多元内循环流化床锅炉技术

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1、多元内循环流化床锅炉技术2009-07-2909:02:531、前言　　从我国目前的循环流化床锅炉的实际运行情况看，外循环倍率高的流化床锅炉的磨损问题比有埋浸受热面的循环流化床锅炉更严重。这种外循环倍率高的流化床锅炉结构复杂，炉内床料浓度高，床压差大，烟风阻力大，电耗高，燃料适应性差，对筛分粒度要求严格，维修时间多，运行周期短，出勤率低，运行成本高，经济效益低。　　2、表现的主要问题　　2.1外循环倍率高导致流化床锅炉自用电耗高，磨损严重，自用电耗高主要是鼓风机和引风机的运行风压高、流速高造成的。外循环倍率高的流化床锅炉的布风板面积

2、小，每蒸吨汽约0.12m2，为了使床料流化和满足一次风的送风要求，势必将风压提得很高，目前鼓风机全压选择都在2万pa上下。引风机也因分离器的流速高、阻力大（旋风分离器的阻力一般在1.5~2kpa）造成炉压差大，引风机的全压选择也多在6~8kpa。由于炉内压力高，返料用的风压更高，需单独配置高压风机。其次是锅炉对燃料的输送设计和灰渣的输送设计不当等造成电耗增高。这种循环流化床锅炉与同容量煤粉锅炉相比，前者比后者的电耗高出25%~200%，是实实在在的电老虎。　　外循环倍率高的流化床锅炉的运行是依赖大量循环灰渣将密相区生成的大量热能带入

3、上部炉膛，通过以纵向为主的摩擦方式循环灰渣再将携带的热量传递给膜式水冷壁换热，由于这种物料的速度快、浓度高，对膜式水冷壁的磨损极为严重；分离器的中心筒处于高温、高速、高飞灰浓度的工况作用下磨损变形严重。该设备一旦损坏，其更换也是一个非常费工、费时、费钱、辛苦的工作；由于飞灰浓度高，尾部受热面的局部磨损也很严重。据统计，因磨损爆管的事故占总停炉事故的约50%。　　2.2外循环倍率高的流化床锅炉结构复杂钢耗高，目前该型循环流化床锅炉结构设计越来越复杂，如燃烧系统的水冷布风板全是膜式壁组成；点火系统的烟气发生器，占用的地方和空间大、管线多

4、、投资多，使用的时间少；出渣系统的冷渣器、运渣括板机、分离器、返料器及一次风机、二次风机、返料风机等，还有静电除尘器与储灰仓，及二者间的细灰气体输送系统和储灰仓气体输送引起的二次污染，还需消耗许多电能、同时带来设备磨损。这些都应该考虑简化设计，减少不必要的设备和多占有限的土地面积；节约钢材、降低投资成本。循环流化床锅炉是个非常复杂的系统工程，如不精心设计、科学设计，不但占用大量场地空间，造成现场拥挤，人为的增加了一些故障点，还不方便现场工人的操作。以某台670t/h循环流化床锅炉为例，因现场过于拥挤，连两个密相区的人孔检查门都没有设

5、置过人的检修通道，检修人员要去拆装人孔检查门非要从设备的缝隙中爬到人孔检查门边上去，不但操作困难，检修材料要进入炉膛就更困难。　　膜式壁是轻型炉墙的好模式，有效辐射系数高，整体密封性好，便于大型化，但在高速床内物料纵向冲刷，磨损速度快，传热系数仅120~150W/m2k，且均只能单面受热，受热面利用率50%，单面磨损，更换时，要连同没有磨损的部分一起丢弃，浪费增加50%，钢耗高，非常可惜。　　2.3设备出勤率低，运行成本高。（1）外循环倍率高的流化床锅炉磨损爆管次数多，因而检修时间多；（2）流化床燃烧系统稳定性差，大颗粒料易沉积造成

6、低温结焦，分离器返料器运行温度偏高易导致结焦；（3）风帽的烧损和漏灰造成停炉；（4）煤仓下煤不畅，给煤机烧坏故障造成停炉等，引起设备出勤率低，运行成本高。以某十万kw外循环倍率高的流化床锅炉发电机组为例，每停一次炉要造成几十万元甚至上百万元经济损失，国家优惠上网电价为0.405元/kwh，而发电成本却达0.395元/kwh，利润甚微。稍遇风险，就发生亏损。　　3．产生以上问题的原因　　3.1磨损严重与电耗高是一个问题带来的两个苦果，目前多数外循环倍率高的流化床锅炉炉膛是仿照国外过去的设计，为下小上大的瘦高锥形，底部布风板处最小，分离

7、器多为立式旋风筒型。每蒸吨汽的水冷布风板面积约0.12m2，密相区燃烧份额约为35%~60%。由于密相区面积小，风速高，气固浓度高、无法设置埋浸受热面，因而密相区燃烧放出的热量没有吸收，只能依赖大量的循环灰渣作热载体以快速的方式将热量带出密相区，传给炉膛上部的膜式水冷壁，膜式水冷壁成了纵向冲刷的埋浸受热面。密相区风速高，必然要求风室的风压高，而当风量不变，风压增高时，风机功耗与风压的增高成正比，而炉膛气固流体的浓度增高与膜式壁的磨损速度成正比，气固流体的速度增高与膜式壁的磨损成3次方关系，所以现在的外循环倍率高的流化床锅炉受热面磨损

8、程度超过了有埋浸受热面的流化床锅炉，因而爆管事故多。　　膜式水冷壁的这种磨损又有其特点，仅是单面磨损，另一面完好无损，一旦爆管，需要正反两面一起更换，造成材料浪费，从以上分析可知，物料的外循环倍率越高，所需的烟气流速也越高，磨损速度也