用CFB技术改造旧炉--华中科技

1、 SKLCC2022-1-101用用CFB技术改造旧锅炉实例分析技术改造旧锅炉实例分析 张世红张世红华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室2007年年11月，昆明月，昆明 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-102主要内容主要内容 概述概述 循环流化床锅炉的完善化改造循环流化床锅炉的完善化改造 煤粉炉改为循环流化床锅炉实例煤粉炉改为循环流化床锅炉实例 链条锅炉改为链条锅炉改为CFB锅炉锅炉 油炉改为循环流化床锅炉实例油炉改为循环流化床锅炉实例用用CFB技术改造旧锅炉时应注意的问题技术改造旧锅炉时应注意的问题 华中科

2、技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-103CFB技术清洁、高效燃烧及能利用劣质燃料的特点，使技术清洁、高效燃烧及能利用劣质燃料的特点，使之成为洁净煤技术的重要内容。之成为洁净煤技术的重要内容。经过三十年的发展，经过三十年的发展，CFB技术已经成熟。不仅完全能在技术已经成熟。不仅完全能在电站锅炉中与煤粉燃烧技术相竞争，而且在工业锅炉上电站锅炉中与煤粉燃烧技术相竞争，而且在工业锅炉上显示了其他燃烧方式所不具备的优势。显示了其他燃烧方式所不具备的优势。我国共有我国共有60多万台、多万台、180多万蒸吨工业锅炉，其中燃煤多万蒸吨工业锅炉，其中燃煤的工业锅

3、炉占的工业锅炉占85%，并且以层燃方式为主。工业锅炉年，并且以层燃方式为主。工业锅炉年消耗原煤占全国煤年产量的消耗原煤占全国煤年产量的1/3，而且效率低，污染物排，而且效率低，污染物排放高。放高。用用CFB技术改造旧锅炉是我国能源结构的特征决定的，技术改造旧锅炉是我国能源结构的特征决定的，是建立和谐社会的需要，是锅炉技术市场竞争的产物。是建立和谐社会的需要，是锅炉技术市场竞争的产物。一、概述一、概述 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-104二、循环流化床锅炉的完善化改造二、循环流化床锅炉的完善化改造 需改造的原因：需改造的原因：（1）对新

4、开发的炉型）对新开发的炉型 由于缺乏必要的实际运行数据支持，设计中不可避免的由于缺乏必要的实际运行数据支持，设计中不可避免的存在一些缺陷，客观造成了它有一个逐步完善的过程存在一些缺陷，客观造成了它有一个逐步完善的过程 。（2）部分结构设计失当，需要改造）部分结构设计失当，需要改造 常见的是分离器效率低，返料装置设计不合理，省煤器常见的是分离器效率低，返料装置设计不合理，省煤器等受热面等过度磨损而频频爆管等等受热面等过度磨损而频频爆管等 （3）技术进步）技术进步 在原流化床锅炉上添加新的部件，以进一步降低劳动强在原流化床锅炉上添加新的部件，以进一步降低劳动强度，提高锅炉运行的安全性和经济性。度，

5、提高锅炉运行的安全性和经济性。 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-105一）一） 75t/h百叶窗、中温旋风子两级分离循环流化床锅炉百叶窗、中温旋风子两级分离循环流化床锅炉的改造的改造1 锅炉存在的问题锅炉存在的问题锅炉出力不足锅炉出力不足分离器性能差分离器性能差炉内易结焦炉内易结焦锅炉热效率低锅炉热效率低对流受热面磨损严重对流受热面磨损严重维修量大维修量大运行可靠性差等运行可靠性差等 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1062 改造措施改造措施一级高温旋风分离一级高温旋风分离取消隔

6、墙水冷壁，调整受热面取消隔墙水冷壁，调整受热面增加一部分低温过热器受热面增加一部分低温过热器受热面 增加一组中温省煤器增加一组中温省煤器 燃烧室采用全膜式水冷壁结构燃烧室采用全膜式水冷壁结构 一次风室改为水冷风室一次风室改为水冷风室 一）一） 75t/h百叶窗、中温旋风子两级分离循环流化百叶窗、中温旋风子两级分离循环流化床锅炉的改造床锅炉的改造 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-107一）一） 75t/h百叶窗、中温旋风子两级分离循环流化床锅炉百叶窗、中温旋风子两级分离循环流化床锅炉的改造的改造3 改造后运行状况改造后运行状况锅炉效率：锅

