提高CFB鍋爐燃燒效率的技術(shù)措施

止於至善提高CFB鍋爐機組效率的技術(shù)措施

東南大學(xué)熱能工程研究所趙長遂陳曉平段鈺鋒吳新全國CFB機組技術(shù)、設(shè)備改造及節(jié)能技術(shù)經(jīng)驗交流會2023/5/181一、循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展概況及存在的問題

二、提高CFB鍋爐燃燒效率的主要技術(shù)措施提高燃燒效率是提高鍋爐熱效率的關(guān)鍵提高CFB鍋爐燃燒效率的主要技術(shù)措施

飛灰回燃對提高CFB鍋爐燃燒效率的作用三、強化傳熱在CFB鍋爐中的應(yīng)用降低排煙熱損失是提高鍋爐熱效率的重要途徑螺旋槽管替代光管在CFB鍋爐中的應(yīng)用前景強化傳熱（螺旋槽管和螺旋肋片管聯(lián)合應(yīng)用）降低排煙溫度和尾部煙道布置空間內(nèi)容提要2023/5/182一、循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展概況CFB成為實用化進程最為成功的潔凈燃燒技術(shù)，目前在電力行業(yè)正向產(chǎn)業(yè)化、大型化方向迅速發(fā)展迄今，我國共有35t/h以上CFB鍋爐2100多臺、發(fā)電功率25000MW，其中440～480t/h的150臺國外引進的300MWCFB鍋爐機組已通過168試運行，6臺國產(chǎn)300MWCFB鍋爐即將調(diào)試在建和已獲得批準的200MW和300MW機組約40多臺2023/5/183一、循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展概況上世紀末，世界上已投運最大的CFB鍋爐是普羅旺斯電廠250MWeCFB鍋爐本世紀已投運的最大容量CFB鍋爐是安裝于美國佛羅里達州Jacksonville的JEA電廠兩臺300MWe鍋爐在CFB鍋爐大型化的進程中，以超臨界參數(shù)為標志的第二代循環(huán)流化床鍋爐以其優(yōu)越的性能而引人注目法國Alstom公司已完成600MWeCFB鍋爐的方案設(shè)計美國FW公司已于2002年底和波蘭PKE電力公司簽訂了460MWe超臨界參數(shù)的CFB直流鍋爐合同，2003年3月開始工程設(shè)計，預(yù)計將于今年9月底投入商業(yè)運行我國“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃中，也把自主開發(fā)600MWe等級的超臨界參數(shù)CFB鍋爐列為戰(zhàn)略目標和開發(fā)重點2023/5/1842023/5/185緊湊型波蘭?agisza460MWe

超臨界CFB直流鍋爐的設(shè)計

用戶:PoludniowyKoncernEnergetyczny(PKE)

地點:

波蘭南部?agisza發(fā)電廠

合同簽定于:2002年12月30日

工廠設(shè)計開始于:2003年3月1日

商業(yè)運行時間:2006年9月30日SO2NOx(NO2)CODustmg/Nm3mg/Nm3mg/Nm3mg/Nm3

200200

30200排放值(6%O2,干)(遵循歐盟標準) 蒸汽參數(shù)出力 MWe 460蒸汽流量 kg/s(過熱/再熱) 360/313蒸汽壓力 bar(過熱/再熱) 275/50蒸汽溫度oC(過熱/再熱) 565/580電廠凈效率% 43.3燃料(收到基)煤硫分灰分水分低位熱值%wtMJ/kg1.2231220%wt%wt設(shè)計煤種范圍

0.6–1.4

10-25

6-23

18-23煤漿

(最大.30%)

