20t／h抛煤机炉改造为28t／h循环流化床锅炉.pdf

余 热 锅 炉2 0 0 6 ． 2 - 3 2 1 2 0 t ／ h 抛煤机炉改造为 2 8 t ／ h 循环流化床锅炉 鞍山锅炉厂有限公司 向泽俊 摘要 文章介绍 了鞍山锅炉厂有限公 司与哈 尔滨工业大学共 同开发的 2 0 t ／ h 抛煤机炉改造为 2 8 t ／ h循环流化床锅炉的方案 ，为抛煤机链条锅 炉改造探 索了一条 新 的途径 。 关键 词抛煤机循环 流化床设 计 改造效 率 1 前言 我国是一个以煤为主要能源的国家 ，一 次能源 中煤约 占 7 5 ％，煤产量 中 7 0 ％用于 电站锅炉 、工业锅炉以及炉窑。电站锅炉容 量较大 ，大部分为煤粉锅炉 ，只有小部分是 链条炉和沸腾炉；工业锅炉容量较小 ，大部 分是链条炉 ，只有小部分是 油炉 和沸腾炉。 这些锅炉 中有很多是十多年前生产的，不仅 效率低、煤 耗大 、煤种适 应 性差 、污染严 重 ，而且机械化 、自动化程度低 、劳动强度 大 、安全性能差 ，这不仅影响锅炉本身的安 全经济运行 ，也对经济发展和环境保护造成 影响。由于同时将其全部更换成新锅炉不但 不现实 ，而且也很不经济。因此为了提高锅 炉效率 ，扩 大燃料适 应范 围和负荷调节 范 围，减少粉尘对大气环境的污染，延长锅炉 寿命 ，对一些存在问题的旧锅炉进行改造是 十分必要 的。 循环流化床技术作为一种新颖的高效低 污染清洁燃烧技术 ，具有燃料适应性广 、燃 烧效率高 、脱硫效果好 、氮氧化物排放低 、 灰渣利用价值高 、负荷调节范围大和负荷调 节迅速的特点。采用把原有的常规锅炉改造 为循环流化床锅炉可提高对煤种的适应性 ， 提高燃烧效率和锅炉的热效率 ，减少 S 0 2 和 N O 的排放 ，同时可延长超龄锅炉的服役年 限 。 本文介绍我公 司为内蒙古 自治区某酒业 有限公司 2 0 t ／ h抛煤机倒转炉排链条炉改造 为 2 8 t ／ h 循环流化床的实例。 2 改造条件与要求 2 ． 1 改造原 因 内蒙古 自治区某酒业有限公司 4号炉是 某锅炉厂 1 9 9 0年生产的 2 0 t ／ h 抛煤机炉。由 于运行时燃烧组织不好 ，锅炉经常冒黑烟 ， 烟尘和黑度严重超标 ，环保不达标。考虑循 环流化床锅炉既可以燃烧低热值燃料，又能 进行炉内脱硫 ，使环保达标 ，其灰渣还能用 于水泥生产 ，因此该厂提出将原有的抛煤机 倒转炉排链条炉改造为循环流化床锅炉 ，同 时将锅炉 出力提高到 2 8～3 0 t ／ h ，以降低运 行成本 ，满足企业生产用汽要求。 2 ． 2 改造前锅炉情况 原锅炉为单锅筒的 自然循环水管锅炉 ， 燃烧设备为抛煤机倒转链条炉排。整个布置 是典型 的 A型结构、双层布置。运行层 标 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 2 余 热 锅 炉2 0 0 6 ． 2 - 3 高为 4 m，运行层下 出灰 间标高为 O m。炉膛 出口布置有过热器 ，过热器管子均为J J , N布 置，温度靠尾部烟气档板控制。在尾部烟井 的上部布置有铸铁省煤器。省煤器下面布置 有管式空气预热器。 锅炉原设计燃料为褐煤 ，低位发热量为 1 3 9 8 4 k J ／ k g ，设计热效率为 7 6 ． 9 ％，改造之 前锅炉实际的运行效率为 6 7 ％。 2 ． 3 用户对锅炉改造的要求 2 ． 3 ． 1 改造后燃用 给定设计煤种时 ，锅炉 给水温度、工作压力 、过 热蒸汽温度不变 ， 但蒸发量要提高到 2 8 t ／ h ； 2 ． 3 ． 2 燃料适应性要强，煤的热值在 1 4 6 0 0 ～ 1 8 8 0 0 k J ／ k g 均可保证蒸发量不低于 2 8 t ／ h ， 且锅炉效率不低于 8 0 ％； 2 ． 3 ． 3 尽量不变动锅炉基础和钢结构 ； 2 ． 3 ． 4 原锅炉的汽包不动 ； 2 ． 3 ． 5 所需 的新 部件 尽量少 ， ． 原锅炉辅助 设备尽量加 以利用。 