用CFB技術改造舊鍋爐實例分析

用CFB技術改造舊鍋爐實例分析

張世紅華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室2007年11月，昆明2/4/20231主要內(nèi)容概述

循環(huán)流化床鍋爐的完善化改造

煤粉爐改為循環(huán)流化床鍋爐實例

鏈條鍋爐改為CFB鍋爐

油爐改為循環(huán)流化床鍋爐實例用CFB技術改造舊鍋爐時應注意的問題2/4/20232CFB技術清潔、高效燃燒及能利用劣質(zhì)燃料的特點，使之成為潔凈煤技術的重要內(nèi)容。經(jīng)過三十年的發(fā)展，CFB技術已經(jīng)成熟。不僅完全能在電站鍋爐中與煤粉燃燒技術相競爭，而且在工業(yè)鍋爐上顯示了其他燃燒方式所不具備的優(yōu)勢。我國共有60多萬臺、180多萬蒸噸工業(yè)鍋爐，其中燃煤的工業(yè)鍋爐占85%，并且以層燃方式為主。工業(yè)鍋爐年消耗原煤占全國煤年產(chǎn)量的1/3，而且效率低，污染物排放高。用CFB技術改造舊鍋爐是我國能源結(jié)構(gòu)的特征決定的，是建立和諧社會的需要，是鍋爐技術市場競爭的產(chǎn)物。一、概述2/4/20233二、循環(huán)流化床鍋爐的完善化改造

需改造的原因：（1）對新開發(fā)的爐型

由于缺乏必要的實際運行數(shù)據(jù)支持，設計中不可避免的存在一些缺陷，客觀造成了它有一個逐步完善的過程。（2）部分結(jié)構(gòu)設計失當，需要改造常見的是分離器效率低，返料裝置設計不合理，省煤器等受熱面等過度磨損而頻頻爆管等

（3）技術進步在原流化床鍋爐上添加新的部件，以進一步降低勞動強度，提高鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性。

2/4/20234一）75t/h百葉窗、中溫旋風子兩級分離循環(huán)流化床鍋爐的改造1鍋爐存在的問題鍋爐出力不足分離器性能差爐內(nèi)易結(jié)焦鍋爐熱效率低對流受熱面磨損嚴重維修量大運行可靠性差等2/4/202352改造措施一級高溫旋風分離取消隔墻水冷壁，調(diào)整受熱面增加一部分低溫過熱器受熱面增加一組中溫省煤器燃燒室采用全膜式水冷壁結(jié)構(gòu)一次風室改為水冷風室一）75t/h百葉窗、中溫旋風子兩級分離循環(huán)流化床鍋爐的改造2/4/20236一）75t/h百葉窗、中溫旋風子兩級分離循環(huán)流化床鍋爐的改造3改造后運行狀況鍋爐效率：鍋爐磨損情況：大修期四年

鍋爐負荷：達額定并能超經(jīng)濟效益：

2/4/20237二)一臺35t/h前置式高溫上排氣旋風分離器CFB鍋爐完善化改造1鍋爐存在問題鍋爐煤耗高，飛灰含碳量高達30%以上布風不均，易發(fā)生結(jié)渣點火時間長，油耗高:點火一次耗柴油4.5噸飛灰循環(huán)燃燒系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，調(diào)節(jié)不靈活給煤管容易結(jié)渣2/4/20238二)一臺35t/h前置式高溫上排氣旋風分離器CFB鍋爐完善化改造2綜合治理改造措施（1）給煤點和返料管改造

將給煤與返料分開，各自單獨送入床內(nèi)

給煤點的入口位置提高

1065mm1500mm

2/4/20239(2)布風裝置改造

將一次風從爐后進入改為從爐左側(cè)進入改風室為等壓風室

二)一臺35t/h前置式高溫上排氣旋風分離器CFB鍋爐完善化改造2/4/202310二)一臺35t/h前置式高溫上排氣旋風分離器CFB鍋爐完善化改造（3）返料器改造重新設計了返料器布風板和風帽將返料器的整體高度減少了159mm減小送風系統(tǒng)的阻力，增加了返料器調(diào)節(jié)的靈敏性，改善了返料器的調(diào)節(jié)性能。

(4)完善點火技術控風、控油、加煤，耗油量4-5T/次2T/次

2/4/202311二)一臺35t/h前置式高溫上排氣旋風分離器CFB鍋爐完善化改造3完善治理改造效果鍋爐已能正常、安全、穩(wěn)定的供汽發(fā)電返料器工作可靠、輸送穩(wěn)定，能根據(jù)負荷變化自動調(diào)節(jié)點火成功率100%，冷爐2h，熱爐0.5-1.0h，耗油量大大降低鍋爐效率明顯提高，第一電場灰含碳量從40%15.26%2/4/202312三）一臺35t/h循環(huán)流化床鍋爐的完善化改造1鍋爐存在問題及分析埋管磨損嚴重爐膛上下溫差過大：1000-630℃

