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鍋爐技術(shù)
Boiler Technology
循環(huán)流化床鍋爐爐型為中置式高溫旋風分離器、π型布置的爐型，原始燃料為煤，是市場主流爐型。在提高負荷、提高熱效率、改變?nèi)剂项愋汀⒐?jié)約環(huán)保成本、降低阻力、降低鍋爐排煙溫度等各方面做技術(shù)介紹。
1、低氮增容及爐膛增加受熱面改造：
目前國家能源政策和環(huán)保政策對煤電項目的限制越來越嚴格。結(jié)合現(xiàn)市場上中小型循環(huán)流化床鍋爐較多存在的帶負荷能力不足以及NOx平均初始排放在300~400mg/Nm3左右，我公司針對循環(huán)流化床鍋爐的燃燒特點，通過多個項目的實施，總結(jié)開發(fā)了我公司獨有的低氮增容聯(lián)合改造技術(shù)。本技術(shù)的低氮增容效果非常明顯，從示范工程來看，其降氮效率至少在55%以上，可以實現(xiàn)絕大多數(shù)循環(huán)流化床鍋爐NOx排放低于150～200 mg/Nm3，鍋爐負荷增加10%-20%。
主要技術(shù)特點：
1-1、合理的分級送風。根據(jù)煤種設計合理的一二次風配比，一次風來確保料層溫度和床溫，二次風補充氧量保證負荷。二次風率提高，分級燃燒來提高燃燼率，有效減緩爐內(nèi)磨損，不降低熱效率。
1-2、爐膛增設受熱面。在爐膛內(nèi)增設異形水冷受熱面，合理的受熱面大小一方面保證鍋爐負荷的提高，一方面能夠調(diào)整物料溫度包括床溫、爐膛出口溫度和分離器溫度，使得物料溫度達到低氮所需的溫度窗口。
2、改造分離器，提高分離效率：
高溫旋風分離器是循環(huán)流化床鍋爐的關鍵部件，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，維持爐膛的快速流態(tài)化運行，保證燃料和脫硫劑多次循環(huán)，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(huán)流化床鍋爐的運行有直接影響，如果分離效率偏低，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(jīng)循環(huán)而一次性通過爐膛進入尾部受熱面，會帶來鍋爐負荷能力差、燃燒效率低和脫硫效率低等問題。
常見改造方案：
2-1、改造分離器上部煙氣出口部件中心筒，選取合理的直徑及插入深度，做偏圓心設計，控制合理的阻力，提高捕捉顆粒的能力，控制此處出口煙氣流速25m/s左右。
2-2、分離器筒體做蝸殼式改造，提高分離效率。
2-3、爐膛出口通過改造澆注料厚度達到合理出口尺寸，控制出口煙氣流速15m/s左右。
通過合理的煙氣流速的選擇，控制分離器的煙氣阻力在1500pa左右，分離效率99%以上，循環(huán)倍率在15-20之間，從而降低引風機電耗并增加鍋爐負荷。
3、蒸汽鍋爐的過熱器調(diào)整。
主要有以下幾方面：
3-1、通過小R讓彎、適當壓縮檢修空間、增加垂直或水平方向上的管排數(shù)等方式，在原有空間內(nèi)加大過熱器受熱面。
3-2、在燃料類型變換、原有爐型設計缺陷等情況下，過熱器換新。
3-3、改成包覆過熱器，過熱器處重型爐墻變輕型爐墻，降低綜合投資運行成本。
4、改造省煤器，降低鍋爐排煙溫度，騰出SCR脫硝改造空間：
由于省煤器受熱面老化，換熱效果變差造成排煙溫度升高。在有限空間內(nèi)，把原光管、螺旋翅片管等省煤器器結(jié)構(gòu)改成H型翅片管。其特點如下：
