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研究与开发 1 0 t ／ h新型循环流化床锅炉的研制与开发 3 3 文章 编号 1 0 0 4 8 7 7 4 2 0 1 5 0 6 - 0 0 3 3 4 3 3 D O I 1 0 ． 1 6 5 5 8 ／ j ． e n k i ． i s s n 1 0 0 4 - 8 7 7 4 ． 2 0 1 5 ． 0 6 ． 0 0 7 1 0 t ／ h新型循环流化床锅炉的研制与开发 冯 辉 南通万达锅炉有限公司 ， 江苏 南通 2 2 6 0 1 3 摘 要 在流化床悬浮空间添加旋涡二次风构成的旋涡流化床锅炉 ， 既保留了传统流化床 锅炉所具有的特点， 又由于二次风所形成的旋涡流的作用 ， 能够克服一般流化床锅炉存在的飞 灰扬析量大、 含碳量高的问题 ， 并能进一步降低污染物的排放、 实现煤的高效低污染燃烧， 是一 种具有广阔应用前景的新型流化床燃烧技术。 关键 词 循环流 化床 ； 自然循环 ； 加旋二次风 ； 脱硫脱硝 中图分类号 T K 2 2 9 ． 6 6 文献标识码 B Re s e a r c h a n d De v e l o p me n t o f Ne w Ty p e 1 0 t ／h Ci r c u l a t i ng Fl ui d i z e d Be d Bo i l e r F ENG Hu i N a n t o n g Wa n d a B o i l e r C o ． ， L t d ． ， N a n t o n g 2 2 6 0 0 5 ， J i a n g s u ， C h i n a 作 者 简 介冯 辉， 1 9 8 7年 7月 至 2 0 0 0 年 l 2月在南通锅炉 厂技 术部 从 事 锅 炉 设计工 作 ； 2 0 0 1年 1 月 至今 从 事 市 场 营 销 、 技 术 服 务 、 锅 炉 维修等工作。 Ab s t r a c t T h e fl u i d i z e d b e d b o i l e r w i t h v o ae x s e c o n d a r y a i r i n t h e fl o a t i n g s p a c e，n o t o n l y h a s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e t r a d i t i o n a l fl u i d i z e d b e d b o i l e r ，b u t a l s o c a n o v e r c o me t h e p r o b l e m o f fl u e g a s h i g h c a r b o n e mi s s i o n s ，a n d c a n f u r t h e r r e d u c e t h e p o l l u t a n t e mi s s i o n s ，a c h i e v e h i g h e ffi c i e n c y a n d l o w p o l l u t i o n c o mb u s t i o n ． Ke y wo r dsc i r c ul at i ng flui di z e d be d； na t ur a l c i r c ulat i o n；v or t e x s e c o ndar y a i r ； de s ul f ur i z a t i on a nd de ni t r i fi c a t i o n O 概述 我国小型流化床锅炉结构型式多种多样且各具 特色 ， 而我公司生产的 1 0 t ／ h循环流化床锅炉既保 留了传统流化床燃烧所具有的特点， 又由于在悬浮 段增加了强旋涡流场的作用 ， 延长烟气在炉内的停 留时间， 能够克服一般流化床存在的飞灰扬析量大 ， 含碳量高等的不足， 并能进一步降低污染物的排放、 有效地减少飞灰热损失 、 提高燃烧效率 。在对结构 进行适当变化后 ， 还可开发 出同一系列不同蒸发量 62 0 t ／ h 的饱和蒸汽或过热蒸汽锅炉。本文 主 要针对我公司 S H F 1 0 2 ． 5 ／ 4 0 0 ． A I 型循环流化床锅 炉的研制和开发进行研讨。 1 锅炉简介 该 型锅炉为双锅筒横置式 自然循环水管锅炉 ， 燃料热值范围为 1 2 6 0 0～1 6 8 0 0 k J ／ k g ， 并能对发热 值极低 的煤矸石与发热值较高的煤种进行混烧 ， 达 到节能 目的 ； 该型锅炉还可燃用含硫量较高的煤种 ， 在燃烧过程中加入适 当 比例 的石灰石 ， 脱硫率可达 收稿 日期 2 0 1 5 437 2 0 到 8 5 ％ ～ 9 0 ％ ， 使锅炉二氧化硫 的排放达到国家环 保标准要求 。 