火燃燒程度，或者通過減少一次風比例來調整。燃用高灰分煤種時，因可循環(huán)物料量大，床溫會下降，此時，應及時加大放灰量，以保持床溫的穩(wěn)定。反之，燃用低灰分煤種時，因循環(huán)物料量不足，可以少放或不放灰，用提高循環(huán)倍率的方法保持床溫穩(wěn)定。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

5第20頁/共80頁4、入爐煤粒徑分布給煤粒度分布對鍋爐燃燒的影響表現(xiàn)為：粒度過大，煤粒的燃燼時間長，燃燒效率低。同時，飛出床料層的顆粒減少，鍋爐不能維持正常的循環(huán)灰量，導致鍋爐出力不足。另一方面，大煤塊影響流化質量，是造成結焦事故的首要原因；但細煤粉（小于0.1mm）分布過多，分離器收集飛灰較困難，飛灰易被煙氣帶走，飛灰不完全燃燒損失增大。在運行調整中，應嚴格控制煤的粒度在合適的范圍之內。一般來說對燃用低灰份的優(yōu)質煤可采用較大顆粒尺寸，燃用高灰份的劣質煤宜采用較小的粒度，煤的熱爆裂性比較好時可燃用較大顆粒的煤粒，這樣既保證了燃燒，又降低了廠用電率。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

6第21頁/共80頁燃用貧煤、無煙煤更能體現(xiàn)CFB鍋爐的優(yōu)勢。根據(jù)西安熱工研究院有限公司(TPRI)的研究結果，推薦貧煤、無煙煤入爐煤粒徑分布特性見下圖。推薦貧煤、無煙煤入爐粒徑

循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第22頁/共80頁5、入爐煤水份當煤中水份增大時，煤的粘性增大，容易造成輸煤和給煤困難。特別是水份大于12%時，用常規(guī)的破碎、給煤設備，不能保證煤的正常輸送。此外煤中水份過大，床溫將顯著下降，排煙熱損失增加。但是適當?shù)乃菘梢源龠M揮發(fā)份析出和焦炭燃燼，有利于燃燒效率提高。水份過低，還易造成輸煤系統(tǒng)飛灰嚴重，影響生產環(huán)境。一般認為，含水8%是干煤和濕煤的分界點。綜合比較，在運行中保持水份低于8%是比較合適的。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第23頁/共80頁6、過剩空氣系數(shù)和風量配比循環(huán)流化床鍋爐的送風的作用是保證爐內物料的正常流化和充分有效的燃燒。適量提高過剩空氣系數(shù)，增加燃燒區(qū)的氧氣濃度，有助于提高燃燒效率。但是，當爐膛出口過?？諝庀禂?shù)超過1.15以后，燃燒效率幾乎不變，當超過1.4以后，燃燒效率將向相反方向發(fā)展，并會加劇爐內受熱面的磨損，風機電耗增大，排煙熱損失增高，鍋爐熱效率和經濟性降低。調整好一、二次風的比例，是有效降低灰渣含碳量，保證經濟運行的重要手段。

循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第24頁/共80頁一次風的主要作用是保證物料處于良好的流化狀態(tài)，同時為燃料燃燒提供部分氧氣。（根椐床溫來調整）二次風量主要根據(jù)煙氣含氧量調整，補充燃燒所需空氣，起到擾動作用，加強了氣固兩相混合，二次風可分多段送入，下層二次風壓高于上層二次風壓，一、二次風從不同位置分別送入流化床。對風量的調整原則是在一次風量滿足流化的前提下，相應地調整二次風。對二次風量的調整主要依據(jù)煙氣中含氧量多少，一般控制在3～5％左右。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第25頁/共80頁通過測試某100MWCFB鍋爐爐內氧量場分布發(fā)現(xiàn)，爐膛二次風上部有一個如圖所示的貧氧核心區(qū)，顯然這是由于二次風的穿透擴散效果不佳而使空氣不能到達爐膛中部所造成，這對核心區(qū)細顆粒的燃燒產生了負面影響循環(huán)流化床鍋爐中的貧氧核心區(qū)因此，在調整二次風量的同時，還應特別注意二次風壓的調整，使二次風具有一定的剛度，以保證二次風的穿透深度。

