29～70 MW燃气热水锅炉开发与应用.pdf

学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 研究与开发 2 9～ 7 0 MW 燃气热水锅炉开发与应用 2 l 同类水管式燃气锅炉前墙布置燃烧器的位置 ， 一 般采用水冷壁 “ 让管” 结构给燃烧器安装 留出位 置， 即将此处的水冷壁管进行空间弯管， 形状复杂， 使得水冷壁的制造难度加大， 也给此处的密封和保 温增加了困难 。同时 由水 冷壁“ 让管 ” 形成 的燃烧 器安装结构 ， 因刚性不足给锅炉安全运行 留下一定 的隐患 ， 必须考虑加强措施。 本系列产品采取在锅炉前墙设置环形集箱 的方 式为燃烧器安装预 留位置 ， 如图 4所示 。燃烧器位 置处 的水冷壁管通过环形集箱连接 ， 既增加了前墙 的刚性， 又降低了前墙水冷壁的制造难度， 外形更美 观 ， 设备安装也更方便 。 图4 前墙环形集箱示意 2 ． 2 ． 3 锅炉尾部采用组合式冷却系统吸收烟气余 热 目前国内同类产品中， 回收利用锅炉排烟余热 的装置种类也有很多， 各种新技术也处于研发和不 断改进 中。目前投入运行的此类设备基本为单独的 节能器或冷凝器 ， 相当于本产品所称水冷却器 ， 在选 材方面一般采用普通碳钢 ， 设备体积大 ， 耐酸腐蚀性 能不佳， 即使是选择不锈钢， 其耐酸腐蚀性能也没有 达到理想效果。 我们在吸收国内外同类产品运行经验的基础上 研发了组合式冷却系统 ， 该组合式冷却系统包括水 冷却器和空气冷却器， 利用烟气余热既给给水加热， 也给送风预热， 提高锅炉效率。 通过对天然气燃烧后 的产物特性分析 ， 并对 目 前国内外常用的“ 耐酸低温露点腐蚀 ” 钢材 [ 如 N D 牌号 0 9 C r C u S b 、 C R I R日本钢种 、 1 C r 1 8 N i 9 不 锈钢 、 C o r t e n 考登钢 、 2 0 G 碳钢 等] 进行比较。 由于 N D钢的耐腐蚀性能要高于其它钢种 主要指 标是 7 0 、 5 0 ％H S O 溶液中浸泡 2 4 h ， N D钢腐 蚀速率最低 ， 因此， 选用 N D钢翅片管作为水冷却 器换热管， 选用 N D钢直线形热管作为空气冷却器 换热管， 这样既保证了整个组合冷却系统的耐腐蚀 性能， 提高了设备使用寿命， 也保证了该组合冷却系 统的热交换效率 ， 可将烟气温度降至 7 0℃以下。组 合冷却系统基本结构见图5 。 图 5 组合冷却 系统结构 2 ． 2 ． 4 采用防振措施避免锅炉运行振动 根据 国内大型热水锅炉在运行和负荷变化时产 生振动从而导致对流管产生疲 劳断裂 的情况 ， 我们 采取 以下方法较好地解决了该 问题 1 从结构 尺寸上合 理布 置对流管 束纵 横间 距、 管径与长度比， 合理选取炉膛尺寸； 2 采用增加管子壁厚等措施提高炉膛膜式水 冷壁的整体刚性和对流管束的刚性； 3 在管中设置支撑 见图 6 。 一 ＼对流管防振动板 图 6 管子 l司支撑 2 ． 2 ． 5 设置冷凝水 回收系统 考虑到锅炉在低 负荷运行 时会产生较多冷凝 水 ， 锅炉设计时在尾部对流段 、 烟道 、 节能器底部均 设置了收集冷凝水 的装置 ， 由疏水管道引出集 中排 放到合理位置 见图7 并加以利用， 以提高锅炉的 节能效果 。 图 7 锅炉本体冷凝水收集 3 应用情况 我公司 2 9 MW、 5 8 M W、 7 0 MW 燃气 热水 锅炉 投入运行后， 由有关检验机构分别进行了产品能效 测试， 测试时锅炉实际运行负荷为额定值的9 7 ％ ～ 1 0 5 ％ ， 实际测试结果如表 2 。 下转第 2 5页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 探讨园地 垃圾焚烧炉热损失影响因素分析与建议措施 燃烧效率。经验表明， 一次风要有足够的风压 ， 一般 保证总风室的风压在 2～2 ． 5 k P a ， 才能穿透 6 0 0 8 0 0 m m的料层。垃圾的热值越低， 一次风的比例就 越大， 就 目 前我国垃圾热值情况， 一次风量占总风量 的 比例多数为 7 0 ％ 一8 0 ％ 。以上操作 均可减少 固 体不完全燃烧损失 g 、 固态排 渣热损失 q ， 提 高焚 烧炉的焚烧效率。强 参考文献 [ 1 ] 杨宏民， 李建刚， 杨小锟． 电站锅炉排烟热损失计算研究 [ J ] ． 电站系统工程 ， 2 0 0 0 ， 1 6 2 9 4 9 5 ． 上接第 1 8页 C F B锅炉的锅炉效率提高， 但进气氧气含量是有上 限的。本文根据设计计算， 建议进气中的氧气含量 上限为 3 0 ％ ， 当进气 氧气含量从 3 0 ％降低 到 2 7 ％ 时 ， 锅炉可以在额定负荷下运行 ， 低于 2 7 ％ 的进气 氧气浓度 ， 锅炉要降负荷运行 。 2 带外置床的4 1 0 t ／ h富氧燃烧 C F B锅炉进 气氧气含量也是有上限的， 本文根据设计计算， 建议 进气中的氧气含量上限为 3 9 ％。醢 参考文献 [ 1 ] 谭力 ， 段翠九， 赵科 ， 等． 循环流化床富氧燃烧的炉膛传 上接第 2 l 页 [ 2 ] 闫顺林， 李永华， 周兰欣． 电站锅炉排烟温度升高原因的 归类分析[ J ] ．中国电力， 2 0 0 0 ， 3 3 6 2 0 2 2 ． [ 3 ] 张锐， 信丹丹 ， 孙晓菲． 热管技术在降低电站锅炉排烟温 度中的应用[ J ] ． 电站系统工程， 2 0 1 1 ， 2 7 3 2 3 2 5 ． [ 4 ] E h s a n F i r o u z f a r ，M a r y a m A t t a r a n ． A R e v i e w o f H e a t P i p e H e a t E x c h a n g e r s A c t i v i t y i n A s i a [ J ] ． P r o c e e d i n g s o f Wo r l d Ac a d e my o f S c i e n c e， E n g i n e e r i n g a n d T e c h n o l o g y ， 2 0 0 8， 3 0 6 3 9 6 4 4． [ 5 ] 邹嵘， 雷明． 炉排式垃圾焚烧炉 中灰渣热灼减率的控制 [ J ] ． 能源研究与管理， 2 0 1 2 ， 2 7 3 7 4 ． 热特性[ J ] ． 中国电机工程学报， 2 0 1 2 s 1 1 3 31 3 7 ． [ 2 ] 段伦博 ， 赵长遂， 屈成锐， 等．循环流化床 0 ／ C O 燃烧 技术的最新进展[ J ] ．动力工程， 2 0 0 8 4 6 0 5 6 1 1 ． [ 3 ] 刘豪， 邱建荣， 徐志英， 等．高浓度 C O 气氛下燃煤氮、 硫 污染物的释放特性[ J ] ．工程热物理学报， 2 0 0 8 2 3 5 4 3 5 6 ． [ 4 ] 牛天况．富氧燃烧锅炉初探[ J ] ．锅炉技术，2 0 0 8 1 2 53 1 ． [ 5 ] 侯伟军， 卢广 ， 蔡晓辉． 富氧燃烧技术在循环流化床锅炉 中的研究综述[ J ] ．应用能源技术， 2 0 0 9 9 2 22 5 ． 表 2 能效测试 结果 由表 2可见 ， 锅炉热效率 和排烟温度均达到或 优于设计要求 ， 其节能效果显著。据初步估算 ， 按年 运行4 0 0 0 h 计， 3 种锅炉每台年节能量分别为3 4 ． 8 1 0 m 标 态 、 9 4 ． 6 41 0 m 标态 、 1 0 3 ． 3 2 1 0 m 标态 天然气。 同时， 由检验机构根据 G B 1 3 2 7 1 --2 0 0 1 锅炉 大气污染物排放标准 对该系列炉型代表产品 7 0 M W燃气热水锅炉进行了环保测试， 其结果为 s O 初始排放为 0 m g ／ m ， N O 初始排放为 1 7 6 ． 2 5 m g ／ m ， 烟气黑度 I 林格曼级。其指标远远低于国家 标准规定值 ， 很大程度降低了对大气的污染， 降低了 排放处理成本 ， 真正实现 了低污染的清洁燃烧 。 4结语 该系列锅炉的研发总体是成功的， 但根据 目前 的应用情况和我国用户的使用习惯， 对 D型结构系 列燃气热水锅炉在结构上作进一步的优化， 降低钢 耗； 对烟气冷却系统和冷凝水回收及深入利用作进 一 步研发， 以进一步提高锅炉热效率。瞄 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m