哈鍋迴圈流化床鍋爐技術情況介紹

2022-04-12 09:21:21 字數 4726 閱讀 7710

哈鍋的迴圈流化床鍋爐技術主要源於與國外公司的技術合作,技術引進以及國內科研院所的合作。結合國內的市場情況以及使用者的特殊要求,哈鍋將合作、引進的技術進行有機的結合,並進行多方面的優化設計,推出具有哈鍋特色、符合中國國情的迴圈流化床鍋爐技術,為哈鍋開啟並占領國內迴圈流化床鍋爐市場創造了技術上的優勢。多年來,哈鍋在原有的基礎上,總結多台投運鍋爐的執行經驗,不斷改革創新,推出新技術新產品,大大豐富了自己的設計思路和設計方案,從而滿足了不同使用者的各種要求。

到目前為止,哈鍋設計的燃料包括煙煤,貧煤、褐煤,無煙煤,煤矸石,煤泥以及煤+氣混燒等,涉及燃料覆蓋面很廣;採用的回料閥包括單路回料閥和雙路回料閥;採用的風帽包括大直徑的鐘罩式風帽和豬尾巴管式風帽;使用的冷渣器包括風水聯合冷渣器、滾筒冷渣器和螺旋冷渣器;採用的點火啟動方式包括床上點火、床下點火以及床上+床下聯合點火啟動;給煤方式包括前牆給煤、後牆給煤和前牆+後牆聯合給煤。

下面詳細介紹一下哈鍋迴圈硫化床鍋爐技術改進情況:

1、分離器

哈鍋利用引進技術對分離器設計進行了優化,以提高分離器的分離效率,這些優化措施主要有:

a、分離器入口煙道向下傾斜,使進入分離器的煙氣帶有向下傾角,給煙氣中的固體顆粒乙個向下的動能,有助於氣固分離。

b、偏置分離器中心筒,即可減輕中心筒的磨損,又可改善中心筒周圍的流場提高分離效率。

c、獨有的導渦器(中心筒)設計,有效控制上公升氣流的流速,減少漩渦氣流對顆粒的裹帶,提高分離效率。

d、分離器入口煙道設定成加速段,提高分離器的入口煙速,有利於氣固分離。

經過優化後分離器分離效率可達到99.5%以上,切割粒徑d50=10-30um、d99=70-80um。高效分離器是降低飛灰可燃物的有效措施,同時也是實現高迴圈倍率的重要保證。

哈鍋在原有的高溫絕熱分離器的基礎上,推出了汽冷分離器設計,並將之應用到多台鍋爐設計中。汽冷分離器外壁由管子加扁鋼製成,外襯保溫材料和t型外護板;內壁僅襯薄層耐火材料,汽冷分離器主要優點有:

1)、汽冷分離器內襯很薄的耐磨耐火材料(60mm),與高溫分離器相比,可節省大量的耐磨耐火材料,降低了初投資。

2)、由於汽冷分離器內襯很薄的耐磨耐火材料,且具有一定的傳熱能力,允許較快的煙氣溫度變化,這樣可加快鍋爐的啟動速度,節省大量的啟動用油。

3)、汽冷分離器採用膜式壁結構,一方面增加了受熱面積,另一方面可降低散熱損失,提高鍋爐效率。

4)、汽冷分離器外壁採用與爐膛水冷壁相同的常規保溫材料,經濟可靠。

2、回料閥

哈鍋針對不同容量鍋爐,設計分別採用單路回料閥和雙路回料閥。所謂雙路回料閥,是指其只有乙個進料口與分離器相連,有兩個返料管與爐膛相連,從而保證迴圈物料在爐內的均勻分布。雙路回料閥有利於大容量機組的整體布置,同時保證鍋爐有足夠的給料介面數量,使得鍋爐整體結構簡單合理。

3、大直徑的鐘罩式風帽

總結執行機組的經驗,結合引進技術,推出大直徑的鐘罩式風帽設計,這種風帽的優點在於:

1)、採用內管與外罩組合結構,使得阻力設計合理,有利於機組低負荷執行。

2)、風口開在側面,不會堵塞。

3)、內管與外罩採用螺紋連線結構,更換方便。

4)、外罩採用鑄鋼結構,硬度大、耐磨損。

4、風水聯合冷渣器

總結執行機組的經驗,結合引進技術,推出風水聯合冷渣器。它共分為三個分室,第乙個分室採用氣力選擇性冷卻,在氣力冷卻灰渣的過程中還可以把較細的底渣(含未燃盡的顆粒,未反應的石灰石顆粒等)重新送回到燃燒室;第