循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第26頁/共80頁7、床溫循環(huán)流化床鍋爐在運行過程中，若床溫過高，容易使流化體結焦造成停爐事故；床溫太低易發(fā)生滅火，必須嚴格控制床層溫度在合理的范圍內。循環(huán)流化床鍋爐在床溫為800～1000℃范圍內都能穩(wěn)定運行。在正常的床溫范圍內，隨著床溫升高燃燒效率略有提高，但變化很小。在運行中床溫要根據(jù)煤種情況進行調節(jié)：燃燒低硫煤時，床溫可保持在較高溫度范圍，燃燒安全性和經濟性較好；高硫煤（最佳脫硫溫度）一般850～870℃；煙煤、貧煤850～900℃，無煙煤900～950℃，難著火的無煙煤950～1000℃。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第27頁/共80頁在鍋爐運行過程中，爐膛床溫調整可以通過調節(jié)一、二次風的比率來調節(jié)爐膛底部和上部的燃燒份額以及改變爐膛高度顆粒場的分布，從而可使鍋爐爐膛溫度沿高度均勻分布。增大一次風量，減小二次風量，可降低床層溫度，反之提高床溫。由于密相區(qū)燃料燃燒所釋放的熱量除了用于加熱少量的新添煤和空氣外，其他部分必須由循環(huán)物料及時帶出床層，以維持床層溫度的恒定，所以通過調整循環(huán)物料量也可以達到控制床溫的目的。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第28頁/共80頁8、料層厚度循環(huán)流化床鍋爐保持合適的料層厚度，對鍋爐運行穩(wěn)定以及燃燒控制有非常重要的意義。料層厚度過大過小，都會影響流化質量，降低運行經濟性。鍋爐滿負荷運行時，物料循環(huán)量大，料層應厚，低負荷時，循環(huán)量小，料層應薄。

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2第29頁/共80頁監(jiān)控料層厚度的主要參數(shù)有風室壓力、床層壓力、料層差壓等。維持合適的床壓，避免料層厚度過低使燃燒不穩(wěn)定，但也要控制料層厚度不要過高。料層厚度過高一方面導致流化效果不好，還導致風室壓力、床層壓力、料層差壓等參數(shù)過高，導致一次風機、二次風機出口風壓過高，風機電流增大，廠用電率增加。若床層壓力每降低1.1kPa，料層折算靜止厚度降低100mm，則每臺一次風機電流降低3～4A，二次風機電流降低1～2A，這在一定程度上可以節(jié)省廠用電率。為了維持正常料層差壓，采用機械連續(xù)或半連續(xù)排渣是有效的手段，即勤排少排原則，這樣可以使鍋爐始終保持在最佳料位運行，有利于鍋爐的穩(wěn)定。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第30頁/共80頁9、負荷變化在相當寬的范圍內，負荷對燃燒效率的影響是很小的。但是，隨著鍋爐負荷降低，機組熱耗增加，廠用電率增加，因此鍋爐高負荷運行時可以達到更高經濟水平。某電廠機組電負荷與廠用電率趨勢圖

