凯迪电力30MW生物质机组锅炉机组说明书资料Word文件下载.docx
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循环流化床（CFB）是上世纪七十年代末发展起来的高效率、低污染和良好综合利用的燃烧技术，由于它在燃料适应性和变负荷能力以及污染物排放上具有的独特优势，使其得到迅速发展。
循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，这是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。
所谓的流态化是指固体颗粒在空气的作用下处于流动状态，从而具有许多流体性质的状态。
在循环流化床锅炉炉内存在着大量的床料（物料），这些床料在锅炉一次风、二次风的作用下处于流化状态，并实现炉膛内的内循环和炉膛外的外循环，从而实现物料在炉内不断的往复循环燃烧。
与其它锅炉相比，循环流化床锅炉增加了物料循环回路部分即分离器、回料阀；
另外还增加了底渣冷却装置—冷渣器。
分离器的作用在于实现气固两相分离，将烟气中夹带的绝大多数固体颗粒分离下来；
回料阀的作用一是将分离器分离下来的固体颗粒返送回炉膛，实现锅炉燃料及石灰石的往复循环燃烧和反应；
二是通过循环物料在回料阀进料管内形成一定的料位，实现料封，防止炉内的正压烟气反窜进入负压的分离器内造成烟气短路，破坏分离器内的正常气固两相流动及炉内正常的燃烧和传热。
冷渣器的作用是将炉内排出的高温底渣冷却到150℃以下，从而有利于底渣的输送和处理。
一般循环流化床锅炉处在850-950℃的工作温度下，在此温度下石灰石可充分发生焙烧反应，使碳酸钙分解为氧化钙，氧化钙与煤燃烧产生的二氧化硫进行盐化反应，生成硫酸钙，以固体形式排出达到脱硫的目的。
循环流化床锅炉可实现炉内高效廉价脱硫，一般脱硫率均在90%以上。
同时，由于较低的炉内燃烧温度，使循环流化床锅炉中生成的NOX主要来自于燃料中的N转化成的NOX；
而热力NOX即空气中的N转化成的NOX生成量很小；
同时循环流化床锅炉采用分级送风的方式即一次风从布风板下送入，二次风分多层从炉膛下部密相区送入，也可以有效地抑制NOX的生成。
因此循环流化床锅炉中的污染物排放很低。
在锅炉运行时，炉内的床料主要由燃料中的灰、未反应的石灰石、石灰石脱硫反应产物等构成，这些床料在从布风板下送入的一次风和从布风板上送入二次风的作用下处于流化状态，部分颗粒被烟气夹带在炉膛内向上运动。
在炉膛的不同高度一部分固体颗粒将沿着炉膛边壁下落，形成物料的内循环；
其余固体颗粒被烟气夹带进入分离器，进行气固两相分离，绝大多数颗粒被分离下来，通过回料阀返送回炉膛，形成物料的外循环。
所以循环流化床锅炉具有很高的燃烧效率。
在循环流化床锅炉中，一般根据物料浓度的不同将炉膛分为密相区、过渡区和稀相区三部分，密相区中固体颗粒浓度较大，具有很大的热容量，给煤进入密相区后，可以顺利实现着火，因此循环流化床锅炉可以燃用无烟煤、矸石等劣质燃料，还具有很大的锅炉负荷调节范围；
与密相区相比，稀相区的物料浓度较小，稀相区是燃料的燃烧、燃尽段，同时完成炉内气固两相介质与炉内受热面的换热，以保证锅炉的出力及炉内温度的控制。
循环流化床锅炉的不同部位处于不同的气固两相流动形式，炉内处于快速床的工作状态，具有颗粒间存在强烈扰动和返混等性质；
回料阀进料管内处于负压差移动填充床状态，返料管内处于鼓泡床流动状态；
尾部烟道处于气力输送状态。
生物质循环流化床锅炉技术
随着社会对能源需求的日益增长，而作为主要能源来源的化石燃料却迅速地减少。
