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    中國科學(xué)院工程熱物理研究所繼2000年與上海某鍋爐廠有限公司聯(lián)合開發(fā)成功130t/h循環(huán)流化床(CFB)鍋爐的基礎(chǔ)上，又于2002年與無錫華光鍋爐股份有限公司進行了130 t/h CFB鍋爐的開發(fā)，首批3個用戶計5臺鍋爐均于2004年投產(chǎn)發(fā)電，3個用戶的設(shè)計燃用煤種分析見表1，鍋爐基本設(shè)計參數(shù)見表2。本文主要介紹130 t/h CFB鍋爐的總體布置、技術(shù)特點和錦江熱電公司130 t／h CFB鍋爐的運行情況。
1、總體布置
    130 t／h CFB鍋爐的總體布置見圖1。鍋爐采用單汽包自然循環(huán)、2根集中下降管、平衡通風(fēng)、給水噴水調(diào)節(jié)汽溫和常規(guī)過熱器包墻結(jié)構(gòu)。
    鍋爐采用了2只蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器。爐膛、旋風(fēng)分離器和尾部過熱器煙道采用懸吊結(jié)構(gòu)，省煤器和空氣預(yù)熱器采用支撐結(jié)構(gòu)。3個給煤口位于爐膛前墻水冷壁下部，3個水冷排渣管位于爐膛底部，其中2個排渣口與滾筒式排渣機連接。富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
    鍋爐采用床下點火起動方式，燃燒器由油槍、火檢裝置及高能點火器組成，每只啟動油槍的燃油量為400 kg／h。
    鍋爐整體呈左右對稱布置，支吊在鍋爐鋼架上。鍋筒中心標(biāo)高36.0 m，運轉(zhuǎn)層標(biāo)高7.2 m，爐頂大板梁標(biāo)高39.6 m，左右柱中心寬度9.4 m，前后柱中心深度18.4 m。
2、主要技術(shù)特點
2.1爐膛
    爐膛水冷壁采用膜式壁結(jié)構(gòu)，水冷壁管子規(guī)格為∮60 mm×5mm，節(jié)距為80 mm，懸吊于鋼架的頂部橫梁上。水冷壁由集中下降管供水，再由分散連接管與前墻、后墻和側(cè)墻下集箱連接，水冷壁上集箱經(jīng)汽水引出管與鍋筒連接。前后墻在下部向中間收縮形成密相區(qū)，后墻與兩側(cè)墻構(gòu)成水冷布風(fēng)板和水冷風(fēng)室。水冷布風(fēng)板的管子規(guī)格為d60 mm×5 mm，管節(jié)距為1 60mm。排渣管采用水冷結(jié)構(gòu)，冷卻水接入鍋爐自然循環(huán)水系統(tǒng)。
2.2  旋風(fēng)分離器
    鍋爐布置有蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器，設(shè)計采用略低的煙氣進口速度，在保證分離器有較高分離效率的同時，又有效地降低了分離器煙氣阻力。分離器筒體采用整體膜式汽冷壁結(jié)構(gòu)，由上、下環(huán)形集箱和膜式壁管組成，管子規(guī)格為d38 mm×5 mm。鍋筒出來的飽和蒸汽首先進入分離器汽冷管內(nèi)，然后再進入包墻過熱器。
    分離器汽冷管表面焊有密集的銷釘，其密度為1 000個/m2，其上敷設(shè)有60 mm厚的高性能耐火防磨層，由于有汽冷管的冷卻保護作用，耐火材料不易損壞、開裂和脫落，可大大減輕鍋爐維修量。
2.3  尾部煙道
    高溫過熱器和低溫過熱器均為順列、逆流布置，采用雙管圈結(jié)構(gòu)，管子規(guī)格為d38 mm×4 mm和d42mm×3.5 mm，由過熱器懸吊管支吊。高溫過熱器材料為12CrlMoV，低溫過熱器為15CrMo。整個過熱器煙道采用包墻結(jié)構(gòu)，密封性能良好。
    省煤器由管夾固定，整體支撐在兩側(cè)墻的護板上。整個省煤器分成3個管組，均采用膜式壁、單管圈繞制、錯列布置。
    空氣預(yù)熱器采用臥式結(jié)構(gòu)，分為三流程，順排布置。煙氣在管間縱向流動，空氣在管內(nèi)流動。
2.4膨脹密封
    (1)旋風(fēng)分離器與爐膛、返料器、尾部煙道之間均采用非金屬膨脹節(jié)，既可吸收膨脹差產(chǎn)生的位移，又可保證鍋爐整體密封。
    (2)爐膛水冷壁、旋風(fēng)分離器和包墻過熱器均為膜式壁結(jié)構(gòu)，具有良好的密封性。爐膛水冷壁和包墻過熱器四周沿高度方向設(shè)置有剛性梁，以增加水冷壁剛度和承受爐內(nèi)壓力的波動能力。
    (3)鍋爐的給煤管和二次風(fēng)進風(fēng)管上均設(shè)置有不銹鋼金屬膨脹節(jié)。床下啟動點火燃燒器和返料器采用恒力彈簧支吊。
2.5  防磨措施