二、第三分室內布置埋管受熱面與灰渣進行熱交換,可以把渣冷卻到150℃以下,然後排至除渣系統。每個分室均有獨立的布風板和風箱,布風板為鋼板式結構,在其上面布置有大直徑的鐘罩式風帽。同時布風板上敷設有200mm厚的耐磨耐火材料,並且微傾斜布置有利於渣的定向流動,每個分室均布置有底部排渣管,在第三個分室還布置有溢流灰管。

三個分室的配風來自於總風機串聯的冷渣器流化風機。冷渣器埋管受熱麵內的工質為除鹽水,來自回熱系統,完成換熱後再送至回熱系統中。

根據鍋爐排渣量的多少及冷卻情況,可適當調整進入冷渣器的冷卻水量。由於水溫很低(約為30℃),可以獲得較大的傳熱溫差,因此灰渣冷卻效果好。

冷渣器的三個分室均處於鼓泡床狀態,流化速度很低(≤1m/s),同時埋管管束上還焊有防磨鰭片,因此管束不容易磨損,從而保證除渣系統工作的安全性。

風水聯合冷渣器的主要優點在於:

1)、灰渣冷卻能力強,煤種適宜性強。

2)、結構簡單,執行維護方便。

3)、結構緊湊,占地面積小;

風水聯合冷渣器的主要缺點是對底渣粒徑敏感,粗大粒子較多時易堵渣。

5、點火啟動方式

哈鍋針對不同設計煤種,分別採用床上點火,床下點火以及床上+床下聯合點火啟動。床上點火的優點在於床上油槍火焰直接加熱床料,熱負荷大,執行維護簡單方便;床下點火的優點在於熱煙氣從布風板送入,全部流經床料,加熱效率高,加熱速度快;床上+床下聯合點火啟動適應於低揮發份燃料,聯合點火可以較快的加熱床料,縮短啟動時間,節省啟動用油。

總之,經過近十年的努力,哈鍋已經積累了較為豐富的迴圈流化床鍋爐設計製造經驗,掌握了成熟的迴圈流化床鍋爐設計製造技術。哈鍋採用引進技術或合作設計製造的迴圈流化床鍋爐,將滿足國內日益增長的市場需求,並使國內使用者無需過大的投資,就可獲得具有國際先進水平的迴圈流化床鍋爐。

三、保證鍋爐燃燒的措施

在鍋爐設計時,為了減少鍋爐底灰、飛灰可燃物,保證鍋爐燃燒效率,哈鍋採用了以下幾項技術措施:

1、足夠的爐膛高度

為使小於分離器切割粒徑d50的細顆粒在爐膛內有足夠的燃盡時間,設計足夠的爐膛高度和容積將會有效提高燃盡率,降低飛灰含碳量,實際爐膛高為hf=37m--39m(從布風板上至爐膛頂棚管),此高度較通常較難燒盡的無煙煤的煤粉(cpc)鍋爐的爐膛高度略高。

2、獨特設計的高效分離器

提高旋風分離器分離效率,使更多的細顆粒能夠被分離下來參與迴圈燃燒,可以有效降低飛灰可燃物。經執行實踐證明,如下幾個設計結構對提高旋風分離器分離效率有顯著的作用:

a、分離器入口煙道向下傾斜,使進入分離器的煙氣帶有向下傾角,給煙氣中固體顆粒乙個向下的動能,用助於汽固分離。

b、偏置分離器中心筒,使得分離器的煙氣流中心與中心筒相吻合,即可減少中心筒的磨損,又可改善中心筒周圍的流場,減少氣流脈動提高分離效率。

c、獨有的導渦器(中心筒)設計,有效控制上公升汽流的流速,減少漩渦汽流對顆粒的裹帶,提高分離效率。

d、分離器入口煙道設定成加速段,提高分離器的入口煙速,有利於汽固分離。

3、合理設計配風和流化速度

加強二次風的穿透和卷吸作用,使得密相區內空氣與燃料、石灰石混合均勻,以提高燃燒效率。

4、合理的密相區結構設計

根據煤質特點,進行了以下幾項關鍵尺寸的設計:

1)、矩形截面燃燒室,較大寬深比的布風板,使布置的二次風合理配置,並有足夠的穿透能力,增強爐內混合,利於燃料的燃盡。

2)、合理設計密相區的錐段高度,使執行床層高度提高,有利於燃料的燃盡;

3)、爐膛密相區採用錐型斷面設計,使貼壁回流的物料向燃燒的中心運動,配合二次風向下的傾斜射流,增加迴圈物料橫向混合,使氣固兩相流的混合更加均勻,可以提高燃燒效率。

5、選擇較高的執行床溫,強化碳顆粒的燃盡。

6、合理設計爐膛頂部結構

考慮爐膛頂部端部效應的作用,改善爐內物料濃度分布,有利於碳顆粒的燃盡。

7、給煤口遠離排渣口。

給煤口布置在前牆,排渣口布置在側牆;或者給煤口布置在後牆,排渣口布置在前牆,這樣可以防止給煤直接排出,增加碳顆粒在爐內的停留時間,降低底渣含碳量。 四、非金屬耐磨耐火材料防磨技術

迴圈流化床鍋爐的防磨問題是困擾迴圈流化床鍋爐技術發展的關鍵因素,磨損問題解決的如何,直接關係到cfb鍋爐的設計成功與否,直接影響cfb鍋爐機組的可用率。

迴圈流化床鍋爐磨損主要發生在燃燒室、分離器物料迴圈回路上,另外鍋爐尾部對流道也發生與煤粉爐同樣的磨損。我們根據cfb鍋爐的性質及磨損特點,在燃燒室、分離器等易磨損的區域,採用非金屬耐磨耐火材料襯裡技術來防止磨損的發生。

磨損速率是固體濃度,速度、粒子特性及流道幾何形狀的函式,所以cfb鍋爐磨損均發生在與上述因素有關的區域,如:燃燒室下部、回料裝置與燃燒室出口周圍、分離器入口、分離器正對入口的園筒面及燃燒室中的各類孔門周圍的磨損。通常情況下cfb鍋爐中如下部位採用非金屬耐磨耐火材料設計防磨襯裡。

1)、水冷壁布風板。

2)、燃燒室下部四周水冷壁表面。

3)、燃燒室內布置的水冷屏、過熱器屏下端表面及其穿牆周圍的水冷壁表面。

4)、燃燒室出煙口周圍及出煙口流道內表面。

5)、分離器整個內表面。

6)、料腿及回料裝置內表面。

7)、分離器出口煙道內表面。

8)、尾部對流煙道入口內表面。

1、燃燒室的防磨結構設計

1)、由於燃燒室下部密相區物料濃度很高,混合及湍流流動非常強烈,所以該區域非常易於磨損。因此在下部密相區襯有一定厚度的耐磨耐火澆注料,這些耐磨耐火材料由焊在管子表面上的金屬銷釘固定.

2)、燃燒室內布置有水冷屏和二級過熱器屏,其下部均處在氣固兩相流的流場中,易於磨損。尤其在穿牆處,由於流場發生變化,磨損更厲害。因此這些區域需要敷設耐磨澆注料。

2、回料裝置的防磨設計

採取耐磨材料與保溫材料配合的結構形式,其形式基本有以下幾種:

1)、耐磨磚襯裡+保溫磚形式,耐磨磚與耐磨磚之間的灰槳縫為2mm,為解決膨脹每隔一定間隔留有膨脹縫。在適當的高度設有高溫熱強鋼製的托架把耐磨磚的重量分層傳遞到鋼殼上。

2)、耐磨磚襯裡+保溫澆注料,適合於鋼殼形狀較複雜及其它不適合保溫磚的部位,耐磨磚與耐磨磚之間的灰槳縫為2mm, 適當間隔留有膨脹縫,每間隔一定高度設磚託分層解除安裝.

3)、耐磨澆注料+保溫澆注料,適用於耐磨襯裡表面複雜部位及裝置頂面,這種結構最普通的形式是按一定規律布置「y」型抓釘用以固定耐磨襯裡,抓釘上要塗1mm厚瀝青解決金屬抓釘與耐磨澆注料之間的溫脹差異,耐磨澆注料按2%的比例加入不鏽鋼纖維,耐磨襯裡要適當留有膨脹縫。

3、分離器的防磨設計

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