用CFB技术改造旧锅炉实例分析

用CFB技术改造旧锅炉实例分析

张世红华中科技大学煤燃烧国家重点实验室2007年11月，昆明2/4/20231主要内容概述

循环流化床锅炉的完善化改造

煤粉炉改为循环流化床锅炉实例

链条锅炉改为CFB锅炉

油炉改为循环流化床锅炉实例用CFB技术改造旧锅炉时应注意的问题2/4/20232CFB技术清洁、高效燃烧及能利用劣质燃料的特点，使之成为洁净煤技术的重要内容。经过三十年的发展，CFB技术已经成熟。不仅完全能在电站锅炉中与煤粉燃烧技术相竞争，而且在工业锅炉上显示了其他燃烧方式所不具备的优势。我国共有60多万台、180多万蒸吨工业锅炉，其中燃煤的工业锅炉占85%，并且以层燃方式为主。工业锅炉年消耗原煤占全国煤年产量的1/3，而且效率低，污染物排放高。用CFB技术改造旧锅炉是我国能源结构的特征决定的，是建立和谐社会的需要，是锅炉技术市场竞争的产物。一、概述2/4/20233二、循环流化床锅炉的完善化改造

需改造的原因：（1）对新开发的炉型

由于缺乏必要的实际运行数据支持，设计中不可避免的存在一些缺陷，客观造成了它有一个逐步完善的过程。（2）部分结构设计失当，需要改造常见的是分离器效率低，返料装置设计不合理，省煤器等受热面等过度磨损而频频爆管等

（3）技术进步在原流化床锅炉上添加新的部件，以进一步降低劳动强度，提高锅炉运行的安全性和经济性。

2/4/20234一）75t/h百叶窗、中温旋风子两级分离循环流化床锅炉的改造1锅炉存在的问题锅炉出力不足分离器性能差炉内易结焦锅炉热效率低对流受热面磨损严重维修量大运行可靠性差等2/4/202352改造措施一级高温旋风分离取消隔墙水冷壁，调整受热面增加一部分低温过热器受热面增加一组中温省煤器燃烧室采用全膜式水冷壁结构一次风室改为水冷风室一）75t/h百叶窗、中温旋风子两级分离循环流化床锅炉的改造2/4/20236一）75t/h百叶窗、中温旋风子两级分离循环流化床锅炉的改造3改造后运行状况锅炉效率：锅炉磨损情况：大修期四年

锅炉负荷：达额定并能超经济效益：

2/4/20237二)一台35t/h前置式高温上排气旋风分离器CFB锅炉完善化改造1锅炉存在问题锅炉煤耗高，飞灰含碳量高达30%以上布风不均，易发生结渣点火时间长，油耗高:点火一次耗柴油4.5吨飞灰循环燃烧系统运行不稳定，调节不灵活给煤管容易结渣2/4/20238二)一台35t/h前置式高温上排气旋风分离器CFB锅炉完善化改造2综合治理改造措施（1）给煤点和返料管改造

将给煤与返料分开，各自单独送入床内

给煤点的入口位置提高

1065mm1500mm

2/4/20239(2)布风装置改造

将一次风从炉后进入改为从炉左侧进入改风室为等压风室

二)一台35t/h前置式高温上排气旋风分离器CFB锅炉完善化改造2/4/202310二)一台35t/h前置式高温上排气旋风分离器CFB锅炉完善化改造（3）返料器改造重新设计了返料器布风板和风帽将返料器的整体高度减少了159mm减小送风系统的阻力，增加了返料器调节的灵敏性，改善了返料器的调节性能。

(4)完善点火技术控风、控油、加煤，耗油量4-5T/次2T/次

2/4/202311二)一台35t/h前置式高温上排气旋风分离器CFB锅炉完善化改造3完善治理改造效果锅炉已能正常、安全、稳定的供汽发电返料器工作可靠、输送稳定，能根据负荷变化自动调节点火成功率100%，冷炉2h，热炉0.5-1.0h，耗油量大大降低锅炉效率明显提高，第一电场灰含碳量从40%15.26%2/4/202312三）一台35t/h循环流化床锅炉的完善化改造1锅炉存在问题及分析埋管磨损严重炉膛上下温差过大：1000-630℃