鍋爐的額定蒸發(fā)量為440t/h，機組的額定功率為135MW，設計廠用電率為9.6%。由圖可以看出，機組廠用電率在額定工況時為8.01%，比設計值工況低1.59個百分點，80%工況時為9.18%，60%工況時為10.67%。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第31頁/共80頁鍋爐負荷調節(jié)主要是通過改變給煤量和與之相應的風量。增加負荷時，先增加風量后增加給煤量。降負荷時，先減少給煤，后減小風量，以維持尾部煙氣中的含氧量不變，同時可避免蒸汽參數(shù)出現(xiàn)大幅波動。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第32頁/共80頁10、返料及返料風調整循環(huán)流化床的回料器將旋風分離器分離下來的循環(huán)灰又回送至爐膛重新燃燒燃燼，循環(huán)流化床鍋爐的返料可以減少機械不完全燃燒損失q4和排煙熱損失q2，從而提高鍋爐效率?；亓掀鞯倪\行穩(wěn)定、可靠與否直接關系到鍋爐的安全、運行穩(wěn)定和出力，對鍋爐的經濟性影響很大。返料分離器的效率低下，會引起鍋爐循環(huán)倍率達不到設計值，循環(huán)次數(shù)不夠，飛灰含碳量高。因返料循環(huán)量不足，為了帶負荷，不得不加大風量，運行中過?？諝庀禂?shù)偏高，排煙損失大，電耗高。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第33頁/共80頁對于特定的煤質和鍋爐，正常條件下，分離器分離下來的循環(huán)灰全部進入爐膛，立管內的物料高度維持一定的自平衡狀態(tài)。正常運行時的返料量并不完全取決于返料風量的大小，返料風量應在一個合理的范圍之內保證物料的正常循環(huán)。過高的返料風量往往影響返料器的正常運行，尤其在循環(huán)灰中可燃物較高時，易造成返料器局部超溫甚至結焦，從而使該部位成為帶負荷及汽溫、汽壓等參數(shù)正常的瓶頸。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第34頁/共80頁11、爐墻漏風爐墻漏風的原因有爐內的磨損，耐磨澆注料脫落，爐膛的各檢測口、看火孔處于開啟狀態(tài)，各風道調節(jié)擋扳、爐膛各處人孔門、排渣系統(tǒng)各排渣門不嚴密導致漏風等。爐墻漏風會導致爐內溫度下降，燃燒效率降低，排煙損失增大，引風機電耗增加等，對于鍋爐的經濟性是不利的。在鍋爐實際運行過程中，應盡量避免爐墻漏風，對于爐內的磨損、耐磨澆注料脫落等應盡快進行修補，平時關閉爐膛檢測口、看火孔等，從而提高燃燒效率，減少風機電耗，提高鍋爐的經濟性。

循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第35頁/共80頁以某電廠HG-220/9.8-L.PM18型循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)化調整數(shù)據(jù)為例，來說明通過對鍋爐進行燃燒優(yōu)化調整所帶來的運行結果變化。該鍋爐采用高壓參數(shù)（9.8MPa，540℃）設計，與50MW汽輪發(fā)電機組匹配，可隨汽輪機定壓（滑壓）啟動和運行。鍋爐水循環(huán)采用單汽包、自然循環(huán)，爐膛燃燒采用循環(huán)流化床燃燒技術，循環(huán)物料的分離采用汽冷旋風分離器。該機組自2002年投運以來，飛灰含碳量偏高，一度曾達到22.85%，嚴重影響了鍋爐燃燒效率和熱效率，對鍋爐的經濟運行十分不利。

循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2實例:第36頁/共80頁燃燒調整所采用技術措施：①入爐煤粒徑調整通過取樣分析發(fā)現(xiàn)，入爐煤的粒徑分布不符合設計要求。5mm以上的顆粒占24.49%，1mm以下的占47.63%。由設計顆粒要求可知，大顆粒和小顆粒的比例均太大。調整后，5mm以上的顆粒占15.05%，1mm以下的占28.56%，測試發(fā)現(xiàn)飛灰含碳量由22.25%降至17.36%。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第37頁/共80頁②燃燒總風量調整從圖中可以看出，爐膛出口氧量從0.6增大至3.5時，飛灰含碳量下降6.2個百分點，而氧量繼續(xù)增大時，飛灰含碳量下降并不明顯。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2爐膛出口氧量與飛灰含碳量關系曲線第38頁/共80頁③一、二次風量調整圖中顯示了不同的上、下二次風比例對飛灰含碳量的影響。可以看出，上、下二次風比例的提高，有助于爐內顆粒的燃盡，降低飛灰可燃物含量。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2二次風配比與飛灰含碳量關系曲線第39頁/共80頁④床溫調整如圖所示，床溫從855℃升高到905℃時，飛灰含碳量下降5.5%，效果十分明顯。因此，提高運行床溫，可以有效地降低飛灰含碳量，建議床溫保持在880～910℃之間。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2床溫與飛灰含碳量關系曲線第40頁/共80頁⑤床壓調整通過實際運行調整表明，隨著床壓的升高，固體未完全燃燒損失減少（停留時間增加）。綜合考慮床層流化、排渣、風機電耗及爐內磨損等因素條件下，適當提高運行床壓，有利于降低灰中的含碳量，提高煤粒的燃燒效率。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2床壓與底渣含碳量關系曲線第41頁/共80頁改造效果：鍋爐一個經濟運行工況的參數(shù)變化范圍：燃煤粒度：5mm以上的顆粒不應超過10%；燃燒總風量：爐膛出口氧量3.5%～4%；二次風的配比：上、下二次風的比例保持在2～2.5之間；床溫：保持在880～910℃之間；床壓：6.0～7.0kPa。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第42頁/共80頁在運行上述工況時，實測飛灰含碳量從原來的22.25%降至14.76%，底渣含碳量從3.8%降至1.2%，使得燃燒效率提高8.94%。鍋爐效率較調整前提高2.02%，達到87.22%。事實證明，所采取的調整措施，對鍋爐的燃燒效率以及熱效率都有較大的提高，具有非?？捎^的經濟效益。循環(huán)流化床鍋爐燃燒優(yōu)化調整

2第43頁/共80頁點火節(jié)能技術

3循環(huán)流化床機組從冷態(tài)點火啟動到并網發(fā)電，共需要8～10h。點火啟動過程中機組不但不向外輸出功率，而且還要消耗大量的煤、油、水和電。因此，在點火啟動過程中應該采取有效措施，降低啟動成本，以達到節(jié)能的目的。以下介紹幾種點火節(jié)能關鍵技術：

1.料層厚度的選擇循環(huán)流化床鍋爐點火要有一定的料層厚度?？紤]到良好流化質量和點火油耗較小，一般料層厚度選取為300～500mm。料層太薄，流化質量不好，點火過程中易造成吹空和局部高溫結渣。料層太厚，流化質量好，點火過程中不易發(fā)生局部高溫結渣，但是點火啟動油耗太大。第44頁/共80頁2.點火流化風量的選擇油槍點火啟動均在床料流化狀態(tài)下加熱升溫，直至燃煤著火。流化風量選擇過大，空氣帶走熱損失過大，點火啟動時間長，油耗量大，但好處是不容易發(fā)生流化不好而產生局部高溫結渣。流化風量選擇過小，局部流化質量不好，出現(xiàn)死區(qū)，造成局部結渣。啟動流化風量的確定一般是點火前通過冷態(tài)試驗確定。點火啟動流化風量一般在臨界流化風量和良好流化風量之間選定某一流化風量。點火節(jié)能技術

3第45頁/共80頁3.點火過程中流化風量的調整試驗確定的點火過程流化風量是在常溫下確定的。高溫下的臨界流化風量遠小于常溫下的臨界流化風量。隨著床溫的上升應適當減少啟動流化風量，減少空氣帶走的熱損失，提高流化氣體的溫度。一般當床溫升到400℃左右時，油槍油量已較大，但床溫上升比較緩慢，此時，最好將流化空氣量減小20%左右。這樣，隨著流化氣體溫度的升高，氣體帶走的熱量減少，床溫升高速度提高。這是降低點火啟動過程油耗的重要措施之一。點火節(jié)能技術

3第46頁/共80頁某熱電有限責任公司一臺410t/h循環(huán)流化床鍋爐點火啟動時就采取了此項節(jié)油措施。下表為DG410/9.81-9型循環(huán)流化床鍋爐點火的流化風量與床溫的變化關系。可以看出，點火啟動流化風量大于床層溫度為580℃、674℃、814℃及840℃時的流化風量（或燃燒所需風量）某410t/h循環(huán)流化床鍋爐點火啟動風量隨床溫的變化左側流化風（m3/h）（標準狀態(tài)下）4281031524338403815037629右側流化風（m3/h）（標準狀態(tài)下）4638932519338804341641050床溫（℃）146580674814840點火節(jié)能技術

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例：第47頁/共80頁4.正確設定給煤機投煤時的燃燒溫度向爐內初次投煤的允許床溫（簡稱允許投煤溫度）是一個關鍵參數(shù)，該值定得太低，會造成煤粒著火不穩(wěn)定，甚至引起爆燃、結渣等。若該值定得過高，則點火設備容量要加大，點火用油量增加，經濟性差。由于鍋爐冷態(tài)啟動時爐內一次風量及總風量均較低，床料基本上處于鼓泡床狀態(tài)，給煤口在距風板1m以上。因此，采用下層床溫和中層床溫測量值來判斷煤粒是否著火是可行的，一般是下層床溫和中層床溫均達到某一定值（允許投煤溫度）時，才釋放投煤連鎖，允許給煤機啟動。也有電廠采用下層床溫和中層床溫的平均值來判斷是否達到允許投煤溫度。

