锅炉运行研究.ppt

CFB锅炉运行试验研究,四川电力试验研究院王大军,手机13608091420,通过技术交流，将别人的愿意提供的经验和教训转化为自己的经验十分重要，只要我们对CFB不断学习和深刻思考，在流化床锅炉系统的设计、制造、运行管理技术将更上一个台阶；在中国，尤其在四川省，由于电站锅炉用煤基本上采用高硫无烟煤、劣质煤，在炉型的选择上，从运行、环保的角度考虑趋向采用具有燃烧效率较高以及燃料适应性广、负荷调节性能好等优点CFB锅炉；国内首台引进的410t/h流化床锅炉、1025t/h流化床锅炉均安装、运行在四川省内江市；自主研发的超临界1900t/h流化床锅炉试验电站计划在内江实施，表明国家有关部门、四川电力企业对流化床燃烧技术的高度重视。,概述,2006年7月7日，首台自主知识产权的国产200MW流化床机组通过96小时，该锅炉由热工院设计，哈尔滨锅炉厂制造，在中电投江西分宜电厂投入商业运行，标志着中国对流化床技术的研究进入一个新的台阶，同时，国内首台自主知识产权的国产300MW流化床机组开工建设。国家科委在十一五科研指南中，已明确提出开发超临界的600MW等级流化床锅炉;国家发改委已成立自主研发超临界600MW循环流化床锅炉专家组,在国产200MW，300MW流化床技术和超临界煤粉的技术的积累中，相信中国的流化床燃烧技术将有更大的发展。我院从80年代初，开始接触沸腾炉、CFB锅炉调试、试验、技术改造方面的工作，积累一些实际经验，供各位同仁参考、讨论。,1.开展CFB锅炉机组整体性能的咨询，参与设计、选型、调试、性能考核；2.进行CFB锅炉机组的正常化研究与技术改造；优化试验；同时还参加670t/h，1024t/h机组的调试；3.负责首台引进410t/h流化床锅炉性能考核试验、运行特性试验研究；4.负责首台引进1025t/h流化床锅炉性能考核试验（正在进行）；运行特性试验研究（正在进行）；5.已完成国家发改委大型循环流化床锅炉研制“H”型布置300MWCFB锅炉研制CFB锅炉二次风喷射系统试验研究；6.参加国家科委十一五超临界循环流化床项目之课题六600MWe超临界循环流化床锅炉运行技术与性能研究测试7.自主研发超临界600MW循环流化床锅炉专家成员单位,将参加该工程收资、设计、运行技术与性能研究8.与大学、研究院、锅炉厂、设计院和终端用户共同开展CFB锅炉课题的联合研究与开发工作。解决终端用户的具体问题，提高CFB锅炉可用率的目标。,通过长期对锅炉的试验研究与改造实践，我们认为对流化床锅炉运行状态的深刻理解十分重要，流化床锅炉燃料的适应广，但是对燃料的粒径要求却十分严格。目前就锅炉、系统设计、安装、运行和完善性改进而言，已经积累大量的“经验”，但他们的针对性很强，都是基于实际燃料变化、系统设计缺陷、设备缺陷、运行监测手段和相关人员素质而定。我们愿意与大家共同努力，根据现有的技术、经验和研究成果，同时通过引进与消化、技术研究与锅炉系统的改造实践，为业主提供科学的、可靠的、专业的技术服务。,重要提示,国、内外循环流化床的发展概况,国内CFB技术自主开发目前已设计、制造300MWCFB锅炉,其中200MWCFB锅炉已投运1.研究院、大学自主CFB锅炉技术开发2.锅炉厂自主CFB锅炉技术开发国外CFB技术开发目前已设计460MWCFB锅炉1.美国FW公司的FW型循环流化床锅炉（国外已有投运两台300MW以上）2.ALSTOM鲁奇技术）循环流化床锅炉（国内已有两台投运300MW）3.奥斯龙公司的Pyroflow型循环流化床锅炉4.