75t/h次高溫次高壓CFB鍋爐設計特點

摘 要：隨著我國經濟實力的不斷壯大和發展，我國的環境質量也受到了嚴重的影響，為了達到可持續發展和綠色發展的目標，國家對能源化工行業硫氧化物和氮氧化物的排放要求顯得越來越苛刻。而高效+低污染的特性使得CFB鍋爐成為大多行業青睞的爐型。介紹了公司生產的75t/h次高溫次高壓循環流化床鍋爐的基本結構和設計特點

關鍵詞：次高溫次高壓；循環流化床鍋爐；設計

1 鍋爐簡介

鍋爐采用單鍋筒、自然循環、集中下降管、平衡通風、絕熱式旋風氣固分離器、循環流化床燃燒方式，主要由鍋筒、懸吊式全膜式水冷壁爐膛、絕熱式旋風分離器、返料回路以及豎井對流受熱面組成。鍋筒擱置在鋼架橫梁上，爐膛采用懸吊結構，鍋爐爐膛整體向下膨脹，鍋爐在爐膛水冷壁出口煙道與旋風分離器入口之間以及返料料腿中布置有柔性的非金屬膨脹節。爐膛與對流豎井之間，布置有兩臺絕熱旋風分離器，分離器上部為圓筒形，下部為錐形。在旋風分離器的圓柱體和錐體結合處設置支撐裝置，擱置在鋼架橫梁上。旋風分離器下部各布置一個返料裝置，返料為非機械式自平衡U型返料裝置，返料裝置底部布置返料風裝置。

在尾部豎井內按煙氣流向依次布置高溫過熱器、低溫過熱器、高溫省煤器、低溫省煤器和空氣預熱器。高溫過熱器懸吊在豎井煙道上方。低溫過熱器、省煤器管系通過管夾支撐在承重梁上，承重梁擱置尾部護架上；管式空氣預熱器支撐在鋼架橫梁上。

2 鍋爐設計參數

3 鍋爐主要部分結構

3.1 爐膛

爐膛的高×寬×深：24850mm×6430mm×3230mm，爐膛水冷壁管子全部采用φ51×5mm、材料為20G/GB5310，光管加扁鋼組成膜式水冷壁，鰭片厚度為5mm，材料為Q235A，管子節距為100mm，前后墻水冷壁管各布置64根，左、右側墻水冷壁管各布置32根。沿爐膛水冷壁高度方向上布置十二層剛性梁（含三層導向止晃裝置），增加整個爐膛的剛性和抵抗爐內正壓燃燒引起的水冷壁變形。

后墻水冷壁管下部由64根管子折向爐前形成爐底流化床布風板。布風板標高為4200mm，布風板水冷壁管節距為100mm。在水冷壁管中間的扁鋼上面布置有501只風帽，風帽采用先進技術的鐘罩式小風帽，材料全部采用ZG8Cr26Ni4Mn3N，錯列布置，使用溫度可達1100℃，具有較長的使用壽命。

前、后墻水冷壁在布風板處分別向前后形成與垂直方向成9°的錐段，形成燃燒室密相區。在該區域下部水冷壁上，開有許多循環流化床鍋爐所需的特殊門孔，其中包括3個前墻給煤口；后墻2個返料器返料口；左右側墻各1個檢修人孔門；前墻布置6個二次風噴口，后墻布置7個二次風噴口，并且在該區域布置足夠數量的溫度、壓力測量孔。

在爐膛中、上部爐膛截面尺寸為：3230mm×6430mm。前墻折向爐后形成爐頂。煙氣由布置在后墻上部向后延伸形成的膜式壁導流加速煙道引出，進入旋風分離器。在爐膛下部錐段、爐膛出口四周一定區域，在管子上焊有密集銷釘，敷設厚度為60mm的耐磨耐火可塑料；在容易磨損的部位如衛燃帶上部與膜式壁管交接處采用了膜式壁向外讓管的方式使膜式壁與衛燃帶平滑過渡避免形成渦流。

水冷壁及其附著在水冷壁上的零部件全部重量都通過吊桿裝置懸吊在頂板上，前墻有6根的吊桿，后墻有5根的吊桿，兩側墻各有3根的吊桿，安裝時應調整螺母，使每根吊桿均勻承載。

