用循環流化床燃燒技術改造35t/h燃油鍋爐

　　　旋風爐、油爐改造為燃煤流化床鍋爐。2000年秋，我們為江漢油田某廠設計的由燃油鍋爐改造而成35t/hCFBC鍋爐投運經過一年的運行考驗，改造已芫全達到改造目標。這是我國第一臺由燃油鍋爐改造成功的2江漢油田某廠燃油鍋爐的特點及改造要求江漢油田某廠燃油鍋爐于1993年投運燃用油田自產的重油。該爐為武漢鍋爐廠生產的煤粉鍋爐改型中壓燃油鍋爐，自然循環型布置，重型爐墻，爐膛結構和尺寸與同容量煤粉鍋爐基本一致。由于燃油價格的上漲<油田管理局決定將其改為燃煤流化床鍋爐。

關鍵固燃油鍋爐改造；流化床燃燒技術1前言循環流化床燃燒CFBC肢術有兩個突出的優點：

    其一，能利用劣質燃料，并能適應燃煤揮發分和熱值較寬范圍的變化,

    其二能在燃燒過程中實現S2的經濟控制。隨著我國環境法規的嚴格實施和電力結構的調整通過引進、消化、吸收，電力工業中循環流化床鍋爐的大型化已有長足的進步。但在其他工業領域，為適應煤種多變和降低污染物排放的需要，將中小型鍋爐改為CFBC方式，仍然是一個緊迫的任務。

　　將其他燃燒形式的鍋爐改為CFBC形式，要針對鍋爐結構和燃煤的特點，設計怡當的技術路線和分離器的形式1.華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室已將電力、化肥、化工等行業的數十臺煤粉爐、鏈條爐、！

　　鑒于油田所處的流沙層地質結構，用戶提出改造后鍋爐現有基礎冰泥柱、梁）不得改變，而且不得添加新的基礎構件；燃用平頂山煙煤為33.5%，"Dw為20934kJ/kg；采用環錘式破碎機，入爐煤粒徑保證小于13mm，小于1mm顆粒份額不小于302；改造后循環流化床鍋爐在額定溫度和壓力下，要保證出力達3主要改造措施由于基礎結構不能變動，升高汽包受到鍋爐房限制，而且還會大幅度增加改造投資媒燃燒國家重點實驗室經過與用戶協商和反復的方案論證，設計了床下熱風點火、大小粒子疊加循環、中溫旋風分離器上排氣）與流化密封送灰器組成飛灰循環系統的改造方案。

　　改造后鍋爐仍將保持單鍋筒、自然循環、鍋爐典型！型布置、鋼架結構、重型爐墻的基本面貌，鍋爐基礎、橫、縱向立柱、鍋筒及內部裝置和外圍構件、鍋筒開孔位置及數量、減溫器、各處爐墻結構等都沒有改變。

變動的部分主要有：①拆除了原一次風系統和重油燃燒系統增加了床下熱風點火系統添加了由布風板、等壓風室和風道等組成的布風系統；③對原爐冷渣斗部分進行改造，使爐膛形成新的倒錐型結構％添加埋管受熱面，與調整后的前墻水冷管形成一個水循環回路；⑤對兩側墻及后墻的水冷受熱面和下降管進行了調整'減少高、低過熱器受熱面（拆除已經損壞的省煤器和空預器添置新的省煤器和空預器）在一級省煤器后；將煙氣引出添加由旋風分離器、立管、流化密封送灰器等組成的飛灰分離和回送系統。

　　主要改造措施如下：

1.采用大小粒子疊加循環燃燒技術為適應寬篩分煤粒的燃燒需要，將爐膛上部稀相區的橫斷面設計與燃油爐一樣。這樣由高速氣流攜帶從濃相區進入稀相區的粒子，由于煙氣速度大為降低而使較大尺寸顆粒分離出來，并沿爐膛四壁附近向下流動從而形成大粒子的循環燃燒而從爐膛逃逸的細粒子在后部被高效分離器分離回收，并經送灰器進入爐膛再燃形成小粒子的循環燃燒。

2.在濃相區布置怡當的埋管受熱面由于鍋爐基礎結構不能改變爐膛升高存在困難，若將改造后的鍋爐設計成快速床的模式是不經濟的。

　　如果不布置埋管受熱面，就要求在尾部煙道布置較多的省煤器受熱面，但是本燃油鍋爐的尾部煙道截面比燃煤鍋爐小近三分之一，在尾部煙道基礎結構基本不變的情況下，要比一般同容量的循環流化床鍋爐布置更多的省煤器受熱面是十分困難的。而且鍋爐燃煤熱值較高的粒子占的份額大，客觀上也需要在爐膛下部怡當布置埋管受熱面，實踐也證明，我國設計、投運的35t/h循環流化床鍋爐帶埋管的負荷特性明顯好于無埋管的。

