《220t／h循环流化床锅炉设计》

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1、220t/h循环流化床锅炉设计总结包绍麟1，吕清刚1，那永洁1，孙运凯1毛军华2,王政2，杨浩2，赵冀哲2后永杰3，李留轩3（1.中国科学院工程热物理研究所，北京；2.无锡华光锅炉股份有限公司，无锡；3.洛阳华润热电有限公司，洛阳）摘要：采用我国自主技术的两台220t/h循环流化床锅炉在河南洛阳华润热电有限公司已投运2年。文章中分析了2年来该锅炉所出现的主要问题，并提出了解决办法，对我国循环流化床锅炉的应用和设计具有一定的参考价值。关键词：220t/h循环流化床，锅炉，故障分析一、前言采用中国科学院工程热物理研究所技术、由无锡华光锅炉股份有限公司设计制造的首

2、批两台220t/h循环流化床锅炉分别于2004年2月和6月在河南洛阳华润热电有限公司投入商业运行，至今已经运行2年多时间。其中1号炉在2005年累计运行7250小时，2号炉累计运行7830小时，由于汽机出现了2次叶片脱落事故，2005年的累计运行时间没有达到8000小时，本文针对锅炉运行2年多所出现的一些问题进行了总结介绍，并提出有效地解决问题的办法。二、220t/h循环流化床锅炉结构简介[1]220t/h循环流化床锅炉炉膛采用了单汽包自然循环、全悬吊膜式水冷壁的封闭结构。布风板到炉膛顶的高度为32m，炉膛横截面积为52m2。炉膛内布置有4片过热蒸汽屏和2片

3、水冷蒸发屏。炉膛底部的布风板上布置有内嵌逆流柱型风帽，布风板上有三点排渣,其中2根接入滚筒式排渣机。前墙下部有四点给煤。锅炉采用了两只床下油点火燃烧器，均匀布置在水冷风室的后墙。两个涡壳式进口、汽冷旋风分离器布置在炉膛和尾部烟道之间。高、低温过热器、省煤器和空气预热器依次布置在尾部烟道之中，其中转向室到低温过热器的尾部烟道部分采用了过热器包覆墙设计。锅炉采用了膜式省煤器和管式空气预热器结构。锅炉的主要性能设计参数见表1。表1、锅炉的主要性能设计参数。项目单位数据额定蒸发量t/h220最大连续蒸发量t/h240额定蒸汽温度℃540额定蒸汽压力MPa9.81给水

4、温度℃215炉膛出口烟气温度℃903锅炉排烟温度℃136锅炉保证热效率％89.56锅炉的燃用煤种特性见表2。表2、锅炉燃用煤质特性分析数据符号单位设计煤种测试煤种Car％57.0762.15Har％1.392.64Oar％2.311.28Nar％0.550.82Sar％0.680.45Aar％28.8924.06Mt,ar％9.118.6Vdaf％7.268.55Qnet，arkJ/kg20310222102004年11月，上海发电设备成套设计研究所火电设备产品质量监督检测中心对1号炉做了产品性能测试，结果见表3。表3锅炉效率测试数据项目单位数据锅炉平均蒸汽

5、流量t/h223锅炉主蒸汽温度℃541.7锅炉主蒸汽压力MPa9.15炉膛出口烟气温度℃964锅炉尾部排烟温度℃134尾部烟气含氧量％3.1排烟热损失，q2％5.369一氧化碳含量％0.0108气体未完全燃烧热损失，q3％0.043飞灰含碳量％8.56底渣含碳量％3.11固体未完全燃烧热损失，q4％2.335散热损失，q5％0.615灰渣物理热损失，q6％0.541锅炉效率,η％91.10修正后的锅炉效率,η％91.22NOx排放浓度(空气系数换算到1.4)mg/m378.5三、锅炉运行情况1、受热面的积灰问题锅炉在投运初期燃用设计煤种时，锅炉负荷可以达到2

6、20－240t/h的蒸发量，过热蒸汽温度和排烟温度均在设计的范围以内，锅炉设计性能要求全部达到，最高负荷曾经达到260t/h。锅炉运行一个月后，尾部受热面出现了严重的积灰现象，两级调整过热蒸汽温度的减温水流量接近零，过热蒸汽的汽温曾经到达520℃，锅炉排烟温度达到160－180℃。主要原因是进入尾部烟道的飞灰过细。将静电除尘器第一电场捕集的飞灰收集进行粒度分析，50％的切割粒径d50=24μm，90％的切割粒径d90=65μm。工程热物理研究所早期研制的35t/h和75t/h循环流化床锅炉，由于旋风分离器的设计不太成熟，尾部经常出现受热面磨损爆管现象。为防止

7、磨损，横穿管束的烟气流速设计较低，往往都控制在7m/s以内，最低的烟气速度曾经为4m/s。经过长期的研究，旋风分离器的优化设计趋于完善，分离效率得到大幅度的提高，流经尾部受热面的飞灰粒径变小，尾部受热面从以前的磨损变成了积灰。与此相适应，烟气流速也必须适当提高。近几年的研究表明烟气流速控制在10－12m/s之间是比较可行的。洛阳华润的两台220t/h循环流化床锅炉的尾部烟气设计流速明显偏低（见表4），表4中还对比列出了改进设计的苏州华能240t/h循环流化床锅炉尾部受热面烟气流速的设计值，该锅炉由上海锅炉厂有限公司设计制造，将于2006年8月投入运行。表4、

8、烟气流速设计项目洛阳华润220t/h苏州华能240t