7、炉效率：锅炉磨损情况：大修期四年锅炉磨损情况：大修期四年 锅炉负荷锅炉负荷 ：达额定并能超达额定并能超经济效益经济效益 ： 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-108二二 ) 一台一台35t/h前置式高温上排气旋风分离器前置式高温上排气旋风分离器CFB 锅炉完善锅炉完善化改造化改造1 锅炉存在问题锅炉存在问题 锅炉煤耗高，飞灰含碳量高达锅炉煤耗高，飞灰含碳量高达30%以上以上 布风不均，易发生结渣布风不均，易发生结渣 点火时间长，油耗高点火时间长，油耗高:点火一次耗柴油点火一次耗柴油4.5吨吨 飞灰循环燃烧系统运行不稳定，调节不灵活飞灰循环

8、燃烧系统运行不稳定，调节不灵活 给煤管容易结渣给煤管容易结渣 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-109二二 ) 一台一台35t/h前置式高温上排气旋风分离器前置式高温上排气旋风分离器CFB 锅炉完善锅炉完善化改造化改造2 综合治理改造措施综合治理改造措施（1）给煤点和返料管改造）给煤点和返料管改造 将给煤与返料分开，各自单独将给煤与返料分开，各自单独 送入床内送入床内 给煤点的入口位置提高给煤点的入口位置提高 1065mm 1500mm 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1010(2

9、) 布风装置改造布风装置改造 将一次风从炉后进入改为从炉左侧进入将一次风从炉后进入改为从炉左侧进入 改风室为等压风室改风室为等压风室 二二 ) 一台一台35t/h前置式高温上排气旋风分离器前置式高温上排气旋风分离器CFB 锅炉完善锅炉完善化改造化改造 检查孔 放渣管 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1011二二 ) 一台一台35t/h前置式高温上排气旋风分离器前置式高温上排气旋风分离器CFB 锅炉完善锅炉完善化改造化改造（3）返料器改造）返料器改造重新设计了返料器布风板和风帽重新设计了返料器布风板和风帽 将返料器的整体高度减少了将返料器

10、的整体高度减少了159mm 减小送风系统的阻力，增加了返料器调节的灵敏性，改善减小送风系统的阻力，增加了返料器调节的灵敏性，改善了返料器的调节性能了返料器的调节性能。 (4)完善点火技术完善点火技术 控风、控油、加煤，耗油量控风、控油、加煤，耗油量4-5T/次次 2T/次次 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1012二二 ) 一台一台35t/h前置式高温上排气旋风分离器前置式高温上排气旋风分离器CFB 锅炉完善锅炉完善化改造化改造3 完善治理改造效果完善治理改造效果锅炉已能正常、安全、稳定的供汽发电锅炉已能正常、安全、稳定的供汽发电 返料

11、器工作可靠、输送稳定，能根据负荷变化自动调节返料器工作可靠、输送稳定，能根据负荷变化自动调节点火成功率点火成功率 100%，冷炉，冷炉2h，热炉，热炉0.5-1.0h，耗油量大大降，耗油量大大降低低锅炉效率明显提高，第一电场灰含碳量从锅炉效率明显提高，第一电场灰含碳量从40% 15.26% 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1013三）三） 一台一台35t/h循环流化床锅炉的完善化改造循环流化床锅炉的完善化改造1 锅炉存在问题及分析锅炉存在问题及分析埋管磨损严重埋管磨损严重炉膛上下温差过大：炉膛上下温差过大：1000-630 过热器超温不

12、易控制过热器超温不易控制旋风分离器效率较低旋风分离器效率较低排烟温度偏高排烟温度偏高 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1014三）三） 一台一台35t/h循环流化床锅炉的完善化改造循环流化床锅炉的完善化改造2 完善化改造措施完善化改造措施（1）埋管及布风）埋管及布风 埋管由埋管由425改为改为608的厚壁钢管的厚壁钢管 加装防磨鳍片加装防磨鳍片 调整最下排埋管距布风板距离调整最下排埋管距布风板距离 “回回”形布风板改为平板形布风板形布风板改为平板形布风板 烟斗形风帽改为无帽沿、水平直孔风帽烟斗形风帽改为无帽沿、水平直孔风帽 控制入炉煤粒

