循環流化床鍋爐提效節能改造探討

陳桂昌

(河南神馬尼龍化工有限責任公司，河南 平頂山 467013)

循環流化床鍋爐提效節能改造探討

陳桂昌

(河南神馬尼龍化工有限責任公司，河南 平頂山 467013)

文中介紹了這個公司1#循環流化床鍋爐存在的問題，分析了造成其帶負荷能力不足和排煙溫度高的原因，并提出了相應的技術對策。這些技術措施的實施提高了鍋爐帶負荷能力，降低了鍋爐排煙溫度，鍋爐提效和節能改造達到了預期目標。

循環流化床鍋爐；負荷排煙溫度；提效；節能

0 引 言

某公司1#鍋爐是75 t/h中溫中壓CFB鍋爐。該鍋爐采用“П”型布置，框架支吊結構。爐膛為膜式水冷壁。尾部設多組蛇形管受熱面和一、二次風空氣預熱器。燃燒系統由旋風分離器，U型回料閥，床下點火等系統組成。

自投產以來，1#鍋爐存在較多問題：(1)鍋爐負壓拉不動，帶負荷困難，僅可以帶到65 t/h。(2)鍋爐床溫高，65 t/h時鍋爐床溫達到960～980 ℃，返料溫度達到1 000 ℃。(3)鍋爐分離器阻力大，65 t/h時，鍋爐分離器阻力已達1 800 Pa。(4)鍋爐排煙溫度高，65 t/h時鍋爐排煙溫度達到180 ℃。

以上問題不僅降低了鍋爐效率，而且由于排煙溫度過高，直接影響到電除塵改布袋除塵的環保改造，環保和節能兩個方面都需要我們對1#鍋爐進行必要的改造。

1 鍋爐改造方案

1.1 分離器改造方案

分離器是CFB鍋爐的關鍵部件，其主要作用是將大量高溫固體物料從氣流中分離出來，送回爐膛，以維持爐膛的快速流態化運行，保證燃料和脫硫劑多次循環，為焦炭顆粒和脫硫劑停留時間的延長提供條件。因此，分離器的分離效率對循環流化床鍋爐的運行有直接影響，如果分離器效率偏低，顆粒將不能從煙氣中有效的分離出來，這會使大量顆粒不經循環而一次通過爐膛，會帶來鍋爐帶負荷能力差、燃燒效率低和脫硫效率低等問題。

1.1.1 現有分離器問題分析

1#鍋爐分離器筒體直徑3 000 mm，進口截面2 200×700 mm，中心筒直徑1 400 mm，插入深度約1 390 mm，日常運行時發現鍋爐分離器阻力大，通過對取得的循環灰樣和飛灰樣分析可以發現，鍋爐的循環灰和飛灰粒徑較粗，此外爐膛中部壓差較低，顯然該分離器的分離效率較低。

1.1.1.1 分離器阻力偏大

鍋爐帶65 t/h負荷時，鍋爐分離器阻力大，達1 800 Pa。折算到滿負荷條件下，即75 t/h時，鍋爐分離器達2 400 Pa，遠高于設計值，造成鍋爐帶負荷困難，引風機耗電增加。

1.1.1.2 分離器分離效率下降問題

分離器關鍵參數設計不合理， 導致分離器分離效率下降，鍋爐帶負荷能力下降，尾部受熱面磨損加劇等一系列問題。

1.1.2 改造方案設計

針對1#鍋爐分離器存在的問題，并考慮到現場改造工作條件的限制和施工工期，應該對影響分離器分離效率的結構因素進行微調。由于分離器筒體結構、錐體結構改造難度較大，工期較長，本次改造主要從分離器進氣方式和入口結構著手。

改造后，爐膛出口煙窗為1 400×2 250 mm，分離器進口煙窗為880×2 250 mm。改造后爐膛出口煙氣流速約16 m/s，分離器進口煙氣流速約24 m/s；分離器阻力降低約800 Pa，至1 500 Pa左右。分離器進口煙道改造方案如圖1所示。