過熱器超溫不易控制旋風分離器效率較低排煙溫度偏高

2/4/202313三）一臺35t/h循環(huán)流化床鍋爐的完善化改造2完善化改造措施（1）埋管及布風埋管由φ42×5改為φ60×8的厚壁鋼管加裝防磨鰭片調(diào)整最下排埋管距布風板距離“回”形布風板改為平板形布風板煙斗形風帽改為無帽沿、水平直孔風帽控制入爐煤粒徑返料口布置在埋管檢修空檔

2/4/202314三）一臺35t/h循環(huán)流化床鍋爐的完善化改造(2)爐膛溫度調(diào)節(jié)優(yōu)化分離器結(jié)構(gòu)，提高分離效率返料器改用能自動適應負荷變化需要的“流化密封送灰器”將布風面積調(diào)整到11m2左右，適當提高運行風速；控制入爐煤粒徑，減小濃相區(qū)燃燒份額增加稀相區(qū)燃燒份額，提高爐膛出口溫度

2/4/202315三）一臺35t/h循環(huán)流化床鍋爐的完善化改造(3)分離器結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化(進口、導流體、排氣管（4）其他

減小爐內(nèi)高溫過熱器傳熱面積；增加省煤器面積；

取消水平煙道下的沉降灰回斗，恢復傳統(tǒng)型布置鍋爐水平煙道形式；

用流化密封返料裝置取代原先的H型返料器

2/4/202316三）一臺35t/h循環(huán)流化床鍋爐的完善化改造3改造效果鍋爐運行穩(wěn)定，能達到額定蒸發(fā)量，并有10%超負荷能力；爐膛下部溫度850～900℃，爐膛出口溫度約850℃，證明分離器分離器效率明顯提高，返料器運行穩(wěn)定可靠；排煙溫度約145℃；從2004年11月到2005年4月已連續(xù)運行半年里沒有出現(xiàn)爆管事故。運行半年后停爐檢查，埋管、過熱器等均未出現(xiàn)明顯磨損現(xiàn)象。

2/4/202317四）一臺35t/h平面流分離循環(huán)流化床鍋爐的改造1鍋爐問題平面流慣性分離、夾墻式灰道和L閥回送，鍋底型布風板，爐膛下部布置埋管受熱面，過熱器布置在上、下汽包之間的對流管束前。平面流分離器分離效率低下，飛灰含碳量、煤耗較高；L閥返料器運行不穩(wěn)定按鼓泡床的方式運行，沒有體現(xiàn)CFB鍋爐節(jié)能降耗的優(yōu)勢。2/4/202318四）一臺35t/h平面流分離循環(huán)流化床鍋爐的改造2完善化改造方案將平面流分離器改為雙通道槽型慣性分離器（發(fā)明專利專利號：ZL00114392.1,國際專利主分類號：B01D45/04）用新型流化密封返料器代替現(xiàn)在的L閥（發(fā)明專利專利號ZL200410061100.1）3改造效果

飛灰循環(huán)量明顯增大，返料穩(wěn)定，爐膛出口溫度上升了50℃煤耗量降低

2/4/202319三煤粉爐改為循環(huán)流化床鍋爐實例上林南南實業(yè)有限公司65t/h煤粉鍋爐改為CFB鍋爐1主要改造內(nèi)容（1）主要改造指標蒸發(fā)量≥65t/h（按68t/h設計）；工作壓力3.82MPa；工作溫度450℃；冷渣含碳＜2％，飛灰含碳＜6％；燃料：I類煙煤。2/4/202320上林南南65t/h煤粉鍋爐改為CFB鍋爐（2）本項目的主要內(nèi)容為：鍋爐本體及有關輔機的改造選型；鍋爐本體及有關輔機的制作安裝及調(diào)試；鍋爐附屬系統(tǒng)改造，包括：爐前給煤系統(tǒng)、爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)、煙風系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、油點火系統(tǒng)；熱控一次儀表調(diào)整及新設輔機配電。原有鍋爐的設備基礎改造。原有鍋爐及相關系統(tǒng)的拆除。2/4/202321上林南南65t/h煤粉鍋爐改為CFB鍋爐2主要技術特點采用華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室發(fā)明的中溫下排氣旋風分離器。該設備體積小，便于鍋爐Π形布置，特別適合本鍋爐的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，對鍋爐鋼架不進行大動作，保證其強度和安全。該設備分離效率高，達95％以上。2/4/202322上林南南65t/h煤粉鍋爐改為CFB鍋爐3本體改造方案拆冷灰斗，增布風板，設埋管，全床點火鍋筒上提1800mm,前移900mm，以布置分離器高過移爐內(nèi)，低過移到爐膛出口后下排氣分離器、流化密封送灰器構(gòu)成飛灰循環(huán)系統(tǒng)增加省煤器重設空預器

受熱面名稱傳熱面積(m2)埋管71稀相床288高溫過熱器114低溫過熱器278省煤器1373空氣預熱器12002/4/202323上林南南65t/h煤粉鍋爐改為CFB鍋爐4附屬系統(tǒng)改造點火系統(tǒng):床下點火，利用原有油庫，增加室內(nèi)燃油點火系統(tǒng)。每次點火耗油量<2噸給煤系統(tǒng):新建一套破碎系統(tǒng)，原破碎系統(tǒng)改造(篩板、振動篩）備用，利用原上煤系統(tǒng)，煤倉利用原鋼制粉倉改造脫硫系統(tǒng)：設50m3石灰石儲罐，氣力輸送石灰石粉（粒度<1.0mm）到爐前石灰石倉。再通過分配機分配到各爐前輸煤膠帶上，與燃煤混合，最后送到爐內(nèi)摻燒風系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)改造，加靜電除塵2/4/202324四鏈條鍋爐改為CFB鍋爐1.鍋爐概況

UG35／392MⅡ的正轉(zhuǎn)鏈條爐，型布置、重型爐墻、光管水冷壁，斜煙道依次布置高、低溫兩級過熱器，尾部豎煙道依次布置三級光管省煤器和兩組空氣預熱器。原設計煤種：煙煤

問題：飛灰含碳量高，煤耗大改燃煤矸石或混煤(熱值12540-18810kj/kg)2/4/202325四鏈條鍋爐改為CFB鍋爐2改造方案低倍率CFB，中溫分離，斜埋管，大截面低速床增加兩個中溫旋風分離器(1800mm)等壓風室，熱一次風，蘑菇形風帽絕熱濃相區(qū)內(nèi)布置埋管前后墻二次風（冷）低過面積減少10％高省采用螺旋鰭片管換鼓、引風機、增二次風機2/4/202326四鏈條鍋爐改為CFB鍋爐3改造效果分離器的分離效率≥90％，返料正常，飛灰循環(huán)良好，燃用矸石，可摻燒鏈條爐渣，降低了運行成本。負荷能力強，可達45t/h。大渣含碳量≤1％，飛灰含碳量≤10％，熱效率達84％2/4/202327五油爐改為循環(huán)流化床鍋爐實例1中石化某廠燃油鍋爐的特點及改造要求中壓燃油35t/h鍋爐，自然循環(huán)，“”布置，重型爐墻流沙層地質(zhì)結(jié)構(gòu),改造不改變、添加鍋爐現(xiàn)有基礎構(gòu)件。平頂山煙煤，出力不小于32t/h2主要改造措施采用大小粒子疊加循環(huán)燃燒技術在濃相區(qū)布置恰當?shù)穆窆苁軣崦娌捎们‘數(shù)臓t膛結(jié)構(gòu)，并調(diào)整受熱面與之匹配采用中溫上排氣旋風分離器采用流化密封送灰器2/4/202328五油爐改為循環(huán)流化床鍋爐實例

采用螺紋管省煤器適當調(diào)整過熱器受熱面采用熱風床下點火3改造后鍋爐運行狀況一次點火成功鍋爐運行穩(wěn)定飛灰循環(huán)正常33～38t/h可調(diào)鍋爐熱效率83%2/4/202329六用CFB技術改造舊鍋爐時應注意的問題1.根據(jù)燃用煤種選擇燃燒方式

根據(jù)具體情況，確定燃用的主導煤種。優(yōu)質(zhì)煤：煤粉爐和鏈條爐；劣質(zhì)煤：流化床鍋爐。2.應根據(jù)鍋爐容量大小選擇BFB燃燒或CFB燃燒10t/h，BFB鍋爐20、35t/h鍋爐采用低倍率飛灰循環(huán)CFB燃燒，加埋管65、75t/h鍋爐采用CFB燃燒，帶不帶埋管取決于煤破碎特性130t/h、220t/h鍋爐采用CFB燃燒，無埋管，控制入煤粒徑2/4/202330六用CFB技術改造舊鍋爐時應注意的問題3.應結(jié)合我國國情采用寬篩分燃料(多為o~8mm)，簡化燃料制備系統(tǒng)，燃燒室由下部的大粒子床和上部的小粒子床組成。采用較低的流化速度和適中的循環(huán)倍率，減少能量消耗，減輕磨損。采用獨特的飛灰分離裝置。很有特色的、高效低阻力的中溫下排氣旋風分離器、中溫多管旋流分離器和低溫旋風分離器，對改工業(yè)鍋爐為流化床鍋爐都是很適宜的。利用我國在鼓泡流化床鍋爐