德国BacokeCircofluid型循环流化床锅炉,国内300MW项目总体发展情况,合同,哈锅,云南巡检司电厂（2台）,,,山东兖州,2006.6,哈锅,大唐红河（2台）,,,广东宝丽华,2006.8,东锅,北京大唐秦皇岛（2台）,合同,上海,山西国际电力平朔电厂（2台）,2006.12,上锅,北方公司蒙西电厂（2台）,2006.11,上锅,国电小龙潭（2台）,2006.3,ALSTOM,白马电厂（1台）,计划投运,供货厂家,电厂名称,,,,,,,,,,,,,,,,,合同,哈锅,淮北矿务局电厂（2台）,,,,美国JEA,300MW机组,美国JEA,300MW机组特点,内江300MWCFB机组正面示意图,内江300MWCFB机组示意图,内江300MWCFB机组侧面示意图,,,特征部件分类,分离器气固分离,,回料器物料回流,,HOTSECONDARYAIR,,外置床过热、再热、调节气温,冷渣器冷渣排渣,,,平衡烟道飞灰,,HOTPRIMARYAIR,,分离器进口烟道加速,,回料褪回料、加床料、石灰,,,冷渣器排气管回细粉,回料器-外置床灰控烟道,,外置床-冷渣器,外置床-炉膛,COLDPRIMARYAIR,,COLDSECONDARYAIR,,,,,点火风道,外置式换热器,满足主回路吸热量的要求减少炉内热面的布置更有效地控制调节再热汽温,整体引进技术情况分析,基于管理体系、实际开发周期和技术风险的考虑，我国采用系统引进CFB技术，这实际上加快了CFB技术在中国的研究、推广和发展，通过对相关技术的消化吸收和进一步开发研究，对发展和提高国内的CFB技术水平，改善环境质量十分有益，同时为自主研发积累大量经验。1、东方锅炉厂引进FW技术，生产100MW循环流化床锅炉2、哈尔滨锅炉厂引进EVT技术，生产135W循环流化床锅炉3、上海锅炉厂引进CE技术，生产135MW循环流化床锅炉4、无锡华光锅炉股份引进FW技术，生产150-300MW循环流化床锅炉5、整体引进Alstom公司300MW循环流化床锅炉设计、制造技术，东方、哈尔滨、上海锅炉厂已有多台300MW机组定单，现已投产6台。,国内各种引进135等级的CFB锅炉特点如下1、东方锅炉厂引进FW公司的100MW循环流化床锅炉技术开发的135等级锅炉，具有汽冷分离器（缩短点火时间），7字型风帽（现已采用锺罩式风帽），分离器单回路返料腿进入炉膛；炉内布置从炉顶往下贯穿水冷风室的水冷屏，中隔墙约为炉膛宽度的2/3，开有平衡孔，二级屏式过热器和高温再热器；烟道内布置前烟道布置低温再热器，后烟道布置第三、一级过热器，调温采用喷水方式，烟气挡板调温为辅助手段，省煤器采用螺旋翅片管（可能积灰），冷态点火用油10t左右；,整体引进与开发技术对比,2、哈尔滨锅炉厂引进EVT公司的135W循环流化床锅炉，绝热式分离器，锺罩式风帽，分离器双回路返料腿进入炉膛；炉内布置水冷壁上部分隔墙，二级屏式过热器和高温再热器（存在超温现象）；烟道内布置第三、一级过热器和低温再热器调温采用喷水方式（再热器喷水对机组经济行影响较大），冷态点火用油27t左右；,整体引进与开发技术对比,整体引进与开发技术对比,3、上海锅炉厂引进CE公司135MW循环流化床锅炉，具有绝热式分离器，T型式风帽（现已采用锺罩式风帽），CE床上点火系统；炉内布置水冷屏，第一、二级屏式过热器；烟道内布置前烟道为高低温再热器有利于启动保护，后烟道为高温过热器与高温省煤器，再热汽温靠双烟道调温，过热器采用两级喷水减温方式，冷态点火用油30t左右；,整体引进与开发技术对比,4、无锡华光锅炉2006年8月1日，引进FW公司150-300MW循环流化床锅炉，分离器形式有汽冷、水冷、绝热、紧凑形式再热器调温采用旁路调温方式；空预器可采用四分仓旋转空预器，在JEA300MW使用管式空预器；工程示例有2002年在美国JEA工程，目前，波兰的460MW超临界机组在建，采用紧凑式分离器，燃烧褐煤，2009投运；,引进与开发机组试验研究方向,根据国家有关部门计划与安排，课题组已完成引进410t/h流化床锅炉特性进行的全面的试验研究，同时将开展1024t/h流化床锅炉特性的全面的试验研究,目前CFB锅炉研究的方向是根据已掌握的技术和积累的经验不断进行调整，主要涉及的方面如下1.煤、石灰石破碎系统优化，煤的预制系统设计与研究2.煤仓与给煤方式研究,防止发生堵煤、煤流短路，煤粒混合不均匀；,引进与开发机组试验研究方向,3.锅炉系统与结构完善研究;4.CFB炉内燃烧技术优化，氧气使用效率、大动量喷口的研究，煤流与氧气场的配合，煤粒的精确燃烧，煤粒的扩散与混合研究；5.CFB边壁流研究，锅炉烟气流场分布与磨损研究，磨损可控原理研究；,引进与开发机组试验研究方向,6.