范圍

0.6–1.6

28-65

27-45

7-17波蘭460MWe超臨界CFB直流鍋爐2023/5/187循環(huán)流化床鍋爐目前存在的問題

目前135MW容量等級循環(huán)流化床鍋爐存在的主要問題表現(xiàn)在可靠性、可用率、環(huán)保特性和經(jīng)濟性幾方面即鍋爐系統(tǒng)故障頻繁、連續(xù)運行天數(shù)短鍋爐熱效率低、經(jīng)濟性不佳廠用電率高低成本脫硫的優(yōu)越環(huán)保特性尚未顯現(xiàn)2023/5/188循環(huán)流化床鍋爐目前存在的問題問題1：冷渣器不能正常冷渣、排渣風(fēng)水聯(lián)合冷卻選擇性排灰流化床冷渣器，由于燃用煤種灰分高且變化幅度大，冷渣器無法將排渣冷卻到合適溫度；或由于煤的破碎系統(tǒng)問題、不能控制破碎后入爐煤粒度要求，造成大量粗顆粒底渣在冷渣器內(nèi)無法流化、排出，導(dǎo)致鍋爐無法正常運行。對策：改用水冷滾筒式冷渣器、鋼帶式冷渣器降低風(fēng)水流化床冷渣器隔墻高度、采用定向風(fēng)帽2023/5/189循環(huán)流化床鍋爐目前存在的問題問題2：爐膛受熱面磨損嚴重

集中表現(xiàn)為爐膛下部耐磨澆鑄料（耐磨可塑料）和水冷壁交接處管子磨損以及旋風(fēng)分離器對策：采用合理的水冷壁讓管方式、交接處管外噴涂、敷設(shè)合理高度和厚度的耐磨可塑料控制合適的一次風(fēng)量2023/5/1810循環(huán)流化床鍋爐目前存在的問題問題3：風(fēng)帽磨損與漏渣

鍋爐無法正常運行、導(dǎo)致被迫停爐對策：改進型鐘罩式風(fēng)帽劍形風(fēng)帽內(nèi)嵌形風(fēng)帽2023/5/1811鐘罩式風(fēng)帽2023/5/1812內(nèi)嵌形風(fēng)帽2023/5/1813循環(huán)流化床鍋爐目前存在的問題問題4：耐火材料的選擇與施工不當耐火材料開裂、磨損和脫落，導(dǎo)致鍋爐爆管被迫停爐對策：耐火材料的結(jié)構(gòu)形式選用合適的材料、厚度采取合理的施工方式2023/5/1814循環(huán)流化床鍋爐目前存在的問題問題5：過熱/再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)特性差

用噴水調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度將降低電廠循環(huán)效率對策：在爐膛和尾部豎井雙煙道內(nèi)合理布置水冷屏、屏式過熱器、過熱器和再熱器，改善其輻射/對流傳熱特性，從而改善過熱蒸汽和再熱蒸汽的調(diào)節(jié)特性尾部煙道煙氣擋板也是調(diào)節(jié)氣溫的可靠手段2023/5/1815循環(huán)流化床鍋爐目前存在的問題問題6：鍋爐點火耗油量大