过热器超温不易控制旋风分离器效率较低排烟温度偏高

2/4/202313三）一台35t/h循环流化床锅炉的完善化改造2完善化改造措施（1）埋管及布风埋管由φ42×5改为φ60×8的厚壁钢管加装防磨鳍片调整最下排埋管距布风板距离“回”形布风板改为平板形布风板烟斗形风帽改为无帽沿、水平直孔风帽控制入炉煤粒径返料口布置在埋管检修空档

2/4/202314三）一台35t/h循环流化床锅炉的完善化改造(2)炉膛温度调节优化分离器结构，提高分离效率返料器改用能自动适应负荷变化需要的“流化密封送灰器”将布风面积调整到11m2左右，适当提高运行风速；控制入炉煤粒径，减小浓相区燃烧份额增加稀相区燃烧份额，提高炉膛出口温度

2/4/202315三）一台35t/h循环流化床锅炉的完善化改造(3)分离器结构尺寸的优化(进口、导流体、排气管（4）其他

减小炉内高温过热器传热面积；增加省煤器面积；

取消水平烟道下的沉降灰回斗，恢复传统型布置锅炉水平烟道形式；

用流化密封返料装置取代原先的H型返料器

2/4/202316三）一台35t/h循环流化床锅炉的完善化改造3改造效果锅炉运行稳定，能达到额定蒸发量，并有10%超负荷能力；炉膛下部温度850～900℃，炉膛出口温度约850℃，证明分离器分离器效率明显提高，返料器运行稳定可靠；排烟温度约145℃；从2004年11月到2005年4月已连续运行半年里没有出现爆管事故。运行半年后停炉检查，埋管、过热器等均未出现明显磨损现象。

2/4/202317四）一台35t/h平面流分离循环流化床锅炉的改造1锅炉问题平面流惯性分离、夹墙式灰道和L阀回送，锅底型布风板，炉膛下部布置埋管受热面，过热器布置在上、下汽包之间的对流管束前。平面流分离器分离效率低下，飞灰含碳量、煤耗较高；L阀返料器运行不稳定按鼓泡床的方式运行，没有体现CFB锅炉节能降耗的优势。2/4/202318四）一台35t/h平面流分离循环流化床锅炉的改造2完善化改造方案将平面流分离器改为双通道槽型惯性分离器（发明专利专利号：ZL00114392.1,国际专利主分类号：B01D45/04）用新型流化密封返料器代替现在的L阀（发明专利专利号ZL200410061100.1）3改造效果

飞灰循环量明显增大，返料稳定，炉膛出口温度上升了50℃煤耗量降低

2/4/202319三煤粉炉改为循环流化床锅炉实例上林南南实业有限公司65t/h煤粉锅炉改为CFB锅炉1主要改造内容（1）主要改造指标蒸发量≥65t/h（按68t/h设计）；工作压力3.82MPa；工作温度450℃；冷渣含碳＜2％，飞灰含碳＜6％；燃料：I类烟煤。2/4/202320上林南南65t/h煤粉锅炉改为CFB锅炉（2）本项目的主要内容为：锅炉本体及有关辅机的改造选型；锅炉本体及有关辅机的制作安装及调试；锅炉附属系统改造，包括：炉前给煤系统、炉内脱硫系统、烟风系统、汽水系统、除尘系统、油点火系统；热控一次仪表调整及新设辅机配电。原有锅炉的设备基础改造。原有锅炉及相关系统的拆除。2/4/202321上林南南65t/h煤粉锅炉改为CFB锅炉2主要技术特点采用华中科技大学煤燃烧国家重点实验室发明的中温下排气旋风分离器。该设备体积小，便于锅炉Π形布置，特别适合本锅炉的现有结构，对锅炉钢架不进行大动作，保证其强度和安全。该设备分离效率高，达95％以上。2/4/202322上林南南65t/h煤粉锅炉改为CFB锅炉3本体改造方案拆冷灰斗，增布风板，设埋管，全床点火锅筒上提1800mm,前移900mm，以布置分离器高过移炉内，低过移到炉膛出口后下排气分离器、流化密封送灰器构成飞灰循环系统增加省煤器重设空预器

