循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)帽設(shè)計

1、文章編號: 1004-8774( 2012) 02-14-02循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)帽設(shè)計強(qiáng)，張燕，李光耀劉( 南通萬達(dá)鍋爐有限公司，江蘇 南通 226005)摘 要:介紹了國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐用風(fēng)帽的主要類型、優(yōu)缺點，同時根據(jù)多臺流化床鍋爐實際設(shè)計和運行的經(jīng)驗，對風(fēng)帽用材質(zhì)選擇進(jìn)行了探討，并給了一個設(shè)計實例。關(guān)鍵詞:循環(huán)流化床鍋爐;風(fēng)帽設(shè)計;類型;材料中圖分類號:TK229. 6 + 6;TK223. 26文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A第 一 作 者: 劉 強(qiáng)( 1983 ) ，大 學(xué) 本 科，助 理 工 程 師，畢 業(yè)至 今 主 要 從 事 循 環(huán)流 化 床 鍋 爐 等 產(chǎn) 品的 開 發(fā) 與 設(shè) 計 工 作。T

2、he Design of Air Cap of Circulating Fluidized BedLIU Qiang ，ZHANG Yan ，LI Guang-yao( Nantong Wanda Boiler Co Ltd，Nantong 226005，China)BoilerAbstract: Introduced the main type of domestic CFB boiler air cap and their advantages and dis-advantages，meanwhile，through the designing and operating experien

3、ce of many CFB boilers，the mate- rial of air cap were discussed，finally，an designing example was givenKey words: circulating fluidized bed boiler; design of air cap; type; material前言循環(huán)流化床( CFB) 鍋爐具有燃燒效率高、燃料 適用性廣泛等特點，近幾十年來在國內(nèi)發(fā)展迅速。 目前投入使用的流化床鍋爐普遍采用風(fēng)帽式布風(fēng)裝 置，因此風(fēng)帽設(shè)計成為整個鍋爐設(shè)計的關(guān)鍵之一。風(fēng)帽的工作環(huán)境十分惡劣，它是爐內(nèi)高溫高磨 損下的易

4、損部件。風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)與質(zhì)量直接影響著流 化床鍋爐的流化工況和燃燒的穩(wěn)定性，是流化床鍋 爐安全運行的保證。鍋爐設(shè)計時既要考慮到風(fēng)帽的 結(jié)構(gòu)，也要選擇合適的風(fēng)帽材料，保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì) 運行。0圖 1 蘑菇狀風(fēng)帽另外，送風(fēng)風(fēng)壓在運行中會產(chǎn)生波動，常常出現(xiàn) 床料通過風(fēng)帽孔回吸進(jìn)入風(fēng)室的現(xiàn)象，造成風(fēng)室積 渣; 風(fēng)室積渣后，又會使床壓波動加劇，影響布風(fēng)均 勻性; 風(fēng)室積渣又會結(jié)焦危及鍋爐的安全運行。風(fēng)室積渣通過風(fēng)帽孔吹入爐內(nèi)時會卡住風(fēng)帽小 孔，導(dǎo)致風(fēng)帽堵孔、通風(fēng)不足而過熱燒壞。基于以上 問題，新投運的鍋爐和老鍋爐改造時大都對這種風(fēng) 帽進(jìn)行了改造。風(fēng)帽的類型風(fēng)帽的形式多種多樣，主要常見的可分為以下 幾種: 蘑

5、菇狀( 或菌狀) 風(fēng)帽、鐘罩式風(fēng)帽、定向風(fēng)帽 以及傘狀、柱狀等其它類型的風(fēng)帽。1 1蘑菇狀風(fēng)帽蘑菇狀風(fēng)帽( 見圖 1 ) 直徑較小，多為 40 50 mm，風(fēng)帽小孔采用側(cè)向開孔。蘑菇狀風(fēng)帽布風(fēng)均勻 性較好，流化質(zhì)量優(yōu)良1，但其布置密度較大，間距 小時易產(chǎn)生對吹磨損，加上國內(nèi)流化床鍋爐的煤粒 度一般都是寬篩分的，導(dǎo)致磨損現(xiàn)象嚴(yán)重。1鐘罩式風(fēng)帽鐘罩式風(fēng)帽( 見圖 2) 是一種新型的節(jié)能風(fēng)帽， 許多改造爐趨向于用鐘罩式風(fēng)帽代替蘑菇狀風(fēng)帽。 鐘罩式風(fēng)帽具有以下優(yōu)點:一是耐磨性好: 鐘罩式風(fēng)帽孔徑較大，設(shè)計間距 大可有效防止風(fēng)孔對吹，減少磨損; 鑄造工藝先進(jìn)，1 2收稿日期:2011-10-24