鍋爐運行成本高，經(jīng)濟性差對策：采用床下熱煙氣點火或以床下點火為主結(jié)合床上油槍點火方式，既可較大幅度地減小點火耗油量，又可適當縮短啟動時間2023/5/1816循環(huán)流化床鍋爐目前存在的問題問題7：飛灰含碳量高，鍋爐燃燒效率/熱效率低貧煤和無煙煤CFB鍋爐飛灰含碳量高，達到20％以上，甚至30％以上135MWe等級CFB鍋爐的燃燒效率和熱效率比煤粉鍋爐低1～3％對策：采取多方面綜合措施飛灰底飼/密相區(qū)回燃2023/5/1817循環(huán)流化床鍋爐目前存在的問題問題8：鍋爐輔機故障多、廠用電率高煤破碎系統(tǒng)易磨損、不能保證燃料達到設(shè)計的顆粒度和尺寸分布給煤系統(tǒng)常堵塞風(fēng)機容量余量過大，廠用電率達10～11％或更高對策：采用煤篩分/破碎系統(tǒng)，減少合格細煤粒進入碎煤機，避免發(fā)生過磨現(xiàn)象及時更換破損的篩網(wǎng)控制給煤水分，爐前給煤，簡化給煤系統(tǒng)控制風(fēng)機余量在合適范圍2023/5/1818爐前給煤系統(tǒng)2023/5/1819二、憑提高CF愉B鍋爐粥燃燒席效率贊的主渡要技縱術(shù)措突施提高CF挺B經(jīng)濟共性已秧成為抗當務(wù)蒸之急q2和q4是影綢響鍋鵝爐熱護效率晌的主礎(chǔ)要因泳素ηb＝10第0－（q2+q3+q4+q5+q6），撇％表1某臺13禁5M紛We賤CF濤B鍋爐漂計算促熱效耍率和星各項廣熱損急失，翅％排煙熱損失q2化學(xué)未完全燃燒熱損失q3機械未完全燃燒熱損失q4散熱損失q5灰渣物理熱損失q6鍋爐熱效率ηb5.6702.930.530.5991.0220秤23赤/5誤/1副220,％從降長低鍋褲爐排翼煙溫餅度和麗排煙鄭過剩遠空氣采系數(shù)混角度耽入手降低失排煙液熱損闊失是爬提高叛鍋爐坊熱效曾率的由重要膠途徑二、乎提高CF悄B鍋爐相燃燒挎效率污的主客要技侮術(shù)措艱施20漁23蒙/5災(zāi)/1族221提高井燃燒隱效率喝是提醉高鍋腹爐熱表效率思的關(guān)燙鍵ηc＝10仿0－（q3+q4），氏％,％二、暴提高CF陸B(tài)鍋爐胳燃燒挑效率羨的主猶要技這術(shù)措柱施20貢23輔/5乘/1斜222影響忍循環(huán)糟流化秤床燃飾燒的召主要爛因素1、燃寬料特第性煤的槍揮發(fā)棵分和眠固定司碳含良量反映偷煤反家應(yīng)活由性的侵活化尺能E和頻隨率因畝子A煤的酒粒徑聾分布PS木D煤的向成灰偏特性20艱23艦/5集/1標223影響困循環(huán)喪流化捕床燃赤燒的毫主要掉因素1.慰1衡量駐煤反嘩應(yīng)活舉性的寄特征煤指新數(shù)（co立al就i橋nd維ex）即檢干燥調(diào)無灰殊基揮蛛發(fā)分鮮與低吉位發(fā)糾熱量蹈之比發(fā)值，翻煤指沿數(shù)越億高，捆活性撐越好蹲，越侍容易悔燃盡燃料渴比（fu耍el獨r呀at炸io）即孕燃料菠固定舉碳與虹揮發(fā)鄉(xiāng)豐分之陪比，趁燃料可比越孤大，魄即燃嫌料的掛揮發(fā)時分含讀量越朋少、榴固定熱碳含療量越歡高，面燃料押的反洽應(yīng)性確越差射，也才越難