循环流化床锅炉介绍

循环流化床锅炉讲座平朔煤矸石发电有限公司机组介绍CFB锅炉系统及其组成循环流化床锅炉系统及其组成示意图1、煤仓；2、炉膛；3、旋风分离器；4、返料器；5、外置式热交换器；6、给煤机；7、冷渣器；8、石灰石仓；9、流化风室；10、汽包；11、对流过热器；12、省煤器；13、空气预热器；14、除尘器；15、引风机；16、烟囱；17、一次风；18、下二次风；19、上二次风；20、石灰石给料循环流化床锅炉特点：英文名称：circulatingfluidizedbedboiler，简称：CFBB流态化：当固体颗粒中有流体通过时，随着流体速度逐渐增大，固体颗粒开始运动，且固体颗粒之间的摩擦力也越来越大，当流速达到一定值时，固体颗粒之间的摩擦力与它们的重力相等，每个颗粒可以自由运动，所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象，这种现象称为流态化。燃烧：循环流化床燃烧是一种新型的高效、低污染的清洁燃煤技术，其主要特点是锅炉炉膛内有大量的物料，在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部，经过布置在炉膛出口的分离器，将物料与烟气分开，并经过回料器将物料回送至炉膛内，多次循环燃烧，具有高的燃烧效率、可以燃用劣质燃料、锅炉负荷调节性好。炉内脱硫：循环流化床锅炉运行温度通常在800-900℃之间，这是一个理想的脱硫温度区间，采用炉内脱硫技术，向床内加入石灰石，燃料与石灰石经多次循环，反复进行低温燃烧和脱硫反应，Ca/S摩尔比约为2时，可使脱硫效率达到90%左右，SO2的排放量大大降低。低NOx排放：循环流化床采用低温分级送风燃烧，使燃烧始终在低过量空气下进行，从而大大降低了NOx的生成和排放。CFB锅炉特点：1、燃烧室底部布风板其主要作用是流化风均匀地流入料层，并使床料流化。对布风板的要求是：在保证布风均匀地条件下，布风板压降越低越好。2、床料循环系统是由高温旋风分离器和飞灰回送装置组成，其作用是把飞灰中粒径较大、含碳量高的颗粒回收重新送入炉内燃烧。3、燃料制备系统、给煤系统简单。4、循环灰参数对锅炉运行的影响：循环流化床锅炉运行时，其单位时间内的循环灰量可高达同单位时间内燃煤量的20－40倍。由于灰的热容量大得多，因此循环灰对燃烧室下部的温度平衡有很大影响，循环流化床锅炉燃烧室下部密相区不布置受热面，煤粒燃烧产生的热量由烟气和循环灰共同带走。在煤粉炉中，煤粉燃烧产生的热量是由烟气和工质带走的，蒸发受热面的出力主要取决于炉膛温度，在循环流化床锅炉中，燃烧室温度基本不随负荷变化，运行中烟气携带的飞灰颗粒量成为影响蒸发受热面的重要因素。因此，循环流化床锅炉可以从热量平衡和飞灰循环倍率两个方面来调节锅炉负荷。5、控制系统要求高。由于循环流化床锅炉内流态化工况、燃烧过程较煤粉炉复杂，加之有飞灰循环，因此其控制系统较同等容量的煤粉炉要求高。循环流化床同煤粉炉的主要区别一、燃烧上的区别：CFB锅炉为正压燃烧、煤粉炉为负压燃烧。二、CFB锅炉燃烧稳定，不存在锅炉灭火的情况。三、锅炉蓄热量大。由于循环流化床锅炉内有大量的高温物料及耐磨耐火材料，使循环流化床锅炉的蓄热量大大超过煤粉炉，循环流化床锅炉压火后，汽机仍可带低负荷运行2小时左右。同时如发生机组突然停运或全厂失电的情况，由于锅炉内存留大量高温物料和敷设的耐火耐磨材料放热，此时必须对受压部件、特别是后烟井包复过热器和外置床中的受热面进行保护以防止过热。采用蒸汽对受压部件进行冷却。所以停炉后要求对锅炉进行连续上水，开启高旁使过热器、再热器中有一定的蒸汽流动，以冷却受热面。四、传热方式不同。煤粉炉炉内温度1450℃左右，主要以辐射方式换热，循环流化床锅炉炉内温度只有850℃左右，主要以对流方式换热。五、灰渣比不同。循环流化床锅炉燃烧煤种粒径大，燃烧煤质差，所以排渣量大，煤粉炉燃烧煤种粒径小，燃烧热质相对较高，所以渣量小。六、运行操作不同。由于两种炉型结构的差异，导致操作的不同，循环流化床锅炉运行操作复杂，运行中事情较多，自动投入率也较低，一般循环流化床机组协调很难投入。平朔二期两台300MW级循环流化床介绍一、基本情况介绍：我厂二期循环流化床锅炉为上锅引进法国阿尔斯通技术生产，锅炉最大蒸发量1060t/h，主汽压力17.5MPa，主汽温度540℃。炉膛采用裤衩腿结构，带外置床，外置床内布置过热器、再热器受热面。设计燃烧煤种发热量2794KCal/Kg，设计燃烧煤种为洗中煤与煤矸石混烧。锅炉排渣采用两台25t/h滚筒冷渣器加两台37t/h风水联合冷渣器。二、平朔电厂实际运行情况

1、锅炉磨损严重。燃烧煤种与设计煤种存在较大差异，我厂现在实际燃烧煤种为混矸煤与煤矸石混烧，煤种灰分大，造成循环倍率大大超过设计值，锅炉磨损严重。

2、机组启动慢。外置床结构导致机组启动慢，由于高温再热器布置在外置床内，导致机组启动时，再热汽温上升缓慢，使机组启动时间拖长。平朔电厂二期锅炉点火到汽机冲转大约需8个小时。

3、排渣困难。由于燃烧煤种偏离设计，有时煤质发热量只有2100KCal/Kg，排渣量非常大，超过排渣设备最大出力。另外，由于排渣设备经常处于满负荷运转状态，排渣设备故障率较高。CFB锅炉的典型辅机及存在的问题：1、风烟系统：同煤粉炉相同有一次风机、二次风机、引风机，有着煤粉炉所没有的流化风机作用是给返料器、外置床提供流化风。二次风机用于提供锅炉助燃用风，引风机用于提供锅炉通风，一次风机在CFB锅炉中提供一次风进入炉膛底部的水冷风室，通过布置在布风板上的风帽使炉膛内的物料流化。平朔电厂二期机组在锅炉引风机、一次风机、二次风机上采用液阻调速，大大降低了风机的耗电量，但是存在电机碳刷磨损的问题，所以我厂有在夜班低负荷期间停用单侧风机，进行风机电机碳刷更换及滑环清理工作。2、给煤系统：CFB锅炉燃料制备、给煤系统简单。没有磨煤机、排粉机等制粉设备。但是由于循环流化床锅炉燃用煤质粒度较大，又没有干燥设备，所以循环流化床锅炉经常在煤仓进给煤机筒壁、及给煤机进炉膛落煤管发生堵煤，堵煤较轻时经敲打、疏通可以恢复、堵煤严重时需停运给煤机降负荷提负压进行处理。3、排渣系统：循环流化床锅炉燃用劣质煤时渣量大，排渣系统对循环流化床锅炉非常重要。一般循环流化床锅炉排渣系统有滚筒冷渣器、风水冷渣器、斗式输渣机或刮板式输渣机、斗提机组成。平朔电厂二期排渣采用两个滚筒冷渣器和两个风水冷渣器，输渣机为斗式，主要存在问题是：冷渣器进口堵渣，输渣机脱轨，斗提机过载跳闸，另我厂燃用劣质煤，排渣系统负荷重，出现故障时，影响机组接带负荷。循环流化床锅炉常见问题给煤不畅：300MW循环流化床锅炉布置有四条给煤线，每条给煤线从煤仓到皮带式称重给煤机，再到刮板式给煤机，最后通过3个给煤口进入炉内。给煤不畅是300MW循环流化床锅炉运行中最为常见的问题，尤其是在雨季，一台锅炉在一个运行班次可能发生给煤不畅几次，甚至十几次，几乎每个厂都要耗费大量的人力物力来解决这一问题。给煤不畅主要原因是来煤潮湿、来煤中含灰量大、甚至来煤中夹杂大量泥土。燃料中的细微颗粒在煤中水份大时极易黏结，从而造成煤仓和给煤机堵煤。不断的黏结使煤仓的有效容积不断减少，最终导致下煤口堵塞。给煤机的堵塞主要在入炉前的刮板给煤机，雨季经常出现刮板给煤机底部积煤将刮板抬高，使给煤机的出力不断降低，若处理不及时，最终的结果就是给煤机不堪重负而跳闸，严重时刮板给煤机受损，电机烧毁。其次，称重给煤机皮带跑偏，清扫链不能及时将漏入称重机下部的积煤刮走；刮板给煤机传动链咬、润滑不良导致运行中断链；刮板给煤机长时间运行导致刮板断裂、变长、松脱，造成给煤机跳闸等。另外，来煤中的编织袋、树枝、钢筋等杂物进入给煤机，从而造成给煤机跳闸、卡涩、堵煤等情况的发生。给煤不畅的处理常常需要降负荷提负压进行处理，由于所提负压较高，往往需要申请调度降负荷。平朔公司在储煤场正在建设防雨篷，建成后有望能减少这类故障的发生。循环流化床锅炉常见问题炉内受热面磨损：循环流化床锅炉受热面磨损是影响锅炉正常运行的最大威胁之一，由于磨损（受热面、耐火材料、风帽等）造成的停炉事故接近停炉总数的50%。炉膛内水冷壁管磨损主要表现在水冷壁管与耐磨材料交接及以上1~5m处、炉膛四角、返料口上部及绝热式旋风分离器入口等处。水冷壁管的磨损是CFB锅炉中与材料有关的最严重问题，在CFB锅炉的密相区水冷壁管上敷设有耐火耐磨材料形成卫燃带，基建期间的浇注料施工质量、工艺非常重要、一旦受热面上的浇注料在运行中塌落，就会导致水冷壁管裸露、磨损、爆管。2010年平朔电厂#3机组发生的几次停炉事件均是由此原因引起。循环流化床锅炉常见问题右图为由于外置床内部受热面管卡的连接钢板在运行中脱落，造成与受热面换热管碰撞，进而磨损泄漏。外置床换热管材料选择特殊，焊接工艺要求复杂，同时检修位置受到限制，给检修工作增加了难度，造成检修工期长。循环流化床锅炉常见问题

