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鍋爐技術(shù)
Boiler Technology
循環(huán)流化床鍋爐爐型為中置式高溫旋風(fēng)分離器、π型布置的爐型，原始燃料為煤，是市場(chǎng)主流爐型。在提高負(fù)荷、提高熱效率、改變?nèi)剂项愋?、?jié)約環(huán)保成本、降低阻力、降低鍋爐排煙溫度等各方面做技術(shù)介紹。
1、低氮增容及爐膛增加受熱面改造：
目前國(guó)家能源政策和環(huán)保政策對(duì)煤電項(xiàng)目的限制越來(lái)越嚴(yán)格。結(jié)合現(xiàn)市場(chǎng)上中小型循環(huán)流化床鍋爐較多存在的帶負(fù)荷能力不足以及NOx平均初始排放在300~400mg/Nm3左右，我公司針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒特點(diǎn)，通過(guò)多個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施，總結(jié)開發(fā)了我公司獨(dú)有的低氮增容聯(lián)合改造技術(shù)。本技術(shù)的低氮增容效果非常明顯，從示范工程來(lái)看，其降氮效率至少在55%以上，可以實(shí)現(xiàn)絕大多數(shù)循環(huán)流化床鍋爐NOx排放低于150～200 mg/Nm3，鍋爐負(fù)荷增加10%-20%。
主要技術(shù)特點(diǎn)：
1-1、合理的分級(jí)送風(fēng)。根據(jù)煤種設(shè)計(jì)合理的一二次風(fēng)配比，一次風(fēng)來(lái)確保料層溫度和床溫，二次風(fēng)補(bǔ)充氧量保證負(fù)荷。二次風(fēng)率提高，分級(jí)燃燒來(lái)提高燃燼率，有效減緩爐內(nèi)磨損，不降低熱效率。
1-2、爐膛增設(shè)受熱面。在爐膛內(nèi)增設(shè)異形水冷受熱面，合理的受熱面大小一方面保證鍋爐負(fù)荷的提高，一方面能夠調(diào)整物料溫度包括床溫、爐膛出口溫度和分離器溫度，使得物料溫度達(dá)到低氮所需的溫度窗口。
2、改造分離器，提高分離效率：
高溫旋風(fēng)分離器是循環(huán)流化床鍋爐的關(guān)鍵部件，其主要作用是將大量高溫固體物料從氣流中分離出來(lái)送回爐膛，維持爐膛的快速流態(tài)化運(yùn)行，保證燃料和脫硫劑多次循環(huán)，為焦炭顆粒和脫硫劑停留時(shí)間的延長(zhǎng)提供條件。因此，分離器的分離效率對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行有直接影響，如果分離效率偏低，顆粒將不能從煙氣中有效的分離出來(lái)，這會(huì)使大量顆粒不經(jīng)循環(huán)而一次性通過(guò)爐膛進(jìn)入尾部受熱面，會(huì)帶來(lái)鍋爐負(fù)荷能力差、燃燒效率低和脫硫效率低等問(wèn)題。
常見改造方案：
2-1、改造分離器上部煙氣出口部件中心筒，選取合理的直徑及插入深度，做偏圓心設(shè)計(jì)，控制合理的阻力，提高捕捉顆粒的能力，控制此處出口煙氣流速25m/s左右。
2-2、分離器筒體做蝸殼式改造，提高分離效率。
2-3、爐膛出口通過(guò)改造澆注料厚度達(dá)到合理出口尺寸，控制出口煙氣流速15m/s左右。
通過(guò)合理的煙氣流速的選擇，控制分離器的煙氣阻力在1500pa左右，分離效率99%以上，循環(huán)倍率在15-20之間，從而降低引風(fēng)機(jī)電耗并增加鍋爐負(fù)荷。
3、蒸汽鍋爐的過(guò)熱器調(diào)整。
主要有以下幾方面：
3-1、通過(guò)小R讓彎、適當(dāng)壓縮檢修空間、增加垂直或水平方向上的管排數(shù)等方式，在原有空間內(nèi)加大過(guò)熱器受熱面。
3-2、在燃料類型變換、原有爐型設(shè)計(jì)缺陷等情況下，過(guò)熱器換新。
3-3、改成包覆過(guò)熱器，過(guò)熱器處重型爐墻變輕型爐墻，降低綜合投資運(yùn)行成本。
4、改造省煤器，降低鍋爐排煙溫度，騰出SCR脫硝改造空間：
由于省煤器受熱面老化，換熱效果變差造成排煙溫度升高。在有限空間內(nèi)，把原光管、螺旋翅片管等省煤器器結(jié)構(gòu)改成H型翅片管。其特點(diǎn)如下：
4-1、可以增加換熱面積，減少管子排列數(shù)目，從而增大煙氣流通截面，使煙速降低，減少磨損。由于管子的磨 損速度與煙氣的流速的3.33次方成正比，所以如果煙氣速度從9m/s降低至7m/s，則磨損速度就會(huì)降低至原來(lái)的43%。同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明，翅片管本身有使 飛灰向管排中間集中的作用，故采用翅片管省煤器在結(jié)構(gòu)上有減輕磨損的作用。