1 ． 1 技术参数 蒸发量 1 0 t ／ h 蒸汽压力 2 ． 5 MP a 蒸汽温度 4 0 0℃ 给水温度 1 0 5℃ 热空气温度 一1 2 0℃ 设计效率 7 8 ％ 排烟温度 1 8 0℃ 1 ． 2 设计 煤 种 江西 丰城 烟煤 I类 烟 煤 ， Q 1 2 9 5 5 k J ／ k g ， 颗粒度要求 01 0 ram 0～5 m m尤佳 。 2 锅炉结构 与设计特 点 2 ． 1 炉型结构 图 1为 S H F 1 0 ． 2 ． 5 ／ 4 0 0 一 A I 循环流化床锅炉简 图 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 4 工业锅炉 2 0 1 5年第 6期 总第 1 5 4期 埋 倾 一 苹 i 厂 _ ／ -、 料 器 ＼ ≯ 、 凡、 ＼ _ [ 、 ． ＼ 、 j／ 母一 f 一 ＼ 【 l L L j I 【 l l ； i ’ L 一一 Ulu 市 风 板／ 铸铁省煤器 热管空预器 图 1 S H F 1 0 2 ． 5 ／ 4 0 0 一 A I 循环 流化床锅炉简 图 由于我公司对双横汽包 自然循环水管锅炉的研 内循环 ， 不仅有利于提高燃烧效率和脱硫效率 ， 而且 究较为透彻， 设计和生产都有一整套成熟的经验， 因 有利于大尺寸的灰渣从排渣口排出， 确保锅炉安全、 此在选型上 ， 采用该类型的锅炉作为基型 ， 并将数项 可靠的运行。 新技术应用在锅炉设计中。 2 加旋二次风装置 该装 置是在悬 浮空间喷 炉膛部分 由沸腾段 、 悬浮段和辐射过热器段三 入一定 比例的加旋二次风 ， 使其在悬浮空 问形成强 部分组成 。为 了使锅炉结构更 紧凑 ， 在过热器布置 旋涡流场 ， 使得从床 内夹带上来 的颗粒获得切 向速 方面既要考虑炉膛有足够的悬浮段 ， 又要布置好过 度甩向壁面， 粗颗粒沿壁 面落 回床 内， 形成 炉 内循 热器， 还要考虑槽型分离器的温度不能过高 ， 为此我 环 ， 中等粒径的颗粒形成颗粒悬浮层 ， 且停 留时间延 们将过热器垂直布置在炉膛上部 ， 并 在高度方面 比 长 ， 提高了飞灰颗粒 中碳 的燃尽度 和脱硫剂的利用 不带过热器的锅炉高 1 m， 这样既有足够的悬浮段 ， 率 ， 从而提高了燃烧效率和脱硫效率。高速切 向喷 又使过热器能够吸收炉膛 的辐射热量 ， 降低炉膛出 入的二次风 ， 明显改善 了悬浮空间的扰动和横向混 口烟温 ， 对槽型分离器又有保护作用。 合 ， 这种扰动和混合将 大大抑制燃烧过程 中氮氧化 炉膛 出口为两排拉稀 的防渣管 ， 防渣管后面布 物 包括 N O 和 N 0 的形成。由于加旋二次风对 置有槽型分离器及非机械式飞灰 回料器 ， 高温烟气 飞灰有炉内分离的作用 ， 因而也降低了锅炉原始排 通过槽型分离器冲刷对流管束 ， 再流经铸铁省煤器 、 放浓度 。 热管空气预热器和除尘器， 由引风机引人烟囱排入 3 槽型惯性分离器 布置在炉膛 出口的槽型 大气 。 惯性分离器 ， 能有效地从 烟气 中分离 出 0 ． 1～0 ． 5 由鼓风机送入的冷风一部分直接作为播煤风 ， m m粒径的飞灰 ， 并通过飞灰 回送装置送入炉膛进 其余进入空气预热器加热 ； 由空气预热器 出来的热 行循环燃烧 。这种分离器具有结构简单 、 阻力低等 风分为三个部分， 一部分作为二次风， 一部分用来作 显著优点。 为飞灰 回送装置的风源 ， 还有大部分进入布风板。 4 热管式 空气预热 器 传 热性 能好 ， 结 构 紧 本锅炉采用正压给煤方式 ， 在前墙布置了两台 凑 ， 材料普通 ， 适宜低温预热回收。 螺旋给煤机 ， 由直流调速电机驱动， 通过减速箱带动 5 铸铁省煤 器 很好地 防止 了省煤器 的磨 损 螺旋装置 ， 将煤加入到床层 中。给煤量可根据需要 和低温腐蚀 ， 延长了省煤器的使用寿命。 进行无级调节 。给煤机 中心线 比 V形布风板 的上 这些技术 的成功应用 ， 对锅炉的安全、 可靠和高 沿高 出4 2 0 mm， 在螺旋给煤机的外圈有 2 7 3 X 8的 效运行起着重要的作用 。 套管， 在 内外管之间的环形空间下方 1 2 0 。 的范围内 2 ．3防磨措施 通入播煤风 ， 将煤呈抛物线状喷入炉膛。 为了更有效地保证锅 炉长期 、 安全 、 可靠运行 ， 2 ． 2 设计特点 锅炉设计时对易磨损部位采用了以下防磨措施 1 倾斜式布风板装置 该装置能使 床料形成 1 埋管 在埋管 的下部焊有 5排／ 根材料为铁 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 研究与开发 1 0 t ／ h新型循环流化床锅炉的研制与开发 3 5 铬硅的防磨片， 以延长埋管的使用寿命。 