循环流化床锅炉炉膛及配风装置改造设计
300MW循环流化床锅炉配风优化
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何 映光
大唐 红 河发 电有 限责任 公 司 ， 南 开 远 云 ［ 摘 ６１０ ６６ ０
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循环流化床锅炉控制系统的分析与设计
摘要:循环流化床锅炉又被称为CFB锅炉，循环流化床锅炉技术是近十几年发展迅速的燃烧技术，由于锅炉是采用燃油燃气进行燃烧，而循环流化床锅炉技术具有污染小、安全可靠、适应性广等明显优点，其作为一种高效的清洁燃煤技术，其效用受到人们广泛的关注，在燃煤技术当中占据了有力地位。
随着循环流化床锅炉商业化的快速发展，人们提出了循环流化床锅炉技术自动化运行概念。
本文通过对循环流化床锅炉控制系统的分析与研究，实现对循环流化床锅炉技术自动化的设计，有利于提高循环流化床锅炉的监控管理功能。
关键词:循环流化床锅炉自动控制技术优点1循环流化床锅炉燃烧技术的概念循环流化床锅炉技术具有污染小、安全可靠、燃烧适应性广等特点，其根据自身优势活跃在工业锅炉及废弃物处理等领域，循环流化床锅炉技术拥有很大的商业发展空间。
循环流化床燃烧技术作为一种新型的燃烧技术，其燃烧系统较为复杂，燃料燃烧形成飞灰始终流动在锅炉燃烧系统当中，流动状态的燃烧飞灰浓度较大容易影响其他控制技术的发挥，所以在循环流化床锅炉工作的过程中还需要人工进行操作调节。
如何调节各个参数之间的影响，使其控制系统操作变得稍微简单一些，对循环流化床锅炉控制系统进行研究与分析，设计合理有效的循环流化床锅炉控制系统是目前需要解决的问题。
2循环流化床锅炉控制系统的分析2.1燃烧控制系统循环流化床锅炉燃烧控制系统要保证燃烧过程中热量与负荷相适应，减少燃料不必要的损耗，从而实现锅炉燃烧控制系统的安全及高效运行。
锅炉燃烧控制系统具体可表现为对稳定的蒸汽压力及料床温度、锅炉燃烧的经济与环保、控制炉膛压力及床高范围等方面的控制。
循环流化床锅炉燃烧机理比较复杂，各参数之间耦合关系难以控制，被调参数容易同时受到多个调节参数的影响，给操控和受控变量配对造成了困难，所以循环流化床锅炉自动化控制难于一般锅炉的控制。
目前设计的燃烧控制系统比较简单，在燃烧自动控制系统运作的过程中，容易受到各个环节的影响，导致燃烧自动控制系统无法发挥出自动化控制的效用，最后还是依靠人工手动操作控制系统完成。
循环流化床锅炉的构造及工作原理
隔热层分三层砌筑： 密封层 32mm 绝热层 60mm 不大于135mm 耐火层 不大于35mm
布风板的型式
风帽
风帽的作用：是使进入流化 床的空气产生第二次分流并 具有一定的动能，以减少初 始气泡的生成和使底部粗颗 粒产生强烈的扰动，避免粗 颗粒的沉积，减少冷渣含碳 损失。风帽还有产生足够的 压降、均匀布风的作用。
正常燃烧时，在一次风机的作用下，具有一定数量和动 能的空气，经床下启动燃烧器、水冷风室、床上风帽，将床 上物料（煤+炭火+返料灰+石灰石）吹起来，较大的颗粒在 其自身重力作用下向下跌落，与吹起来的粒子发生碰撞、产 生破碎，不断更新粒子的燃烧外表面，使燃烧即快又好。在 上升的火焰和炭火流中，既有分子团的不断形成与扩散，又 有物料的强烈碰撞与返混，使燃烧的炭火流就像金色的喷泉 充满整个炉膛空间。由于流化速度比较高，离开炉膛的烟气 要带走一定数量的灰，经过旋风分离器、上料腿、回料阀、 下料腿，再一次回到床上参加流化、燃烧、传热，顾名思义 ，叫循环流化床锅炉。
