循环流化床锅炉主要设备及系统.ppt

循环流化床锅炉 锅炉概述 锅炉型号 SG 260 9 81 M型锅炉制造厂 上海锅炉厂有限公司型式 260t h高压参数自然循环流化床锅炉 单炉膛 水冷布风板 平衡通风 单锅筒 悬吊结构 全钢构架 燃烧采用劣质煤 一 锅炉设备系统简介 1 整体布置锅炉主要由膜式水冷壁炉膛 水冷式旋风分离器和尾部竖井三部分组成 炉膛内布置水冷屏 高温过热屏 水冷风室由前墙水冷壁与后墙水泠壁管弯制而成 水冷室水冷管汇集于水冷风室底部的联箱 炉膛和尾部竖井烟道之间布置有水冷式旋风分离器 其下部布置回料器 通过两个回料腿将物料反送往炉内实现循环燃烧 尾部竖井烟道从上到下布置有中温过热器 低温过热器 向下烟道布置有管式省煤器 其下布置有空气预热器 光管卧式 锅炉共设四台皮带给煤机 布置在炉前 在前部水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置 炉膛风室下部风道内布置有床下风道点火器 并配有高能点火装置 滚筒式冷渣器出渣 2 汽水系统锅炉给水从省煤器进口集箱引入 逆流向上经过顺列布置省煤器管组 由出口集箱的右端通过上水管从汽包右封头引入锅筒 在启动阶段没有给水流入锅筒时 省煤器再循环系统可以将锅水从锅筒引至省煤器进口集箱 以保护省煤器 锅筒通过两根下降管和连接管将锅水送至水冷壁下联箱 联想内锅水向上流经风室水冷壁 炉膛水冷壁 经过各自的上部出口集箱通过汽水引出管引入锅筒进行汽水分离 被分离出来的水重新引入锅筒水空间 被分离出来的饱和蒸汽由蒸汽引出管引至低温过热器进口集箱 经低温过热器到一级减温器 然后到中温过热器在到二级减温器 最后到高温过热屏产生合格的蒸汽到汽机 3 风 烟系统循环流化床锅炉内物料的循环是靠一次风机 二次风机和引风机提供的动能来启动和维持的 从一次风机出来的空气经空气预热器加热后的热风通过床下风道进入炉膛底部的水冷风室 通过布置在布风板上的风帽进入炉膛使床料流化 二次风机供风经预热后的二次风直接进入炉膛上部的二次风箱 然后在前后墙进入炉膛 实现分级燃烧 炉膛内床料在一次风的快速流化作用下较粗颗粒在炉内形成内循环 烟气及其携带的较细颗粒进入旋风分离器 在分离器里大部分物料颗粒被分离出来 进入回料器 在回料风的作用下返回炉膛再燃烧 剩余细颗粒随烟气通过分离器中心筒引出 进入尾部竖井烟道 将热量传递给受热面后经管式空预器进入布袋除尘器并将粉尘分离收集 烟气最后经引风机送入高度为150m的烟囱排大气 一 物料循环燃烧系统 1 采用单炉膛炉膛下部分成裤衩腿形式 包括风室和布风板 燃烧室各面墙全部采用膜式水冷壁 由光管和扁钢焊制而成 2 水冷布风板和钟罩式风帽本锅炉采用水冷布风板 使布风板得到可靠的冷却 布风板管间鳍片上布置有钟罩式风帽 每个风帽由较小直径的内管和较大直径的外罩组成 外罩与内管之间用焊接连接 这种风帽具有流化均匀 不堵塞 不磨损 安装 维修方便的优点 由于启动点火时 水冷风室内温度很高 所以 在水冷风室内表面敷设有耐火材料 炉膛作用 提供燃料燃烧的空间 炉膛结构 膜式水冷壁 下部敷设耐磨耐火材料 炉膛及布风装置 水冷风室1 具有一定的强度和较好的气密性2 具有较好的稳压和均流作用3 结构简单 便于维护检修 布风装置作用 保证床料流化质量 使之流化均匀 气泡小 不留死角 布风板的作用1 支撑床料2 均匀布风 均匀流化3 维持床层稳定4 及时排出大颗粒布风板阻力越大 布风越均匀布风板阻力应为床层阻力的25 30 才可维持床层稳定运行 循环流化床锅炉燃烧的三大核心部件 燃烧室 分离器 回料阀 1 作用 把从炉膛飞出的固体颗粒从烟气中分离出来实现了燃料循环燃烧 提高了燃烧效率保留足量的固体颗粒 顺利完成传热 2 结构 原理 离心式分离器 高温旋风分离器汽冷 水冷 分离器方型分离器 水冷旋风分离器 