75t/h 循环流化床锅炉结构高过出口疏水管泄漏 怎么处理

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2011-12-10 05:56 标签： 循环流化床锅炉原理
（贺经理）　　（湖南联新能源环保科技股份有限公司，湖南，长沙，410000）
　　【摘& 要】对1台75t/h循环流化床锅炉的燃烧方式、埋管、分离系统、对流换热面和NOx减排系统等方面进行改造，解决了该锅炉出力不足、燃烧效率较低、烟气NOx排放超标和受热面磨损等问题，使锅炉热效率超过90%，NOx排放量降低70%，达到节能减排的要求，取得了显著的经济效益。
　　【关键词】循环流化床锅炉；燃烧效率；水冷分离器；NOx减排
　　随着国家政策对环境保护问题的日益重视以及企业环保意识的提高，许多现役循环流化床锅炉由于热效率低、环保排放不达标等原因，对其进行了技术改造，获得了良好的效果[1-2]。某热电厂1台75t/h的循环流化床锅炉，在实际运行中存在一些问题，主要包括：1）锅炉出力严重不足，锅炉实际最大出力只有50-55t/h；2）对流受热面磨损严重，经常造成运行中爆管泄漏而紧急停炉，严重影响锅炉的安全稳定运行；3）飞灰含碳量较高，锅炉热效率较低，影响锅炉运行的经济性；4）污染物排放浓度高，NOx浓度可达350mg/Nm3左右，难以达到排放标准。因此，为了改善燃烧状况、减少飞灰含碳量，提高锅炉出力与燃烧效率，满足现行减排要求，需对其进行技术改造。
　　1．主要原因分析
　　在对锅炉进行改造前，先对锅炉出力不足、热效率低、NOx排放超标等原因进行了分析，主要原因是：
　　（1）该循环流化床锅炉采用的是高速床、百叶窗高温分离器加低温旋风分离器两级分离两级回送的技术路线，是循环流化床锅炉发展早期的技术[3]，现在已经属于落后淘汰技术。
　　（2）百叶窗高温分离器的分离效率较低，一般不到40%，只能对循环灰中部分粒径大于500&m粗颗粒进行分离，小于500&m的细颗粒只能通过布置于省煤器后的旋风分离器进行分离。这样导致过热器、省煤器处于灰循环回路中，灰浓度较高，过热器省煤器磨损严重。
　　（3）原锅炉有效容积仅为4.8m3，烟气停留时间不足3.4秒，燃烧时间及空间不足，造成飞灰含碳量较高。
　　（4）分离器系统性能主要靠布置于低温区的旋风分离器来承担，导致返料温度不足300℃，返回炉膛后需重新加热到至少800℃后才能燃烧，缩短了循环灰在炉膛内的有效燃烧时间，降低了返料灰的循环燃烧效果，进一步增大了飞灰的含碳量。
　　2．锅炉的改造方案
　　为提高现有锅炉运行的可靠性、设备的可利用率与锅炉燃烧效率，降低污染物排放水平，遵循&因炉制宜、安全经济、节能减排、节约投资&的原则，对原有锅炉采用带高温分离器的高低混合流速新型循环流化床锅炉技术进行了技术改造。该技术具有煤种适应性广、热效率高、NOx排放低、可实现炉内脱硫等优点，已在工业实践中得到应用[4-5]。
　　2.1流化床燃烧系统
　　改造中应用高低混合流速循环流化床燃烧方式，下部采用低速流化态燃烧系统，热态流化速度在4.0m/s左右；锅炉上部为高流速区域，烟气流速为4.5m/s；布风板采用20mm钢板制造，宽度方向布置风帽64排，深度方向布置风帽48排，共3048个风帽，布风板有效面积为18.2m2。采用炉前给煤，炉后方向排渣的方式，其中前墙均匀分布三个给煤口，并设六个&P133排渣口。同时，将锅炉后墙后移，使总有效容积增大到435立方米，烟气停留时间提高到4.1s。
　　2.2 埋管
　　在循环流化床锅炉的下部布置埋管，采用顺列布置，沿高度方向共四层。最下面一层采用&P51&7厚壁管，上面三层采用&P51&5厚壁管。在埋管的迎风面焊接四片耐热不锈钢防磨鳍片，在埋管背风面焊接四片碳钢防磨鳍片进行防磨。为保证在燃用低热值燃料时，能够使锅炉的出力达到满负荷，并有一定范围的超负荷能力，埋管吸热的热量占到整个蒸发吸热量的40%以上。在入炉煤低位发热量比设计煤种低位发热量下降500kcal/ kg，上浮1500kcal/kg的范围内，均可以保证锅炉负荷在75t/h经济稳定运行，各运行参数符合相关规范要求，并保证有超负荷10%以上的运行能力。