13、径控制入炉煤粒径 返料口布置在埋管检修空档返料口布置在埋管检修空档 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1015三）三） 一台一台35t/h循环流化床锅炉的完善化改造循环流化床锅炉的完善化改造(2) 炉膛温度调节炉膛温度调节 优化分离器结构，提高分离效率优化分离器结构，提高分离效率返料器改用能自动适应负荷变化需要的返料器改用能自动适应负荷变化需要的“流化密封送灰器流化密封送灰器”将布风面积调整到将布风面积调整到11m2左右，适当提高运行风速；左右，适当提高运行风速；控制入炉煤粒径，减小浓相区燃烧份额增加稀相区燃烧份额，控制入炉煤粒径，减小浓

14、相区燃烧份额增加稀相区燃烧份额，提高炉膛出口温度提高炉膛出口温度 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1016三）三） 一台一台35t/h循环流化床锅炉的完善化改造循环流化床锅炉的完善化改造 (3) 分离器分离器结构尺寸的优化结构尺寸的优化(进口、导流体、排气管进口、导流体、排气管（4）其他）其他 减小炉内高温过热器传热面积；减小炉内高温过热器传热面积； 增加省煤器面积；增加省煤器面积； 取消水平烟道下的沉降灰回斗，恢复传统取消水平烟道下的沉降灰回斗，恢复传统 型布置锅炉型布置锅炉水平烟道形式；水平烟道形式； 用流化密封返料装置取代原先的用

15、流化密封返料装置取代原先的H型返料器型返料器 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1017三）三） 一台一台35t/h循环流化床锅炉的完善化改造循环流化床锅炉的完善化改造3 改造效果改造效果锅炉运行稳定，能达到额定蒸发量，并有锅炉运行稳定，能达到额定蒸发量，并有10%超负荷能超负荷能力；力；炉膛下部温度炉膛下部温度850900，炉膛出口温度约，炉膛出口温度约850，证，证明分离器分离器效率明显提高，返料器运行稳定可靠；明分离器分离器效率明显提高，返料器运行稳定可靠；排烟温度约排烟温度约145；从从2004年年11月到月到2005年年4月已连

16、续运行半年里没有出现月已连续运行半年里没有出现爆管事故。运行半年后停炉检查，埋管、过热器等均未爆管事故。运行半年后停炉检查，埋管、过热器等均未出现明显磨损现象。出现明显磨损现象。 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1018四）四） 一台一台35t/h平面流分离循环流化床锅炉的改造平面流分离循环流化床锅炉的改造1 锅炉问题锅炉问题 平面流惯性分离、夹墙式灰道和平面流惯性分离、夹墙式灰道和L阀回送，锅底型布风板，阀回送，锅底型布风板，炉膛下部布置埋管受热面，过热器布置在上、下汽包之间的对炉膛下部布置埋管受热面，过热器布置在上、下汽包之间的对流

17、管束前。流管束前。平面流分离器分离效率低下，飞灰含碳量、煤耗较高；平面流分离器分离效率低下，飞灰含碳量、煤耗较高；L阀返料器运行不稳定阀返料器运行不稳定按鼓泡床的方式运行，没有体现按鼓泡床的方式运行，没有体现CFB锅炉节能降耗的优势。锅炉节能降耗的优势。 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1019四）四） 一台一台35t/h平面流分离循环流化床锅炉的改造平面流分离循环流化床锅炉的改造2 完善化改造方案完善化改造方案将平面流分离器改为双通道槽型惯将平面流分离器改为双通道槽型惯性分离器性分离器（发明专利专利号：（发明专利专利号：ZL 00 1

18、 14392.1,国际专利主分类号：国际专利主分类号：B01D 45/04）用新型流化密封返料器代替现在的用新型流化密封返料器代替现在的L阀阀（发明专利专利号（发明专利专利号 ZL2004 10061100.1 ）3 改造效果改造效果 飞灰循环量明显增大，返料稳定，飞灰循环量明显增大，返料稳定，炉膛出口温度上升了炉膛出口温度上升了50煤耗量降低煤耗量降低 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1020三三 煤粉炉改为循环流化床锅炉实例煤粉炉改为循环流化床锅炉实例上林南南实业有限公司上林南南实业有限公司65t/h煤粉锅炉改为煤粉锅炉改为CFB锅