6、3;研究與開發(fā)·循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)帽設(shè)計15采用優(yōu)質(zhì)耐熱合金鋼，使用壽命較長;二是安裝更換方便: 該風(fēng)帽采用迷宮布置，風(fēng)帽 與中心管之間保持 0 5 1 mm 間隙，用手插拔即可 裝卸，并且更換時耐火材料不損壞，大大降低維修成 本;三是有利于排大渣: 風(fēng)帽之間距離較大，大塊渣 不會卡在風(fēng)帽之間，運行周期再長不會沉積大渣，保 持鍋爐流化正常。風(fēng)帽的材料選擇循環(huán)流化床鍋爐正常運行的床溫一般控制在850 950 ，再考慮其他的因素，要求風(fēng)帽能承受1 100 左右的高溫且應(yīng)具有耐高溫氧化和抗腐蝕 性能2。在鍋爐正常運行時，風(fēng)帽中有空氣流通，可以得 到冷卻，但壓火停爐時，因沒有空氣通過，帽頭浸

7、埋 在高溫床料中，容易燒損。所以風(fēng)帽的材料選取至 關(guān)重要1。以往多采用高鉻鎳奧氏體耐熱鑄鋼，如 ZGCr25Ni20Si2，在高溫下具有良好的抗氧化性; 鎳 元素和鉻元素含量接近，對抗腐蝕不利，且鎳元素的 成本較高?，F(xiàn)在更多的使用低鎳和無鎳鋼，如低鎳 耐熱鑄鋼 ZG8Cr33Ni9N、雙相無鎳鋼 ZG8Cr26Mn7N 以 及新型稀土鉻鎳錳氮耐熱 合 金 鑄 鋼 ZG4Cr25Ni4Mn3NRe 等2。選擇適合的風(fēng)帽材料，對降低風(fēng)帽更換的頻率，延長其使用壽命有重要意義。23設(shè)計實例我公司設(shè)計的一臺 TG30 /5 3M 型次高溫圖 2 鐘罩式風(fēng)帽不可否認(rèn)，使用鐘罩式風(fēng)帽仍不能避免磨損，而 且，

8、鐘罩式風(fēng)帽也有自身的缺陷，如阻力較大增加風(fēng) 機(jī)電耗、風(fēng)帽易脫落漏渣、重量大、造價高等。1 3定向風(fēng)帽定向風(fēng)帽主要有單口風(fēng)帽和雙口風(fēng)帽( 見圖 3) 兩種。其基本用途一是定向吹動，在爐底形成的氣 流，將大塊的灰渣吹向排渣口附近，以達(dá)到鍋爐連續(xù) 有選 擇 性 地 排 渣; 二是增加床層底部料層的擾 動1。次高壓循環(huán)流化床鍋爐，其布風(fēng)裝置由水冷風(fēng)室和水冷布風(fēng)板構(gòu)成，在拉稀的水冷壁布風(fēng)板的鰭片上 設(shè)置鐘罩式風(fēng)帽，見圖 4。圖 4其部分設(shè)計參數(shù)如下: 鐘罩式風(fēng)帽數(shù)量: 148 個，錯列布置 風(fēng)帽內(nèi)徑: 46 mm每個風(fēng)帽有 8 個出風(fēng)小孔，小孔直徑為 15 mm定向風(fēng)帽: 5 個 布風(fēng)板開孔率 3 9%

9、在混合風(fēng)室內(nèi)一次風(fēng)溫 108 的工況下計算， 風(fēng)帽小孔出口風(fēng)速達(dá) 43 5 m / s，在推薦的風(fēng)速范圍 內(nèi)。風(fēng)帽和接管材料均使用 ZG8Cr26Mn7N。目前，這臺鍋爐已投入運行。由于采用了比較圖 3 定向風(fēng)帽定向風(fēng)帽同樣存在磨損和漏渣的問題。因其特 定的設(shè)計方式，定向風(fēng)帽受到鄰近風(fēng)帽的高速氣流 吹掃造成嚴(yán)重磨損，而漏渣現(xiàn)象的存在加劇了磨損， 漏渣會在一次風(fēng)的擾動下，對水冷風(fēng)室內(nèi)襯造成嚴(yán) 重磨損，細(xì)小顆粒隨一次風(fēng)進(jìn)入風(fēng)帽會使其內(nèi)壁受到磨損。工 業(yè) 鍋 爐2012 年第 2 期( 總第 132 期)16文章編號: 1004-8774( 2012) 02-16-02循環(huán)流化床鍋爐飛灰45 t /