右图为锅炉外置床布风板浇注料塌落，在流化风强对流作用下，流化床料对受热面换热管长时间集中冲刷，致使换热管大面积爆漏。上图为布风板浇注料塌落情况下图为外置床受热面泄漏情况循环流化床锅炉常见问题排渣困难：在煤质较差、如再有排渣设备故障情况下将造成锅炉床压高，影响机组接带负荷。

排渣困难的原因：1）燃煤热值低，渣量大超过排渣出力2）运行控制不当，特别是锅炉启动初期和压火运行时燃烧不良，发生低温结焦，造成排渣口处风帽堵塞，进渣管堵塞。

3）冷渣器进渣阀被脱落的保温材料等杂物堵塞。

4）排渣量过大，高温渣在冷渣器内没有充分停留冷却时间就进入输渣机，导致输渣机烧坏或因过负荷而设备跳闸。

5）排渣量大，排渣温度高，灰渣颗粒度大，造成冷渣器内结焦，堵塞风帽，流化不良。循环流化床锅炉常见问题右图为锅炉回料器进料管立管段烧红，申请停炉进行处理。循环流化床锅炉常见问题回料器上部小面积烧红，内部浇注料脱落导致。运行中进行处理循环流化床锅炉常见问题右图为由于外置床进料管烧红向喷灰需切除外置床进行处理。机组负荷需降到120MW左右平朔电厂二期供热及夏季高温空冷对负荷的影响一、平朔电厂二期两台300MW汽机设计为调整抽汽供热机组，分别从#3、#4机组的中低压连通管上引出抽汽管到热网加热器，设计额定抽汽压力0.981MPa，最大抽汽量为200t/h，设计供热负荷145MW，当达到最大供热负荷时，负荷最低不能低于175MW，负荷最高不能超过286MW。当前平朔电厂二期供热负荷较小、抽汽量不影响机组接带负荷。随着平朔露天矿配套工程投入运行，供热面积的进一步加大，机组出力将会受到影响。二、平朔电厂二期两台300MW机组采用直接空冷，设计满发背压34KPa，空冷设计当环境温度为28.2℃时，空冷风机发生两台故障跳闸时，机组带满负荷，背压34KPa。但是平朔电厂地处朔州市平鲁区，自投产以来夏季高温天气多次超过30℃，有时极端高温时甚至达到35℃