流化床中复合燃烧研究，床料质量控制原理研究；7.分离器平衡运行与控制研究；8.CFB锅炉左右裤衩平衡研究;9.外置床运行特性研究;10特殊测量技术开发；,提高CFB锅炉可靠性研究1.煤制备系统的设计、运行研究2.磨损研究（设计、施工、运行）3.耐火材料（设计、施工、运行）4.辅机选型与完善（设计、施工、运行）5.布风系统设计与完善研究6.冷渣器运行特性研究7.膨胀节（设计、施工、运行）提高CFB锅炉经济性研究1.二次风优化研究（设计、施工、运行）2.煤的粒径控制（设计、运行）3.飞灰再循环系统研究,国产机组试验研究方向,众所周知，流化床锅炉技术的优点与不足同时存在，调查发现技术改造的费用与耗时较大，但效果一般。所以，对机组的可靠性、经济性和长远生存周期方面而言，由于业主的流化床技术的本身的研究较少，对投资的考虑更多，所以我们建议以下问题是业主们需要重点考虑的方向1．锅炉本体设计需要优化，防止在其他项目出现的问题与不足在新设计的系统中再现；2．锅炉岛系统设计同样需要优化，由于国内没有成熟的流化床锅炉岛设计规程，设计经验的积累与反馈过程十分缓慢，而业主需要总体优化的设计；3．碎煤系统与输送系统需要在现有的设计概念进行突破，采用多级可靠筛分，两级破碎的系统，从设计上作到可靠。经验表明从设计上、工程管理上有一个良好的开始，项目就成功一大半；,国内CFB锅炉系统设计研究,国内CFB锅炉系统设计研究,目前已投运135-300MW等级的CFB锅炉装置已有上百台，通过多方努力，在运行可靠性方面已得到不断提高，但在经济性方面还需要进一步改进和完善。通过大量工程项目实践和CFB锅炉系统试验研究，目前认为还需要从以下各方面开展工作。1.对新建机组而言设计优化（设计院、总包方负责、研究机构）施工优化（施工企业、研究机构）系统优化（设计院、总包方负责、研究机构）设备优化（制造厂、研究机构）2.对已投运的机组而言运行优化（业主、研究机构）,国内、外锅炉系统建设特点,国外的项目采用总承包（EPC）方式提供锅炉系统，主要由总承包完成设计、采购、安装、调试等工作，业主只需关心质量监督、性能考核验收，不需要很强的专业知识；在国内，锅炉设备在电力设计院、锅炉制造厂、附机设备、安装建设单位几家配合下完成，往往各自为阵，业主需要具有很强的专业知识，不但关心质量监督、性能考核验收，还需要化大量时间进行各单位进行协调；国内设计院目前采用的规范（由设计院主编）与实际的经验严重滞后，明显的错误可能没有得到及时，结果是保护设计的利益，牺牲业主的利益；根据我们目前的经验，建议业主在合同上一定要写明供方提供的锅炉系统是完整的、先进的、可靠的设备；国内设备招标的效果一般是低价中标，在运行时逐步更换为高质量设备，造成业主资金浪费严重、而且影响设备的可靠性；,锅炉设计技术研究初步结果1,布风板与风帽设计优化根据布风板面积大小调整其布风阻力，经验表明，床面的大小与布风板阻力成正比，100MW机组一般要求布风板阻力大于5kPa，可以防止阻力过小，出现沟流；风帽的设计，现在一般采用锺罩形式，可以防止漏渣，且风帽阻力可调；根据煤流和回料的部位，设计不同阻力的风帽，在布风板四周设计布置小节距风帽；合理的的布风板阻力设计与炉膛受热面布置，对边壁流的形成与消失十分关键，下降边壁流与上升气流的交会对炉内的磨损影响十分重要；,锅炉设计技术研究初步结果2,布风板整体采用向排渣口倾斜，有利于大颗粒的排除；试验发现煤粒径、给煤点数量、布置与排渣位置等对煤流的扩散十分关键，大颗粒将向下运动，中等颗粒水平扩散，小颗粒将向上运动；根据回料给煤、直接给煤等方式，要求多点、前后墙分别布置，可解决煤粒混合、燃烧的均匀性，达到物理均匀（扩散）与化学均匀（燃烧），同时考虑煤流与排渣短路问题；由于设备、季节等原因，给煤线可能出现故障，多点给煤提高可靠性；磨损与控制炉膛空床速度的优化，试验发现，炉膛空床速度小于5m/s时磨损最小，同时在过渡段的结构上采取成熟可靠的防磨技术措施；,锅炉设计技术研究初步结果3,结构设计优化，控制烟气速度小于9m/s;防止烟道与受热面磨损；对