组成及结构特点进口段圆筒体锥体中心筒 旋风分离器的结构 旋风分离器内部 入口 工作原理 旋风分离器的旋流示意图 烟气从切向进入分离器筒体 烟气中所含较粗的颗粒物体在较大的离心力 惯性力 重力的作用下 甩向筒体壁落下 被分离的物料通过回路密封装置和回料管而返回流化床内 烟气中较细的飞灰与烟气一起通过分离器的中心管筒从分离器顶部进入锅炉的尾部对流区域 水冷分离器 结构特点水冷优缺点优点热惯性小 启动时间短不易结焦缺点制造工艺复杂 昂贵 蒸汽冷却的旋风分离器 回料器位于分离器的下方 它也是组成主循环回路的重要部件 回料器作用是将分离器分离下来的灰粒子连续 稳定地送回到炉膛实现循环燃烧 同时 通过在立管及回料器中建立一定高度的循环物料料位 来实现负压运行状态下的分离器和正压运行状态下的炉膛密相区之间的密封 防止炉内烟气返窜进入分离器 回料器和回料立管均由钢板卷制而成 内侧敷设有防磨和绝热保温材料层 回料器返送物料的动能 来自于回料器上升段和下降段的不同配风 其用风由单独的高压流化风机提供 高压风通过其底部风箱以及布置在回料器阀体上的三层充气口进入回料器 进入回料器风箱的管道和每层充气管路上都设有各自的风量测点 以便测量出流经各管道的准确风量 并由调节阀来调节 分配风量 实现定量送风 在回料器阀体和立管上设有压力测点 用以实现对压差的监控 在回料器下部 设有事故排灰口 用于回料器的停炉检修及紧急情况下的排灰 固体物料回送装置 作用 1 保证物料返回的稳定性 从而使燃烧室 分离器和返料装置等组成的固体颗粒循环回路工作正常2 保证物料流量的可控 从而调节燃烧工况 对燃烧效率 床温及锅炉的负荷都有影响 3 防止炉膛内烟气反窜至旋风分离器 损坏设备 现代大中型CFB锅炉中一般都采用非机械型回料器 非机械型回料器分为阀型和自动调整型两大类 阀型回料器的物料靠重力以非流态化状态沿立管下流 如送入松动风 则以移动床型式流入阀型回料器 如L型阀 然后送入炉膛燃烧 自动调节型回料器 靠流化空气自动将物料送入炉膛 回送装置包括料腿和回料阀 料腿的结构尺寸取决于循环回路的压力分布 回料阀是回送装置的主要部分 其性能决定了物料的稳定回送 防止气体反窜效果 循环流化床锅炉中一般采用密相输送阀 比较成熟的回料阀有V型阀 U型阀 L型阀 H型阀 N型阀 密封输送阀 流动密封阀等 针对我厂的实际情况 这里只介绍下U型阀的结构 原理 回料阀的种类 U型阀的结构 U形阀是自平衡式的非机械阀 阀的底部布置有一定数量的风帽 阀体由隔板和挡板分成三部分 隔板的右侧与立管连通 左侧为上升段 两侧之间一长方形孔口使物料通过 它采用的是气体推动固体颗粒运动 无须任何机械转动部件 由一个带溢流管的鼓泡流化床和分离器的料腿组成 采用一定压力的空气 推动物料返回炉膛 2 U型阀的结构 二 锅炉的承压部件 锅炉给水首先被引至尾部烟道省煤器进口右侧集箱 逆流向上经过顺列布置 管束采用光管布置 管式省煤器管组进入省煤器出口集箱 通过省煤器引出管从锅筒左右封头进入锅筒 在启动阶段没有建立足够量的连续给水流入锅筒时 省煤器再循环管路可以将锅水从锅筒引至省煤器进口集箱 防止省煤器管子内的水停滞汽化 本锅炉为自然循环锅炉 锅炉的水循环采用集中供水 分散引入 引出的方式 给水引入锅筒水空间 并通过集中下降管和与之相连的下水连接管及分散下降管分别引入水冷壁下集箱和水冷蒸发屏进口集箱 锅水在向上流经炉膛水冷壁 水冷蒸发屏的过程中被加热成为汽水混合物 经各自的上部出口集箱通过汽水引出管引入锅筒进行汽水分离 被分离出来的水重新进入锅筒水空间 并进行再循环 被分离出来的饱和蒸汽从锅筒顶部的蒸汽连接管引出 第一节汽包 作用 1 是工质加热 蒸发 过热三个过程的连接枢纽 同时作为一个平衡器 保持水冷壁中汽水混合物流动所需压力 2 容有一定数量的水和汽 加之汽包本身的质量很大 因此有相当的蓄热量 