1997年我公司開(kāi)始與哈鍋股份有限公司合作開(kāi)發(fā)了75t/h循環(huán)流化床鍋爐，并實(shí)現(xiàn)了制造生產(chǎn)，2005年開(kāi)始130—480 t/h等級(jí)循環(huán)流化床鍋爐的合作生產(chǎn)開(kāi)發(fā)。本文將介紹有我公司生產(chǎn)制造的130 t/h中溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)原則、技術(shù)特點(diǎn)和鍋爐運(yùn)行情況。
1、130 t/h中溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐的研制
1.1鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)、總體性能及布置
    額定蒸發(fā)量130 t/h:額定蒸汽壓力5.3MPa；給水溫度105℃；一次熱風(fēng)溫度153℃；二次熱風(fēng)溫度l56℃；捧煙溫度150℃；鍋爐效率87.23%。
1.1.1鍋爐燃用煤種
1.1.2鍋爐的整體布置
   本鍋爐系次高壓參數(shù)、單鍋筒、自然循環(huán)蒸汽鍋爐，采用循環(huán)流花床燃燒方式，高溫氣固分離器，全鋼架焊接結(jié)構(gòu)。
    鍋爐主要由蒸發(fā)受熱面燃燒室、固體床料高溫分離回送裝置，以及尾部對(duì)流煙道和臥式空氣預(yù)熱器組成。
    蒸發(fā)受熱面燃燒室位于鍋爐前部，燃燒室四周布置模式水冷壁，底部為略?xún)A斜的水冷布風(fēng)板，布風(fēng)板下方布置有水冷風(fēng)室，燃燒室水冷壁與鍋爐下水管和汽水引出管連接，組成自然循環(huán)蒸發(fā)回路。鍋爐中有兩個(gè)分離器，回料閥位于旋風(fēng)分離器下，與燃燒室和分離器相連接。燃燒室兩側(cè)墻及布風(fēng)板下部的膜式彎管構(gòu)成了水冷風(fēng)室，并有3只排渣管穿過(guò)水冷風(fēng)室，水冷風(fēng)室后有兩只床下啟動(dòng)燃燒器．過(guò)熱器系統(tǒng)由包墻過(guò)熱器、I級(jí)過(guò)熱器、II級(jí)屏式過(guò)熱器、噴水減溫器組成。I級(jí)過(guò)熱器布置在由包墻過(guò)熱器形成尾部豎直對(duì)流煙道中，通過(guò)省煤器吊掛管吊在頂板上，可向下自由膨脹。II級(jí)屏式過(guò)熱器布置在爐膛里，通過(guò)II級(jí)過(guò)熱器出口集箱吊在頂板上，可向下自由膨脹。在尾部豎直對(duì)流煙道中，按煙氣流程依次布置有I級(jí)過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器。空氣預(yù)熱器布置于尾部豎直對(duì)流煙道下部，用于加熱一、二次風(fēng)，富通新能源銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
    鍋筒內(nèi)部采用單段蒸發(fā)系統(tǒng)，下降管采用集中與分散相結(jié)合的供水方式。
    鍋爐采用室外布置，運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高8000 mm。
    鍋爐構(gòu)架采用全鋼焊接結(jié)構(gòu)，按7度地震烈度設(shè)計(jì)．
    鍋爐采用支吊結(jié)合的固定方式，除鍋筒、旋風(fēng)分離器和空氣預(yù)熱器為支撐結(jié)構(gòu)外，其余均為懸吊結(jié)構(gòu)。為防止因爐內(nèi)爆炸引起水冷壁和爐墻的破壞，本鍋爐設(shè)有剛性粱．
1.2鍋爐技術(shù)特點(diǎn)
1.2.1鍋爐爐膛
    本鍋爐的爐膛水冷壁及尾部包墻管均為模式壁結(jié)構(gòu)，爐墻采用了敷管式輕質(zhì)材料保溫結(jié)構(gòu)，保溫材料直接敷設(shè)在管子上。同時(shí)爐膛下部、分離器、回料器內(nèi)部均需設(shè)計(jì)內(nèi)磨耐火材料襯里。
1.2.2配風(fēng)
    本鍋爐采用分級(jí)送風(fēng)，確保爐內(nèi)床料合理流化及實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒，鍋爐的用風(fēng)分別由一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)及高壓風(fēng)機(jī)提供，以實(shí)現(xiàn)燃料燃燒用風(fēng)及回送循環(huán)物料。一次風(fēng)經(jīng)一次風(fēng)機(jī)，然后進(jìn)入鍋爐的管式空氣預(yù)熱加熱，再進(jìn)入鍋爐的一次風(fēng)風(fēng)箱，從一次風(fēng)風(fēng)箱引出風(fēng)管進(jìn)入爐內(nèi)。另外還需從一次冷風(fēng)道上引冷風(fēng)，供啟動(dòng)燃燒器啟動(dòng)時(shí)用。此外，還應(yīng)從一次冷風(fēng)道上引冷風(fēng)至給煤系統(tǒng)，以確保給煤系統(tǒng)的正壓．二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)機(jī)，進(jìn)入鍋爐的管式空氣預(yù)熱器加熱，再進(jìn)入鍋爐的二次風(fēng)環(huán)行風(fēng)箱，提供二次風(fēng)為進(jìn)一步完成燃燒過(guò)程，實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒。