烟气走廊应采用格栅阻尼的方法进行的控制对无法避免的磨损部分，采用按计划移动的磨损可控原理；针对实际与可能的燃料，优化炉膛空间，上升颗粒在炉内的计算停留时间不少于6秒，可保证分离器不能捕集到的细颗粒在一次通过炉膛后基本燃烬；二次风系统喷口优化掌握动量与射程关系，在锅炉设计上进行优化；二次风喷口布置设计与煤流对应的优化；,锅炉设计技术研究初步结果4,回料器系统的设计优化回料器中部需要安装压力测点，了解返料情况，对多余的物料可以排入冷渣器；回料器与炉膛连接尽量采用多分支结构，在炉膛连接管部分，采取稳流设计与控制，多分叉出口，减小回料向下流动的速度，可以减轻对炉膛的冲击，对减小床压的波动的具有重要作用；分离器与炉膛的连接段设计时采用一定的坡度和吹扫手段，解决堆灰问题，防止速度大范围变化，影响分离效果；,锅炉设计技术研究初步结果5,分离器入口通道设计无烟煤采用长的引入通道，烟煤采用短的引入通道；排渣口设计优化对侧排渣方式的锅炉应采用大通径出口（直径300mm），利于控制排渣，这对炉内的焦块排除十分重要；对底排渣方式的锅炉，在排灰管上应设计细灰分选装置；冷渣器的选择与优化设计对选择仓式冷渣器，应具有隔离功能，解决运行中维修问题，提高设备可用率；燃用低灰份煤碳，对滚筒式冷渣器，应具有细灰回送功能，提高循环倍率；,锅炉设计技术研究初步结果6,耐磨材料的管理优化耐磨材料供应、施工指导、养护（可以分包具有大型锅炉烘炉业绩）指导由同一家公司负责，每一阶段签字验收，质保三年，可杜绝用料不良，出现质量问题相互推委，保护业主利益；提高床下点火的可靠性床下点火加热功率与可靠性需要进行突破，技术可采用气膜冷却技术；如果采用机械雾化，由于每个油枪雾化片的正常工作压力范围有限，点火时油喷口雾化片的使用策略为采用多系列喷口ɸ2.5-5mm在不同的阶段分别更换投入使用。油枪雾化片的扩散角需要根据燃烧空间进行调整，防止最大喷油量时火焰刷壁，造成设备损环；,锅炉设计技术研究初步结果7,边壁流与浓、稀分界范围控制控制上、下物料颗粒流的交会范围，可以防止不规则磨损；对炉膛底部锥段高度与角度进行优化调整，可防止水冷壁磨损；在适当高度研究增加气幕，可改变边壁流厚度；在炉膛四角处，由于存在边壁流的交叉混合，在四角向下的颗粒物流流量增大，采取四通道结构，比3通道结构磨损小；在与炉膛接口部分，采用高密度抓钉，容许浇注料开裂，避免浇注料脱落；炉膛出口流线优化设计，采用特殊浇注料，可以减少磨损，防止出口部位的磨损；,锅炉设计技术研究初步结果8,炉内汽冷、水冷屏优化设计变形问题从原理上和设计进行优化，避免变形。管式空预器大型化是可行的，在JEA运行正常；回转空预器变形与间隙调整困难，从原理上和设计采用管式结构，进行优化，避免漏风；如果煤的粒径控制出现问题（存在大颗粒的份额较大），造成流化风流量逐渐增加，甚至影响床温、带负荷能力；,锅炉岛系统设计技术研究初步结果1,从根本上解决煤仓堵煤、炉内床料质量劣化趋势，同时提高煤制备系统的可靠性,碎煤系统的优化设计1.推广煤粒预制概念；采用预制、大干煤棚堆放，两级破碎三级筛分；2.采用大干煤棚堆放，两级破碎，其中细碎机采用带筛分形式，进入细碎机前采用两级筛分，可降低成本；新建机组，有条件的项目，建议破碎系统可设计在煤场；破碎机的选择，在煤粒度保证问题上，实践证明美国宾州破碎机（带筛分装置）与德国破碎机对比发现漏大颗粒的机会小；可解决堵煤、炉内床料质量劣化趋势；,锅炉系统设计技术研究初步结果2,煤仓优化设计煤仓（钢结构部分）设计采用不对称、大出口设计，消除煤粒几何中心合力向上，在中心部位搭桥的可能性，下部采用水平压力消除结构，从根本上防止堵煤；刮板输煤采用防卡涩结构；厂用电优化设计厂用电率控制在设计时需要在锅炉本体、设计院设计和选型上进行优化，目前大部分机组的一次风开度40左右即可带满负荷；设计目标在满负荷时，风机开度在60左右。