3.2 鍋筒及其內部裝置

鍋筒內徑φ1500mm，壁厚42mm，材料為Q345R（GB713），筒身直段長度為8200mm，包括封頭長度在內總長度約為9850mm。鍋內采用單段蒸發系統，雙排布置24個，直徑為Φ290的旋風分離器。

鍋筒頂部布置有兩只彈簧安全閥，鍋筒上還布置有連續排污、加藥、緊急放水以及啟動、停爐時需要的再循環等管座、水位計及平衡容器。鍋筒兩端采用球形封頭。鍋筒正常水位在鍋筒中心線以下100mm處，最高水位和最低水位離正常水位各75mm。鍋筒由兩個活動支座支在頂板梁上，受熱時鍋筒能向兩端自由膨脹。

3.3 過熱器

飽和蒸汽從鍋筒頂部由4根φ133mm的連接管引入鍋爐左側的低溫過熱器進口集箱。低溫過熱器管束采用錯列布置，采用支撐結構。低溫過熱器采用規格為φ38×3.5mm的管子，雙管圈蛇形管束，材質為20G/GB53100；低溫過熱器進口集箱為φ219mm、材料為20G/GB5310；低溫過熱器出口集箱為φ219mm、材料為20G/GB5310。

高溫過熱器管束采用錯列布置，采用吊掛管懸吊方式。高溫過熱器管束分四排分別向上延伸形成高溫過熱器吊掛管排。高溫過熱器采用規格為φ38×3.5mm的管子，雙管圈蛇形管束，材質為12Cr1MoVG/GB5310，其中吊掛管排采用規格為φ38×5mm的管子，材質為12Cr1MoVG/GB5310；高溫過熱器進口集箱為φ219mm、材料為20G/GB5310；高溫過熱器出口集箱為φ273mm、材料為12Cr1MoV

G/GB5310。

在高、低溫過熱器之間采用噴水減溫器。減溫器規格為φ273mm，材料為12Cr1MoVG/GB5310。

3.4 省煤器

給水首先從鍋爐對流豎井右側的省煤器進口集箱（φ159mm、材料為20G/GB5310）通過2根φ76mm、材料為20G/GB5310的連接管引入。低溫省煤器采用單管圈錯列布置，管子規格φ32×3mm，材料為20G/GB5310，然后進入低溫省煤器出口集箱（φ159mm、材料為20G/GB5310）。高溫省煤器采用單管圈錯列布置，管子規格為φ32×3mm，材料為20G/GB5310，最后經過高溫省煤器管組加熱后進入高溫省煤器出口集箱（φ159mm、材料為20G/GB5310），通過2根φ76mm、材料為20G/GB5310的連接管引出，再最后分成6根φ57mm的支管進入鍋筒。兩級省煤器之間預留SCN脫銷空間和位置。

3.5 空氣預熱器

在省煤器后布置三級空氣預熱器，管束臥式順列布置。因一、二次風的風壓差別很大，故一、二次風管箱采用分別交錯并列平行布置。二次冷風從空氣預熱器后側上部進入，經過三個回程的加熱，自前側上部引出；一次冷風也由空氣預熱器后側下部進入，經過三個回程的加熱，從前側下部引出。一次風空氣預熱器分上、中、下三個管箱；二次風空氣預熱器也分上、中、下三個管箱。管箱管子采用φ50×2，材質為Q235A，僅最末一級空預器管箱管子采用φ50×2的耐腐蝕的10CrNiCuP（考登管）。空氣預熱器的支撐通過箱形梁將其重量傳遞至鍋爐尾部鋼架上。

4 結束語

該鍋爐是我公司第一臺生效的尾部布置脫銷的CFB鍋爐，與以往CFB鍋爐的設計有所不同。SCR脫銷要求的空間和煙氣溫度區間，增加了鍋爐尾部受熱面的布置難度。作為我公司首臺生效的采用SCR脫銷的CFB鍋爐，不僅為類似爐型的再次設計提供了直接參考，該爐型還減少了硫氧化物和氮氧化物的排放，為生態環境和人文環境的保護作出貢獻。