占燃盡20繁23龜/5宵/1僵224提高CF蜓B鍋爐膜燃燒劑效率掙的技根術(shù)措答施揮發(fā)暫分析緒出模沾型為式中仿，f(E)假定欠是平晚均活林化能E和標墳準偏餡差σ的高指斯函否數(shù)分駐布，鵝即20濕23洲/5形/1秤225提高CF所B鍋爐衛(wèi)燃燒晴效率引的技垂術(shù)措鴉施煤燃妖燒反饅應(yīng)速翁率常穗數(shù)k與反譯應(yīng)溫賊度T之間株的關(guān)捧系可欣用先著脅名的Ar別rh躬en位iu嘩s公式身表示式中榮，A－頻騰率因優(yōu)子，s-1E－活榆化能鼠，KJ旋·m籃ol-1R－氣競體常殼數(shù)，8.禮31癢J·玻(K垂·m步ol途)-1T－反悶應(yīng)溫巨度，K20晝23怒/5奪/1楚226幾種潑典型焰煤種貓成分素分析郊和燃賺燒工六況典型石煤種勸飛灰SE異M分析20雖23提/5博/1樓227廣西鵝合山探劣質(zhì)僑煙煤災(zāi)飛灰SE賠M圖大部教分是狡密實奇的灰稱塊，鑒表面莫不光揭滑，趨沒有增熔融撒的玻租璃體確形態(tài)屢存在稅，孔最隙率陳小少量筑球狀材空心井煤胞濃，孔憑隙率知也不靠大，觸壁面固較厚惡，表脆面粗姜糙20良23院/5采/1免228密實紙的灰旅塊（廁劣質(zhì)化煙煤效）20背23助/5擊/1蒜229少孔斯球狀諷煤胞表（劣稻煙煤均）20波23衡/5豬/1哭230多孔押球狀爭煤胞況（劣速煙煤圍）20帝23掏/5壯/1多231福建屠龍巖泥無煙跨煤飛甩灰SE餃M圖(V莊ar伍=4蘇.2諸6%犁)生成股的球餃狀煤鹿胞中頸絕大可多數(shù)準為無偽孔或秤少孔表面賠很光魯滑，觸有熔禿融的種玻璃船體形顧態(tài)存段在，脾對燃呈盡極帥為不政利多孔略薄壁余球狀鵝煤胞腸，但明數(shù)量稀極少20章23濟/5膏/1粉232無孔腹球狀鵲煤胞溪（無格煙煤削）20嚼23掉/5晌/1嘆233少孔悟球狀挖煤胞愈（無那煙煤喇）20鏟23蠻/5喇/1戲234多孔告球狀展煤胞柿（無刷煙煤駝）20蠻23啦/5幫/1抖235山西錢大同談煙煤SE籠M圖絕大強部分棗為多質(zhì)孔的汁疏松畢空心紫煤胞朵和骨再質(zhì)狀準疏松烤結(jié)構(gòu)除煤胞孔隙命率很犬大，拆除30～10愉0μ有m的大居孔洞里外，各還有濟許多緞直徑直為5μ森m左右憶的小室孔洞廉遍及磁整個蹄煤胞赴，而未在這宅些小怕孔洞斯周圍亂有更財多的遇直徑溪為0.岔5罵μm以下澆的細銹孔。武這些醋大大填小小薪的孔億洞把譽煤胞鋤支離鹿分割禽，形嶄成了萬很大承的反沙應(yīng)表英面積悉，對永煤粉曾的燃叫盡十凱分有競利極少招部分奏為少攔孔的晝密實穿球狀俯煤胞20祖23修/5返/1販236多孔五疏松孕球狀餓煤胞多（煙而煤）20潑23議/5培/1光237骨質(zhì)煤狀疏答松結(jié)惜構(gòu)煤殊胞（倒煙煤茅）20加23扇/5么/1鏈238影響轉(zhuǎn)循環(huán)貼流化頑床燃爽燒的界主要覽因素1.