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15t/h循环双流化床锅炉运行分析
发布时间：2013-07-12 08:18 来源：未知
自贡市富源化工有限公司始建于1972年，位于自贡市富顺县境内沱江和釜溪河交汇处，占地150亩，主要产品的年生产能力为：合成氨3万吨，纯碱、氯化铵各10万吨。公司原有两台四方锅炉厂生产的SHL10-25/400-AII的链锅炉，在生产过程中存在煤种适应范围小、锅炉劳动强度大、煤耗高、热效率低等制约清洁文明生产的不利因素。同时也不能满足合成氨工序和联碱工序对蒸汽的需求，鉴于我公司周边小煤矿较多，煤种复杂，劣质煤及贫煤价格相对低廉，因此，2005年公司考察论证后，决定采用四川锅炉厂的技术，将10t/链条锅炉改造为15t/h循环双流化床锅炉。改造中保持原锅筒不变，流化床设主、副床燃烧，副床燃用从主床悬浮室沉积的粗颗粒飞灰和烟道中各对流管束的集灰和分离器分离的飞灰。经过6年多的生产运行，并在实践中不断改进和完善，循环双流化床锅炉运行上既有技术与经济优势，但也存在较多不足。下面介绍我公司循环双流化床锅炉在实践运行中的存在的优势与不足，与同行探讨共勉，促进该炉型的不断更新完善。
1、循环双流化床锅炉技术原理
1.1结构
循环流化床锅炉燃烧技术以燃料应性强、热效率高、启炉迅速、停炉快速、清洁环保等优势，在我国80年代以来得到迅速发展。DG型循环双流化床锅炉是东方锅炉厂在设计、制造鼓泡床的基础上，总结了国内鼓泡床锅炉的经验，吸取了国外第二代循环流化床燃烧技术而研制的新一代适应中国特点的工业锅炉，此型锅炉的主要特点是无埋管的主床配合特殊控温方法，可以烧各种燃料，负荷调节范围宽，低负荷性能好，可以适应各种工业负荷的变化，可靠性能高；较大的炉膛容积加以一个燃烧飞灰的副床，使飞灰燃烧完全”I。双循环流化床锅炉采用了两级分离技术，第一级采用了惯性分离器，布置在炉膛出口，构成高温物料循环；第二级采用旋风分离器，布置在省煤器前，构成中温物料循环。我公司采用循环双流化床，其型号为DG15-2.45-AII，主要由主床、县浮室、副床、对流管段、分离器、省煤器、烟囱等组成。
1.2燃烧机理
原煤经破碎后，由给煤机送入主床，调节炉膛下部的送风量，使燃煤在主床炉膛内呈流化状态燃烧，未然尽的小颗粒煤粒在风压的作用下，进入县浮室侧，经重力分离流入副床再次流化状态燃烧。在副床内未燃尽的煤颗粒，经布置在炉膛出口的第一级采用了惯性分离器分离后，返回副床燃烧，构成高温物料循环；未收集完的煤颗粒，再经布置在省煤器前的第二级采用旋风分离器分离后返回副床燃烧，构成中温物料循环。燃尽的灰渣分别从主、副床的床下炉渣口排出。这一过程不断地进行下去，被称为“循环”燃烧。循环双流化床锅炉通过燃料的循环燃烧，再加上有主床和副床分别流化进行燃烧，使得燃烧颗粒在燃烧条件下有较长时间停留，与较多的氧气充分混合、较全面地疏松状态，完成了燃料的燃烧完全，达到了较高的燃烧效率，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑颗粒燃料。
根据生产负荷调节给煤量、主副床的进风量，控制锅炉蒸发量。
2、运行技术分析评价
2.1经济运行
该锅炉经6年来的运行，经历多次整改和完善，使该锅炉的经济稳定运行提高到一新水平。
从2005年改造后，相比链条锅炉（经锅炉热效率测试实际运行热效率54%），改造循环双流化床后的锅炉适应的煤种范围广，热效率提高到70%左右。2011年初对锅炉又再次改进，通过调整主床和副床的受热面积，来调整主床和副床的负荷比并大胆偿试用热管式换热器替代原有的铸铁式省煤器，有效的提高煤碳的燃尽率，同时大副度降低了锅炉排烟温度，提高了锅炉热效率。其实际运行情况见表2。