因此，寻找一种可再生的替代能源，成为社会普遍关注的焦点。
而生物质是唯一的既可再生又可直接储存与运输，且可实现CO2零排放的能源，因此，燃用生物质发电的锅炉将被广泛的应用。
本工程锅炉燃用树枝、稻壳、秸秆等林业及农作物生物质燃料，采用循环流化床燃烧方式。
由于生物质燃料含硫量较低，并且自脱硫能力较强，考虑到飞灰综合利用等因素。
同常规循环流化床锅炉相比，生物循环流化床锅炉不设置石灰石添加系统。
生物质燃料同常规燃料（煤）相比较，其燃烧特性有较大区别，主要表现以下几个方面：
Ø
生物质燃料在不同的季节燃料成分有所差别，燃料量也随季节的不同而改变，这就要求锅炉有较好的适应性以适应燃料的变化。
生物质燃料挥发份高、含氧量高、灰量偏少、燃料及灰密度低。
具有容易着火（300℃左右）、燃烬率低、CO排放量较大的特点，燃烧特性总体劣于煤。
同时，又存在流化不稳定、循环物料量不足、易于积灰和堵灰等问题。
稻壳灰中的SiO2含量高，存在着床料易于结团，尾部对流受热面磨损严重的问题。
秸秆灰中Na、K、CL离子含量高，容易出现高低温腐蚀。
树根和稻草等生物质燃料存在难破碎的特点，燃料制备系统较为复杂。
综合上述因素，生物质循环流化锅炉设计中采取了相应措施以保证锅炉的安全、稳定、经济运行。
通过采用合理的炉膛出口温度、采用高效旋风分离器、分级燃烧、合理布置二次风风口高度，采用4通道布置，增加烟气流程，选取较大过量空气系数等措施，以保证碳粒的燃烧条件和在炉内的停留时间，提高锅炉燃烧效率、减少CO排放。
炉膛采用超大的截面积，适应生物质燃料水分变化带来烟气量变化的情况；
保证各粒度燃料的正常流化，加大下炉膛深度方向的收缩比，减少布风板的面积；
选取合理的流化速度，保证炉膛温度场的均匀性：
采用分级燃烧、合理布置二次风风口高度，选取较大过量空气系数等措施，以保证碳粒的燃烧条件和在炉内的停留时间，提高锅炉燃烧效率、减少CO排放。
设置床料补充系统、选用含Fe2O3较多的流化床锅炉底渣作为启动床料和补充床料、采用较高的风帽阻力，以避免床料结团和分层流化、保证流化均匀。
在炉内布置优质耐腐蚀的高温屏式过热器，降低炉膛出口烟温，合理控制高温过热器入口烟温、减少汽温偏差，以减轻过热器高温腐蚀。
高低温过热器采用大节距、顺列布置、布置高效吹灰器等手段，以减轻磨损、防止沾污、堵灰和积灰。
采用热管式空气预热器，提高空气预热器冷端壁温，克服低温腐蚀。
综上所述，充分考虑生物质燃料特性，采取有效措施的情况下，本工程燃用生物质的循环流化床锅炉具有下列特点：
锅炉有较好的适应性、可以适应燃料的变化。
燃烧效率高。
合理的燃烧温度，分级送风方式、可以降低燃烧过程中NOX生成量，无需对烟气处理也能满足排放要求。
能够充分利用灰中的CaO,减少了SO2的排放。
燃烧温度低于灰熔点温度，能够避免结焦。
采用低倍率循环流化床燃烧方式，合理设计关键部件，提高锅炉的可用率，使其能够长期稳定运行。
锅炉在不低于30％MCR负荷时，不加辅助燃料可以稳定燃烧，在100％～40％MCR范围内可正常运行。
生物质燃料在低温燃烧后，燃料灰活性好，一些微量元素含量高。
可作为水泥添加剂、农作物肥料等，有着很好的市场前景，利于灰渣的综合利用。
第2章锅炉主要设计参数及整体布置
锅炉设计主要基础数据
燃料成份
本工程燃料采用生物质能，生物质能又称“绿色能源”，包括树木、茅草、农作物秸秆、稻壳、秸秆压块等。
本工程燃用燃料分三种情况：
以林业资源为主的燃料情况；
以农作物资源为主的燃料情况，适当考虑林业资源；
以农作物资源为主的燃料情况，不考虑林业资源。