回料阀的阻 力：
回料阀空床阻力4000帕-5000帕左右
回料阀的内部工作状 态：
回料器内的两个状态（松 动、流化）
CFB锅炉燃烧过程中的七个状态
• 炉膛浓相区--------紊流状态 • 炉膛稀相区--------高速流化状态 • 旋风分离器--------旋转状态 • 上料腿------------移动状态（不是流动） • 回料器------------鼓泡状态+流化状态 • 下料腿------------流动状态
罗茨风机出力可自动 调节，返料灰多风压自动 加大，返料灰少风压自动 减小。
返料风机采用的运行 方式：
循环流化床锅炉主再热汽温低的原因及改造措施
循环流化床锅炉主再热汽温低的原因及改造措施摘要:中国燃煤电站锅炉正常运转时,锅炉再热蒸汽温度小于设计值是一个普遍现象。
锅炉再热蒸汽温度下降的真真正正原因是什么,应当怎样改善?关键词:锅炉、循环流化床锅炉、措施引言:本文选用了东锅所生产的DG-1177/175-II3型为例,该加热炉关键由一组膜式水冷壁炉膛出口、三个汽冷旋风分离器,以及一组尾部竖并三部分所构成。
炉内设有屏式受热面:12块膜式过热器管屏、6块膜式再热器管屏和二块水冷式风扇散热蒸发屏;并采用了三个由膜管屏覆盖着的水汽冷高效率旋风分离器,每一个旋风分离器下边设置一个回料器。
激波吹灰机,是由北京楚能科技开发公司所生产的激波吹灰器.采用了树状管路的分布式系统,系统中设有六十四个点。
过温器蒸汽温度调节由二级喷嘴控制,再热蒸汽调节通过尾端双烟道挡板做为正常运行的控制技术手段。
为了调节蒸汽温度的准确性,低压环境下再加压装置在屏式再加压装置的软管上,而超低温下再加压装置进口的配有调整洒水减温减压装置采用了预留设计,再增压装置事故洒水时不能作为系统正常工作的控制手段。
发电机组历经了一年多的运转,但二台发电机组再热器出口汽温度却始终较差,当二台发电机组在满负载下,再热器出水温一般为510℃以下,当机组负荷在250MW以下时,再热汽温度最多只能在520℃以下,而且始终无法满足额定值参数541℃运行,严重损害了二台发电机组的可靠性和经济效益。
一、循环流化床锅炉再加热时汽温降低的情况问题1.排烟温度偏高。
起动初期,锅炉的排烟温度基本接近于设定值,在运转一周后温度逐步上升。
但通过传热学的对流换热理论研究表明:对于水电站锅炉的主要热阻,都在排烟侧和灰垢边缘热阻上。
在锅炉机组设计条件规定的条件下,直接影响对流换热效果的就只是灰垢边缘热阻。
这也表明了各层受热面积灰较多,致使高温、低过加热器时吸收的热量明显减少。
而停炉后再检也证明了这些。
可见,最初使用的声波式吹灰装置吹灰时效率较差。
浅谈循环流化床锅炉返料器风帽和风室优化改进
浅谈循环流化床锅炉返料器风帽和风室优化改进作者：张中奇丛斌来源：《科学与财富》2017年第25期关键词：循环流化床返料器风帽风室优化前言：山东丰源通达电力有限公司安装的无锡华光锅炉厂生产的240t/h循环流化床锅炉的返料装置为：返料区域的风帽为71个、风帽的出风孔为6孔、出风孔的直径Φ=3mm。
