循环流化床锅炉的系统流程

循环流化床锅炉的系统流程

一、.概述

锅炉采用单锅筒横置式，单炉膛自然循环，全悬吊结构，全钢架“∩”布置。运转层标高8.5m，炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部是汽冷旋风分离器，尾部竖井烟道布置了多组蛇形管受热面和锅炉包覆管受热面及一、二次风空气预热器。

在燃烧系统中，给煤机将煤送入落煤管进入炉膛，锅炉燃烧所需空气分别由一、二风机提供。一次风机送出的空气经一次风空气预热器预热后由左右两侧风道引入炉下左右水冷风室，通过水冷布风板上的风帽进入燃烧室。二次风机送出的风经二次风空气预热器预热后，通过分布在炉膛前后墙上的二次风咀进入炉膛，补充空气，加强扰动与混合。燃料和空气在炉膛内流化状态下掺混燃烧，并与受热面进行热交换。炉膛内的烟气（携带大量未燃尽碳颗粒）在炉膛上部进一步燃烧放热。离开炉膛并夹带大量物料的烟气经蜗壳式汽冷旋风分离器之后，绝大部分物料被分离出来，经返料器返回炉膛，实现循环燃烧。分离后的烟气经转向室、高温过热器、低温过热器、省煤器、一、二次风空气预热器由尾部烟道排出。

二、锅炉结构

1、炉膛水冷壁系统

炉膛由膜式水冷壁组成，保证了炉膛的严密性。炉膛横截面为4511×9082mm，炉顶水冷标高36152.5mm（水冷中心线标高），膜式水冷壁由Φ60×6锅炉管和6×20.5mm扁钢焊制而成，管节距为

80.5mm；在炉膛的左右中心线处靠近前部水冷壁设置水冷屏，炉膛水冷壁（屏）通过水冷上集箱（包括水冷屏上集箱）由吊杆悬挂于钢架顶部的框架上。

水冷壁集箱采用Φ273×35锅炉管。

水冷壁下部焊有销钉用以固定高强度耐高温防磨耐火材料。保证该区域水冷壁安全可靠地工作。

水冷壁向下弯制构成水冷风室，水冷布风板。

水冷壁上设置测量孔、检修孔、观察孔等。

水冷壁上的最低点设置放水排污阀。膜式水冷壁外侧设置数层刚性梁，保证了整个炉膛有足够的刚性。在锅炉炉膛外侧布置止晃装置。

由4根Φ325×25、1根Φ219×20的集中下降管和28根下降支管，及32根汽水引出管组成5个回路的水冷循环系统。

5个回路分前墙1个，左右侧墙各1个，后墙1个，水冷屏1个。

2、锅筒及锅筒内部设备

锅筒内径Φ1600mm，壁厚100mm，材料为欧标容器板，总长约12500mm，重约53.5吨，总重约67.0吨。

锅筒正常水位在锅筒中心线下180mm，最高、低安全水位偏离锅筒正常水位±50mm。

锅筒内部装置由旋风分离器、给水清洗装置、顶部均流孔板、连续排污管等组成。旋风分离器直径Φ290mm，共36只。

由旋风分离器出来的蒸汽穿过上部清洗孔板（由省煤器来的50%的清洁水，在清洗孔板上保持30mm厚的水层，蒸汽流经清水层其中

部分盐溶入清洗水中），穿越锅筒顶部的多孔板，然后通过6根Φ133×10mm蒸汽引出管到过热器系统。

在大直径下降管进口外布置了十字挡板，改善下降管带汽及抽空现象。锅筒上除布置必须的管座外，还布置了紧急事故放水、备用管座等。

3、过热器及调温装置

过热器由屏式过热器、旋分过热器、高温过热器、低温过热器、炉顶管的组成。其蒸汽流程如下：锅筒→屏式过热器→旋分过热器→一级喷水减温器→悬吊管→低温过热器→二级喷水减温器→炉顶管→高温过热器→过热器出口集箱。

过热器系统的蒸汽经过二次左右混合与交叉，改善了在烟道宽度上由于烟气温度不均匀而引起过热蒸汽温度的偏差。采用辐射式及对流式过热器，既提高传热效果，节省金属，又改善了当锅炉工况变动时过热汽温的调节性能。减温器的两级布置，可增加蒸汽温度调节的灵敏度。