3 改造方案 3 ． 1 锅炉改造的技术支持 冒黑烟是抛煤机炉普遍存在的问题 ，要 彻底解决冒烟问题 ，最佳途径就是将抛煤机 炉改造成流化床锅炉。公司希望改造后燃烧 劣质大雁褐煤 ，而这一点流化床燃烧方 式又是最佳选择 。改成流化床后锅炉常年冒 黑烟问题就可彻底解决 ，排烟林格曼黑度可 小 于 1 级 。 循环流化床锅炉 发展到今 天，就 2 O～ 3 0 t ／ h 容量级来说 ，可采用 的技术很多 ，如 下排气循环流化床锅炉，带竖埋管的内循环 流化床锅炉 、带横埋管的外置分离器的低倍 率循环流化床锅炉等。根据用户要求把锅炉 蒸发量提高到 2 8 t ／ h ，且要求锅炉效率不低 于 8 0 ％，我们 采用 了哈 尔滨工业大学 的循 环流化床锅炉技术。 3 ． 2 锅炉改造的总体方案 3 ． 2 ． 1 拆除炉排增加 流化床密相区 将炉排拆除后布置流化床密相区，在密 相区内布置埋管受热面 ，将密相区温度控制 在 9 5 0 ℃左右 ，保证稳定燃烧 。 3 ． 2 ． 2 分级燃烧 将空气预热器送来 的热风分为一次风和 二次风 。一次风从密相 区下的风室进入密相 区参与燃烧 ，二次风在密相区上方从前后墙 喷口送入炉膛 ，加强混合 ，实现可燃物的燃 尽 ，同时有利于降低氮氧化物的排放。 3 ． 2 ． 3 增加对流排管及过热器 锅炉扩 容后对流 排管及过热 器面积 不 足，为此 ，将锅炉汽包提高 2米，相应的对 流受热面及过热器长度增加 2米，满足负荷 增加后对受热面积增加的要求。 3 ． 2 ． 4 改铸铁省煤器为钢管省煤器 由于锅炉给水温度为 1 0 4 ℃ ，锅炉扩容 后铸铁省煤器内烟速过高而不能继续使用。 征得用户同意后决定将铸铁省煤器改为钢管 省煤器 ，增加传热面积，提高传热系数 ，有 利于降低尾部排烟温度。 3 ． 2 ． 5 增加空气预热器 原空气预热器设计烟速为 1 5 m ／ s ，扩 容 后烟速 达 到 2 1～2 2 ． 5 m ／ s ，阻 力 太 大，为 此，在原空气预热器基础上增加一个管箱 ， 使得烟速控制在合理的范围内。 3 ． 2 ． 6 增加鼓 、引风机 锅炉扩容后原鼓 、引风机风压 、风量不 足 ，不能使用 ，需增加 高压鼓风机 和引 风 机 ，满足流化床锅炉正常燃烧的要求。 3 ． 2 ． 7 增大水膜除尘器文丘里管 口径 锅炉扩容 后烟 气量增 加 1 ． 4～1 ． 5倍 ， 导致文丘里缩 口烟速过高 ，阻力增加较多 ， 因此需增加文丘里管 口径 ，使烟速在合理的 范围内，降低引风机电耗。由于采用带文丘 里管的水膜 除尘 器 ，除尘效率达 到 9 6 ％ ～ 9 8 ％，所以烟尘排放浓度比较容易达标。 3 ． 3 改造后的锅炉示意图 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 余 热 锅 炉2 0 0 6 ． 2 - 3 2 3 图 1 为改造后锅炉示意图。 图 1 改造后锅 炉 示意 图 3 ． 4 改造后锅炉主要参数及性能指标 表 1 为改造后锅炉的主要参数及性能指标。 表 1 改造后锅炉主要参数及性能指标 项 目 单位 数值 项 目 单位 数值 锅炉额定蒸发量 t ／ h 2 8 给水温度 ℃ l 0 4 额定蒸汽压力 M P a 2 ． 4 5 锅炉排烟温度 ℃ 1 5 2 额定蒸汽温度 ℃ 4 0 o 锅炉设计给煤量 k g ／ h 6 9 5 8 4 结束 语 目前 ，锅炉改造的施工设计 、工件制造 已全部完成 ，已进入安装阶段。链条炉改为 循环流化床锅炉的改造方案分析表明，采用 循环流化床技术对旧锅炉进行改造是可行和 有效的，改造后锅炉效率可有明显提高 、污 染物排放将达到国家标准。锅炉改造可以克 服原有锅 炉 的缺点 ，推动劣 质煤 的综合利 用，实现节约能源，保护环境 ，具有 良好的 社会效益和经济效益。 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m