循环流化床锅炉的风帽设计

1 4 工业锅炉 2 0 1 2年第 2期 总第 1 3 2期 文章编 号 1 0 0 4 8 7 7 4 2 0 1 2 0 2 1 4 0 2 循环流化床锅炉的风帽设计 刘 强 张燕 李光耀 南通万达锅炉有限公司 江苏 南通 2 2 6 0 0 5 摘要 介绍了国内循环流化床锅炉用风帽的主要类型 优缺点 同时根据多台流化床锅 炉实际设计和运行的经验 对风帽用材质选择进行了探讨 并给了一个设计实例 关键词 循环 流化床锅炉 风帽设计 类型 材料 中图分类号 T K 2 2 9 6 6 T K 2 2 3 2 6 文献标识码 A Th e De s i g n o f Ai r Ca p o f Ci r c u l a t i n g Fl u i d i z e d Be d Bo i l e r L I U Q i a n g Z H A N G Y a n L I G u a n g y a o N a n t o n g Wa n d a B o i l e r C o L t d N a n t o n g 2 2 6 0 0 5 C h i n a Abs t r ac t I n t r o du c e d t h e ma i n t y pe o f do me s t i c CFB b o i l e r a i r c a p a nd t he i r a d v a n t a g e s a n d di s a d v a nt a g e s me a nwh i l e t h r o u g h t h e de s i g ni n g a n d o pe r at i ng e x pe r i e n c e o f ma n y CFB b o i l e r s t h e ma t e r i a l o f a i r c a p we r e di s c us s e d f i n a l l y a n d e s i g ni ng e x a mpl e wa s g i v e n Ke y wo r d s c i r c u l a t i n g fl u i d i z e d b e d b o i l e r d e s i g n o f a i r c a p t y p e ma t e r i a l O 前言 循环流化床 C F B 锅炉具有燃烧效率高 燃料 适用性广泛等 特点 近几 十年来 在 国内发展迅速 目前投入使用 的流化床锅炉普遍采用风帽式布风装 置 因此风帽设计成为整个锅炉设计 的关键之一 风帽的工作环境十分恶劣 它是炉 内高温高磨 损下的易损部件 风帽的结构与质量直接影响着流 化床锅炉的流化工况和燃烧的稳定性 是流化床锅 炉安全运行的保证 锅炉设计 时既要考虑到风帽的 结构 也要选择合适的风帽材料 保证锅炉安全经济 运 行 1 风 帽的类型 风帽的形式 多种多样 主要常见 的可分为以下 几种 蘑菇状 或菌状 风帽 钟罩式风帽 定 向风帽 以及伞状 柱状等其它类型的风帽 1 1 蘑菇状风帽 蘑菇状风 帽 见 图 1 直径 较小 多为 4 0 5 0 fi l m 风帽小孔采用侧 向开孔 蘑菇状风帽布风均匀 性较好 流化质量优 良 l j 但其布置 密度较大 间距 小时易产生对吹磨损 加上国内流化床锅炉 的煤粒 度一般都是宽筛分的 导致磨损现象严重 收稿 日期 2 0 1 1 1 0 2 4 第 一 作 者 刘 强 1 9 8 3一 大 学 本 科 助 理 工 程 师 毕 业至今 主要从事循 环 流化 床锅 炉等 产 品的 开 发 与设 计 T 作 图 1 蘑菇状风 帽 另外 送风风压在运行中会产生波动 常常出现 床料通过风帽孔 回吸进入风室的现象 造成风室积 渣 风室积渣后 又会使床压波动加剧 影响布风均 匀性 风室积渣又会结焦危及锅炉的安全运行 风室积渣通过风 F目 I 孔吹人炉 内时会卡住风帽小 孔 导致风帽堵孔 通风不足而过热烧坏 基于以上 问题 新投运的锅炉 和老锅炉改造时大都对这种风 帽进行了改造 1 2 钟罩式风帽 钟罩式风帽 见图 2 是一种新 型的节能风 帽 许多改造炉趋向于用钟罩式风帽代替蘑菇状风帽 钟罩式风帽具有以下优点 一 是耐磨性好 钟罩式风帽孔径较大 设计 间距 大可有效防止风孔对吹 减少磨损 铸造工艺先进 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 研究与开发 循环流化床锅炉的风帽设计 1 5 采用优质耐热合金钢 使用寿命较长 二是安装更换方便 该风帽采用迷宫布置 风帽 与中心管之间保持 0 5 1 m m间隙 用手插拔即可 装卸 并且更换时耐火材料不损坏 大大降低维修成 本 三是有利于排大渣 风帽之间距离较大 大块渣 不会卡在风帽之间 运行周期再长不会沉积大渣 保 持锅炉流化正常 图 2钟罩式风帽 不可否认 使用钟罩式风帽仍不能避免磨损 而 且 钟罩式风帽也有 自身的缺陷 如阻力较大增加风 机电耗 风帽易脱落漏渣 重量大 造价高等 1 3 定向风帽 定向风帽主要有单 口风帽和双 口风帽 见图 3 两种 其基本用途一是定 向吹动 在炉底形成 的气 流 将大块的灰渣吹向排渣 口附近 以达到锅炉连续 有选 择 性 地 排 渣 二 是 增 加 床层 底 部 料 层 的扰 动 图 3定 向风 帽 