在锅护工况变化时 能起缓冲 稳定汽压的作用 3 装设汽水分离和蒸汽净化装置 保证饱和蒸汽的品质 4 装置测量表计及安全附件 如压力表 水位计 安全阀等保证锅炉安全运行 一 汽包1 汽包的设计 制造采用先进技术 质量达到国内相关标准的技术要求 汽包选用具有成熟经验的钢材品种 19Mn6 作为制造汽包的材料 需提供所用材料 包括电焊条 的化学成分 机械强度 允许温度和无损检验报告等合格证书 2 汽包内部在管子与锅筒筒壁的连接处装有套管接头 给水进入锅筒之后 延锅筒纵向分布 避免炉水和进入汽包的给水与温度较高的汽包壁直接接触 以降低汽包壁温差和热应力 3 汽包内部采用先进成熟的锅内分离装置 确保汽水品质合格 汽包内部装置严密 固定可靠 单个汽水分离器出力有足够的的裕度 4 汽包水室壁面的下降管孔 进水管孔以及其它有可能出现温差的管孔 采取合理的管孔 并采取合理的结构型式和配水方式 防止管孔附近的热疲劳裂纹 5 汽包的水位计安全可靠 便于观察 指示正确 同一汽包上两端就地水位计的指示偏差不大于10mm 采用无盲区双色水位计 并提供装设工业电视监视系统的条件 汽包备有高 低水位报警信号和自动事故放水管道阀门 6 汽包上确定正常水位 允许的最高和最低水位 并设置电接点水位表作指示 报警 保护用 包括所需连接管道及阀门 汽包水位测孔不少于5对 并配供一次门 平衡容器 7 汽包上有供酸洗 热工测量 停炉保护 水压试验 加药 连续排污 紧急放水 炉水及蒸汽取样 省煤器再循环管 安全阀 空气阀等的管座和相应的管道阀门 8 汽包上设有上 下壁温的测量元件且不少于三对 有介质温度测点且不少于二对 9 汽包上缺陷的挖补在同一部位不超过2次 从各水冷壁 水冷屏上集箱的汽水引出管全部进入汽包 汽水混合物通过连接管道引入汽包的连通箱 连通箱横贯整个汽包直段 用于引导汽水混合物进入两排平行布置的汽水分离器中 汽水分离器通过湿蒸汽旋转产生的离心作用 将蒸汽从汽水混合物中分离出来 而液滴则被抛向筒壁 并通过重力作用从分离器的下部进入汽包的水空间 汽包内汽水分离设备按汽水流程包括分离器 波形板分离器 清洗孔板 均汽孔板引至过热器 工作原理 省煤器 1 省煤器作用是利用锅炉排烟余热加热给水的热交换器 省煤器吸收排烟余热 降低排烟温度 提高锅炉效率 节约燃料 另外 由于进入汽包的给水 经过省煤器提高了水温 减小了因温差而引起的汽包壁的热应力 从而改善了汽包的工作条件 延长了汽包的使用寿命 2 省煤器的作用在于将锅炉给水进行加热 以此从即将离开锅炉的烟气中回收热量 省煤器布置在尾部烟道顺列布置 为检修方便 省煤器的蛇形管分成2个管组 布置在由包墙管构成的尾部烟道中 省煤器蛇形管由 38 4mm 材料20G管子组成 省煤器以100mm的横向节距沿整个尾部烟道的宽度方向布置 省煤器的给水由入口集箱端引入 经前后墙省煤器的受热面逆流而上 引至省煤器出口集箱 再从省煤器出口集箱通过连接管引至炉前 最后引入锅筒 烟道省煤器的蛇形管均是角板固定在烟道中的过热器集箱上 然后通过吊挂管和炉顶吊挂装置吊在顶板上 1 省煤器管束采用光管顺列布置 管材经100 涡流探伤 焊口100 无损探伤 2 省煤器设计中特别考虑灰粒磨损保护措施 省煤器管束与四周墙壁间装设防止烟气偏流的阻流板 管束上设有可靠的防磨瓦防磨装置 3 在吹灰器有效范围内 设有防磨护板 以防吹坏管子 4 为保护省煤器 设有省煤器再循环管路 在锅炉起动过程中进行必要的冷却 水冷壁 特点和作用 降低高温对炉墙的破坏的作用 起保护炉墙的作用 能有效的防止炉壁结渣 悬吊炉墙 近代中大型电站锅炉都采用敷设在水冷壁管上的敷管或管承炉墙 炉墙的全部重量靠悬吊的水冷壁支承 同时 受热面与水冷壁一起向下膨胀 作为锅炉主要的蒸发受热面 吸收炉内辐射热量 是水冷壁管内的热水汽化 产生锅炉的全部或绝大部分饱和蒸汽 工作特点 