1.2.3省煤器
    省煤器逆流順列水平布置在尾部煙道內(nèi)，為檢修方便，省煤器的蛇行管分成4個(gè)管組。省煤器蛇行管用撐架吊在省煤器中間集箱下面。
1.2.4空氣預(yù)熱器
    空氣預(yù)熱器采用臥式布置，煙氣自上而下從管外流過(guò)，空氣水平從管內(nèi)流過(guò)，與煙氣呈逆流交叉布置。為便于吹灰器清掃，空氣預(yù)熱器采用順列布置，分成兩個(gè)回路，每個(gè)回路分成3組。空氣預(yù)熱器的重量通過(guò)管子兩端的管板傳到鋼梁上。空氣預(yù)熱器與連接煙道用非金屬膨脹節(jié)連接，用以補(bǔ)償熱態(tài)下的脹差，且保證良好的密封。
1.2.5可靠的膨脹密封設(shè)計(jì)
    由于循環(huán)硫化床鍋爐系統(tǒng)內(nèi)存有大量的循環(huán)灰，尾部煙道內(nèi)的負(fù)壓較高，因而鍋爐的膨脹和密封設(shè)計(jì)顯得尤為重要，具體的設(shè)計(jì)原則如下：
  (1)鍋爐深度方向上的膨脹零點(diǎn)分別設(shè)置在爐膛后墻水冷壁管的中心線、分離器的中心線和尾部的中心線上，寬度方向上的膨脹零點(diǎn)設(shè)置在爐膛中心線上。垂直方向上的膨脹零點(diǎn)都設(shè)在鍋爐頂部。
  (2)旋風(fēng)分離器與爐膛、回料器、尾部煙道之間均采用了非金屬膨脹節(jié)，既消除了膨脹差產(chǎn)生的位移，又嚴(yán)格保證了密封。
(3)爐膛水冷壁、汽冷旋風(fēng)分離器和尾部過(guò)熱器煙道包墻均為膜式壁結(jié)構(gòu)，具有良好的密封性。水冷壁和過(guò)熱器包墻四周外側(cè)沿高度方向設(shè)置剛性梁，以增加水冷壁剛度和承受爐內(nèi)壓力的波動(dòng)能力。省煤器的進(jìn)出口聯(lián)箱布置在煙道里面，爐墻的密封結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，也減少了煙氣泄漏。
1.2.6鍋爐的防磨措施
    循環(huán)流化床鍋爐的防磨結(jié)構(gòu)歷來(lái)是著重考慮的問(wèn)題。在130 t/h中溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)長(zhǎng)期研究結(jié)果和積累的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，采取如下防磨措施。
    (1)在爐膛底部易磨損區(qū)域采用密集銷(xiāo)釘并敷設(shè)防磨材料。在防磨層和光管的交界處采用水冷管向外讓的結(jié)構(gòu)．
    (2)上部爐膛出口側(cè)和后側(cè)水冷壁管采用銷(xiāo)釘并敷設(shè)防磨材料。
    (3)爐膛上部水冷壁光管區(qū)域布簧測(cè)點(diǎn)，所有溫度和壓力測(cè)點(diǎn)均布置在有耐磨層的區(qū)域，以防止由于水冷管讓管造成磨損。
    (4)高溫汽冷旋風(fēng)分離器的內(nèi)側(cè)面及入口通道采用了耐磨可塑料防磨。
    (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。各段受熱面排管子設(shè)有防磨護(hù)板。
2、130t/h中溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐使用情況
    130t/h中溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐從首次啟動(dòng)就達(dá)到了滿(mǎn)負(fù)荷，過(guò)熱蒸汽的參數(shù)全部達(dá)到設(shè)計(jì)值，爐膛、返料器的煙氣溫度基本一致。經(jīng)驗(yàn)證130t/h中溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐具有較高的燃燒效率。根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果，在燃用煙煤時(shí)，爐渣的含量在1%～2%，飛灰的含碳量在6%一8%。底渣和飛灰的活性較好，含碳量低，全部就地利用，用作水泥摻和料，不需配備堆放灰、渣的專(zhuān)用場(chǎng)地，不會(huì)造成新的污染，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。
3、結(jié)論
    該鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，充分考慮了鍋爐的密封和膨脹問(wèn)題，它匯集了多年從事循環(huán)流化床鍋爐的豐富設(shè)計(jì)，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，是優(yōu)質(zhì)高效的鍋爐產(chǎn)品．