點火節(jié)能技術

3第48頁/共80頁煤粒的著火溫度主要與可燃基揮發(fā)分的大小有關，當然也會受煤的灰分、粒度、爐膛結構等其它因素的影響。下圖所示的兩條曲線，一條是國外公司推薦值，另一條是我國在已投運的多臺50MW機組上的實測值點火節(jié)能技術

3循環(huán)流化床鍋爐的投煤溫度與煤的揮發(fā)分的關系

連續(xù)給煤通過數(shù)次斷續(xù)給煤、試驗的方式不斷升溫，然后轉入連續(xù)給煤。第49頁/共80頁流化床鍋爐燃燒粒度一般在0～8mm之間，加之投煤初期床溫水平較低，因此必須注意給煤量和給煤速度的控制。在不同的床溫階段，應采用不同的風量和不同的煤量，并應注間斷給煤和連續(xù)給煤方式的切換。點火節(jié)能技術

3第50頁/共80頁以某臺260t/h蒸發(fā)量的循環(huán)流化床鍋爐為例。該鍋爐投產于2002年，為單汽包自然水循環(huán)，兩組汽冷式旋風分離器，爐膛兩側裝有風水冷式選擇性排灰冷渣器，配以60MW汽輪發(fā)電機組。采用床下熱煙氣點火技術，兩支點火油槍布置在水冷風室內的點火風道中，一支流量為900kg/h，另一支流量為700kg/h。通過幾年的實際運行及經驗總結，采取了許多有效措施，在節(jié)能方面取得了明顯效果。循環(huán)流化床鍋爐點火節(jié)能技術實例

3第51頁/共80頁循環(huán)流化床鍋爐本體主要包括爐膛、分離器、回料器以及水冷壁等鍋爐受熱面等。鍋爐本體的節(jié)能改造主要是在鍋爐結構設計存在缺陷、燃燒調整效果不佳，給鍋爐的運行帶來嚴重影響時進行，鍋爐本體在進行節(jié)能改造時，往往相應的輔助系統(tǒng)也要改造。這里結合循環(huán)流化床鍋爐運行過程中存在的各種問題來討論相應的節(jié)能改造措施。循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第52頁/共80頁1、鍋爐磨損嚴重循環(huán)流化床鍋爐的磨損問題，一直是困擾流化床鍋爐經濟運行和進一步發(fā)展的關鍵問題。鍋爐的磨損與固體物料濃度、速度、顆粒特性和流道幾何形狀等密切相關，流化床鍋爐與常規(guī)鍋爐相比，其爐內物料濃度要高出幾十倍到上百倍，流化床鍋爐的磨損要比其它類鍋爐嚴重的多。通常磨損嚴重的部位有：（1）布風裝置，包括風帽和爐膛內熱電偶。（2）鍋爐水冷壁管，包括鍋爐下部敷設衛(wèi)燃帶和水冷壁管過渡區(qū)域，不規(guī)則管壁如穿墻管、彎管以及有凸出或凹陷的部位如焊縫等。（3）屏式過熱器。（4）煙道內受熱面，包括過熱器、省煤器、空氣預熱器管壁。循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第53頁/共80頁針對上述問題，可采取以下措施：（1）嚴格控制入爐煤顆粒粒徑在合適的粒徑范圍以內。（2）破壞沿水冷壁向下的固體物流，如在衛(wèi)燃帶和水冷壁管過渡區(qū)域澆筑高約100mm的耐磨凸臺。（3）讓水冷壁面保持光滑整潔，消除施工過程中的焊縫、焊疤等。（4）采用金屬噴涂工藝對易磨損部位施以噴涂。超音速電弧噴涂，在金屬受熱面易磨損部位噴施鎳鉻合金或其它合金，厚度約（0.3~0.5）mm，不影響鍋爐傳熱，可保護金屬受熱面1～3年不受磨損。