定向风帽同样存在磨损和漏渣的问题 因其特 定的设计方式 定 向风帽受到邻近风帽的高速气流 吹扫造成严重磨损 而漏渣现象的存在加剧了磨损 漏渣会在一次风的扰动下 对水冷风室内衬造成严 重磨损 细小颗粒 随一次风进入风帽会使其 内壁受 到磨损 2 风 帽的材料选择 循环 流化床锅炉正 常运行 的床温 一般控制在 8 5 0 9 5 0 再考虑其他 的因素 要求风帽能承受 1 1 0 0 o C 左右的高温且应具有耐高温氧化和抗腐蚀 性能 引 在锅炉正常运行时 风帽中有空气流通 可以得 到冷却 但压火停 炉时 因没有空气通过 帽头浸埋 在高温床料 中 容易烧损 所 以风帽的材料选取至 关重要 1 J 以往多采用高铬镍奥 氏体耐热铸钢 如 Z G C r 2 5 N i 2 0 S i 2 在高温下具有 良好 的抗 氧化性 镍 元素和铬元素含量接近 对抗腐蚀不利 且镍元素的 成本较高 现在更多的使用低镍和无镍钢 如低镍 耐热铸钢 Z G 8 C r 3 3 N i 9 N 双相无镍钢 Z G S C r 2 6 M n 7 N 以 及 新 型 稀 土 铬 镍 锰 氮 耐 热 合 金 铸 钢 Z C r 2 5 N i 4 Mn 3 N R e 等 选择适合的风帽材料 对降低风帽更换 的频率 延长其使用寿命有重要意义 3 设计 实例 我公司设计的一台 T G 一3 0 5 3 一M型次高温 次高压循环流化床锅炉 其布风装置 由水冷风室和 水冷布风板构成 在拉稀的水 冷壁布风板 的鳍片上 设置钟罩式风帽 见图4 图 4 其部分设计参数如下 钟罩式风帽数量 1 4 8个 错列布置 风帽内径 4 6 m m 每个风帽有 8个 出风小孑 L H qL 直径为 1 5 I B m 定向风帽 5个 布风板开孑 L 率 3 9 在混合风室内一次风温 1 0 8 o C的工况下计算 风帽小孔 出口风速达 4 3 5 m s 在推荐的风速范围 内 风帽和接管材料均使用 Z G 8 C r 2 6 Mn 7 N 目前 这台锅炉 已投 入运行 由于采用 了 比较 p 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 1 6 工业锅炉 2 0 1 2年第 2期 总第 1 3 2期 文章编号 1 0 0 4 8 7 7 4 2 0 1 2 0 2 1 6 0 2 4 5 t h循环流化床锅炉飞灰 再循环燃烧技术改造 黄励 坚 胡志 坚 钟伟敬 广东肇庆星湖生物科技股份有限公司 广东 肇庆 5 2 6 0 0 0 Re n o v a t i o n o f Fl y a s h Re c i r c u l a t i o n Co mb u s t i o n o f 4 5 t h CFB Bo i l e r s H U A N G L i j i a n H U Z h i j i a n Z h o n g We i j i n g S t a r l a k e B i o s c i e n c e C o I n c Z h a o q i n g 5 2 6 0 0 0 C h i n a 摘 要 阐述 星湖科 技 4 5 t h循环 流化床锅炉飞灰再 循环燃烧 的技 改和改造后所 取得 的 成效 通过在空气预热器后的烟道设置大型旋风分离器 将大颗粒烟尘捕捉分离 通过仓泵输 送至炉前缓 冲罐 使用螺旋输送机送入 锅炉 回燃 投入飞灰 再循环燃烧 能够提高炉膛 出 口温 度 降低飞灰含碳量 提高锅炉蒸发量 提高锅炉热效率 再循环燃烧系统技改费用投入为 6 0 多万元 改造后 年节煤 费用超过 1 8 0多万元 效益显著 关键词 循 环流 化床锅炉 飞灰再循环燃烧 锅炉蒸发量 中图分类号 T K 2 2 9 6 6 文献标识码 B 0前言 星湖科技 热电厂 3 炉 为 一 4 5 5 3 一M循 环流化床锅炉 该锅炉燃用灰分高的煤才能达到锅 炉设计蒸发量 煤质变化大时锅炉蒸发量会不到 3 5 t h 对煤种适应性要求高 飞灰含碳量高达 3 7 锅 炉热效率达不到设计值 严重影响了热电厂的经济 效益 由于飞灰颗粒大 经常磨穿除尘器的布袋 影 响除尘器布袋的使用寿命 1 飞灰含碳量高的原因 循环流化床锅炉飞灰含碳量高的主要影响因素 有 煤的特性 粒度搭配 燃烧温度 分离器效率 给 煤量和风量调节 飞灰循环倍率等 J 3 炉燃用 白 收稿 日期 2 0 t 1 1 1 2 1 合理的风帽结构布置和材料 大部分风帽使用寿命 达到一年以上 4 结束语 在设计一台循环流化床锅炉 的风帽时 应根据 实际情况 如燃料种类等 反复 比较几种类型的风 帽 选取最佳 的风帽型式 阻力 材质及风帽小孔直 第 一作 者 黄 励 坚 工程师 现任广 东肇 庆 星湖 生 物 科 技 股 份有 限 公 司 副 总 经 理 多年 从事热 电行 业 的管理工作 煤混烧烟煤 白煤属难燃尽煤种 而锅炉使用的圆筒 型分离器分离效果不 高 导致飞灰含碳量高 考虑 锅炉结构不变 分离器效率不变 只能通过锅炉燃烧 调节 增加飞灰循环倍率来降低锅炉飞灰含碳量 2 飞灰再循环燃烧方案的实验 通过汽车运灰 回煤场 按煤与飞灰 5 1到 1 1 的比例 逐步加大灰量 与原煤混合 通过输煤皮带 将混合后的煤送到锅炉燃烧 通过对 比实验 确定 能提高锅炉蒸发量 提高锅炉燃烧效率最适合配 比 以对实施飞灰再循环燃烧改造方案提供实际指导 3 飞灰再循环燃