睛2嚴格網(wǎng)控制亦入爐墓煤的睡顆粒悠度煤粒爸太細任，不沸能被牙分離鑄器捕栽集分繪離而畏逃逸唉出去競的細須顆粒衣多，聾對燃飄盡不口利而煤妙顆粒優(yōu)過粗嬌，一核方面零床層悅流化犬不好銷，另陳一方錄面比情表面嫂積小家，煤杯粒的艦擴散爐阻力下大，誼導(dǎo)致茂反應(yīng)家面積喜小，辟顆粒燃中心罵的碳窩粒無界法燃惕盡而假出現(xiàn)李黑芯煤的移篩分承、破鋪碎等云預(yù)處壞理十勻分重縫要，坦一定穿要保屋證入釋爐煤束粒徑鼻分布薄呈合茄理的像級配20企23粘/5隔/1旺239影響悼循環(huán)闖流化述床燃禁燒的西主要肌因素2、給肆煤方薪式將煤在可靠噸、穩(wěn)歇定添吼加到管密相弓區(qū)內(nèi)柿并均害勻地病散布桌在布剃風(fēng)板按上方繼是獲擠得理告想燃露燒效鍋果的址先決慶條件采用輩系統(tǒng)戴簡單娃的前牽墻給及煤方駁式代軌替爐卡后返幻玉料腿除加煤眾方式艙以減蛋少堵掙煤事隱故率原高、家燃燒突效果握不理驚想的利現(xiàn)狀設(shè)置曾數(shù)量畝合適剖的給壓煤點櫻并采載取相宣應(yīng)的象風(fēng)力饞播煤返措施巧，將貓煤在戒整個楊床層蝕內(nèi)播變?nèi)鲩_器來20火23妙/5為/1識240影響煤循環(huán)漢流化購床燃冶燒的剛主要雀因素3、床爺層流嗚化狀餐態(tài)良好詞的流埋化狀恨態(tài)對零獲得勺理想頓的燃睜燒效窄果無醬疑是展十分迅關(guān)鍵趴的，王它直磨接決蜂定了白密相菜區(qū)內(nèi)灑氣固提兩相您流流霜動、旁擴散伐和混底合，桶以及搬物料務(wù)循環(huán)槳量的底大小流化蛾速度餐的大充小、習(xí)風(fēng)帽艘的結(jié)出構(gòu)形巴式和每布置放方式耗都須酒認真瓶考慮悠和選灣擇20螞23集/5仙/1緒241影響父循環(huán)械流化蜘床燃糕燒的寫主要潛因素4、運粒行參買數(shù)影響駁流化新床運饑行最懲重要序的參凱數(shù)有誓：床層收溫度過剩結(jié)空氣玩系數(shù)停留叨時間20樂23廁/5創(chuàng)/1招242影響蔑循環(huán)察流化添床燃萄燒的畜主要綁因素5、一飛二次抹風(fēng)比敘和二牽次風(fēng)寇速循環(huán)泄流化繳床必局須選卵取合粒適的測一二疏次風(fēng)隙量比肢使密籌相區(qū)膊處于色還原什氣氛迷才能允將密鋒相區(qū)脂控制腸合適務(wù)溫度掛范圍不同舅的煤席種揮鳳發(fā)分握含量愈不同嬸，合埋適的敏一二冰次風(fēng)手量比古也不允相同不二職次風(fēng)獅僅風(fēng)棟量要奏合適正，風(fēng)行速至勁關(guān)重廉要，裳必須室使二上次風(fēng)夢具有齡足夠群的動層量，坦能穿辣過高嗓粘度鳳的煙變氣層租到達率爐膛最最缺風(fēng)氧的襖核心鐵區(qū)，忠并造耕成強叔烈的惑湍流無脈動薪、增繩強擴作散20呀23點/5痕/1玩243飛灰覺回燃屈對提不高CF嚇B鍋爐由燃燒突效率豆的作在用飛灰天回燃替是提取高CF右B鍋爐貞燃燒晴效率泡的大例勢所頁趨高霸毛電廠視引進41蝴0t綱/hCF燭B鍋爐IR－CF恩B鍋爐FW公司碗為中宜石化而供貨習(xí)的燃堵石油駱焦CF念B鍋爐東南昂大學(xué)痕為新架建或朵改造說鍋爐綁配套20泥23搬/5磁/1繞24420糊23則/5墾/1炭245底飼劃回燃煩技術(shù)界特點飛灰底飼回燃系統(tǒng)示意圖底飼噴嘴2.耐磨彎頭3.疏堵裝置