屏式过热器布置在炉膛出口处，垂直悬吊。沿炉膛宽度分6片，每片屏过有18根管子，每片间距1046.5mm，高10000mm，宽1170mm。屏采用Φ38×5合金管，管间节距65mm，光管结构。屏过上集箱中间内部有隔板相隔，下集箱连通。下部易磨损区域采用浇注料覆盖。

旋分过热器采用Φ38×4合金管。每个旋分过热器共有200根管子，Φ273×32合金管的上环形集箱和Φ219×25合金管的下环形集箱组焊为一个分离器整体，蒸汽由上环形集箱引入后经过两下两上加

热后通过上环形集箱引出。

为了减小旋分过热器热应力，蒸汽流向采用了双向流动再汇合引出的措施。旋分过热器内侧布置密排销钉浇注料，销钉密度为2000件/m2。

低温过热器采用Φ42×4.5，合金管，节距110mm，共88排，逆流布置，分三组吊挂在锅炉尾部竖井内。

高温过热器采用Φ42×5，合金管，节距110mm共88排，顺流布置，分两组吊挂在锅炉尾部竖井内组成。

喷水减温器两级布置，采用文丘里式减温器。一级减温器装设在低温过热器入口前。直径为Φ273×28合金管。二级减温器装设在高温过热器入口前，直径为Φ325×36合金管。

4、省煤器

省煤器四级顺列布置。管子为Φ38×4碳钢管，共46片。平行于前墙逆流顺列布置，节距74mm。设置有省煤器进口集箱、中间集箱、出口集箱。省煤器各集箱均采用Φ219×25碳钢管。各组省煤器的重量均由通风梁支撑在锅炉钢架上。

5、空气预热器

空气预热器为管式卧式结构，管子规格为51×2.5钢管，末级材料采用考等钢管。空气与烟气成逆流布置。上面一级为二次风预热器，下面一级为一次风预热器。空气分别由二次风机和一次风机送入。

空气预热器由预热器管箱、连通罩、框架、护板、膨胀节、人孔装置、防磨装置、紧固件组成。

空气预热器设计的烟气流速和空气流速都控制在合理的范围内，提高了空气预热器的换热效率，避免了空气预热器烟气侧积灰。

设计的空气预热器膨胀节保证了管箱的自由膨胀和空气侧的密封，保证了烟道的密封，从而避免了空气向烟道的漏风。使锅炉在较低过量空气系数下运行，提高了锅炉性能。

6、分离、回料系统

本炉采用高温旋风分离器和U型返料器结构。高温旋风分离器实炉测试分离效率不小于99.5%。旋风分离器内壁采用耐磨浇注料，热膨胀系数小。由于采用蒸汽冷却旋风分离器，分离器的整个内墙结构简单严密，热惯性小。分离器和炉膛出口处炉墙采用非金属膨胀节进行密封，保证了分离器长期安全可靠运行，分离器采用汽冷结构，避免了返料结焦、堵塞。

U型返料器由布风板、风帽、风室、返料管、舌型挡板、送风管、落灰管组成，运行中通过调节返料风量来调整返料灰量。

分离、返料系统包括旋风分离器、返料器、返料风管、落灰管、落灰闸门、连通管及相应的阀门、法兰及紧固件，炉膛出口与旋风分离器连接的非金属膨胀节，返料管、二次风管、给煤管与炉膛连接的圆形不锈钢波纹膨胀节或非金属膨胀节。

7、锅炉构架

本炉构架全部为焊接连接的钢结构。材料采用碳钢。可在地震烈度为7度、地震加速度为0.15g的地区、风荷载在0.4KN/m2的地区露天布置使用。钢架散装出厂，现场安装。

锅炉立柱从锅炉层零米起，钢柱与基础采用-800mm埋入式螺栓连接。钢架计算的荷载统计，包括支吊水管、烟风道、平台扶梯的荷载。在锅炉的人孔门、检查门、看火孔、测量孔、吹灰器、应操作的阀门处都设置了运行检修平台。上下平台之间没有扶梯。平台之间净空设计合理。平台通道宽度850mm，扶梯宽度800 mm，扶梯倾角450，方便观察、操作、检修等工作。检修平台允许的最大荷载250 kgf/m2。平台和扶梯边缘都装有高度1.0米和1.2米的防护栏杆，平台采用格板式，并装高度100 mm的踢脚板。