受热面名称传热面积(m2)埋管71稀相床288高温过热器114低温过热器278省煤器1373空气预热器12002/4/202323上林南南65t/h煤粉锅炉改为CFB锅炉4附属系统改造点火系统:床下点火，利用原有油库，增加室内燃油点火系统。每次点火耗油量<2吨给煤系统:新建一套破碎系统，原破碎系统改造(筛板、振动筛）备用，利用原上煤系统，煤仓利用原钢制粉仓改造脱硫系统：设50m3石灰石储罐，气力输送石灰石粉（粒度<1.0mm）到炉前石灰石仓。再通过分配机分配到各炉前输煤胶带上，与燃煤混合，最后送到炉内掺烧风系统、除渣系统改造，加静电除尘2/4/202324四链条锅炉改为CFB锅炉1.锅炉概况

UG35／392MⅡ的正转链条炉，型布置、重型炉墙、光管水冷壁，斜烟道依次布置高、低温两级过热器，尾部竖烟道依次布置三级光管省煤器和两组空气预热器。原设计煤种：烟煤

问题：飞灰含碳量高，煤耗大改燃煤矸石或混煤(热值12540-18810kj/kg)2/4/202325四链条锅炉改为CFB锅炉2改造方案低倍率CFB，中温分离，斜埋管，大截面低速床增加两个中温旋风分离器(1800mm)等压风室，热一次风，蘑菇形风帽绝热浓相区内布置埋管前后墙二次风（冷）低过面积减少10％高省采用螺旋鳍片管换鼓、引风机、增二次风机2/4/202326四链条锅炉改为CFB锅炉3改造效果分离器的分离效率≥90％，返料正常，飞灰循环良好，燃用矸石，可掺烧链条炉渣，降低了运行成本。负荷能力强，可达45t/h。大渣含碳量≤1％，飞灰含碳量≤10％，热效率达84％2/4/202327五油炉改为循环流化床锅炉实例1中石化某厂燃油锅炉的特点及改造要求中压燃油35t/h锅炉，自然循环，“”布置，重型炉墙流沙层地质结构,改造不改变、添加锅炉现有基础构件。平顶山烟煤，出力不小于32t/h2主要改造措施采用大小粒子叠加循环燃烧技术在浓相区布置恰当的埋管受热面采用恰当的炉膛结构，并调整受热面与之匹配采用中温上排气旋风分离器采用流化密封送灰器2/4/202328五油炉改为循环流化床锅炉实例

采用螺纹管省煤器适当调整过热器受热面采用热风床下点火3改造后锅炉运行状况一次点火成功锅炉运行稳定飞灰循环正常33～38t/h可调锅炉热效率83%2/4/202329六用CFB技术改造旧锅炉时应注意的问题1.根据燃用煤种选择燃烧方式

根据具体情况，确定燃用的主导煤种。优质煤：煤粉炉和链条炉；劣质煤：流化床锅炉。2.应根据锅炉容量大小选择BFB燃烧或CFB燃烧10t/h，BFB锅炉20、35t/h锅炉采用低倍率飞灰循环CFB燃烧，加埋管65、75t/h锅炉采用CFB燃烧，带不带埋管取决于煤破碎特性130t/h、220t/h锅炉采用CFB燃烧，无埋管，控制入煤粒径2/4/202330六用CFB技术改造旧锅炉时应注意的问题3.应结合我国国情采用宽筛分燃料(多为o~8mm)，简化燃料制备系统，燃烧室由下部的大粒子床和上部的小粒子床组成。采用较低的流化速度和适中的循环倍率，减少能量消耗，减轻磨损。采用独特的飞灰分离装置。很有特色的、高效低阻力的中温下排气旋风分离器、中温多管旋流分离器和低温旋风分离器，对改工业锅炉为流化床锅炉都是很适宜的。利用我国在鼓泡流化床锅炉