循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第54頁/共80頁2、澆注料的耐磨和脫落循環(huán)流化床鍋爐運行的特殊性——大量含有燃料、燃料灰渣、石灰石及其反應產物的固體床料的內、外循環(huán)流動，使得鍋爐密相區(qū)及循環(huán)回路中敷設的耐火耐磨材料受到嚴重的沖刷磨損、熱循環(huán)應力及機械振動的影響。鍋爐在設計選型時考慮耐火度不夠，一旦溫度到達設計溫度耐火料有發(fā)生脫落現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)內層保溫剝落，影響鍋爐正常運行，造成受熱面管子磨損或超溫爆管等。同時由于施工工藝的不合格，導致澆注料的各項性能指標達不到設計要求，這也會影響鍋爐的安全可靠運行。循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第55頁/共80頁因此，耐火耐磨材料的理化性能、施工及最終的烘烤，將在很大程度上決定著鍋爐能否安全可靠運行。耐火耐磨材料的各項理化性能指標必須達到設計要求，這是耐火耐磨材料性能保證的前提條件；合理的配漿、支模、搗打及配置合適的膨脹縫是耐火耐磨材料安裝成型的基礎，最終的烘烤（通過合理的干燥和烘烤，使墻襯中的水分蒸發(fā)、墻體固化并被燒結成高強度的耐火耐磨襯里）是使耐火耐磨材料燒結成型并使之達到耐火、耐磨、耐壓、抗折、熱震穩(wěn)定性、高溫耐壓性能的關鍵。在上述改進措施效果不好時，可考慮選用耐火等級更高的耐火澆注料，對澆注工藝進行改進，盡量采用一次澆注成型，改進烘烤工藝（如采用熱煙氣烘爐工藝），對煙風道進行改造，可取得較好的效果。

循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第56頁/共80頁3、旋風分離器旋風分離器的分離效率是鍋爐安全穩(wěn)定運行的一個重要因素。旋風分離器在運行過程中，由于高溫煙氣攜帶的細灰粒子的作用容易發(fā)生磨損。同時，細顆粒中未燃燼碳和一部分CO及揮發(fā)分在旋風分離器中的燃燒，也可使旋風分離器的溫度上升，嚴重時會引起分離器和回料管超溫等，影響鍋爐的帶負荷能力。為了裝置的長期安全穩(wěn)定運行，首先應調整鍋爐的燃燒工況，合理配風，控制入爐煤的粒徑分布，特別是細粒子的含量，調整入爐煤在鍋爐各部位的燃燒份額，控制分離器中飛灰再燃的比例。

循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第57頁/共80頁同時，旋風分離器的結構也應趨于簡單化，以便于維修和襯里，襯里的材料也可選擇新型的更好的材料。以某熱電廠HG-220/9.8-L.YM15型循環(huán)流化床鍋爐的旋風分離器改造為例來說明。該鍋爐是引進美國福斯特惠勒公司的技術，由哈爾濱鍋爐廠轉化生產的HG-220/9.8-L.YM15型高壓循環(huán)流化床鍋爐，該鍋爐為高壓參數(shù)、單鍋筒、自然循環(huán)蒸汽鍋爐，采用循環(huán)流化的燃燒方式，2000年投入運行。鍋爐的分離機構為高溫旋風分離器，兩側布置。分離器改造前的結構簡圖如圖所示。循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第58頁/共80頁改造前旋風分離器結構簡圖1-下料管；2-圓錐體；3-圓筒體；4-進氣口；5-頂蓋；6-中心筒循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第59頁/共80頁（1）改造前存在的主要問題及原因分析該鍋爐在運行中主要出現(xiàn)回料粒度大回料量少、流化風量偏大、飛灰含碳量高、排煙溫度高、受熱面冷渣器磨損嚴重等問題。通過美國FW公司對分離物料的粒徑測試表明，分離器的分離效率與設計要求有一定的差距。經過分離器的飛灰顆粒中大于0.1mm的顆粒的比例為6.7%。運行過程中床料設計溫度為810～899℃，實際溫度920～980℃，床溫偏高，降低了脫硫效率；排煙溫度設計溫度為149℃，實際溫度為160℃。循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第60頁/共80頁（2）旋風分離器的技術改造改造后旋風分離器結構簡圖1-下料管；2-圓錐體；3-圓筒體；4-進氣口；5-頂蓋；6-中心筒；7-加長中心筒；8-增加耐磨料層

循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4為解決以上問題，提高旋風分離器的出力，熱電廠于2002年7月對1號鍋爐的旋風分離器進行了技術改造，改造后的結構簡圖如圖所示。第61頁/共80頁采用的主要技術措施為：①增加中心筒的長度中心筒插入的深度直接影響分離器的性能②改變分離器入口截面積