松动区域的风帽为79个、风帽的出风孔为3孔、出风孔的直径也是Φ=3mm。
单侧为150个，双侧共计300个。
根据世界各国的循环流化床锅炉返料器结构、风帽布局、风帽孔的大小和多少情况看，这种结构和形式的风帽不算太好。
根据循环流化床锅炉旋风分离器的分离原理和返料器内的风帽分工原则看也不算合适，总而言之应该改进一下。
优化改进方案分析：我们都非常清楚的知道，循环流化床锅炉与沸腾炉、鼓泡床锅炉最大的区别就是物料的分离与循环系统。
沸腾炉和鼓泡床就是由于没有物料的分离与物料的循环系统已被淘汰。
可见物料的分离和循环系统重要性有多大。
循环流化床锅炉虽然是在沸腾炉的基础上发展起来的，可是由于它增加了物料的分离与循环系统，发展的速度越来越快。
在我国仅仅经过二十多年的时间，目前就有许多台300MW高温、高压机组投入商业运行，可见循环流化床锅炉的发展速度是非常快的。
循环流化床锅炉的循环系统，主要是将旋风分离器分离下来的物料送回到流化床的密相区。
我们又知道，流动的高温烟气和烟气中携带的不同直径的物料，在离开炉膛出口时该处的压力基本是在0 ～ -10Pa左右，当沿着切线方向进入到旋风分离器内时，在旋风分离器内的高温烟气和携带的物料进行了有效的分离，分离后的烟气和少量的较细的灰沿中心筒进入到了尾部烟道。
而被旋风分离器分离出来的物料就会沿着分离器的内壁向下滑。
根据工艺流程分析可知，在旋风分离器内烟气和物料分离的整个过程中都是在负压区里完成的。
在负压区分离出来的物料，再送入到具有一定微正压力的流化床密相区是一个较难的技术问题。
在目前各国诸多的循环流化床流派中，比较适用和优秀的而且被广泛认可的，就是美国福斯特惠乐公司生产的外置式高温旋风分离带“U”型返料器的炉型，其他国家的许多流派都基本被淘汰，或者都靠拢到了这种流派上，我们国家生产的循环流化床锅炉也是如此。
循环流化床锅炉优化调整与控制
循环流化床锅炉优化调整与控制0 引言循环流化床锅炉技术因卓越的环保特性、良好的燃料适应性和运行性能，在世界范围得以迅速发展。
我国自20世纪80年代开始从事循环流化床锅炉技术开发工作，经过二十多年与国外拥有成熟技术的锅炉设计制造商合作(美国PPC、ALSTOM公司、奥地利AE公司)、引进(ALSTOM(原德国EVT)公司220t/h-410t/h 级(包括中间再热)循环流化床锅炉技术，美国燃烧动力公司(CPC)的细粒子循环流化床锅炉技术)、消化吸收和自主研究，中国已经完成了从高压、超高压、亚临界到超临界的跨越，在大型循环流化床锅炉技术领域已处于世界领先水平[2]。
哈尔滨锅炉厂是我国较早期从事研究、开发循环流化床锅炉厂家之一，现以哈炉2002年设计制造的220t循环流化床锅炉为例，结合运行经验和专业知识，对循环流化床锅炉主要参数的调整与控制作一些浅显的分析论述。
1 设备简介[1]制造厂家：哈尔滨锅炉厂；锅炉型号：HG220/9.8-L.YM27高温高压循环流化床锅炉；锅炉型式：单汽包自然循环、单炉膛、平衡通风、高温旋风分离器、自平衡U型密封返料阀、紧身封闭布置、全钢炉架悬吊方式、固态排渣、水冷滚筒冷渣器。
锅炉容量和参数：过热蒸汽最大连续蒸发量：220t/h；过热蒸汽出口蒸汽压力：9.81MPa；过热器出口蒸汽温度：540℃；给水温度：215℃；空气预热器型式：卧式管式空气预热器；进风温度：35℃；一次风热风温度：190℃；二次风热风温度：190℃；排烟温度：146℃；锅炉效率：90.5%；脱硫效率：＞80%；钙硫比(Ca/S)：2。