2 水冷壁 在整个沸腾段和悬浮段均布有耐 磨砖 ， 既降低了炉膛的水冷度 ， 又有效地防止了水冷 壁的磨损 。 3 过热器 在过 热器 管 的底部装有铸铁 防磨 片 ， 防止过热器管子的磨损 。 4 槽型惯性分离器 该元件既要考虑 防磨 又 要考虑耐温 ， 因此采用耐磨球墨铸铁 。 5 省煤器 采用铸铁式省煤 器既考虑防磨 ， 又 考虑到低温腐蚀。 3 控制烟气污 染物排放的措施 评价燃烧技术 的先进性 ， 除了较高的效率外 ， 还 必须满足污染物排放标准要求。我们在该锅炉设计 时也重点考虑了脱 硫和脱硝这一课题 ， 脱硫就是脱 去烟气中的S O 二氧化硫 ， 脱硝主要是脱去烟气 中的 N O 氮氧化物 。 在脱硫方面主要采用的措施有 1 合理选择 脱硫剂 石灰石 、 白云石 种类 ， 在 同时兼顾 脱硫与 脱硝时 ， 优选 白云石为脱硫剂 ； 2 合理选择二次风 率 ， 在设计 中二次风率控制在 2 0 ％ 一3 0 ％， 有效地 降低 S O 、 N O 的排放浓度。 流化床 内 N O 的生成反应 主要发生在沸腾段 内原煤挥发分的析出和燃烧 阶段 ， 因此我们 在设计 开发过程中着重点放在 1 控制床 温在 9 2 0℃ 左 右 ， 以有效抑制 N O 的生成 ； 2 控制流化速度降低 N O 的升高 ； 3 控制烟气氧含量在 4 ％左右 ， 有效 降低 N O 的排放量。 4 结束语 实现煤的高效清洁燃烧 ， 是 当前流化床锅炉的 发展方 向和重要研究课题 ， 我公 司在努力开发和研 制新型、 高效、 低污染的流化床锅炉， 为我国在小型 工业锅炉方面应用循环流化床技术进行了有益 的探 索 。 该型锅炉投入运行后 ， 运行状况 良好 ， 主要体现 在锅炉的启动快 2小时之 内就可以从起炉 到正 常 负荷 运行 、 出力 足 在 正 常煤 耗 下 很 容 易 达 到 1 0 t ／ h 、 超负荷能力强 实 际运行过程 中常达到 1 2 ～ 1 3 t ／ h 且安全可靠、 环保 ， 实现了煤 的高效、 低污 染燃烧 ， 是一种很有前 景的新 型流化 床燃 烧技术。 强 欢迎订阅 2 0 1 6年 中国特种设备安全 杂志 中国特种设备安全 原 中国锅炉压力容器安全 是国家质量监督检验检疫总局主管， 中国特种设 备检测研究院 、 中国特种设备检验协会和中 国锅炉水处理协会主办 的技术类学术期刊。创刊于 1 9 8 5年 5 月 ， 是我 国特种设备安全领域级别最高 、 经文化部评选 的全 国优秀科 技期刊 ， 本刊论文 目前 已经被中国学术 期刊网络出版总库 、 中国知识资源总库 、 中国核心期刊 遴选 数据库和万方数据数字化期 刊群等数据 库确认收录。 创刊3 0年来我们始终关注您的需要 在 政策导向 、 科技视点 、 创新论坛 、 试验研究 、 材料与 设计 、 重大项目跟踪 、 科研足迹 、 检验评价 、 检测技术 、 管理技术 、 节能减排 、 安全分析 、 事故分析 、 水处理 、 特检之苑 、 企业之窗 、 行业动态 等栏 目中， 让您在了解国家政策的同时了解 行业中的最新动态 ， 在获取知识的同时获得高端 阅读享受 。 中国特种设备安全 刊号 C N 1 1 5 3 4 5 ／ T K 、 I S S N 1 6 7 3 2 5 7 X 。月刊， 大 1 6开， 每期定价2 O ． 0 0元， 全 年定价 2 4 0 ． 0 0元 ， 邮发代号 8 2 4 1 1 ， 全国各地邮局均可订阅 。 需要订阅 2 0 1 6年度 中国特种设备安全 杂志的读者与订户 ， 请及时到当地邮局订阅。也可直接 向本 发行部订阅。 汇款地址及邮编 北京市朝阳区和平街西苑 2 号楼 E 1 1 1 室 1 0 0 0 2 9 户名 北京劳安特种书刊服务部 银行账号 交通银行北京和平里支行 1 1 0 0 6 0 2 2 4 0 1 8 0 0 1 0 6 7 6 4 9 联系人 庄晓 0 1 0 5 9 0 6 8 6 1 5 ； 0 1 0 8 4 2 7 9 7 9 8 胡丹 0 1 0 5 9 0 6 8 6 1 2 传真 5 9 0 6 8 6 1 6 或 8 4 2 7 9 7 9 8 电子邮箱 z z s c s e i ． o r g ． c n 网址 h t tp ／ ／ w w w ． c s e c p u b ． o r g 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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