8、炉墙与保温

炉膛部分及旋风分离器外部采用敷管轻型炉墙与外护板结构，外护板采用压型钢板。旋风分离器出口水平烟道、炉顶、尾部烟道采用磷酸盐高铝砖（PA）和两层保温材料组成的轻型炉墙。炉墙重量分别通过钢架传到基础上。

炉膛膜式水冷壁下部和旋风分离器内部浇注复合浇注料，该材料性能可以有效地阻止由于炉温变化而引起的交变热应力。炉膛和旋风分离器炉墙外护板表面温度小于50℃。尾部炉墙烟温低、结构合理，炉墙的外表面温度小于50℃。

人空门、检查门内均砌有耐火混凝土，该处外表面温度小于50℃。各种门孔都能开启自如，门把上的自锁装置，使炉门处有良好的密封性。锅炉管道保温层表面温度小于50℃。为保证炉墙安全运行，炉墙升温和降温速度应控制在每小时100～150℃之间。

9、锅炉的防磨

循环流化床流动燃烧的固体颗粒，对炉内的磨损是不可避免的。通过实炉观察试验，磨损的部位是有规律的，主要发生在炉膛燃烧室浓相区、燃烧室与水冷壁的过渡区、旋风分离器的入口处、U型反料器舌形挡板处。在这些部位采取的有效措施有。

①燃烧室采用高强度耐高温复合耐火材料，该材料在工作状态下材料表面形成一层釉面，极大地提高了该材料的高温强度、耐高温性能和高温中的抗磨损、抗蚀损性能及热稳定性，因材本炉磨损严重的耐火材料的使用寿命可达三年以上。

②过渡区采用水冷壁向外弯制的避让机构。

③炉膛受热面设计合理。因为在循环床锅炉中煤是低温燃烧，飞灰并未经过溶化、凝固的过程，故飞灰不如煤粉炉中硬。此外在炉内灰粒子对膜式水冷壁的撞击角很小，灰粒相对较软，在烟速合理时，运行14000小时后膜式水冷壁未发现明显的磨损现象。

④屏式过热器采用膜式壁结构，其中间烟气垂直流动部分同膜式壁工况相同，不会有明显的磨损现象。对于其下部及炉膛出口处，由于烟气风向改变易引起磨损部位均覆盖防磨材料。

三、循环流化床锅炉的系统流程

1、锅炉汽水系统

来自甲醇装置82单元合格的锅炉给水，温度180℃，压力14.1MPa，到锅炉给水操作台,它包括主路、旁路和小旁路,正常生产时主要靠主路调节阀控制锅炉的汽包水位,经给水操作台后首先进入给水混合集箱，在由6根Φ89×7的管线均匀分配进入省煤器入口集箱,

以稳定分配进入省煤器每根管子的水,在省煤器内水经四级预热至305℃，汇集到出口集箱后进入汽包，给水管与汽包壁的连接处装有套管接头，省煤器为光管逆流布置。从水冷屏下降管底部引出一根Φ76×6的管线,返回至给水混合集箱,称为省煤器再循环管线,目的是为了在点火和停炉过程中,即锅炉不连续运行,没有连续上水时，打开再循环管线上的阀门,产生自然循环,防止省煤器盘管超温甚至被损坏。

汽包正常水位在汽包中心线下180mm，最高、低安全水位偏离正常水位±50mm。

汽包中的水经5根下降管分别进入水冷壁下集箱和水冷屏下集箱，之后在水冷壁和水冷屏中经炉膛高温烟气加热形成汽水混合物，分别汇集到前后左右上集箱和水冷屏上集箱，由上集箱进入汽包，组成5个循环回路。

