65t/h抛煤炉改造为90t/h循环流化床锅炉的应用

蔡卫宏，季明

（扬州威亨热电有限公司，江苏 扬州 225009）

1 锅炉改造前状况

该公司原2#锅炉为65t/h抛煤炉，运行时锅炉热效率低，排烟温度超过150℃，炉渣含碳量超过20%，飞灰含碳量大于50%，而且锅炉由于密封差，导致漏风严重，标煤产汽量低于6.5 t/tce，因此，锅炉急需进行改造。

2 优化方案

依据1#炉改造的经验，对比了国内多家锅炉生产厂家的技术特性，提出了2#锅炉炉本体总体改造设计方案。

2.1 锅炉烟气通道采用三回程结构布置

在原锅炉基础不变的情况下，烟气通道采用了三回程结构布置，烟气在到达尾部受热面前需经过三个回程的热交换。锅炉烟道三回程结构布置如图1所示。

2.1.1 结构紧凑

通过炉内两片膜式水冷壁对烟气的阻隔，热烟气流经过三个回程，从而加长了烟气流程，燃料颗粒在炉内有良好的高温燃烧条件，停留时间为高速床的2倍，汽包中心标高提高了2.5m，与同样出力的高速流化床锅炉相比，总高度明显降低，而宽度方向尺寸保持不变。

图1 锅炉烟道三回程结构布置示意图

2.1.2 便于燃料燃烧与物料分离

三个回程内部尺寸分别为：第一个回程7800×2300mm（上部），第二回程 7800×1500 mm，第三回程 7800×2300mm。

第一回程下部采用低速床，布风板面积为20.25m2，下部面积较大，提高了细小颗粒在炉内的停留时间及循环倍率，增强了碳颗粒与氧气混合的均匀性。

第二个回程通道变窄，提高了烟气速度，烟气从第二回程进入第三回程，形成惯性分离作用，便于在此之间布置第一级高温“U”型分离器即沉降槽。

第三回程空间变大，造成烟气速度降低，进入过热器之前设有折烟墙，以便降低烟气对过热器的冲刷磨损。

2.1.3 受热面磨损降低

锅炉烟气通道其三个回程结构使锅炉水冷壁面积较大，而且炉膛三回程四周膜式壁全部用耐磨浇注料浇筑，增加了水冷壁抗磨性。

2.2 循环物料分离

为了提高燃料和脱硫剂的利用率，保证物料的循环倍率在30左右，本次项目改造采用了两级分离的方案。第一级高温分离为沉降槽惯性分离，第二级中温分离为旋风分离。物料分离流程见图2。

图2 物料两级分离流程图

2.2.1 沉降槽惯性分离

烟气从第二回程进入第三回程，由于惯性作用，粗细灰颗粒（＞0.08mm）在转弯处从烟气中分离出来，并沉降到下部的沉降槽内，沉降槽宽为500mm，高为1800mm，回送装置为6个240mm×180mm的返料窗口，窗中间布有一个Φ50返料喷嘴，返料风为一次风，物料分离效率≥80%。通过沉降槽惯性分离，大粗颗粒物料被分离出来，从而减轻了下级旋风分离的负担，同时也降低了锅炉磨损，提高了锅炉效率。

2.2.2 旋风分离

旋风分离由于其技术比较成熟，一般分离效率较高，用于二级分离器，布置在尾部竖井受热面以前，物料温度为700～800℃，中芯筒为0Cr25N i20不锈钢板板，由于旋风分离进口需要有一定的直线长度，加上旋风筒的直径，因而其所占空间较大。本次改造将尾部烟气竖井向后平移了一跨，以留出4100mm空间用于布置分离器，分离器数量也变为三个，目的是减少直径，方便布置，改造后的分离器中心筒直径为Ф1200mm，旋风筒直径为Ф2200mm，物料回送装置为“U”型返料阀，进出口皆为Ф159mm耐热不锈钢管。

2.3 水冷壁用膜式壁替代光管式水冷壁

膜式壁是由鳍片板与钢管焊接而成，内部焊有销钉，并且用耐火浇注料浇筑，外部包有保温材料，是水冷壁与炉墙结构的结合体，兼有水冷热交换、密封、耐温、保温的功能。而光管式水冷壁只有水冷热交换的功能。为了不影响锅炉的安全运行，本次改造重点解决了以下几方面的问题：

（1）支撑与膨胀。锅炉重型炉墙为砖体结构，砌筑在炉墙支撑座之上，由下向上膨胀，与水冷壁是分开的。而膜式壁是组合体，整体重量全部由钢架承担，因而要对锅炉钢架进行适当加固。三个回程及两个隔板存在一定的膨胀差，需留有一定膨胀间隙。而炉膛膜式壁与尾部分离器的膨胀方向相反，因而需要在连接处加装非金属膨胀带。

（2）密封与磨损。三回程膜式壁主体结构密封性好，但存在多处穿墙管及过热器管穿越密封的问题，为了防止其漏风，本次改造所有穿墙管都加有密封罩，过热器处采用耐火混凝土加微膨胀可塑料密封结构。炉膛与尾部分离器处采用柔性材料密封。膜式壁内侧采用销钉加耐火浇注料浇筑，增加了管壁的耐磨损性能。

（3）安全附件。为了提高其安全稳定性，膜式壁延垂直方向布置了两道绞接式刚性梁；左右前下部装有防摆限位装置；四周及集箱处装有膨胀指示器。

2.4 其他改造措施

炉膛内布置有高传热系数的埋管受热面，采取的防磨办法为管外焊接肋片。炉膛下部加大空间以降低流速，另外再通过扩大管排布置间距，适当提高位置来减轻磨损。

点火形式采用床上木碳点火。点火费用为油点火的1/5，点火时间为油点火的1/2。

3 改造效果

3.1 改造成本低且工期短

由于该项目改造不涉及锅炉基础、钢架、汽包和厂房，加之锅炉本体结构紧凑，因而改造费用及施工周期都大大缩减，总改造费用为1980万元。

3.2 运行稳定。

2#炉自改造运行以来工况稳定，没有发生过重大设备故障，2#炉改造前后运行指标见表1。统计报表显示，经改造后的2#炉，每年可减排烟尘 7.21 t，减排SO231.99 t，年可节约标煤7237 t左右。

表1 2#炉改造前后运行指标