通过实际运行情况对比，该锅炉实际运行热效率低于设计值。
2 2环保优势
在沸腾状态与大量较低温度返回灰的参与下，锅炉炉床燃烧的温度维持在1000℃左右；燃料与氧气充分接触，燃烧完全。在此条件下，烟气中生成的NO。大大减少，通过炉内添加少量石灰石，显著降低二氧化硫的排放浓度。经测试二氧化硫的浓度由原来的1500mg/Nm3下降为现在的600mg/Nm3，实现烟气脱硫率为60qo左右。
2 3经济优势
锅炉本体改造的制造费为80万元，改造设计拆旧锅炉和安装新锅炉，运费等为50万元，辅助机械增加费用26万元，耐火材料等30万元，合计186万元。改造后的循环双流化床与原链条锅炉运行费用相比，改造投资回收期不到两年。
2.4其它优势
燃料适应性强，可燃烧优质煤，也可烧劣质煤，该型锅炉特别适用于使用劣质煤，用劣质煤做燃料显示出显著的经济效益，单位热值的劣质煤价格便宜且企业周边资源丰富。
2.5存在的不足
(1)过量空气系数偏高。运行中，可以看出循环双流化床的过量空气系数偏高，高于国家《工业锅炉能效测试与评价规则》( TSGG0003)中过量空气系数限定值1.4，其排烟热损失较大。分析其主要原因有三个方面：①设计时过剩空气系偏大。②为便于锅炉双床能同时正常运行，必须确保锅炉的主床带到副床有足够的可燃物，因此在燃用低于设计值的煤种时，送入主床风量较大，过剩空气量较多；若减少主床的送风量，则副床不能正常燃烧，为防止副床结焦，又不能停副床送风，致使加入的过剩空气量增加较多。③该锅炉采用的是重型炉墙，起停炉频繁，运行一段时间后，炉墙易变形、开裂，致使漏风量增大。
(2)循环双流化床适应煤种范围广，但有一定限度。经实际操作运行，该锅炉使发热值在8500KI/kg以下的煤时，炉墙和管子磨损明显加大，且主床温度调节控制困难，易发生熄火停炉。同时因煤中的灰分过高，采用人工除渣方式运行，劳动强度极大，且时常因不能及时排渣，造成锅炉被迫停炉。
(3)负荷调节范围不大。在生产负荷大于80%的条件下，调节蒸发量较为方便，最好在90%以上的状态下，调节负荷的操作相当稳定与方便，能达到较好的运行效果。但在负荷低于54%时，没有办法正常生产。采用双流化床燃烧，其中目的之一就为使负荷调节范围增大，但在负荷低于额定负荷的80%时，只能采取停止副床燃烧的方式调节，此时为防止副床发生结焦，反而需增大了副床的送风量，吹熄副床，从而在减负荷时排烟热损失增加，同时也造成飞灰的含碳量增加，极为不经济，
(4)炉墙问题。循环双流化床锅炉采用的是重型炉墙结构，锅炉起炉停炉温升较快和起停炉频繁炉墙的膨胀缝中易进入灰渣阻碍炉干墙正常膨胀，造成炉墙变形或裂缝，由其是主床与县浮室间的隔墙和主床密相区炉墙易发生炉墙变形。
锅炉主床密相区炉墙冲刷磨损特别严重，在建设初期砌筑炉墙时选用的是普通粘土质耐火砖，耐磨效果不佳，使用周期不到一年。而后改用耐磨性好的磷酸盐砖后，情况有所好转。现锅炉炉墙的一般使用周期为4年，若遇起停炉频繁，则炉墙的使用周期不到3年。
3、结论
循环双流化床锅炉可以适用于各种不同煤种，且在加入石灰石后，降低烟气中的二氧化硫排放量，效使用其它炉型有好的经济效益和社会效益。虽然该型锅炉在我公司使用过程中还存在上面所述的问题，但可能通过锅炉设计制造单位与使用单位的共同探索，不断改进，逐步消除这些缺陷，使该型锅炉更加完善。如采用热管省媒器替代铸铁省媒器可减少排烟热损失，提高锅炉热效率.3.54%左右。
锅炉使用单位在确定生产能力时，尽可能让锅炉满负荷生产，并尽量减少起炉和停炉时间，并摸索适应炉型燃煤类，在运行中提高热效率。设计制造单位在设时，对磨损等影响锅炉正常操作的小问题，改进设计，增设防磨措施并尽量采用机械除渣来降低劳动强度。锅炉安装施工单位在安装时，提高施工质量，特别是耐火砖的质量。总之循环双流化床锅炉在中小型企业还是值得推广应用的。