四面水冷壁的下集箱是相互连通的 左 右侧水冷壁各有一个上集箱 前 后水冷壁有共用一个上集箱 顶棚集箱 水经集中下水管进入下集箱 然后经水冷壁引入上集箱 再由汽水引出管将汽水混合物引至锅筒 水冷壁管内的水流分配和受热合理 以保证沿燃烧室宽度均匀产汽 沿汽包全长的水位均衡 防止发生水循环不良现象 水冷壁制造严格保证质量 每根水冷壁管材及出厂焊缝进行100 无损探伤 在运输许可的条件下 水冷壁尽量在厂内组装 减少工地安装焊口数量 锅炉过热蒸汽系统 过热器系统由 低温过热器 中温过热器 高温过热屏组成 在低温过热器与中温过热器 中温过热器与高温过热屏之间管道上 分别布置有一 二喷水减温器 高温过热屏布置在炉膛内 低温过热器和中温过热器布置在尾部烟道中 过热器的作用 1 将汽包来的干饱和蒸汽进一步加热使之成为过热蒸汽 当汽水共存时 对汽水混合物加热 加入的热量只能用来使汽水混合物中的水蒸发成为蒸汽 而不能使蒸汽温度升高成为过热蒸汽 要想获得过热蒸汽 常采用的方法是将蒸汽从汽水混合物中分离出来 对其进一步加热 完成这一任务的部件成为过热器 2 降低烟气温度 回收烟气中的热量 提高锅炉效率 炉膛出口的烟气温度比较高 为800 850度 其中含有很多热量 烟气经过过热器后 温度降至700 800度 过热器回收了一部分烟气热量 过热器 1 过热器的设计保证各段受热面在起动 停炉 汽温自动控制失灵 事故跳闸 以及事故后恢复到工况时不致超温过热 2 过热器的布置采用顺列布置 防止受热面积灰堵塞和局部磨损 过热器第一排管设计加装防磨瓦和防磨弯头 3 处于吹灰器有效范围内的过热器管束设有耐高温的防磨保护板 以防吹损管子 4 过热器单管管材及蛇形管组件 要求全部进行水压试验 5 过热器在运行中不晃动 6 过热器及其组件 入厂管材进行100 无损探伤 出厂前通过100 焊缝无损探伤 通球试验及水压试验合格 管束管联箱内的杂物 积水彻底清除净 然后用牢固的端盖封好 7 过热器采用两级喷水减温调节 减温水量范围在减温水设计值的50 150 以内 8 过热器设有反冲洗设施和管道 9 过热器在最高点处设有排放空气的管座和阀门 三风烟系统 一次风系统 一次风经过一次风机 管式空气预热器后 通过一次风热风道 经床下启动燃烧器 分别进入下部的水冷风室内 再由布风板进入炉内 保证炉内物料的流化 并将部分小颗粒物料提升起来 一次风主要是作为炉膛的物料流化风 作用 主要用于流化床料 并为燃料提供初始燃烧空气 二次风系统 主要是为分级燃烧使燃料燃尽 控制炉温 抑制NOX的产生提供空气 二次风由一台二次风机供给 全部进入空气预热器内加热 然后由二次热风道送到炉前 再由多只二次风管分两层不同高度进入炉内 起到补充燃烧和输送床料的作用 并实现分级送风 降低NOx排放 返料风系统 也称高压流化风 作用 返料风是推动循环灰旋风分离器分离下来的高温物料重新返回炉膛的源动力 对自平衡回料装置对应的分离器料腿下方落灰侧和回料斜腿侧两个区域的循环物料分别起到疏松和流化的作用 返料风占总风量的比例很小 但对压力要求较高 一般配备独立的低流量 高压力的罗茨风机或者多极增压离心风机 但小型CFB锅炉可以从一次风机出口冷段风道取用风源 实现风机公用 降低厂电率并且达到整体风压自平衡的目的 烟气系统 炉膛里燃烧产生的烟气从炉膛里出来后先经过旋风分离器 在旋风分离器里 较粗的灰被分离出来 烟气进入尾部受热面 经过省煤器 管式空气预热器 布袋式除尘器和引风机 由烟囱排入大气 从旋风分离器分离出来的灰粒进入回料器 然后进入炉膛 空气预热器 本260T锅炉配备空气预热器 空气管内横向流动 烟气在管外纵向流动冲刷管子 管式空气预热器无转动部分 结构简单 工作可靠 维修工作量少 严密性好 卧式 作用 空气预热器是利用烟气余热 加热燃料所需空气的设备 采用空气预热器使锅炉排烟温度降低 锅炉热效率