19、炉锅炉1 主要改造内容主要改造内容 （1）主要改造指标）主要改造指标蒸发量蒸发量 65t/h（按（按68t/h设计）；设计）；工作压力工作压力3.82MPa；工作温度工作温度 450；冷渣含碳冷渣含碳2，飞灰含碳，飞灰含碳6；燃料：燃料：I 类烟煤。类烟煤。 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1021上林南南上林南南65t/h煤粉锅炉改为煤粉锅炉改为CFB锅炉锅炉（2）本项目的主要内容为：）本项目的主要内容为：锅炉本体及有关辅机的改造选型；锅炉本体及有关辅机的改造选型；锅炉本体及有关辅机的制作安装及调试；锅炉本体及有关辅机的制作安装及调试

20、；锅炉附属系统改造，包括：炉前给煤系统、炉内脱硫系锅炉附属系统改造，包括：炉前给煤系统、炉内脱硫系统、烟风系统、汽水系统、除尘系统、油点火系统；热统、烟风系统、汽水系统、除尘系统、油点火系统；热控一次仪表调整及新设辅机配电。控一次仪表调整及新设辅机配电。原有锅炉的设备基础改造。原有锅炉的设备基础改造。原有锅炉及相关系统的拆除。原有锅炉及相关系统的拆除。 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1022上林南南上林南南65t/h煤粉锅炉改为煤粉锅炉改为CFB锅炉锅炉2 主要技术特点主要技术特点 采用华中科技大学煤燃烧采用华中科技大学煤燃烧国家重点

21、实验室发明的中温国家重点实验室发明的中温下排气旋风分离器。该设备下排气旋风分离器。该设备体积小，便于锅炉体积小，便于锅炉形布置，形布置，特别适合本锅炉的现有结构，特别适合本锅炉的现有结构，对锅炉钢架不进行大动作，对锅炉钢架不进行大动作，保证其强度和安全。该设备保证其强度和安全。该设备分离效率高，达分离效率高，达95以上。以上。 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1023上林南南上林南南65t/h煤粉锅炉改为煤粉锅炉改为CFB锅炉锅炉3 3 本体本体改造方案改造方案 拆冷灰斗，增布风板，设埋管，全床点拆冷灰斗，增布风板，设埋管，全床点火火

22、锅筒上提锅筒上提1800mm,1800mm,前移前移900mm900mm，以布置分，以布置分离器离器 高过移炉内，低过移到炉膛出口后高过移炉内，低过移到炉膛出口后 下排气分离器、流化密封送灰器构成飞下排气分离器、流化密封送灰器构成飞灰循环系统灰循环系统 增加省煤器增加省煤器 重设空预器重设空预器 受热面名称传热面积(m2)埋管71稀相床288高温过热器114低温过热器278省煤器1373空气预热器1200 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1024上林南南上林南南65t/h煤粉锅炉改为煤粉锅炉改为CFB锅炉锅炉4 附属系统改造附属系统改造

23、点火系统点火系统: 床下点火，利用原有油库，增加室内燃油点火系统。床下点火，利用原有油库，增加室内燃油点火系统。每次点火耗油量每次点火耗油量2吨吨给煤系统给煤系统 :新建一套破碎系统，原破碎系统改造新建一套破碎系统，原破碎系统改造(筛板、振动筛）筛板、振动筛）备用，利用原上煤系统，煤仓利用原钢制粉仓改造备用，利用原上煤系统，煤仓利用原钢制粉仓改造 脱硫系统：设脱硫系统：设50m3石灰石储罐，气力输送石灰石粉（粒度石灰石储罐，气力输送石灰石粉（粒度1.0mm）到炉前石灰石仓。再通过分配机分配到各炉前输煤胶）到炉前石灰石仓。再通过分配机分配到各炉前输煤胶带上，与燃煤混合，最后送到炉内掺烧带上，与燃