4.飛灰分離裝置5.飛灰給料裝置

6.輸送氣源.7.噴射裝置20定23敗/5堂/1肥246飛灰糠底飼魄回燃元符合板燃燒葛“3T躍”原則Tem墾pe瞧ra晌tu泛re（高悉燃燒四溫度棍）Tim尾e（長授停留待時間牌）Tur睜bu俘le皂nc某e（強寺烈的耐擾動喝）20臟23暖/5幅/1亞247飛灰齊底飼壁回燃示與面房誠飼回絮燃效宅果比考較20淘23臉/5沈/1關(guān)248飛灰鍛底飼妨回燃夠與面軌飼回溪燃效墳果比孔較20楊23雖/5真/1眼249飛灰抹底飼/密相叫回燃價技術(shù)混優(yōu)藝越性對減卵輕受伸熱面榨磨損洋：飛急灰返某回爐橡內(nèi)循拴環(huán)一亮次對焦提高捷飛灰占殘?zhí)嘉⑷急M全度作血用非燥常顯具著，監(jiān)獲得祥同樣隊的燃遼盡效掘果底貼飼回主燃所舞需的楊循環(huán)干量（簽循環(huán)職倍率憐）要陵比常償規(guī)面寶飼循德環(huán)低扭得多增加隆循環(huán)韻量，緣瑞使不拔能正因常運泡行的香鍋爐?；謴?fù)托正常循環(huán)遷次數(shù)次少，歷減小稿石墨濤化影纖響尾部癢除塵勒器回惱燃時匙，對間除塵跌效果遲影響針小20影23母/5宮/1熟250飛灰坦底飼梨回燃叉應(yīng)用鈔方式設(shè)計榴無煙榜煤、唉貧煤CF鑄B鍋爐醉時采貌用除夾塵器頓飛灰戰(zhàn)回燃原有據(jù)無煙戚煤、梢貧煤CF宇B鍋爐抵添加巷飛灰難底飼/密相苗區(qū)回錘燃原有督中溫升分離敘器飛填灰改淹用飛卡灰底恩飼/密相第區(qū)回挑燃原鼓植泡流洽化床其鍋爐蔽增加狠分離擴器和頸飛灰蓬底飼/密相艇區(qū)回張燃20鳳23音/5揭/1附251廣東創(chuàng)陽山業(yè)發(fā)電蹲廠13道0T貴/H鍋爐燃用懼當?shù)貢鵁o煙編煤時冷，鍋們爐熱蔥效率禽提高23個百驚分點發(fā)電名標煤財耗下險降了脹三分蛛之一柴，由累原來鞋的10道00多g/差kw玩.h降低輝到65乳0g勇/k領(lǐng)w.落h應(yīng)用鄉(xiāng)豐效果20能23蓬/5唱/1主252鎮(zhèn)海拌煉化22陸0晶t/向hC兇FB鍋爐燃用首石油攜焦CF鄰B鍋爐緣瑞的采瞧用效冒果：鍋爐撿汽焦術(shù)比由10鋼.9豬8t金/h提高必到11今.3活1t勝/h鍋爐你熱效兆率提滔高了2.恥7個百亡分點電場序號改造前含碳量(wt,%)灰量（t/h）改造后含碳量(wt,%)灰量（t/h）一電場43.0612018.04110二電場54.672445.7321三電場45.55640.205鍋爐閱改造厘前后套飛灰瘋含碳動量20拖23貓/5叛/1盈25320伍23鞏/5凳/1滔2541、CF閣B鍋爐免尾部欄受熱纏面布運置空岔間明種顯不躬足考慮燭到CF獅B鍋爐頂爐內(nèi)姥受熱拼面磨汁損問敗題，顫在爐驗膛上態(tài)部不忌能像川煤粉岡爐那藍樣布執(zhí)置很油多輻散射或短半輻倒射式鳥過熱宵器（籠或再餐熱器社）受母熱面捏；在爐暖膛出畫口處廈一般尚也不粥設(shè)水顯平煙缸道，膽過熱偽器和陶再熱姐器大餐部分滋受熱賄面要練布置腎在分氏離器傾出口誰的下梢行尾鬼部煙球道內(nèi)排；CF異B鍋爐削爐膛錯溫度湖水平課較低蠶，爐枝內(nèi)吸床熱量獲比同享容量廈煤粉物爐小灣，因橋此尾變部煙蕉道內(nèi)系所需慈布置帥的省纖煤器炭受熱遲面也蜘比煤著粉爐召多；為減您輕對壯流受看熱面款的磨嚇損，服尾部羽煙道川的過概熱器汁、再托熱器謊、省汁煤器輛和空赴氣預(yù)隔熱器剖均采輸用順臥列排形列的蹈布置寄方式幻玉，與苗錯列廳布置傻方式剩相比幸，傳征熱能踏力差寺很多矛，所瓜需布懸置的摸受熱忘面面著積和暑布置臨空間捉相應(yīng)亭增大渠。三、址強化壤傳熱唐在CF挖B鍋爐往中的胡應(yīng)用皇分析20雄23宅/5喜/1欠2552、尾碎部受凍熱面遭采用役傳熱丟強化豎技術(shù)眠解決CF賭B鍋爐抗尾部膚空間舒不足對低傘溫級陽過熱泡器、拆低溫歇級再蛾熱器仿和省桶煤器沸，以菜螺旋號肋片業(yè)管式瘋換熱匹面替調(diào)代傳嗚統(tǒng)的貢光管黎換熱包面；對管常式空擾氣預(yù)帆熱器宏，以解螺旋片槽管皆替代情光管授，都暫可以戚使布板置受滾熱面敢的空背間得甘到明奶顯的臥壓縮三、轎強化彼傳熱丙在CF露B鍋爐雷中的喪應(yīng)用戴分析20街23慘/5筆/1蠅256螺旋摸槽管舊的特延點及縮慧其在念應(yīng)用強化晴換熱握原理辜：原漸光管臥管內(nèi)廊靠近虎壁面