为保证锅炉具有良好的燃料适用性，锅炉按以农作物资源为主要的燃料情况，适当考虑林业资源拟合后的平均成份进行设计。
锅炉考核试验时，按相关国家标准进行折算。
锅炉运行时，根据实际的燃料情况进行运行调整。
设计燃料和校核燃料成分见下表。
种类
项目
名称
符号
单位
设计燃料
校核燃料1
校核燃料2
工业分析
挥发份
Vdaf
%
81.37
85.6
77.1
灰分
Aar
7.30
3.408
9.52
水分
Mar
28.69
40.8
19.83
元素分析
收到基碳
Car
30.23
27.87
32.80
收到基氢
Har
4.29
3.69
4.88
收到基氧
Oar
28.8
23.36
32.51
收到基氮
Nar
0.64
0.84
0.44
收到基硫
Sar
0.052
0.048
0.056
合计
tot
100
低位发热值
Q
MJ/kg
10.692
9.54
11.82
Kcal/kg
2554
2280
2823.4
点火用油参数
油种：
＃0轻柴油（GB252－2000）
序号
数值
1
运动粘度（20℃下）
3.0~8.0mm2/s
2
灰份
不大于0.01%
3
水份
不大于痕迹
4
机械杂质
无
5
凝固点
不高于0℃
6
闭口闪点
不低于55℃
7
硫含量
不大于0.2%
8
10％蒸发物残炭
不大于0.3%
9
低位热值Qnet.ar
41868KJ/Kg
给水品质
给水质量标准：
GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》。
锅炉连续排污率（B-MCR）：
1%。
启动床料和补充床料
启动床料和补充床料采用循环流化床锅炉底渣筛分而成，启动颗粒粒度：
最大允许粒径dmax＝5000μm；
d50＝1600μm
补充床料颗粒度为：
最大允许粒径dmax=3000μm，d50=1200μm；
要求控制床料中的钠、钾含量，以免引起床料结团。
其中：
Na2O<
1.0～2.0%；
K2O<
2.0～3.0%
锅炉主要计算数据
下列计算数据如果与热力计算汇总表不符，以锅炉热力计算汇总表为准
锅炉汽水参数
BMCR
额定蒸发量
D
t/h
120.46
给水量
Dgs
116.6
过热器减温水量
Dps
7.49
主蒸汽压力
P
Mpa（g）
13.34
主蒸汽温度
t
℃
540
给水温度
tgs
240.5
给水压力
Pgs
15.10
锅筒压力
Pgt
14.75
锅炉主要参数汇总
锅炉排污率
ρpw
减温水温度
Tjw
减温水压力
Pjw
Mpa
15.1
一级减温水量
D1jw
一级调温幅度
T1jw
二级减温水量
D2jw
4.79
二级调温幅度
T2jw
26.3
三级减温水量
D3jw
2.7
三级调温幅度
19.02
10
环境温度
thj
20
11
冷空气温度
tlk
30
12
一次风温度
tfw1
236
13
二次风温度
tfw2
14
炉膛床温
tlt
822
15
炉膛出口温度
tlck
854
16
排烟温度
tpy
151
17
炉膛出口过量空气系数
α
-
1.3
18
飞灰份额
afh
80
19
锅炉保证效率
η
90.09
汽水运行参数
工质温度（℃）
工质压力（Mpa）
工质流量
质量流速
入口
出口
温升
压降
kg/m2.s
m/s
省煤器
321.2
80.66
15.096
14.81
0.28
610.1
0.8
锅筒
341.6
14.75
水冷壁
包墙过热器
366.4
24.83
14.75
14.58
0.221
112.97
一级过热器SH1
406.3
39.9
14.288
0.292
616.6
9.5
一级减温器