4-1、可以增加換熱面積，減少管子排列數(shù)目，從而增大煙氣流通截面，使煙速降低，減少磨損。由于管子的磨 損速度與煙氣的流速的3.33次方成正比，所以如果煙氣速度從9m/s降低至7m/s，則磨損速度就會降低至原來的43%。同時實驗表明，翅片管本身有使 飛灰向管排中間集中的作用，故采用翅片管省煤器在結(jié)構(gòu)上有減輕磨損的作用。
4-2、H型翅片管可制造成雙管的“雙H”型翅片管，其結(jié)構(gòu)的剛性好，可以應用于管排較長的場合。
4-3、H型翅片管省煤器采用順列布置，H型翅片把空間分成若干小的區(qū)域，對氣流有均流作用，使磨損大大降低。
4-4、H型翅片由于兩邊形成筆直通道，可取得最好的吹灰效果。
4-5、空間緊湊，總體重量大為減輕，降低造價。如果上SCR脫硝設備，H型翅片管更容易騰出煙氣引出引回的空間，垂直高度約3米。甚至在部分空間寬松的鍋爐上，直接騰出更多空間，可把SCR脫硝設備直接放在鍋爐尾部煙道中，大大減少用戶環(huán)保設備投資。
4-6、操作維護簡單；節(jié)省勞動力：省煤器整體組裝出廠，運動部件少，結(jié)4-7、構(gòu)簡單，便于安裝。自動化水平高，運行維護簡單，可減少運行人員。
5、末級空預器改成搪瓷管材質(zhì)，延長使用壽命，減小維修成本。
鍋爐末級空預器工作環(huán)境惡劣，面臨嚴重的低溫腐蝕問題。搪瓷管空氣預
器是在空預器管壁上做搪瓷處理，具備以下特點：
5-1、超強的耐腐蝕、耐磨損、耐沖刷能力。搪瓷管的耐酸度比金屬管要高出數(shù)百倍。據(jù)有關資料證明,搪瓷釉層的維氏硬度HV=652,而金屬Q(mào)235A鋼的維氏硬度HV=114,可見搪瓷的耐磨性要大大超過金屬Q(mào)235A鋼。
5-2、表面光滑,不易積灰,減少堵塞,更容易清洗。根據(jù)有關資料,搪瓷管表面絕對粗糙度為0.005mm,而Q235A鋼管表面粗糙度為0.2mm,是搪瓷管的40倍。因此,搪瓷管表面光潔度高,不易粘灰,煙氣流通阻力小,灰污熱阻小,傳熱系數(shù)大，從而降低排煙溫度,提高運行效率。
6、鍋爐整體改造。
我廠循環(huán)流化床鍋爐設計力量雄厚，可從事大改、擴容、更換煤種、更換生物質(zhì)燃料、借改造立項上新爐等各方面的整體性的鍋爐改造。
7、山東恒濤節(jié)能環(huán)保有限公司，鍋爐綜合改造提效部分業(yè)績簡介：
吉林白城鎮(zhèn)賚眾合生物質(zhì)電廠1號爐，為次高溫次高壓燃煤循環(huán)流化床鍋爐，改造成純燒生物質(zhì)爐型。由于燃料發(fā)生巨大變化，煤變生物質(zhì)，我廠對此爐做了綜合性提效改造。
7-1、爐膛增加7片水冷屏，對下降管與上升管做全新布置，以增加蒸發(fā)受熱面。
7-2、下部水冷壁由散管結(jié)構(gòu)改成膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，增強密封性能。在中部與下部水冷壁交界處，設計雙R讓彎，配合澆注料，避免此處產(chǎn)生磨損。
7-3、重新設計給料口，適應生物質(zhì)燃料的幾何特性。
7-4、重新布置二次風，適應生物質(zhì)燃料的燃燒特性。
7-5、把中心筒改成偏心結(jié)構(gòu)，提高高溫旋風分離器的分離效率。
7-6、返料器改成自平衡式非機械結(jié)構(gòu)，設計返料風帽，促使返料順暢。
7-7，過熱器換新結(jié)構(gòu)，加大管系之間的間距以降低生物質(zhì)燃料煙氣的高溫腐蝕。垂直方向上增加過熱器管排數(shù)，以增加傳熱面積來保證負荷。
7-8、末級空氣預熱器管子設計成搪瓷管結(jié)構(gòu)，降低低溫腐蝕、減少積灰、避免堵塞，延長設備壽命，避免排煙溫度超溫。
經(jīng)過以上措施改造完畢后，鍋爐負荷可以達到原純燒煤時的90%左右，屬于較理想的數(shù)據(jù)。
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