汽包内部装有36个水汽旋风分离器作为汽水粗分离，在汽包顶部布置有波形板分离器作为细分离，防止蒸汽带水，以保证蒸汽品质。

11.3MPa、320℃高压饱和蒸汽从汽包顶部的6根蒸汽管线引出，分别进入6片汽冷屏，蒸汽经6片汽冷屏引出管分左右各三根分别进入汽冷旋风分离器，蒸汽在汽冷旋风分离器经两下两上后进入一级减温器，从一级减温器后再到悬吊管。悬吊管将蒸汽由炉外引入炉内尾部烟道，悬吊管还起到悬挂高温过热器和低温过热器的作用。蒸汽经悬吊管进入低温过热器，经低温过热器加热后进入二级减温器，经过二级减温器调节进入高温过热器。为了克服由于烟气侧偏流引起的热偏差，沿蒸汽流程左右侧蒸汽进行了两次交叉混合。

为了保证锅炉运行，锅炉汽水系统还布置了有排污、疏水、取样等系统。

2.燃烧系统

燃烧系统由炉膛、旋风分离器、返料器、布风板、风室组成。布风板上均匀布置风帽（892个），炉膛下部是燃烧室。燃烧室的截面、布风板的布置、炉膛高度能够保证燃料充分的燃烧。

燃煤由炉前4个给煤装置送入燃烧室，石灰石由炉前两个石灰石喷射器送入燃烧室。给煤管尺寸、位置满足锅炉在不同工况运行时的要求。落煤口上方设置有播煤风。经过预热的一次风由风室经风帽均匀送入炉膛，二次风在燃烧室上部分层送入炉膛。含固体颗粒的烟气经炉膛出口进入旋风分离器，被分离下来的颗粒经返料器送回炉膛进

行循环燃烧。离开旋风分离器的烟气进入尾部烟道，冲刷尾部受热面。

一、二次风风量各占空气量的50%（或根据煤种调整为6:4）。控制燃烧温度在850℃～950℃时，调节一次风量和给煤量、循环灰量，可以使锅炉符合在40%～110%之间调节。

该燃烧系统设置播煤风、点火风、返料风。播煤风、返料风占总风量的3～5%。本锅炉设计配有返料专用风机，流量4200Nm3/h，压头19500Pa。

本炉为床下油点火，在风室后侧布置2台点火器，点火用油为0#轻柴油。点火器喷油量单台650kg/h油压2.0MPa。风室两侧设有两个防爆门。本炉点火起动时间不超过3小时，整个锅炉的启动到满负荷的时间应控制在6小时左右。本炉也可人工床上点火。

燃烧完全的灰渣由布风板上的排渣管排出炉外。排渣可定排或连排。本炉布置两台冷渣机，布置排渣管管径和位置与冷渣机匹配，能保证炉渣及时顺利地排出。

燃烧设备包括点火系统的燃烧器、水冷布风板、风帽、水冷风室、放灰管、连接管及相应的阀门、法兰、配件、支撑件、紧固件。

3.除尘系统流程

系统采用低压脉冲除尘器。含尘气体由进风总管内的导流板引导分别进入各灰斗进风管，在灰斗上部的进风管引导下进入过滤室，在灰斗进风管中的气流分配系统将气流均匀地分布到过滤室的整个截面。大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗，其余粉尘随气流进入中箱体过滤区。气流流量由各过滤室的压差大小有关系，压差低的过滤室气流

流量较大，直到各过滤室的压差基本相似。更多的含尘气体被中箱体内的滤袋过滤，过滤后进入净气室。烟气通过滤袋，去除大部分尘粒后，通过出风管和引风机，最后由烟囱排出

4.输灰系统流程

本系统采用LD浓相气力输灰。除尘器下6个灰斗收集的粉尘分别进入3个仓泵。仓泵进料阀打开，粉尘自由落入泵体内。到料位计发出了满信号后或达到设定时间，进料阀自动关闭。泵体加压阀打开，压缩空气从泵体底部的气化室进入，扩散后穿过流化板上，在物料被充分流化的同时，泵内气压不断上升。当泵内压力达到一定值时，吹堵阀打开，延时几秒后，出料阀自动开启，流化板上的物料流化加强，物料开始输送到灰库。当泵内物料输送完毕，压力下降到管道阻力时，加压阀和吹堵阀关闭，出料阀在延时一定时间后关闭。一次输送周期完成。