2 主要参数调整与控制2.1 床温调控床温是锅炉控制的主要参数之一，本文所述锅炉额定负荷设计床温873℃，最佳温度控制在850℃～900℃之间，最高不能超过950℃，最低不能低于800℃[1]。
床温过高容易造成锅炉结焦，温度过低容易发生锅炉灭火，因此，锅炉运行过程中必须严格控制床温。
循环流化床锅炉主要设备及系统
锅炉共设四台皮带给煤机，布置在炉前，在前部水冷壁下部收 缩段沿宽度方向均匀布置。炉膛风室下部风道内布置有床下风 器
1.省煤器作用是利用锅炉排烟余热加热给水的热交换器。 省煤器吸收排烟余热，降低排烟温度，提高锅炉效率，节 约燃料。另外，由于进入汽包的给水，经过省煤器提高了 水温，减小了因温差而引起的汽包壁的热应力，从而改善 了汽包的工作条件，延长了汽包的使用寿命。
2.省煤器的作用在于将锅炉给水进行加热，以此从即将离开锅 炉的烟气中回收热量，省煤器布置在尾部烟道顺列布置，为检 修方便，省煤器的蛇形管分成2个管组， ，布置在由包墙管构 成的尾部烟道中。省煤器蛇形管由Φ38×4mm、材料 20G 管子 组成，省煤器以 100mm 的横向节距沿整个尾部烟道的宽度方向 布置,省煤器的给水由入口集箱端引入，经前后墙省煤器的受热 面逆流而上，引至省煤器出口集箱，再从省煤器出口集箱通过 连接管引至炉前，最后引入锅筒。
第一节 汽包
作用：
(1)是工质加热、蒸发、过热三个过程的连接枢 纽．同时作为一个平衡器，保持水冷壁中汽水混合物 流动所需压力。
(2)容有一定数量的水和汽，加之汽包本身的质量很 大，因此有相当的蓄热量，在锅护工况变化时．能起 缓冲、稳定汽压的作用。
(3)装设汽水分离和蒸汽净化装置，保证饱和蒸汽的 品质。
布风板阻力越大，布风越均匀 布风板阻力应为床层阻力的25%—30%才可维持床
层稳定运行
循环流化床锅炉燃烧的三大核心部件
—燃烧室、分离器、回料阀
循环流化床锅炉除尘装置的设计与改进
式 除尘 器作 为二 级 除 尘 ， 来 除去 特 别 细小 的颗 粒 ， 加上 湿 式 除 尘 置 组成 。组 合 后 的 单体 除尘 装 置去 掉 了 它 的 外 围部 分 ， 通 气 道外 用 再 使 器 可 以脱硫 ， 达 到 了除 去 有害 气 体 的 目的。 也 的 空 间相 通 。 在 每 一 个通 气 道 下部 装 设 一个 振 动 子 ， 动 子 是 通过 振 ２ 袋 式 除尘 系统 设计 螺 杆 与 振 动 架相 连 ， 动 架 由振 动 器 来 引振 。 图 ３中 所 示 是 正压 操 振 袋 式 除尘 器 是 使含 尘 气 体 通过 滤 袋 滤 去其 中离 子 的 分离 捕 集 装 作 ， 把含 尘 气 体 打 人 引 风 箱 ， 风 压 作 用 下 下 潜 穿 过 孔 盘 ， 通 气 道 在 从 置， 是过 滤 式 袋 式 除 尘 器 中 一 种 ， 布 只 要 有 透 气 性 ， 面 之 间 有压 上 浮 ， 化 后 的 气体 直 接 排放 到 大 气 中 。这 里 设计 成 负压 操作 ， 滤 两 净 则气 力差， 气体 就可以从滤布的间隙中穿过流 向对面。 