75t／h循环流化床锅炉提高运行出力的改造
寿明耀 陈华中 王敏 茹一戈 金雷
绍兴市热电厂，浙江绍兴312000
1 75t／h循环流化床锅炉简介
循环流化床燃烧技术是近十多年来发展起来的一种新颖的高效低污染清洁燃烧技术，具有燃料适应性广、负荷调节范围大、燃烧稳定、炉内脱硫和分级燃烧、有效降低污染物排放、灰渣利用价值高等优点。目前，国内已有几百台不同容量的循环流化床锅炉投入运行，运行状况基本达到设计要求，获得了一定的经济和社会效益。
绍兴市热电厂75t／h循环流化床锅炉为国内早期设计、生产的第一代产品，1993年投入试运行。由于在设计、制造、安装、辅机配套、运行管理等方面存在的问题，投运后，锅炉达不到安全、可靠和经济运行，影响了企业的正常生产。
锅炉设计参数为：额定蒸发量75t／h，主蒸汽压力3．82MPa。
该锅炉结构简图见图1。锅炉为单锅筒、自然循环、集中下降管、Π型布置的燃煤锅炉，钢架固定结构，采用流化床燃烧方式和分级循环的燃烧系统，前部为流化床室，水平烟道内布置了两级垂直式对流过热器，尾部竖井烟道依次布置二级鳍片省煤器、低温分离装置及管式一二次风空预器，炉墙分成炉室部分敷管护墙及尾部轻型炉墙，锅炉给煤采用炉前双点给煤，床上轻油点火启动。
2 存在的主要问题
（1）锅炉出力不足，仅55t／h左右，产汽煤耗高，为70kg／GJ，飞灰含碳量高，为15％，燃烧效率仅94％～95％；
（2）连续运行时间短，锅炉岛可用率低；
（3）受热面局部磨损严重（尤其是过热器和省煤器）；
（4）循环灰量少，分离效率不好，并造成燃烧室床层温度高，而炉膛出口温度低；
（5）热膨胀补偿不良，密封不严，造成漏风、漏灰、漏烟严重；
（6）烟尘排放超标，点火启动投油时尤为严重；
（7）辅机与锅炉不配套，造成厂用电率高，为17％。
3 技改方案的提出与实施
针对以上问题，有关技术人员和制造单位进行了认真的分析总结和研究，提出了施工简单、改造工作量少、费用低、又切实可行的技术改造方案。
3．1 炉膛底部（燃烧室）的改进
为了尽量提高细煤粉在炉膛内的一次燃尽率及燃烧室炉墙、防磨浇注层的可靠性，在炉膛底部提出了以下改进。
（1）适当降低布风板以提高加煤点位置，并加强播煤风。
这样可使加煤点位于浓相区上，以利于煤粒能更均匀地进入床层，同时将燃烧室炉墙原挂砖部位改为整体浇注形式，以提高防磨效果。
（2）改进二次风喷口设计及位置，提高二次风出口风速。
循环流化床锅炉，一般在渐扩段内加入二次风，使整个燃烧室内的运行风速总体上保持均匀，它对气体扩散及沿壁面下滑的颗粒有较大的影响。将二次风喷口设计成渐缩型，这样，既有利于增加对二次返料底部的扰动，使较大颗粒（粒径大于2mm）跌落至床面，又可使颗粒扬析率进一步减小，密相床的份额有较大增加，从而改善气固混合状态，有利于细煤粒的一次燃尽率和低污染排放。
（3）适当降低油枪位置，加强油枪风。
循环流化床锅炉对点火油枪有一定的要求，不仅要有足够的容量，且其火焰要具有一定的刚度、射程及对床料的覆盖程度。在整个点火过程中，烟气所带走的热量约占油燃烧放热的60％，而加热床料所需的热量不足20％。如何提高热量利用率，又保证油枪不熄火，是点火成功的关键。而适当降低油枪高度，并加强油枪风，可提高燃烧火焰的刚度，加强火焰与床层的接触与交换，从而提高点火燃油的完全燃烧程度，以降低烟尘浓度，并减少点火启动时间。
3．2 提高综合分离效率的改进措施
分离器是循环流化床的关键部件之一，分离装置效率的变化将对炉膛床料的粒度、底渣粒度、燃料停留时间、飞灰和底渣排出比例及锅炉经济运行产生很大的影响。
（1）改进第一级百叶窗分离系统，优化其工作参数。
一是提高百叶窗入口烟气速度，降低百叶窗叶片间的流速，提高分离效率；二是改进叶片形状，将原平板式叶片全部改为波纹型折边叶片，增强分离效果及抗二次夹带能力。
（2）改进第二级分离系统
措施是将带百叶窗加旋风的分离器改为全通过的旋风分离器，采用蜗壳式带分流导叶的芯管结构，并考虑低入口流速，高排气流速以提高分离效率，降低阻力。根据实际运行及测试情况看（见表1），一、二级分离器的综合分离效率已有明显提高。
3．3 适当降低对流受热面的烟速
影响循环流化床锅炉受热面磨损的因素很多，有运行参数、燃料特性、床料特性、受热面特性等。根据实际磨损的情况看，主要原因是由于烟气速度过高造成。根据理论分析，冲蚀量E和烟气速度u存在下述关系：E∝un，其n值的大小与灰粒的性质、浓度和粒度等因素有关。当烟气速度和颗粒速度接近或相等时，则：E∝u3。因此在改造中，将过热器及尾部的炉顶提高0．6m，以降低对流受热面的烟气流速（见表2），从而降低受热面的磨损。
通过上述改造，提高了分离效率，锅炉灰循环量大大增加，提高了悬浮段上部及炉膛出口温度，使整个炉膛灰浓度增加，飞灰燃尽率提高，传热进一步增强，锅炉负荷明显增加。
同时，为了保护省煤器，将第二级低温分离器置于两级省煤器之间。实际运行表明，由于分离器后的飞灰浓度低，下级省煤器及空预器的磨损状况进一步改善。
另外，将原设计的两套风机及引风机改为一套高压高效循环流化床专用风机，降低了厂用电率；将水膜除尘器改为新型电除尘装置，提高了除尘效率。
4 结果
（1）改造后，锅炉负荷能稳定运行在70～75t／h之间，最大负荷为85t／h，各项参数都在规范内，漏风、漏灰、漏烟明显减少；
（2）在额定工况下，锅炉平均燃烧效率为96．8％，飞灰可燃物为5％，厂用电率为11％，平均热效率为87．4％；
（3）烟尘排放达到环保要求，尤其在点火启动燃油期间，烟尘中未见黑烟；
（4）改造后的试验结果及2个月的运行实践证明，该技术改造方案是切实可行的，并为其它类似锅炉的改造和完善提供了经验。
参 考 文 献
1 岑可法．循环流化床锅炉理论设计与运行．北京：中国电力出版社，1998．5
2 岑可法等．循环流化床中加入切向二次风后气固多相流动研究．工程热物理学报．1990，11（4）
3 林志杰等．流化床燃烧锅炉．武汉：华中理工大学出版社，1992．5
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