引言东方锅炉设计制造的7×830 t/h循环流化床锅炉于2019年3月~2019年8月在某项目先后投产。本文将对该项目830 t/h CFB锅炉的设计特点及运行特性进行分析总结,旨在为CFB新产品开发以及后续同型锅炉的优化设计和性能完善提供参考。1锅炉方案1.1锅炉设计参数锅炉最大连续蒸发量为830 t/h,而再热蒸汽流量仅为360 t/h,且再热蒸汽温度入口温度为380 ℃,出口温度为460 ℃,蒸汽参数非常规CFB锅炉典型参数。锅炉主要蒸汽参数如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.016.T001表1锅炉主要蒸汽参数项目BMCR高过出口蒸汽流量/(t/h)830压力/MPa13.7温度/°C540低再进口蒸汽压力/MPa.4.0温度/°C380高再出口蒸汽流量/(t/h)360压力/MPa3.88温度/°C460省煤器进口给水温度/°C250锅炉设计煤质参数如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.016.T002表2锅炉设计煤质参数项目符号设计煤校核煤1全水分/%Mt1330收到基灰分/%Aar20.4317.87干燥无灰基挥发分/%Vdaf30.0045.47收到基碳/%Car56.039.5收到基氢/%Har3.003.02收到基氧/%Oar5.778.21收到基氮/%Nar1.00.6全硫/%St,ar0.80.8收到基低位发热量/(kJ/kg)Qnet,ar20 93414 654锅炉实际燃煤为高热值、低硫分、灰分较低的中等挥发分烟煤。1.2锅炉总体布置锅炉为高温超高压参数,设置单汽包、自然循环方式、带再热器系统、采用循环流化床燃烧方式,7台锅炉紧凑并列布置并整体设置紧身封闭。锅炉沿炉前后方向主要分为膜式水冷壁炉膛、高效蜗壳汽冷式旋风分离器、尾部烟道等3部分。炉膛采用全膜式壁结构,炉内布置有中温过热器和高温过热器、水冷蒸发屏和水冷中隔墙。锅炉采用炉前给煤、后墙排渣的形式。在锅炉回料器斜管上同时设有石灰石给料和床料添加口。炉膛底部设置有水冷布风板,布风板下是水冷壁管围成的水冷风室,水冷风室两侧分别连接有一个点火风道,点火风道布置于锅炉钢架两侧副跨内。两台高效蜗壳汽冷式旋风分离器布置在钢架第二跨,放置于炉膛与尾部烟道之间,每台旋风分离器下部各连接一台自平衡回料器,每台回料器采用一个立管对应两个回料腿的结构,可以有效地将分离器分离下来的固体颗粒送回炉膛。尾部为单烟道汽冷包墙,沿着烟气流向从上到下依次布置有低温过热器,高温再热器、低温再热器,上级H型鳍片管省煤器、一层SCR反应器、下级H型鳍片管省煤器,下级省煤器下布置有一台四分仓回转式空气预热器。2锅炉主要运行特性2.1锅炉燃料特性研究为保证锅炉的可靠运行,须控制锅炉入炉煤的质量,煤质稳定,具有高热值、低硫分、中低灰分、中高挥发分等特性。实际入炉燃料成分如表3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.016.T003表3锅炉实际入炉煤质参数项目符号煤种1全水分/%Mt13.40收到基灰分/%Aar13.83干燥无灰基挥发分/%Vdaf38.22收到基碳/%Car58.32收到基氢/%Har3.60收到基氧/%Oar9.61收到基氮/%Nar0.83全硫/%St,ar0.45收到基低位发热量/(kJ/kg)Qnet,ar21 900除进行常规的工业分析和元素分析外,采用热重分析仪(TG-DTG)对实际入炉煤质进行了分析,TG-DTG曲线如图1所示。实际入炉煤质的燃烧特性特征指标如表4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.016.F001图1入炉煤质 TG-DTG曲线10.3969/j.issn.1004-7948.2020.12.016.T004表4锅炉实际入炉煤燃烧特性特征指标项目符号煤种1着火温度/℃Ti384燃尽温度/℃Tf532最大燃烧速率/(%/min)vp10.8最大燃烧速率温度/℃Tp443平均燃烧速率/(%/min)v¯8.3由表4可知,锅炉实际入炉煤的着火温度和燃尽温度较低,整体来看入炉煤属于较易着火、较易燃尽的煤种,入炉煤质比较稳定。2.2锅炉满负荷运行特性锅炉实际运行结果表明,锅炉能够在各个运行工况下安全、稳定运行,运行状态良好,炉内受热面未发生超温情况,主循环回路的物料循环均能随着锅炉负荷变化而正常建立,回料器返料顺畅。锅炉满负荷时烟气侧和蒸汽侧温度分布总体与锅炉设计值基本吻合,尤其是对于本项目特殊参数的再热器系统,蒸汽参数达到设计值,锅炉表现出了良好的运行特性,同时也说明锅炉热力模型搭建合理,热力计算结果准确可靠。2.3锅炉运行经济性在锅炉性能试验期间,对锅炉灰渣进行取样分析,分析结果表明,对锅炉开展燃烧优化调整后,可将飞灰及底渣可燃物控制在较低水平,有效地确保了锅炉燃烧效率。预热器为一台四分仓回转式预热器,上二次风和下二次风分别布置于一次风道两侧,上、下二次风分别采用单独的风机,预热器进出口风温及排烟温度均达到原设计值。根据性能试验期间的测试,锅炉效率优于合同保证值。3结语锅炉运行结果表明:锅炉整体表现优异,运行稳定,锅炉蒸发量、蒸汽参数、污染物排放等性能指标均可达到设计要求,锅炉操作简单、调节灵活,锅炉具有良好的运行特性。
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