,锅炉系统设计技术研究初步结果3,风系统设计优化一次风机不设调速装置，引风机、二次风机设置调速装置；二次风系统投运条件在投煤前，所有燃烧系统用风应在一次风系统中提取，这样对锅炉的升温，节约厂用电十分必要；在锅炉低负荷时，由于一次风机在保证基本流化时用风量较大，所以炉膛出口氧量偏大，一般可以停用二次风机；混合燃用生物质燃料时，建议采用烟气再循环控制床温；点火工艺优化床料选择与筛分、流化状态控制等，从系统设计上考虑，在点火阶段仅采用一次风机，二次风机停运，可提高节约大量燃油。,锅炉系统设计技术研究初步结果4,由于雾化压力范围有限，设计提供多系列ɸ1.5-5mm雾化片，以便在不同的阶段投入使用。床料加注系统启动时，在启动运行时，可灵活调整床料厚度、床料质量，对轻微结焦进行置换；对燃用石油焦的锅炉，在J阀位置设计加沙接口和吹扫装置，防止床料粘结；过热、再热蒸汽汽温系统设计采用，炉内布置水冷屏，第一、二级屏式过热器；烟道内布置前烟道为高低温再热器，后烟道为高温过热器与高温省煤器，再热汽温靠双烟道调温，过热器采用两级喷水减温方式，减温水连接管加大至ɸ159mm以上，在启动时，系统减温效果明显；,入炉煤二次破碎机专题调查研究,流化工艺需要合格的粒径分布，CFB锅炉中煤粒在炉膛内正常流化才能保证煤粒的完全燃烧。国外破碎机（多次撞击）美国pennsylvania破碎机公司转速1500r/miny，1007mm，锤距短德国奥贝玛破碎机械制造有限公司转速600r/min,9510mm，锤距宽国内破碎机（采用多级齿压原理）,美国pennsylvania破碎机公司,转速1500r/min，1007mm，锤距短,间隙小,德国奥贝玛破碎机械制造有限公司,低转速600r/min,9510mm，锤距宽，间隙大,保证出料粒度带筛网的破碎机,典型入炉煤分布（30〈1mm；90〈10mm）,,循环流化床实际燃烧方式研究,循环流化床是指快速流化床和密相气力输送这两种流化状态；实际上，在CFB锅炉的运行过程中，由于煤粒粒径的分布存在差异，运行方式不同、设计速度不同，流态的变化是动态的，结果将造成炉内局部扩散存在差异；启动处于鼓泡流化床状态，随着流化风速的增大，床内依次呈现湍流床、快速流化床、密相气力输送和稀相气力输送；试验发现在流化床锅炉的上部存在流化燃烧状态，在炉膛下部存在鼓泡床燃烧状态；,煤粒的扩散研究,由于床料粒径分布（破碎）、流化风量（运行）大小的原因，将造成CFB锅炉，在实际燃烧中处于四种燃烧方式1．层燃状态（超大颗粒），一般存在于炉膛下部浓相区，靠近布风板；2．鼓泡状态（较大颗粒），一般存在于炉膛下部浓相区，即锥段区域；3．循环流化床状态（设计尺寸），一般存在于炉膛上部稀相区域；4．气力输送状态（细颗粒，属于PC燃烧方式）一般存在于炉膛上部稀相区域；通过系统设计、运行优化、设备完善改造，使快速流化床状态的份额趋于最大，同时减小其他燃烧方式的份额，这正是CFB锅炉制造、设计、使用和研究者的重要目的。,二次风系统设计专题调查研究,根据工艺设计规定一次风负责对物料进行流化，二次风对煤粒的进一步燃烧提供氧量。在炉内高背压状态下，目前设计运行的锅炉二次风设计思路基本上多点、高速度、低动量，表现在二次风射程较短，使锅炉断面中心部位氧量不足，与煤粒混合困难，直接造成炉内氧量分布不均匀，这是燃烧不充分的重要原因。采用大动量、大喷口技术加以优化改进，需要注意以下两点１．二次风优化问题，需要掌握动量与射程关系；２．喷口位置设计应与煤流对应的位置匹配；,,对流化床锅炉的燃烧四要素（温度、燃料、氧化剂、燃烧空间）而言，由于燃烧温度、燃料形式、空间的限制，试验发现炉膛出口氧量不能代表燃烧用氧状况，主要原因是燃料与氧气混合不充分，需要精确了解氧气使用的整体情况，我们提出氧量使用效率的概念在炉内空气喷口上部任意位置，沿炉膛高度方向，在同一轴线上两个测量点处X1,X2，分别测量氧气含量，氧量消耗量与初始氧量之比，表达式如下O2-X1–O2-X2η100O2-X1,,炉内氧量使用效率研究,,,,典型炉内氧量分布研究,,炉内氧量分布测量（调整前）炉内氧量分布测量（调整后）,炉内压力沿炉膛高度的变化测量,,床料质量的研究与控制专题研究,由于流化工艺的需要，床料中颗粒在各段粒径范围内有确定的动态分布（床料质量）；粒径分布（密度、当量直径）对流化风量的影响床料质量恶化，