循环流化床锅炉提效节能改造探讨

2015-02-27陈桂昌

应用能源技术 2015年4期

关键词：省煤器流化床分离器

陈桂昌

(河南神马尼龙化工有限责任公司，河南平顶山 467013)

循环流化床锅炉提效节能改造探讨

陈桂昌

(河南神马尼龙化工有限责任公司，河南平顶山 467013)

文中介绍了这个公司1#循环流化床锅炉存在的问题，分析了造成其带负荷能力不足和排烟温度高的原因，并提出了相应的技术对策。这些技术措施的实施提高了锅炉带负荷能力，降低了锅炉排烟温度，锅炉提效和节能改造达到了预期目标。

循环流化床锅炉；负荷排烟温度；提效；节能

0 引言

某公司1#锅炉是75 t/h中温中压CFB锅炉。该锅炉采用“П”型布置，框架支吊结构。炉膛为膜式水冷壁。尾部设多组蛇形管受热面和一、二次风空气预热器。燃烧系统由旋风分离器，U型回料阀，床下点火等系统组成。

自投产以来，1#锅炉存在较多问题：(1)锅炉负压拉不动，带负荷困难，仅可以带到65 t/h。(2)锅炉床温高，65 t/h时锅炉床温达到960～980 ℃，返料温度达到1 000 ℃。(3)锅炉分离器阻力大，65 t/h时，锅炉分离器阻力已达1 800 Pa。(4)锅炉排烟温度高，65 t/h时锅炉排烟温度达到180 ℃。

以上问题不仅降低了锅炉效率，而且由于排烟温度过高，直接影响到电除尘改布袋除尘的环保改造，环保和节能两个方面都需要我们对1#锅炉进行必要的改造。

1 锅炉改造方案

1.1 分离器改造方案

分离器是CFB锅炉的关键部件，其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来，送回炉膛，以维持炉膛的快速流态化运行，保证燃料和脱硫剂多次循环，为焦炭颗粒和脱硫剂停留时间的延长提供条件。因此，分离器的分离效率对循环流化床锅炉的运行有直接影响，如果分离器效率偏低，颗粒将不能从烟气中有效的分离出来，这会使大量颗粒不经循环而一次通过炉膛，会带来锅炉带负荷能力差、燃烧效率低和脱硫效率低等问题。

1.1.1 现有分离器问题分析

1#锅炉分离器筒体直径3 000 mm，进口截面2 200×700 mm，中心筒直径1 400 mm，插入深度约1 390 mm，日常运行时发现锅炉分离器阻力大，通过对取得的循环灰样和飞灰样分析可以发现，锅炉的循环灰和飞灰粒径较粗，此外炉膛中部压差较低，显然该分离器的分离效率较低。

1.1.1.1 分离器阻力偏大

锅炉带65 t/h负荷时，锅炉分离器阻力大，达1 800 Pa。折算到满负荷条件下，即75 t/h时，锅炉分离器达2 400 Pa，远高于设计值，造成锅炉带负荷困难，引风机耗电增加。

1.1.1.2 分离器分离效率下降问题

分离器关键参数设计不合理，导致分离器分离效率下降，锅炉带负荷能力下降，尾部受热面磨损加剧等一系列问题。

1.1.2 改造方案设计

针对1#锅炉分离器存在的问题，并考虑到现场改造工作条件的限制和施工工期，应该对影响分离器分离效率的结构因素进行微调。由于分离器筒体结构、锥体结构改造难度较大，工期较长，本次改造主要从分离器进气方式和入口结构着手。

改造后，炉膛出口烟窗为1 400×2 250 mm，分离器进口烟窗为880×2 250 mm。改造后炉膛出口烟气流速约16 m/s，分离器进口烟气流速约24 m/s；分离器阻力降低约800 Pa，至1 500 Pa左右。分离器进口烟道改造方案如图1所示。

图1 锅炉分离器进口烟道改造方案

1.2 降排烟温度方案

1.2.1 H型省煤器

锅炉原设计三级光管省煤器，错列布置，均采用φ32X4管子。计算表明，锅炉排烟温度高主要是由省煤器面积不足导致。因此，将最下级光管省煤器更换为H型省煤器，增加面积，降低排烟温度，但H型省煤器较原光管省煤器增加烟气阻力约200 Pa。改造方案如图2所示。省煤器改造后计算参数表见表1。

图2 H型省煤器改造方案

表1 H型省煤器改造计算参数表

H型省煤器蛇形管由Φ32×4 mm，材料20/GB3087 管子组成。H型省煤器鳍片规格180×32 mm，材料SPHC。省煤器以156 mm 的横向节距沿整个尾部烟道的深度方向布置，共14 排。H型省煤器的给水由入口集箱 (φ219×12)引入，经受热面逆流而上，引至省煤器中间集箱(φ219×12)。再从中间集箱引入原有上面两级省煤器。

1.2.2 高过增加管排改造

锅炉过热器系统由低温过热器、高温过热器及喷水减温系统组成。高、低温过热器均支撑布置在尾部竖井烟道中，光管错列布置，高、低过管子规格为Φ42×4。省煤器增加后，过热蒸汽温度会降低。因此，必须增加部分过热器。在原高过管屏上方纵向增加12排受热面，横向排数、管子材料及规格与原高过一致；将原管屏切割后与增加管屏焊接；高过出口集箱利旧，升高约900 mm，需将原高过出口集箱到集汽集箱4根连接管道直段切割安装。改造方案如图3所示。