改造沸腾炉为低倍率循环流化床锅炉的措施.docx

热能工程杨则安(江苏恒丰化肥集团公司221400)杨则安:1984年毕业于华东电力专科学校,一直从事煤炭气化和流化床锅炉的技术改造工作。摘要简述了沸腾炉与低倍率循环流化床锅炉在结构、性能上的差异,介绍了将前者改为后者的工作内容和相关措施的选择。关键词沸腾炉低倍率循环流化床锅炉结构性能改造措施沸腾炉因可燃用煤气炉排放的低热值灰、渣及其它劣质燃料,在小氮肥企业中拥有大量的用户,并为企业节能降耗、实现“两煤变一煤”发挥了重要的作用。但沸腾炉所固有的缺点,如热效率低、磨损快、电耗高、运行周期短等,使其运行水平和经济性能并不先进,已不能适应小氮肥生存与发展的要求,需更新性能先进,效益显著的循环流化床锅炉(第二代沸腾炉)。完全进行炉型更新,大部分用户经济条件还不成熟。因此,如何利用少量的资金和可靠的技术措施,把沸腾炉改造成低倍率循环流化床锅炉,才是问题的关键。工质,从而把锅炉的技术、经济性能提高到一个新水平。图1SHF10/20型沸腾锅炉简图再从两者的运行、设计参数上看(见表1),烟气流量、热量分配很接近,炉膛受热面积相差也不大,同样辅机的性能参数也基本一致。所以,锅炉改造可以做到外形结构尺寸、受压部件和热力衡算、辅机仪表等不变,只需对炉内增设的分离、回送系统进行设计、衡算即可。表1两种炉型运行、设计参数比较1炉型结构及运行设计参数比较与沸腾炉相比,低倍率循环流化床锅炉的结构特点,主要在于炉膛布置和烟气的气、固分离及回送系统,其它部分结构完全相同(见图1～2)。低倍率循环流化床锅炉的炉膛布置,主要是基于两种考虑:一是建立沸腾层内的燃料在纵、横向上的循环流化燃烧,增加燃料停留时间和燃烧份额;二是提高炉膛悬浮段上的烟气速度,使烟气具备载运大量飞灰的能力,构成燃料粒子进入“循环流化状态”的基础。与炉膛布置相配合的气、固分离和回送系统,则把烟气中(75～80)%的飞灰粒子分离下来,通过回送阀返回炉膛,使飞灰粒子变为连续循环的燃烧、载热放热名称沸腾炉低倍率循环床锅炉炉膛出口烟气量/m3(t·h)-1炉膛出口烟气温度/℃炉膛受热面积/m2·t-1炉排面积m2·t-1热量分配系数5000～6000850～9503～40.3～0.40.4～0.55000～6000850～9502.5～3.50.15～0.250.35～0.45改造沸腾炉为低倍率循环流化床锅炉的措施化肥设计1999年第37卷·60·力、流量大于中间风仓。这样通过风板形状位差和分区配风的双重手段,使床内形成一周由外向内的稳定循环回路,再加上炉膛四周的边壁效应,所产生的边循环,造成循环回路的叠加、互射,床内物料在纵、横向上的循环流化工况得以实现,达到强化传质、传热,延长物料停留时间,提高燃烧效率的目的。另外,“槽”形风板分区送风方式的最大优势,是在燃用粒径范围0～50mm,含水(18～22)%的炉渣时,床内的流化工况依然很稳定,连续运行周期可达200天以上,其经济性能显著。3.2分离器的选择炉型改造中,分离器的选择十分重要。应重点考虑其能否在高温、高灰浓度下长期可靠的运行,并且体积不能超出原结构所允许的尺寸范围。另外其阻力不能过高,允许在400Pa左右,否则原引风机能力不够。同时分离器还应具备效率高、安装检修方便的特点。目前应用比较成熟的分离器主要有3种型式:旋风筒分离器、迷宫式分离器、通道式旋流分离器。前两种分离器因体积、效率等问题不适于炉型改造,只有通道式旋流分离器在炉型改造上的应用较多。通道式旋流分离器是借鉴、综合了旋风、迷宫两种类型分离器的优点而产生的新型分离器。它是采用特异形高材质耐火砖在现场砌筑而成,其特点是体积小,阻值低(320Pa),安装检修方便,工作效率适中(75%)。另需说明的是,造气炉渣采用沸腾燃烧方式,引起热损最严重的是0.2mm以上的飞灰粒子;0.2mm以下的粒子基本燃烬。所以从分离器的效率来看,标准可放宽。但从受热面的磨损、湿式除尘器的堵塞、引风机工况等方面来考虑,又要求分离效率越高越好。一般分离效率达到75%即可两者兼顾。3.3“L”回送阀的设计要点“L阀”是一种久经考验、灵敏可靠的控制元件,现被移植到循环流化床上来,作为循环物料的回送阀(图3)。其工作原理是利用回送风的压头小于立管阻力而大于炉膛压力,迫使分离灰返回炉膛。从上可知,L阀设计的要点在于立管高度的选择,它直接决定阀的工作效果。该参数的确定应满足下式的要求:△p灰仓×△p立管=△p炉膛×△p管路×△pL阀,其中△p立管是立管内物料流图2SHF10/20型低倍率循环流化床锅炉2锅炉改造内容从上所述可知锅炉改造需要做下列几项工作:①风板结构改造,面积及外形尺寸不变;②增设灰仓、分离器、回送阀;③取消空气预热器,增设一组省煤器;④把负压给煤改为正压给煤。3技术措施的选择3.1风板结构型式及配风方法选择何种风板