    (1)布風(fēng)板以上6.5 m高的密相區(qū)采用了防磨層，在爐膛底部易磨損區(qū)域采用密焊銷釘并敷設(shè)防磨材料，銷釘密度是500個/m2。在防磨層和水冷光管的邊界處采用水冷管向外讓管的結(jié)構(gòu)。
    (2)爐膛頂部煙氣出口的水冷壁側(cè)墻和后側(cè)采用密焊銷釘并敷設(shè)防磨材料，銷釘密度為500個/m2。
    (3)爐膛上部水冷壁光管區(qū)域不布置任何測點和門孔，所有煙氣溫度和壓力測點均布置在敷設(shè)耐磨層的區(qū)域以內(nèi)。
(4)汽冷旋風(fēng)分離器的內(nèi)壁及進口區(qū)域采用高性能耐磨可塑料。
    (5)尾部豎井內(nèi)的受熱面管子兩邊彎頭處設(shè)置阻流板，防止形成煙氣走廊。各段受熱面首排管子設(shè)有防磨護板。過熱器吊掛管布置有防磨蓋板。
3、錦江熱電公司130 t/h鍋爐運行情況
    錦江熱電公司130 t／h CFB鍋爐1、2號爐分別于2004年3月和2004年8月投產(chǎn)運行。實際運行結(jié)果表明，鍋爐完全達到了設(shè)計要求，而且起動方便，運行穩(wěn)定，負荷調(diào)整性能好，可在75t/h至130 t/h的負荷范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整，鍋爐最大負荷可以達到160 t/h;鍋爐燃燒效率很高。燃用設(shè)計煤種時，爐渣的含碳量在1%～3%之間，飛灰含碳量在0.5%～3%之間。由于采用了膜式省煤器，可有效地防止管子表面的積灰，排煙溫度始終可以控制在130℃以內(nèi)。
    鍋爐運行至今，僅因過熱器懸吊管防磨蓋板脫落出現(xiàn)過一次爆管泄漏，循環(huán)燃燒系統(tǒng)沒有出現(xiàn)過磨損爆管現(xiàn)象。
    (1)旋風(fēng)分離器  分離器效率較高，80%以上的物料集中在(100～200)um之間，中位粒徑為120um。鍋爐滿負荷運行時，旋風(fēng)分離器的煙氣阻力為1.6kPa，此時分離器的煙氣進口速度為20 m／s。
    爐膛內(nèi)距離布風(fēng)板5m標(biāo)高與25 m標(biāo)高的煙氣差壓設(shè)置為懸浮段差壓，鍋爐滿負荷運行時懸浮段差壓為0.98 kPa，據(jù)此可計算出分離器的進口濃度為5.1 kglm3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。依據(jù)燃煤煤灰平衡計算出的尾部飛灰濃度大致為0.02 kg/m3，這樣即可計算出分離器的分離效率為99.3%，鍋爐循環(huán)倍率為32。
    旋風(fēng)分離器內(nèi)煙氣湍流強烈，后燃現(xiàn)象不可避免。采用汽冷旋風(fēng)分離器可有效降低旋風(fēng)分離器和返料器內(nèi)煙氣的溫度，使整個鍋爐循環(huán)系統(tǒng)的溫度分布更加均勻。而采用絕熱旋風(fēng)分離器的CFB鍋爐，由于返料器內(nèi)的燃燒溫度高于爐膛溫度，容易產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。
    采用兩種分離器的燃燒系統(tǒng)煙氣溫度分布見表3，其中130 t／h CFB鍋爐采用汽冷旋風(fēng)分離器，而75t／h CFB鍋爐采用2只絕熱旋風(fēng)分離器。由表中數(shù)據(jù)可見，采用汽冷分離器的煙氣溫度比較均勻，而采用絕熱分離器的鍋爐返料器的煙氣溫度要比燃燒室的溫度高出40℃以上。
    (2)給煤機  鍋爐采用了3只螺旋給煤機，運行初期由于燃煤的濕度較大，堵煤嚴(yán)重，給煤量嚴(yán)重不均勻，造成給煤量大幅度的波動，使?fàn)t內(nèi)煙氣壓力波動頻繁，返料器的風(fēng)室風(fēng)壓也出現(xiàn)大幅度的波動。經(jīng)過電廠的不斷改進，并嚴(yán)格控制進煤的水分，現(xiàn)在爐內(nèi)壓力波動問題已經(jīng)基本得到解決。建議新建的CFB鍋爐要盡量采用皮帶式稱重密封給煤機，以保證鍋爐的穩(wěn)定運行。
    (3)過熱器  鍋爐滿負荷運行時，低溫過熱器的出口汽溫可以控制在420℃～430℃以內(nèi)，但在低負荷時，其出口汽溫有時達到440℃以上。主要原因是采用汽冷旋風(fēng)分離器后，相對于滿負荷，汽冷分離器的吸熱比例相應(yīng)增加，造成出口蒸汽溫度偏高。由于采用了噴水減溫，故尚未對鍋爐運行造成影響，但在寧波長豐及神華陽光項目中，由于采用了自制冷凝水噴水減溫系統(tǒng)，噴水量就顯得不足。在某些情況下，冷凝水量不夠，造成高溫過熱器出口汽溫偏高，因此在今后的CFB鍋爐過熱器設(shè)計當(dāng)中，應(yīng)盡量選用給水噴水減溫系統(tǒng)。

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