10、 h再循環(huán)燃燒技術(shù)改造黃勵堅，胡志堅，鐘偉敬( 廣東肇慶星湖生物科技股份有限公司，廣東 肇慶 526000)Renovation of Fly-ash Re-circulation Combustionof 45 t / h CFB BoilersHUANG Li-jian ，HU Zhi-jian，Zhong Wei-jing( Starlake Bioscience Co Inc，Zhaoqing 526000，China)第一 作 者: 黃 勵 堅，工程師，現(xiàn)任廣東肇 慶星 湖 生 物 科 技 股 份有 限 公 司 副 總 經(jīng) 理，多年從事熱電行 業(yè)的管理工作。摘 要:闡述星湖科技 45

11、 t / h 循環(huán)流化床鍋爐飛灰再循環(huán)燃燒的技改和改造后所取得的成效。通過在空氣預(yù)熱器后的煙道設(shè)置大型旋風(fēng)分離器，將大顆粒煙塵捕捉分離，通過倉泵輸 送至爐前緩沖罐，使用螺旋輸送機(jī)送入鍋爐回燃。投入飛灰再循環(huán)燃燒，能夠提高爐膛出口溫 度，降低飛灰含碳量，提高鍋爐蒸發(fā)量，提高鍋爐熱效率。再循環(huán)燃燒系統(tǒng)技改費用投入為 60 多萬元，改造后年節(jié)煤費用超過 180 多萬元，效益顯著。關(guān)鍵詞:循環(huán)流化床鍋爐;飛灰再循環(huán)燃燒;鍋爐蒸發(fā)量中圖分類號:TK229. 6 + 6文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B煤混燒煙煤，白煤屬難燃盡煤種，而鍋爐使用的圓筒型分離器分離效果不高，導(dǎo)致飛灰含碳量高?？紤] 鍋爐結(jié)構(gòu)不變，分離器效率不變，只

12、能通過鍋爐燃燒 調(diào)節(jié)，增加飛灰循環(huán)倍率來降低鍋爐飛灰含碳量。前言星湖科技熱電廠 3# 爐為 × 45 /5 3M 循0×環(huán)流化床鍋爐。該鍋爐燃用灰分高的煤才能達(dá)到鍋爐設(shè)計蒸發(fā)量，煤質(zhì)變化大時鍋爐蒸發(fā)量會不到 35 t / h，對煤種適應(yīng)性要求高; 飛灰含碳量高達(dá) 37% ，鍋 爐熱效率達(dá)不到設(shè)計值，嚴(yán)重影響了熱電廠的經(jīng)濟(jì) 效益; 由于飛灰顆粒大，經(jīng)常磨穿除塵器的布袋，影 響除塵器布袋的使用壽命。飛灰再循環(huán)燃燒方案的實驗通過汽車運灰回煤場，按煤與飛灰 5: 1 到 1: 1 的比例，逐步加大灰量，與原煤混合，通過輸煤皮帶 將混合后的煤送到鍋爐燃燒。通過對比實驗，確定 能提高鍋爐蒸發(fā)量、提高鍋爐燃燒效率最適合配比， 以對實施飛灰再循環(huán)燃燒改造方案提供實際指導(dǎo)。2飛灰含碳量高的原因循環(huán)流化床鍋爐飛灰含碳量高的主要影響因素 有: 煤的特性、粒度搭配、燃燒溫度、分離器效率、給 煤量和風(fēng)量調(diào)節(jié)、飛灰循環(huán)倍率等1 。3# 爐燃用白1飛灰再循環(huán)燃燒技術(shù)改造方案簡介通過在空氣預(yù)熱器后的煙道設(shè)置 2 700 mm ×6 800 mm 旋風(fēng)分離器( 如圖 1 所示) ，將大顆粒煙塵 捕捉、分離，通過分離器下部的倉泵輸送至爐前緩沖3收稿日期:2011-11-21檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨合