PDF《/h 水冷方形分离器 循环 流化床》

第23卷 第 8期

2 0

0 3年 8月 中国电机工程学报Proceedingso f t h eCS EE Vo

1 .

2 3 No .

8 Au g .

2 0

0 3 ~2

0 0

3 C h i n . S o c . f o rE l e c . E n g . 文章编号 :0

2 5

8 .

8 0

1 3(

2 0

0 3 )

0 8 .

0 1

7 8 .

0 5 中图分 类号 :T K

2 2

9 文献标识码 :A 学科分类号 :4

7 0 -

2 0

4 0

2 2

0 t / h 水冷方形分 离器 循环 流化床 锅炉的设计及运行 吕俊复

1 ,刘青・,张建胜 ,岳光溪 ,沈解忠

2 唐 国勇

2 , 苏小平

2 朱晓峰

2 赵爱国 (

1 . 清华大学热能工程 系,北京

1 0

0 0

8 4 ;

2 . 无锡华光锅炉股份有限公司设计处, 江苏 无锡

2 1

4 0

2 6 ;

3 .威海热电厂,山东 威海

2 6

4 2

0 0) DES I GN AND oPERATI oN EXPEl UENCE oF THE F Ⅱ T P 儿oT

2 2 I 叭l / h CI RCULATI NG FLUm I ZE D BED Bo】 [

1 觚,】【TH A L

1 陬C00l LED S QUARE C YCL oNE L V J u n - f u , L I U Qi n g , Z HA NG J i a n - s h e n g , Y UE Gu a n g ― x i , S HE N J i e - z h o n g ~ , T A NG G u o ― y o n g , S U Xi a o ― p i n g , Z HU Xi a o ― f e n g , ZHAO Ai ― g u o (

1 . De p a r t me n t o f T h e r ma l E n g i ne e r i n g , T s i n g h u a U n i v e r s i t y , B e i j i n g

1 0

0 0

8 4 , C h i n a ;

2 . De p a r t me n t o f Bo i l e r De s i g n , W u x i Hu a g u a n g Bo i l e r Co . Lt d . ,

2 1

4 0

2 6 , Ch i n a ;

3 . We i h a i He a t &

P o w e r C o g e n e r a f i o n P l a n t , We i h a i

2 6

42 0

0 , C h i n a ) ABSTRACTl Ba s e d o n t he S U C C E S S o f7

5 t , t l a n d

1 3 o t / h CF B b o i l e r s wi t l l wa t E o

0 l e d s q u a r e c y c l o n e m o u n t i n g t o o v e r f o r t y ,t he f ir s t o n e

2 2 o t / h we n t i n t o c o mm e r c i a l o p e r at i o n s u c c e s s f u l l y b y t he e n d o f

2 0

01 , a t W_ e ma i Co g e n e mt i o n P l a n t , S h a n d o n P r o v i n c e . Tms b o i l e r i s o n e o f t he l a r g e s t c a p a c i t i e s CF B b o i l e r s c o n s t r u c t e d wi t h C h i n e s ed e m o t i ct e c h n o l o g y . T h e o p e r at i n g e x p e r i e n c e i s p r e s e n t e d i n t h i s p a p e r . Be c a u s e o ft he n a t u r eo ft hewa t e rc o o l e d c y c l o n ea n dt hef u l l wa t e r me mb r a n e s t r u c t u r e o f t he b o i l e r wa l l , t he b o i l e r s h o w a u n i q u e p e r fo r ma n c e o n t he s h o r t e r s t a r t u p t i me ;

t he r e s i s t a n c e o n t he s h u t d o wn ;

t he l o we r t e mp e r at u r e o f c i r c u l a t i n g a s h a n d e x c e l l e n c e a v a i l a b i l i t y , e t c . n l e p a r t i c l e s i z e o f f ly a sh . c i r e u la t i n ga sha n db o t t o m a sho f t h i sb o i l e r i sv e r y s i mi l a r wi t h t ho s e o f t he CF B b o i le r s wi t h r o u n d c y c l o n e o f e q u i v a l e n t d i a me t e r a n d wo r k i n g o n a s i mi l a r c o a 1. I t s c o mb u s t i o n e f f i c i e n c y i s h i g h e r t ha n e x p e c t e d .