临界流化风量将变大，运行困难，低负荷时床温均匀性与温度高低变化尤其显著；总体来讲颗粒直径为１～８mm份额力求最大85；实践发现细颗粒１～３mm，对７-15mm颗粒，具有润滑作用；床料质量恶化后，运行时可以通过床料置换，加以处理；良好的床料质量对稳定燃烧、正常传热十分重要，是流化床正常运行的关键；,CFB锅炉运行时，通过加入燃料、石灰石、沙、飞灰再循环等以及大渣的排除等过程，床料质量在动态变化，所以临界流化风量也将变化；不同的炉型、破碎方式、配风方式、排渣方式和运行习惯对物料的粒径动态分布影响重大，对该问题的彻底研究，可以提高锅炉运行水平；首先在破碎阶段必须控制粒径分布，筛分系统十分关键，防止过破碎十分重要（减少炉膛上部、分离器的燃烧份额）；解决排渣中有效粒径收集、使用。不同的排渣方式对细灰的反复利用差异很大；风水联合冷却，回收的细灰量较大，而滚筒式、水冷绞龙等方式基本没有回收，他们之间的代价在于送入炉膛的氧量控制难易不同。,飞灰可燃物专题研究,煤种、粒度分布、燃烧温度、给煤方式、补氧与混合、分离器是决定飞灰中含碳量主要因数。试验发现飞灰中含碳量最高的灰粒是细灰；不同的煤种其含碳量具有不同的波峰（最大值）位置（粒径）；由于小于50m的灰粒将一次性通过炉膛，无法被高温分离器捕捉，也不可能被反复燃烧，对于这部分灰粒而言类似于煤粉炉中煤份的燃烧方式；CFB与PC锅炉在燃烧过程中，重要的差别在于燃烧温度太低，PC炉燃烧温度为1500℃左右，CFB炉燃烧温度为900℃左右；燃料与氧气的混合不良，。,典型飞灰特性试验分析结果,降低飞灰可燃物含量建议,增加筛分系统，尽量减少合格细煤粒进入二级碎煤机，发生过磨现象，使煤的粒度不致过细是关键入炉煤粒度合格提高燃烧温度给煤必须均匀，增强煤与床料的混合增加飞灰再循环系统,可降低含碳量减小3-5,更重要的特点是可降低石灰石的消耗量10左右;在炉膛出口过剩空气系数不变的情况下，调整二次风配比,将炉膛中部的氧量尽量提高,冷渣器运行分类专题研究,1.风水联合冷渣器（电耗大，出力大，有效床料可动态回收）a.渣粒全部翻过隔墙的方式；b.渣粒部分绕过、翻过隔墙的方式；2.水冷绞龙（电耗小，出力小，床料不能回收）3.水冷滚筒式冷渣器（电耗小，出力大，床料不能回收）4.机械钢带风冷式冷渣器（电耗较大，出力大）5.流化床式风冷式冷渣器（电耗较大，出力中，有效床料可动态回收，排大渣能力强）,CFB锅炉磨损专题研究,相对与PC炉而言，由于高倍率循环灰的流动，使流化床锅炉炉内磨损十分严重，循环流化床锅炉的磨损问题是困扰循环流化床锅炉技术发展的关键因素，磨损问题解决的如何，直接关系到CFB锅炉的设计成功与否对其磨损规律的深入研究，可以保证该锅炉长期安全运行，对CFB技术的发展具有十分重要的现实意义。通过试验研究和CFB锅炉的运行发现磨损速率与接触固体的浓度、速度大小与分布、粒子特性相关。对无法避免的磨损部分，采用位置按计划移动的磨损可控原理；研究浓、稀分界范围，对锥段进行调整，可防止水冷壁磨损；炉膛出口流线优化设计，防止出口部位的磨损；,磨损可控原理,运行和研究发现根据磨损位置在采取防磨措施后，磨损位置发生转移的特点，我们提出磨损可控新概念。利用这个原理，可根据运行时间变化达到有计划的在指定的位置进行磨损。主动防磨与被动防磨技术的发展，在锅炉设计、安装、运行采用，可以减小非计划爆管停运事故，提高机组的可靠性。,磨损分类,运行和试验研究表明循环流化床锅炉常见的磨损类型分为5类1.当烟气、物料方向与管束总体一致，但在某一部位发生跳跃时，对该部位造成快速磨损，直至这一部位磨损与管束一致时，磨损迅速减缓，比如水冷壁管连接的焊口筋片连接焊口，耐火材料拉缝部位如果有凹或凸部位时，改变方向，直接冲击冷壁管的某个部位，该处水冷壁的快速冲刷磨损。,2.当物料下落过程中在某一部位因的凹台和物料堆积而突然发生转向时，物料在该部位将发生涡流而造成严重的冲刷磨损经如砂粒由水冷壁至上而下落到耐火材料上沿时，将迅速改变方向，此处没有上行的气流流化，在上沿角内沉积的砂从耐火材料边缘流出时，又被上行的流化风托起，又沿水冷壁落下，如此反复形行涡流。