3.采用怡當的爐膛結構并調整受熱面與之匹配為了改善沿爐膛高度粒子濃度的分配，將較多的粒子帶入稀相區燃燒，在爐膛下部采用“V”型結構，爐膛前后墻在lm高直段的基礎上以與水平方向成70*的夾角向外伸展，以保證在較高范圍內，煙氣能保持較高的速度。

4.采用中溫上排氣旋風分離器由于爐膛基礎不能變動，在爐膛外加臥式旋風分離器、在爐膛與尾部煙道之間加常規高溫旋風分離器的改造方案都無法實現。我們的專利產品下排氣中溫旋風分離器用于改造“n”型布置的鍋爐十分方便，但燃油鍋爐尾部豎井深度不能滿足布置下排氣旋風分離器的需要。經過計算在一級省煤器將煙氣溫度降到5000后，采用中溫旋風分離器的方案是可行的。分離器布置在爐膛后墻與尾部煙道前墻之間的空間中。5.采用流化密封送灰器與“L”閥等送灰器相比，流化密封送灰器運行穩定，能夠自動適應符合變化的需要。6.采用螺紋管省煤器為了在尾部煙道較小的空間內布置足夠的省煤器采用三級螺紋管省煤器替換現有的光管省煤器。7.適當調整過熱器受熱面由于循環流化床飛灰濃度大于燃油鍋爐，傳熱系數高，因而需將現有過熱器受熱面適當減少。8.采用熱風床下點火這種點火方式成功率高大大降低勞動強度節省點火成本而且可以部分利用燃油管路系統和儲、控設備。

　　改造后鍋爐于2000年9月一次點火投運成功，鍋爐運行穩定，飛灰循環正常。在面式減溫器開度40%~70%，蒸汽溫度能穩定在450（，濃相區溫度約950（，爐膛出口溫度約800（，鍋爐負荷可在33t/h~38t/h范圍內調節，鍋爐熱效率達到80%.證明對燃用較高揮發分的煤用中溫分離器是成功的。但是，匕較其他新設計的CFBC鍋爐，燃用較好煙煤的改造CF-BC鍋爐煤耗仍然偏高。經過分析和運行經驗發現主要是由以下兩方面原因造成的：間高度有限，上排氣旋風分離器錐體段和筒體段高度與分離器直徑的比未達到最佳，使分離器的分離效率有所下降；運行平臺處平行于前后墻的水泥橫梁高1000mm，“V”型爐膛下部前墻厚度1820mm，這都給給煤裝置的布置帶來困難。為保證給煤的穩定性和便于檢修實際給煤口距離布風板約3000mm，致使煤粒中細小顆粒不能落入濃相區料層，降低了煤粒在爐膛中的停留時間和燃盡程度。若降低給煤口高度主要需解決運行障礙如堵塞時的檢修問題。

　　5用CFBC技術改造中、小容量鍋爐時應遵循的幾點原則爐時，應考慮在濃相區布置埋管受熱面。

　　若不布置埋管受熱面，需大幅度減小鍋爐橫截面積，改變爐膛的支撐結構，同時還需適當提高爐膛高度，顯然這樣會較多地增加改造投資。我國目前中小容量流化床鍋爐的煤破碎系統一般均采用環錘破碎，一級或兩級篩分，很難使入爐煤粒徑達到快速床的給配要求，特別是25mm顆粒占的份額較大，采用埋管系統，利于保持鍋爐的燃燒穩定性和良好的負荷特性。

　　布置埋管后用戶擔心的是埋管磨損問題。實際上只要布置埋管距布風板高度適當，設計怡當的操作氣上接第22頁兩側水冷壁部分的下降、上升截面比為75%，對流管束間布置有10根的33x4管子與后部五排對流管束管一起作為下降管，因此對流管束部分的下降截面積足以得到保證。

　　經過自然循環部分的水動力計算得知，受熱最弱的管子內水速為0.32m/s.資料中介紹熱水鍋爐采用自然循環時，管子內水速應為0.15~0.3m/s.可見水冷壁與對流管束部分的自然循環回路是安全可靠的。

　　3結論由于采用了自然循環與強制循環組合的循環方式，利用導水裝置，使得下降管能起到使水下降的作速同時選擇厚壁管材郵0x8或0x10），并在迎風面設置防磨鰭片埋管能經受至少10000h的考驗。

　　首先要考慮采用高溫分離器，因為它能部分起到燃燼室的作用。在布置方便和燃用較高揮發分的煤時，中溫分離器也是一種較佳的選擇，正像江漢油田這臺CFBC鍋爐這樣，中溫分離器也能較好地滿足要求。與高溫分離器相比，中溫分離器體積較小，對隔熱、保溫材料要求低，布置更加炅活。

　　對6t/h以下容量的鍋爐采用鼓泡床加沉降灰回燃的方式是一種經濟的改造方案。因為該方案改動量小投資省工期短。采用其他形式的分離器不僅布置困難經濟上也得不償失。

    20t/h以下容量的鍋爐一般都有上、下雙汽包和對流受熱面，高度較低，布置高效旋風分離器存在困難。慣性分離器體積小，在改造設計時可以在爐膛出口調整布置空間。