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FW型CFB锅炉主要结构特点与性能分析

2017-03-14屈进

科技视界 2016年27期
关键词:惠勒膜式汽包

屈进

循环流化床锅炉(CFB)技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术,国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用,并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展;國内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起,未来的几年将是循环流化床飞速发展的一个重要时期。高参数,大容量发电供热机组起着节能降耗,低碳环保,高效经济。保护环境,是各个国家长期发展首要考虑的问题,循环流化床锅炉正是基于这一点而发展起来,其高可靠性,高稳定性,高可利用率,最佳的环保特性以及广泛的燃料适应性,特别是对劣质燃料的适应性,越来越受到广泛关注,完全适合我国国情及发展优势。

美国福斯特惠勒公司(FW)是一个设计制造各种工业锅炉和电站锅炉的公司,在循环流化床锅炉的发展方面有其自己的特点。浙江嘉化能源化工股份有限公司三期热电项目引进的就是Foster Wheeler公司3x450t/h CFB自然循环锅炉,型号:FW—450/9.81—M008。

首先,炉膛是焊接的鳍片管组成的全膜式水冷壁,管子是焊接在集箱和汽包上的,除非另有说明,所有的管子均为无缝钢管,管子,集箱和下降管的壁厚均符合ASME锅炉标准有关使用的规定。炉膛底板由衬有耐火材料的膜式壁构成水冷布风板,不锈钢的箭头型喷嘴(风帽)焊接在膜式水冷壁之间的鳍片上,从风箱来的一次风流经这些喷嘴,提供燃烧所需空气以及使床料流态化,这些喷嘴的设计可最大限度地避免在锅炉停炉和低负荷时床料漏入风箱。水冷壁外侧配有根据福斯特惠勒标准布置和设计的刚性梁,炉膛下部衬有薄层耐火材料以防磨损和防止还原性气氛下运行可能产生的化学腐蚀,福斯特惠勒的专利技术“踢出”管设计,可在耐火材料和管子的结合处将磨损减至最小,炉膛上部前墙由8块翼屏过热器组成,其下部区域敷有耐火材料以防磨损。

福斯特惠勒汽包内件的设计通过两级分离的方法,第一级分离是为锅炉的水循环系统提供不含蒸汽的水,而第二级则是从分离出的蒸汽除去最后的水分和杂质。汽包内件由位于沿着汽包两侧的离心式分离器和沿着汽包顶部布置的百叶窗干燥器组成,装有内部给水分配管以便均匀的分配给水,以及化学加药和连续排污的内部管道。采用螺栓连接法兰将分离器固定在围绕的水冷夹套上以确保其紧密性,锥形的喷嘴固定在完全焊接的接口上以确保干燥器组件的紧密,这种汽包内件的布置能够为检修安装提供便利,同时在蒸汽出口处提供了高纯度的蒸汽。

物料循环为全水冷膜式壁紧凑型分离器,水冷紧凑型分离器及其料斗的膜式壁包墙采用传统制造技术,用调杆在顶部支撑很简单,比常规耐火材料旋风分离器更轻更易安装,采用膜式壁包墙不需如常规旋风分离器使用那么多的高温耐火材料和膨胀节,水冷紧凑型分离器及其返料器的烟道只需要25~50mm厚的耐火材料,而常规旋风分离器需要300~460mm厚的耐火材料,这样缩短了冷启动时间,提高了周期运行能力,降低了重量和维修成本,所用的耐火材料是耐磨的耐火材料敷设在焊到膜式壁上的不绣钢销钉和锚钉上,膜式壁包墙外部敷有隔热层和外护板,其表面温度与锅炉其余部位相同,与常规旋风分离器相比大大减少了辐射热损失。

每台锅炉配两台流化型冷渣器,将底灰冷却到150°C以下,不采用水冷绞龙式冷渣器,阀门或其它运动机件,因而维修工作量小,细石灰石,未燃烬燃料及热风返回炉内,因而效率高。冷渣器位于锅炉侧壁,其连接处有高压风流化松动,每台冷渣器被细分为四个区域,从炉内出来的固体首先进入选择区,更细的固体燃料及石灰石颗粒被冷一次风带回到炉内,接着是三个冷却区,第一第二和第三冷却区内加装盘管式冷却器,每组盘管底部衬有耐火材料,盘管材质为普通碳钢,使用除盐水,吸热后送至低加,作为锅炉给水使用,底灰的冷却在此完成,热空气回到炉内。底渣排除速度受控于每台冷渣器出口侧的流量控制回转阀的调节。

飞灰再循环系统通过另外的通道将部分飞灰和石灰石颗粒通过气力输送回炉膛,并控制炉膛温度,以提高锅炉效率和石灰石的利用率。

与其它小型锅炉不同的的是,在停炉过程中为了不使冷却过快热应力过大维持缓慢均匀冷却,床温低于760°C时,启动风道式燃烧器控制炉膛出口烟温下降速率小于110°C/小时,当床温低于425°C时即可撤掉风道式燃烧器。

发展低碳经济已成为全球性共识,我国已把发展低碳经济,应对气候变化作为国家经济社会发展的重大战略,到2020年的行动目标,单位GDP的CO2排放强度比2005年下降40-50%。在实现这一目标的过程中,电力行业,尤其是火力发电领域承担着及其重要的责任。由于FW型CFB锅炉具有结构紧凑,不易磨损,可靠性高,启动快,调节灵活等优点,深受运营用户欢迎。经调试交接以来新投3x450t/h CFB锅炉连续,稳定,经济,合格的为用户提供蒸汽。

[责任编辑:田吉捷]

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