3.当物料与管束呈切向或一定角度相碰时，磨损是大面积的，管束一般是垂直布置，物料人切向或角向撞击时，特别是炉膛出口附近速度较低，其磨损程度与其物料流动方向和速度关系较大。,4.当物料与管束垂直相碰时，其磨损速度是所有磨损中速度最快的，这是由于物料与管束垂直撞击，能量损失最大，管束表面承受的冲击和磨损也最大。5.过热器由于拉稀水冷壁的作用，烟气速度降低分布更均匀，物料粒度也均匀且细小，因而磨擦是均匀的、轻微的、省煤器由于是水平布置，管壁上有积灰形成成磨损保护层，烟气冲刷也就基本不发生。但是，如果吹灰器投运不正常，将形成烟气走廊，将加速磨损。,可靠的防磨让管技术,为防止在过渡区域内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运行方向相反发生碰撞，在局部产生旋涡流，煤粒对管壁的磨损，过渡区域的水冷壁管采用如下图所示弯管形式。,炉膛四角结构与边壁流示意图,炉膛四角的磨损原理,在运行的流化床中，靠近炉膛四周的水冷壁存在边壁流现象，试验发现由于物料内循环的作用边壁流的厚度从上到下不断增加，在接近炉膛下部的某处将与上升气流相遇，发生碰撞，出现不规则的磨损；同时在炉膛四角由于边壁流的叠加作用，四角与中间的浓度增加接近1倍，造成四角的磨损量偏大，对不同的水冷壁结构影响如下1.四管结构，磨损最大，边壁流的通道为3通道，浓度最大；2.五管结构，磨损较大，边壁流的通道为4通道，浓度较大；,,紧急停炉的危机处理对策,目前，国内CFB锅炉在紧急停炉时发生多次烧毁空预器的事故，造成重大经济损失，这需要引起各位的重视，对其事故原因初步分析如下锅炉在紧急停炉情况下，炉膛中上升的床料颗粒中，含有大量可燃碳粒，主要时因为流化床炉膛断面的中心部分缺氧；由于烟气量突然减小，旋风分离气的流速降低后，离心力将快速消失，本来可在分离器中燃烧的大颗粒碳粒将与小颗粒碳粒一起进入烟道；由于烟量突然减低，夹带大量可燃颗粒的高浓度烟气将在省煤器、空预器部位停住，本来这里的积灰就比较严重，原来存在大量低浓度的碳粒；停炉后，此时烟道内的氧气浓度为3-5，如果没有隔绝烟道的空气，烟道内的氧气浓度将逐渐升高至20.9；在省煤器、空预器积灰的部位器其温度大约在400℃左右，碳颗粒将缓慢氧化发热，其速度与氧气浓度的增加有关；如果温度继续上升超过600℃，实际上烟道处于十分危险的状况，如果开风机，开人孔用水冲，将加速烟道堆积物的燃烧；正确的解决办法是，使用蒸汽吹灰装置，稀释烟道氧量，增加烟道湿度，打开给水再循环，将燃烧减弱；,运行的基础工作,流化床锅炉安全运行的基础工作1.可靠的、校准的检测仪表（防漏与防堵）；2.空板试验，这是布风板阻力（原始）的检查标准；3.一、二次风的标定与修正；4.初始床料粒度的控制，对启动优化十分重要；5.床料的置换技术，需要加沙仓；6.煤的慢速加入、扩散、加热、燃烧；7.排渣技术，防止煤流短路，排大颗粒技术；8.吹灰技术的可靠采用；,性能试验说明,目前,采用的锅炉性能考核标准由德国DIN1942,美国ASMEPTC4.1,EPRI,中国流化床锅炉性能考核标准等.进行锅炉性能试验,一般的程序受业主委托,性能试验执行单位由第三方有经验的试验单位完成;遵循实际的商务合同约定，一般采用ASMEPTC4.1,EPRI标准，在性能试验前，双方将经过多次讨论并达成一致意见，在锅炉系统范围按该标准执行.在计算方法中，锅炉系统界限中包括汽水系统、燃烧设备、给煤机、密封回路流化风机和烟气再循环风机。一般的热平衡基准温度17.5℃，空气预热器入口风温为37.5℃，锅炉散热损失按院标准执行。锅炉效率考核和排放值考核考核同时进行。,试验条件,锅炉已完成调试，一般根据合同规定，完成336或96小时连续运行后，在三个月之内完成性能试验；在设备厂家认可设备处于正常化的条件下，由业主通知试验单位按性能试验指南开展性能试验工作。