　　2.3水冷分离器系统
　　为充分利用锅炉原有构架及空间，采用内置水冷上排气高温旋风分离器，共设置两个直径&P2635的水冷高温分离器。水冷分离器内壁密焊销钉，敷设薄层刚玉质耐磨浇注料进行防磨。分离器的分离温度高达950℃以上，烟气及循环物料在分离器及料腿中被水冷后，会有适当的降温，返料温度在850℃-950℃之间，可以保障不能分离的煤粉颗粒(粒径小于80&m)通过炉膛时一次性完全燃烧，也不会造成返料结焦事故。同时，分离器的分离效率高达99%，可有效降低飞灰的含碳量，提高锅炉热效率。
　　2.4 对流换热面
　　炉膛采用全膜式壁结构，前墙位置保持与原锅炉炉膛前墙位置相同，侧墙宽度也与原锅炉炉膛宽度相同。炉膛后墙悬吊于锅炉顶部钢架上，向下延伸并向炉后方向弯曲，构成高低混合流速燃烧系统，即下部为低流速区，上部为高速区。
　　过热器布置于水冷高温分离器之后，低温段采用20GB.5钢管制造，高温段采用12Cr1MoVGB钢管制造，高温过热器烟气流速选择在8m/s左右，低温过热器烟气流速选择在10m/s左右。过热器进口前三排管子，出口前两排管子、弯头、悬吊掉管采用耐热不锈钢防磨瓦防磨。
　　省煤器采用20GB制造，布置于过热器之后尾部烟道中，采用支撑结构布置于省煤器支撑钢梁上。高温省煤器烟气流速选择在7.5m/s左右，低温省煤器烟气流速选择在7m/s左右。省煤器进口的前三排管子，出口前两排管子以及弯头管采用16Mn防磨瓦防磨。
　　空气预热器采用20#&P40&1.5焊接钢管制造，烟气侧流速采用10-11m/s，入口设200mm长防磨套管，磨损后更换即可。
　　2.5 NOx减排系统
　　采用低氮燃烧与选择性非催化还原技术相结合的方式降低NOx的排放量。采用回流风机将一部分烟气引进炉膛，并根据氧含量调整回流风量的大小；改进布风板、风帽结构，增加变径设备，使入炉煤达到要求颗粒度等措施实现低氮燃烧。对于选择性非催化还原技术，在温度850-1100℃的炉膛位置开设6个孔，将氨水或尿素溶液稀释后通过雾化喷射系统直接喷射进入炉膛，雾化后的氨水与NOx进行选择性非催化还原反应，将NOx转化成无污染的N2，随烟气排出锅炉。
　　3．锅炉的改造效果
　　由于此次锅炉改造保留了原来的大部分钢结构，以及原有的锅筒、省煤器、水冷壁系统等，就锅炉本体而言，可以比相同规模的新建锅炉费用降低约70%。表1给出了锅炉改造前后的运行数据。
　　表1 改造前后锅炉的运行数据
　　从表1可以看出，改造后循环流化床锅炉的热效率与最大蒸发量得到了明显的提升，而飞灰含碳量、灰渣含碳量以及NOx的生成浓度急剧降低。同时，由于除尘效率更高，过热器、省煤器等对流受热面及防磨瓦在一年后停炉检查时未发现有磨损的迹象。这不但延长了这些设备的使用寿命，减少了设备的维修费用，而且也延长了锅炉的年运行时间，使企业获得显著的经济效益。
　　4．结论
　　针对1台75t/h循环流化床锅炉运行中存在的问题，从提高热效率与热负荷、以及降低磨损与NOx排放等4个方面对锅炉进行了技术改造。实践结果表明：改造后的锅炉的热效率与最大蒸发量明显提升，解决了飞灰与灰渣含碳量高、锅炉受热面磨损严重的问题，降低了NOx的生成浓度，达到了节能减排的效果，为企业带来了显著的经济效益。
　　参考文献：
　　[1]陈剑，单涛. 一台75t/h循环流化床锅炉的改造技术[J]. 能源研究与管理.4-116.
　　[2]陈桂昌. 循环流化床锅炉提效节能改造探讨[J]. 应用能源技术. -28.
　　[3]张香兰.循环流化床锅炉改造方案及实施效果[J]. 油气田地面工程. ):70 -72.
　　[4]谢国利,钦峰,向夏楠. 一种新型热汽联产循环流化床工业锅炉[J]. 工业锅炉. -33.
　　[5]汤澄，何相助.高低混合流速循环流化床锅炉的应用[J]. 有色冶金节能.): 24-26.
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