1 '

l l e p o l l u t a n t e mi s s i o n o f t l l e b o i l e r i s n o t b e y o n d t he l o c a l s t r i c t e mi s s i o n s t a n d a r d . I t s f u e l f l e x i b i l i t y ,h ig h l

0 a d v a r i a t i o n r a t i o .e s p e c i a l l y ,t he e x c el l e n t r e l i a b i S t y s a t i s t ie d 血e c l i e n t . 基金项目:国家 十五 攻关项 目(

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0 1

1 3 A

4 0

1 A

0 3 ) ;

国家重点基础 研究发展规划项目( (

3 2

0 0

0 0

2 6

3 0

9 );

8 6

3 高技术基金项目(2002AA529100).Ke y P r o j e ct o ft h e N a t i o n a l T e n t h- F i v e Y e a r R e s e a r c h P r o g r a mme o f C l a m(

2 0

0 l

1 3 A4

0 1 A0

3 ) ;

P r o j e c t S u b s i d i z e db y t heS p e c i a l F u n d s f o r Ma j o r S t a t e B a s i c R e s e a r c h P r o j e c t s o f C h i n a ( G

2 O O O O

2 6

3 0

9 ) ;

N a t i o n a l H i 譬hTech n o l o g y R e s e a r c h a n d D e v e l o p me n t o f C h i n a (

8 6

3 P r o g r a mme ) (

2 0

0 2 AA

5 2

9 1

0 0 ) . KEY W oRDS:

2 2 I mb o i l e r ;

Wa t e r - c

0 o l e d s q u a r e c y c l o n e ;

C i r c u l a t i n gf l u i d i z e db e d( a ) ;

O p e r a t i o n e x p e r i e n c e 摘要 :在数十 台75t/h和

1 3 O 惰 环流化 床成功运行 的基础 上, 开发 了220t/h采用水冷 方形分离 器的循环 流化 床锅 炉,2

0 0 1年底在 山东威海热 电厂投入商业运行 .这是采用 中国技 术的容量最 大的循环 流化床 锅炉之~ .文 中介 绍了该炉 的运 行情况 . 由于水冷 方形分 离器本 身的特 点以及全 膜式 壁结构 ,锅炉迅速 启动 以及 回灰温度 略微下 降等特性 非 常突 出.飞灰、循环 灰和底渣 的粒度 分布与燃 用相似煤 种等当量 直径 圆旋 风筒循环流 化床锅炉 非常相似 .燃烧 效率比较理 想,污染物 捧放满足 国家标准 要求 .其 燃料适 应性、负荷变化率尤其是可靠性非 常优越 . 关键词:

2 2

0 t / h 锅炉;

水冷方形分离器;

循环流化床;

试运行

1 引言 中国的能源结构 中,煤炭 占有绝对优势 ,清 洁煤燃烧技术受到高度重视 . f

12 0 世纪8

0 年代初 , 开展循环流化床燃烧技术 的研究开发 ,开发 了一 批7

5 t / h 及 以下容量等级 的具有 中国特色 的廉价循 环流化床锅炉 .国家经贸委在2

0 世纪9 o 年代 支持 的国产7

5 t / h 循 环流化床锅 炉完善化示范工程 的完 成标 志着 该容量 等级的循 环流化床锅炉完全商业 化【

1 '

.接着又相继开发 了一批

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0 t / h 容量等级的中 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 8期 吕俊 复等 :

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0 t / h 水冷方 形分离器循环流化床锅炉 的设计 及运行

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9 压或 高压循环流化床锅炉 ,并成 功地投 入商业 运行【

3 】 . 这些经验的积累以及进一步详细研究为2

2 0 t / h 的研制及工程 设计提供了理论依据【

4 】 .大量引进技 术设备的实践也为开发2

2 0 t / h 循环流化床锅炉提供 了条件【

5 1 .在此条件下,清华大学和无锡锅炉厂成 功开发了2

2 0 t / h 水冷方形分离器循环流化床锅炉 , 于2

0 0

1 年底在 山东威海热 电厂投 入商业运行 .本 文介绍该炉的设计和运行 的基本情况.

2 2

2 0 V h 循环 流化床锅 炉设计特点 入 口带 有加 速 段水 冷方形分 离 器成 功地 应 用于7

5 t , I l 循环床锅炉,得到国内外同行的关注【 . 该炉型的运行显示 了良好 的性能 ,并具备优异 的 放大潜力【 l 】 .在工业规模的锅炉上进行了一系列详 细 的测试,积 累了大量经验和关键数据 蝴, 在此基 础上研究开发了2

2 0 t / h 循环流化床锅炉.该锅炉是 我国 白行设计制造 、具有独立 自主 知识产权、性 能先进、容量最大的循环流化床锅炉之一 . 根据威海热 电厂 的具体情 况 ,锅炉采用 次高 温次高压参数、 紧凑式设计 , 半露天布置. 该220t/h水冷方形分离循环流化床锅炉 的设计煤种 为当地 燃料 ,工业分析见表

1 ;

技术规范和主要的设计参 数见表

2 .燃烧室设计温度为

9 1

2 ℃. 表12201/h水 冷方形分离循环流化床锅炉设计及运行燃料分析 Ta b .