设备处于正常运行状态；试验煤种、粒度分布达到设计要求；试验石灰石、粒度分布达到设计要求；锅炉设备（包括燃烧室、旋风分离器、外置床、回料密封装置、底灰冷却器、热交换器以及其它辅助设备）在安装调试结束后，必须依照常规惯例处于清洁状态；,热力系统图,散热损失,试验修正曲线,根据ASMEPTC4.1，当给定的试验条件发生偏离时，将对试验结果进行修正，锅炉厂家一般提供的修正曲线如下给水偏差温度的修正（从℃开始）燃料中挥发份与固定碳率的修正煤中灰份修正Ca/S率的修正煤中硫份的修正空预器入口温度的修正煤中水分的修正煤中氢的修正低位发热量的修正,锅炉性能考核试验项目,1．锅炉最大连续出力主蒸汽流量，主蒸汽压力2．蒸汽温度过热器出口蒸汽温度再热蒸汽温度3．锅炉保证热效率按照ASMEPTC4.１，EPRI标准进行）4．锅炉不投油最低稳燃负荷35％5BMCR5．SO2排放浓度≤400mg/Nm3干烟气，6％含氧量6．NOx排放浓度≤250mg/Nm3干烟气，6％含氧量,锅炉性能考核试验项目,7．Ca/s摩尔比脱硫效率考核8．锅炉启动时间冷态启动由不同的分离器形式,点火方式等决定热态启动9．锅炉负荷变化率锅炉负荷在60BMCR和80BMCR之间时负荷变动率定压条件下4BMCR/分滑压条件下3BMCR/分钟锅炉负荷低于60BMCR时负荷变动率1.3BMCR/分,锅炉性能考核试验项目,10．空预器漏风率锅炉投运第一年内锅炉投运一年后（按照ASMEPTC4.3标准进行）11．锅炉汽水压降省煤器进口至过热器出口压降（含静压头）再热器进口至再热器出口压降12．锅炉岛辅机电耗当锅炉燃用设计煤种、设计石灰石在BMCR工况下，24小时的平均辅机电耗不超过kW13．底灰冷却器排渣温度≤1505℃,分离器的偏差初步研究,目前，国内已有6台采用法国ALSTOM技术生产的300MW循环流化床机组分别在内江白马、云南开远、云南小龙潭、秦皇岛投运;燃用的煤种为无烟煤、贫煤、褐煤；制造厂家为ALSTOM、东锅、哈锅、上锅。该技术采用单炉膛双裤衩布风板结构，其旋风分离器为四台高温绝热旋风分离器，中心筒偏置，布置在炉膛两侧的钢架副跨内，在旋风分离下各布置一台回料器。通过回料器，物料分两路分别进入外置床和炉膛。白马工程ALSTOM在前后墙分别有两个炉膛出口，分离器入口属于入口长烟道设计方式，对燃用无烟煤时后燃现象有利；,分离器的偏差初步研究,在实际运行中，发现四个分离器的入口、出口温度、J阀处温度偏差较大项目单位前左前右后左后右分离器入口温度℃824824824824分离器出口温度℃952941920922J阀温度℃949950921931J阀空气流量Nm3/h2975299429922987分离器负压kPa-0.2-0.3-0.3-0.1锥型阀开度14102822,分离器的偏差初步研究,根据物料在分离器后燃的原理得知在循环物料量、J阀空气流量基本相同时，四个分离器的出口、J阀处温度应该基本相同，同时分离器的进出口存在温升（温升大小与燃料特性、配风方式、分离器结构等有关）；实际发现前左分离器存在温度降出口温度高，炉膛左侧上部浓度低，阻力小，估计烟气流量大；分析认为锅炉上部四个分离器入口对应的区域，物料浓度存在较大差异，分离器中物料流量也存在差异；如果这种差异较大，将影响锅炉的内部循环量、传热、磨损等，需要引起高度重视。,分离器的偏差初步研究,由于分离器系统在设计时，分离器出口连接方式存在不足，烟气的混合是轴线交叉混合，存在阻力大，流动不畅现象，这将造成分离器的阻力不一样；分离器系统在制造和安装时，尺寸控制存在一定误差，这也将造成分离器的阻力不一样；在运行时，分离器系统的阻力现在是无法调整的，没有内部阻力监测手段；根据现有的经验，在600MW超临界CFB锅炉开发时，一般采用6台分离器，分离器的偏差问题更突出，为了避免出现较大偏差出现（将造成有的分离器负荷太大，有的分离器负荷太小），分离器问题应该重点研究，形成我国独有的专利。,分离器的偏差初步研究,通过初步研究，认为分离器系统需要考虑以下问题分离器出口、结构的流形优化研究；分离器阻力监测系统；分离器阻力调整手段开发；分离器入口浓度的监测；炉膛上部浓度场的监测；通过更多的调查和试验研究，分离器系统将更加成熟，为600MWCFB锅炉的开发提供安全、可靠的技术支持,欢迎各位来我院参观指导谢谢,