4-2、H型翅片管可制造成雙管的“雙H”型翅片管，其結(jié)構(gòu)的剛性好，可以應(yīng)用于管排較長(zhǎng)的場(chǎng)合。
4-3、H型翅片管省煤器采用順列布置，H型翅片把空間分成若干小的區(qū)域，對(duì)氣流有均流作用，使磨損大大降低。
4-4、H型翅片由于兩邊形成筆直通道，可取得最好的吹灰效果。
4-5、空間緊湊，總體重量大為減輕，降低造價(jià)。如果上SCR脫硝設(shè)備，H型翅片管更容易騰出煙氣引出引回的空間，垂直高度約3米。甚至在部分空間寬松的鍋爐上，直接騰出更多空間，可把SCR脫硝設(shè)備直接放在鍋爐尾部煙道中，大大減少用戶環(huán)保設(shè)備投資。
4-6、操作維護(hù)簡(jiǎn)單；節(jié)省勞動(dòng)力：省煤器整體組裝出廠，運(yùn)動(dòng)部件少，結(jié)4-7、構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝。自動(dòng)化水平高，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，可減少運(yùn)行人員。
5、末級(jí)空預(yù)器改成搪瓷管材質(zhì)，延長(zhǎng)使用壽命，減小維修成本。
鍋爐末級(jí)空預(yù)器工作環(huán)境惡劣，面臨嚴(yán)重的低溫腐蝕問(wèn)題。搪瓷管空氣預(yù)
器是在空預(yù)器管壁上做搪瓷處理，具備以下特點(diǎn)：
5-1、超強(qiáng)的耐腐蝕、耐磨損、耐沖刷能力。搪瓷管的耐酸度比金屬管要高出數(shù)百倍。據(jù)有關(guān)資料證明,搪瓷釉層的維氏硬度HV=652,而金屬Q(mào)235A鋼的維氏硬度HV=114,可見搪瓷的耐磨性要大大超過(guò)金屬Q(mào)235A鋼。
5-2、表面光滑,不易積灰,減少堵塞,更容易清洗。根據(jù)有關(guān)資料,搪瓷管表面絕對(duì)粗糙度為0.005mm,而Q235A鋼管表面粗糙度為0.2mm,是搪瓷管的40倍。因此,搪瓷管表面光潔度高,不易粘灰,煙氣流通阻力小,灰污熱阻小,傳熱系數(shù)大，從而降低排煙溫度,提高運(yùn)行效率。
6、鍋爐整體改造。
我廠循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)力量雄厚，可從事大改、擴(kuò)容、更換煤種、更換生物質(zhì)燃料、借改造立項(xiàng)上新爐等各方面的整體性的鍋爐改造。
7、山東恒濤節(jié)能環(huán)保有限公司，鍋爐綜合改造提效部分業(yè)績(jī)簡(jiǎn)介：
吉林白城鎮(zhèn)賚眾合生物質(zhì)電廠1號(hào)爐，為次高溫次高壓燃煤循環(huán)流化床鍋爐，改造成純燒生物質(zhì)爐型。由于燃料發(fā)生巨大變化，煤變生物質(zhì)，我廠對(duì)此爐做了綜合性提效改造。
7-1、爐膛增加7片水冷屏，對(duì)下降管與上升管做全新布置，以增加蒸發(fā)受熱面。
7-2、下部水冷壁由散管結(jié)構(gòu)改成膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)密封性能。在中部與下部水冷壁交界處，設(shè)計(jì)雙R讓彎，配合澆注料，避免此處產(chǎn)生磨損。
7-3、重新設(shè)計(jì)給料口，適應(yīng)生物質(zhì)燃料的幾何特性。
7-4、重新布置二次風(fēng)，適應(yīng)生物質(zhì)燃料的燃燒特性。
7-5、把中心筒改成偏心結(jié)構(gòu)，提高高溫旋風(fēng)分離器的分離效率。
7-6、返料器改成自平衡式非機(jī)械結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)返料風(fēng)帽，促使返料順暢。
7-7，過(guò)熱器換新結(jié)構(gòu)，加大管系之間的間距以降低生物質(zhì)燃料煙氣的高溫腐蝕。垂直方向上增加過(guò)熱器管排數(shù)，以增加傳熱面積來(lái)保證負(fù)荷。
7-8、末級(jí)空氣預(yù)熱器管子設(shè)計(jì)成搪瓷管結(jié)構(gòu)，降低低溫腐蝕、減少積灰、避免堵塞，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，避免排煙溫度超溫。
經(jīng)過(guò)以上措施改造完畢后，鍋爐負(fù)荷可以達(dá)到原純燒煤時(shí)的90%左右，屬于較理想的數(shù)據(jù)。
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