循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4通過增加高溫旋風分離器進口耐磨料層的厚度，減少進口面積增大進口煙氣流速來提高分離效率。第62頁/共80頁（3）改造效果

結果表明在單獨燃用鶴崗煤且同等負荷下（55%額定負荷）飛灰含碳量由13%降至9.1%。據(jù)計算僅這一項1臺爐每年可節(jié)省燃煤費用約20萬元。

項目改造前改造后飛灰含碳量/%139.1入口煙氣流速/m·s-1

2023.3≥0.1mm的顆粒濃度/%6.71.6220t/h負荷床溫/℃987962循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4對比試驗匯總第63頁/共80頁同時改造后還有以下優(yōu)點：分離器效率有所提高。改造后大于0.1mm的顆粒由改造前的6.7%降為1.6%?；亓狭吭黾樱亓贤葴囟融呌谡?，減輕回料腿結焦，有利于安全生產。降低風量配比，從而降低廠用電。由于床料變細，作為流化風的一次風量也將減少，這樣一次風機出力也隨著降低，氧量降至3%～3.5%左右，引風機的功率也降低，廠用電自然就降了下來。按風機電流減少5A計算，一次風機功率為1120kW，額定電流123A，每天可省廠用電1100kW·h。循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第64頁/共80頁4、回料器回料器是循環(huán)流化床鍋爐的三大核心部件(回料器、氣固分離器、冷渣器)之一，其功能一是將氣固分離器分離下來的固體顆粒重新送回爐膛再燃燒；二是密封，防止主床的煙氣反串進入分離器，它的運行穩(wěn)定、可靠與否直接關系到鍋爐的安全、運行穩(wěn)定和出力，對鍋爐的經濟性影響很大。鍋爐運行中如給煤粒度及風量不能滿足要求，則回料器內部溫度會增高、甚至回料閥內部結焦，發(fā)生堵塞現(xiàn)象，回料閥不能正常運行和回料，導致鍋爐出力受到較大影響。

循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第65頁/共80頁5、布風裝置布風裝置主要是風帽和布風板組成。布風裝置要求能均勻密集地分配氣流，使床料與空氣產生強烈擾動和混合，在設計時根據(jù)煤種及排渣要求等，選擇相適應的風帽。布風裝置的布風對于組織爐內流場，穩(wěn)定燃燒作用重大，對于鍋爐的安全穩(wěn)定運行和鍋爐運行經濟性至關重要。風帽在運行過程中主要會出現(xiàn)漏渣和磨損問題，以下分別予以介紹。

循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第66頁/共80頁（1）風帽漏渣問題及改造措施在鍋爐運行過程中，由于床層壓力脈動，會發(fā)生風帽小孔漏渣問題，運行一段時間后，風室出現(xiàn)漏渣，影響了一次風量，增加了一次風機出力與電耗。同時漏渣還會在一次風的擾動下，對水冷風室內襯造成嚴重磨損。風帽漏渣的原因很多：風帽的結構形式、床料粒度、負荷大小和布風裝置的阻力大小等。解決風帽漏渣問題的關鍵：一是增加風帽的阻力，二是提高風帽的密封性，防止床料回流。在風帽改造過程中，可以通過改進風帽結構，增加風帽的阻力，也可以直接將風帽更換為阻力更大、密封性更好的風帽（如采用迷宮式密封的大直徑迂回型鐘罩風帽），避免風室漏渣，保證鍋爐的安全穩(wěn)定運行。循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4第67頁/共80頁（2）風帽的磨損及預防措施循環(huán)流化床鍋爐本體的節(jié)能改造

4風帽的磨損給循環(huán)流化床鍋爐帶來較大的維護工作量，也影響鍋爐的連續(xù)運行，對鍋爐的經濟性不利。風帽的磨損主要有以下幾種形式：風從小孔出來帶動床料高速沖刷鄰近風帽，帶來沖擊和切削磨損。大量的回料從返料管進入燃燒室，橫向對風帽帶來沖刷磨損。燃燒室出渣口風帽的沖刷磨損。鍋爐壓火期間風帽的氧化燒損。第68頁/共80頁冷渣器煙風系統(tǒng)燃料制備與給煤系統(tǒng)

除塵吹灰系統(tǒng)循環(huán)流化床輔機系統(tǒng)DCS控制系統(tǒng)從目前已投運的各個循環(huán)