圖1 鍋爐分離器進口煙道改造方案

1.2 降排煙溫度方案

1.2.1 H型省煤器

鍋爐原設計三級光管省煤器，錯列布置，均采用φ32X4管子。計算表明，鍋爐排煙溫度高主要是由省煤器面積不足導致。因此，將最下級光管省煤器更換為H型省煤器，增加面積，降低排煙溫度，但H型省煤器較原光管省煤器增加煙氣阻力約200 Pa。改造方案如圖2所示。省煤器改造后計算參數表見表1。

圖2 H型省煤器改造方案

表1 H型省煤器改造計算參數表

H型省煤器蛇形管由Φ32×4 mm，材料20/GB3087 管子組成。H型省煤器鰭片規格180×32 mm，材料SPHC。省煤器以156 mm 的橫向節距沿整個尾部煙道的深度方向布置，共14 排。H型省煤器的給水由入口集箱 (φ219×12)引入，經受熱面逆流而上，引至省煤器中間集箱(φ219×12)。再從中間集箱引入原有上面兩級省煤器。

1.2.2 高過增加管排改造

鍋爐過熱器系統由低溫過熱器、高溫過熱器及噴水減溫系統組成。高、低溫過熱器均支撐布置在尾部豎井煙道中，光管錯列布置，高、低過管子規格為Φ42×4。省煤器增加后，過熱蒸汽溫度會降低。因此，必須增加部分過熱器。在原高過管屏上方縱向增加12排受熱面，橫向排數、管子材料及規格與原高過一致；將原管屏切割后與增加管屏焊接；高過出口集箱利舊，升高約900 mm，需將原高過出口集箱到集汽集箱4根連接管道直段切割安裝。改造方案如圖3所示。

圖3 高過增加管排

2 鍋爐改造效果

1#鍋爐改造后，各項指標均達到了預期目標。鍋爐經168 h運行表明：

(1)1#爐負荷平均能達到75T/H，達到了性能考核指標，在滿負荷運行時，引風機檔板開度為80%左右，引風機出力還有部分余量。

(2)滿負荷運行時，排煙溫度為130 ℃左右，技改后排煙溫度下降了50 ℃，很好的完成了排煙溫度性能考核指標。

(3)主蒸汽平均溫度430 ℃，提高了10 ℃，其中投入有部分減溫水，提升蒸汽溫度有明顯效果。

(4)排煙溫度降低50 ℃，鍋爐熱效率升高約二點五個百分點。

(5)排煙溫度降低后鍋爐除塵器效率明顯提高。

3 結束語

1#鍋爐改造后，鍋爐可以帶滿負荷，且分離器阻力降低約800 Pa，節省引風機功率約50 kW。排煙溫度可以降低到130 ℃以下，確保布袋除塵器安全可靠運行，且鍋爐效率提高了2.5%；鍋爐主汽溫度達到445 ℃；鍋爐床溫降低到930 ℃左右。

[1] 蔣敏華，肖 平. 大型循環流化床鍋爐技術[M]. 中國電力出版社，2009.

[2] 江建忠，史紅軍，王永鵬,等.保德神東2×135 MW CFB鍋爐爐內脫硫系統改造[J]. 電力技術，2010.

[3] 馮俊凱，岳光溪，呂俊復.循環流化床燃燒鍋爐 [M]. 北京：電力工業出版社，2003.

Improvement of Efficiency of a Circulating Fluidized Bed Boiler

CHEN Gui-chang

(Nylon 66 salt Co. Ltd., Shenma Group, Pingdingshan 467013, Henan Province, China)

The purpose of this document is to describe the problem and improvement of a circulating fluidized bed boiler of Nylon 66 salt Co.Ltd.

CFB boiler; Load exhaust gas temperature; Improvement of efficiency; Energy saving

2015-03-08

2015-03-20

陳桂昌，男，高級工程師，中國平煤神馬集團首席技術專家。

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.04.007

TK229.2

B

1009-3230(2015)04-0025-05