1 Thed e s i g na n do p e r a t i o nf ue l a p p r o x i m a t emml y s i sf o rt h eCF B b o i l e r 锅炉采用单锅 筒横置式 自然循环,兀型布置, 自炉前 向后依次布置燃烧室、分离器、尾部烟道 . 锅 炉采用双框架结构,炉前向后计4 排柱 .外形尺 寸 为高x 宽x 深=4

3 6

0 0 r n mx

2 1

4 0

0 mmX

2 0

7 0

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n l - n : 锅炉中心标高3

9 6

0 0 mm;

运转层标高8

0 0

0 r a m;

左 右内柱距离1

2 8

0 0 mm,前后柱距离2

0 7

0 0 l l l / n . 炉膛 由膜 式水冷壁构成 ,截面积约5

5 mz ,燃 烧室净高约 为3

0 m,炉膛下部前后墙收缩成锥形炉 底 ,前墙水冷壁延伸成水冷 布风 板并与两侧水 冷 壁共 同形成水冷风 室 .燃烧 室下部水冷壁是磨损 可能发生的重要部位之一 ,焊有密度较大的销钉, 敷 设较薄的高温 耐磨材料 .实验和实 践都证 明它 是既经济有效的防磨措施 ,又有利于水冷壁 的利 用率u 们 .炉膛 出口布置两个膜式水冷壁构成 的方 形分离器 ,分离器前墙与燃烧室后墙共用 ,分离 器入口加速段 由燃烧室后墙弯制形成 ;

分离器后 墙 同时作为尾部竖井 的前包墙 ,该屏水冷壁 向下 收缩成料斗 ,向上 的一部分直接 引出 吊挂 ,另一 部分 向前至燃烧室后墙 向上 ,构成 分离器顶棚 和出口烟道前墙 ;

分离器两侧墙 水冷 壁 向上延伸 形成出口区侧墙 ;

分离器 出口区汽 冷顶棚 至转 向室 后墙 向下作为尾 部竖井后墙 ,与汽 冷侧包墙、分 离器 后墙 一起 围成膜 式壁包 墙 ,分离器、转 向室 与尾部包墙结合起来成为一体,避免使用膨胀节 , 既保持紧凑型布置 ,又保证 良好的密封性能 . 省煤器之 前 的所 有 炉墙 均为膜式壁 吊挂结 构 ,锅炉从水冷风室到尾部包墙采用 了膜 式壁 结构,联为一体 ,采用 刚性平 台固定 中心 ,锅炉的 膨胀 、密封得 到了很好 的解 决 ;

省煤器之后为轻 型护板炉墙 ,支撑结构. 维普资讯 http://www.cqvip.com

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0 中国电机工程学报第23卷 燃烧室上部布 置有三屏翼形墙 蒸发受热面 和 六屏翼形墙过热器 ,作为高温 过热 器 ,充分利用 了翼形墙受热面 吸热量随循环量和燃烧室温度变 化的特 点 ,使得锅炉负荷大范 围变动 时蒸汽参数 保证达到额定值 .低温 过热器布置在 尾部汽冷包 墙内.由于该 炉为次高温次高压参数 ,因此过热 器相对于 高温 高压条件下较少 ,因此省煤器也位 于汽冷包墙 内.若 为高温 高压参 数,低温 过热器 和省煤器下移 ,在汽冷包墙 内增加末级过热器 . 锅炉燃烧所需空气分别 由一 、二次风机提供. 一 次风经预热 后 ,由左右两侧风道引入水冷风 室中,流经安装在水冷布风板上的风 帽进入燃烧室, 保证流化质量和密 相区的燃烧 :二次风 经预热后 位于燃烧室 四周 两层二次风 口进入炉膛 ,补充燃 烧 空气 并加 强扰动混合 .燃料在炉膛 内燃烧产生 的大量烟气 携带物料经分离器 的入 口加速段 加速 进入水冷方形分离器 ,烟气和 物........