24、煤混合，最后送到炉内掺烧风系统、除渣系统改造，加静电除尘风系统、除渣系统改造，加静电除尘 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1025 四 链条锅炉改为CFB锅炉1.锅炉概况锅炉概况 UG35392M 的正转链条炉的正转链条炉 ，型布置、重型炉墙、型布置、重型炉墙、光管水冷壁，斜烟道依次布置高、低温两级过热器，尾部竖光管水冷壁，斜烟道依次布置高、低温两级过热器，尾部竖烟道依次布置三级光管省煤器和两组空气预热器。烟道依次布置三级光管省煤器和两组空气预热器。 原设计煤种：烟煤原设计煤种：烟煤 问题：飞灰含碳量高，煤耗大问题：飞灰含碳量高，煤耗大

25、 改燃煤矸石或混煤改燃煤矸石或混煤(热值热值12540-18810kj/kg) 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1026四 链条锅炉改为CFB锅炉2 改造方案改造方案 低倍率低倍率CFB，中温分离，斜埋管，大截面低速床，中温分离，斜埋管，大截面低速床增加两个中温旋风分离器增加两个中温旋风分离器( 1800mm )等压风室，热一次风，蘑菇形风帽等压风室，热一次风，蘑菇形风帽 绝热浓相区内布置埋管绝热浓相区内布置埋管前后墙二次风（冷）前后墙二次风（冷）低过面积减少低过面积减少10高省采用螺旋鳍片管高省采用螺旋鳍片管换鼓、引风机、增二次风机换

26、鼓、引风机、增二次风机 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1027四 链条锅炉改为CFB锅炉3 改造效果改造效果 分离器的分离效率分离器的分离效率90，返料正常，飞灰循环良好，燃，返料正常，飞灰循环良好，燃用矸石，可掺烧链条炉渣，降低了运行成本。用矸石，可掺烧链条炉渣，降低了运行成本。 负荷能力强，可达负荷能力强，可达45t/h 。 大渣含碳量大渣含碳量1，飞灰含碳量，飞灰含碳量10，热效率达，热效率达84 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1028 五五 油炉改为循环流化床锅炉实例

27、油炉改为循环流化床锅炉实例1 中石化某厂燃油锅炉的特点及改造要求中石化某厂燃油锅炉的特点及改造要求 中压燃油中压燃油35t/h锅炉，自然循环，锅炉，自然循环，“ ”布置，重型炉墙布置，重型炉墙 流沙层地质结构流沙层地质结构, 改造不改变、添加锅炉现有基础构件。平改造不改变、添加锅炉现有基础构件。平顶山烟煤，出力不小于顶山烟煤，出力不小于32t/h 2 主要改造措施主要改造措施 采用大小粒子叠加循环燃烧技术采用大小粒子叠加循环燃烧技术 在浓相区布置恰当的埋管受热面在浓相区布置恰当的埋管受热面 采用恰当的炉膛结构，并调整受热面与之匹配采用恰当的炉膛结构，并调整受热面与之匹配 采用中温上排气旋风分离

28、器采用中温上排气旋风分离器 采用流化密封送灰器采用流化密封送灰器 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1029五五 油炉改为循环流化床锅炉实例油炉改为循环流化床锅炉实例 采用螺纹管省煤器采用螺纹管省煤器 适当调整过热器受热面适当调整过热器受热面 采用热风床下点火采用热风床下点火 3 改造后锅炉运行状况改造后锅炉运行状况一次点火成功一次点火成功锅炉运行稳定锅炉运行稳定飞灰循环正常飞灰循环正常3338t/h可调可调锅炉热效率锅炉热效率83% 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC2022-1-1030六六 用用CFB技术改造旧锅炉时应注意的问题技术改造旧锅炉时应注意的问题1.根据燃用煤种选择燃烧方式 根据具体情况，确定燃用的主导煤种。根据具体情况，确定燃用的主导煤种。 优质煤：煤粉炉和链条炉；劣质煤：流化床锅炉优质煤：煤粉炉和链条炉；劣质煤：流化床锅炉。2. 应根据锅炉容量大小选择BFB燃烧或CFB燃烧 10t/h，BFB锅炉锅炉20 、35t/h锅炉采用低倍率飞灰循环锅炉采用低倍率飞灰循环CFB燃烧，加埋管燃烧，加埋管65、75t/h锅炉采用锅炉采用CFB燃烧，带不带埋管取