含尘气体 向滤布粉 体 的流 向相 反 ， 求 排 出 气体 不 能直 接 进 行 ， 通 过 一 段 管 道 ， 要 要 要 就 尘 被滤 布 阻 挡 ， 量 接 近 于 Ｏ 沉 淀 在 布 袋 表面 ， 振打 落入 灰 斗 ， 动 ， 经 穿 在 汇 风箱 上 部 加 设一 个 罩 子 ， 气体 在 通 气 道 上 面 集聚 ， 子 与 管道 使 罩 过 滤布 的气 体 已被 净 化 。 袋 式除 尘 器 通过 由棉 、 、 造 纤 维 等所 加 相 通 。 毛 人 工成 的滤料来进行过滤 ，主要依靠滤料表面形成的粉尘初层和 集尘 层 进行 过 滤 作 用。
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循环流化床锅炉炉膛及配风装置改造设计
作者：杨继远
来源：《数字化用户》2013年第07期
一、基本情况
南桐矿业公司电厂13号炉为CG50型循环流化床锅炉，自然循环，单汽包，锅炉布风板为水冷式布风板，风帽采用传统圆柱式风帽。
炉墙为直筒式，炉内布风板采用水平布置，内置2°倾角，总面积为16㎡，共布置风帽1110个，风帽分以下两种（表1）。
送风机额定风量64300m³/h，其中用作二次风、播煤风的风量约占总风量的25%。
正常运行时风室静压为7～8kPa。
目前电厂煤质变化较大，入炉煤发热量由3500kcal/kg降低到2300kcal/kg，水分含量增加到11%。
煤质变化后，燃煤消耗量增加约5T/h，比重也相应增加，且在输送过程中容易成团。
入炉后，着火时间延长，成团的泥煤即使用最大风量也很难被吹散，导致煤质变化后锅炉立刻出现灰管堵塞造成停炉的情况。
二、布风板存在问题
锅炉启动正常运行2小时不到即出现灰管堵塞情况，压火检查发现炉内已经大量结焦，无法排出，只能停炉清焦。
并且在调整运行工况后，仍然无法稳定运行。
分析是由于布风装置不适应煤质变化造成的。
原布风面积大，风帽数量多，风帽开孔多，但孔径小，风速和风量更适合均匀沸腾，而不足以让目前的燃煤托起并良好流化。
三、炉膛、布风板改造
（一）原锅炉炉膛布风板参数计算表（见表2）。
通过实际测量和计算，发现风帽出口流速为42m/s，相对目前的煤质情况显得略小。
（二）改造方案
1.改造思路：（1）减少炉膛布风板面积；（2）减少风帽数量；（3）减少风帽开孔数量，增大开孔孔径，提高流化风压。
2.理论分析计算（见表3）：为降低改造难度，决定保持原风帽芯管直径不变，将风帽开孔数量变为8个，开孔直径调整为8.3mm，计算小孔风速为44.5m/s。
布风面积减小至
12.71m2，炉膛卫燃带前后墙及左右侧墙的变更如图1所示，风帽数量减少为845个。
四、改造后效果
（一）落渣管堵塞情况明显缓解。
通过此次技术改造，燃用同样的煤质很少出现落渣管堵塞的情况，说明改造后气流对粗、大颗粒的冲击力度增大，扰动力度增加，比重大的泥煤也不易落在布风板上成团结焦，改善了炉内物料的流化情况。
（二）炉渣含碳量明显降低。
改造后炉内流化效果得到改善，炉渣含碳量由5%降低到2%，在煤质不变，粒径不变的情况下，提高了锅炉热效率。
五、结语
锅炉炉膛及配风装置对燃烧的稳定性起着至关重要的作用，不同煤质对炉膛布置和配风装置的要求也不尽相同。
因此在长期煤质发生较大变化的时候，应该首先考虑燃烧装置是否能够适应。