0.0
14.285
0.003
二级过热器SH2
406.4
451.3
44.90
14.108
0.177
554.9
10.2
二级减温器
425.0
-26.3
14.105
0.002
三级过热器SH3
425
523.7
98.7
13.805
0.300
117.76
810.6
17.2
三级减温器
504.7
-19.0
13.803
2.700
四级过热器SH4
540.0
35.3
0.463
120
754.7
18.3
烟气运行参数
烟气温度（℃）
烟气速度
温降
炉膛
3.70
屏式（三级）过热器
分离器
屏式（二级）过热器
712
142
8.96
转向室
696.5
15.5
高温（四级）过热器
620
76.5
8.02
低温过热器
499
121
7.17
275
224
空气预热器
124
燃烧侧流量（过量空气系数α=1.3）
燃料1
总烟气量
Nm3/h
147688
烟气密度
㎏/Nm3
1.2636
总的湿空气量
113233
总的干空气量
111456
空气密度
1.285
燃料消耗量
㎏/h
30210
计算燃料消耗量
29904
飞灰量
1991
底渣量
498
总灰量
2489
补充床料量
1000
锅炉风量分配
BRCM
比率
风量分配
一次风量
50955
45.%
二次风量
45584
40.26%
播料风量
8153
7.2%
密封风风量
5662
5.%
高压流化风风风量
2880
2.54%
通过布风板风量
一次风
上二次风风量
17094
二次风
中二次风风量
下二次风风量
11396
点火风风量
2×
4900
启动用风
混合风风量
11000
锅炉整体布置
锅炉整体布置概述
本工程采用高温超高压参数、单锅筒、自然循环、单段蒸发系统、集中下降管、平衡通风循环流化床锅炉，露天布置。
锅炉主要由炉膛、高温绝热分离器和自平衡“U”形水冷回料阀及尾部3个部分组成。
炉膛蒸发受热面采用膜式水冷壁、尾部第1、第2烟道采用汽冷包墙。
炉膛下部布置水冷布风板，布风板上安装钟罩式风帽，具有布风均匀、防堵塞、防结焦和便于维修等优点。
炉膛上部稀相区布置高温屏式三级过热器（SH3）。
锅炉采用2台高温绝热分离器，布置在炉膛与尾部对流烟道之间，外壳由钢板制造，内衬绝热材料及耐磨耐火材料,分离器上部为蜗壳形，下部为锥形。
防磨绝热材料采用拉钩、抓钉、支架固定。
每台高温绝热分离器回料腿下布置一个非机械型回料阀，回料为自平衡式，流化密封风由高压风机单独供给。
回料立管及回料阀采用膜式壁结构，内衬45mm耐磨耐火材料。
耐磨材料通过销钉固定在膜式壁上。
炉膛、旋风分离器和回料阀三部分构成了循环流化床锅炉的核心部分——物料热循环回路，燃料在炉膛内与循环物料混合并燃烧，产生热烟气，形成气固两相流。
气固两相流在炉膛内向上流动。
在这一过程中大颗粒循环物料在不同高度向下回落，形成循环流化床锅炉的内循环。
其余循环物料随热烟气经炉膛出口进入分离器，进行气固分离，分离下来的固体颗粒经过回料阀返回到炉膛，形成锅炉的外循环。
被净化过的烟气则经分离器出口烟道进入尾部烟道并依次流经布置在尾部第1烟道中的低温屏式过热器、布置在尾部第2烟道的高温过热器、低温过热器、布置尾部第3烟道的省煤器和热管式空气预热器。
过热蒸汽温度由布置在过热器之间的三级喷水减温器调节，减温喷水来自于锅炉给水。
尾部第1、2烟道采用汽冷包墙，膜式壁结构，尾部第3烟道采用护板结构。
炉膛与尾部第1、2烟道包墙均采用水平绕带式刚性梁来防止内外压差作用造成的变形。
锅炉设有膨胀中心，各部分烟气、物料的连接烟道之间设置性能优异的膨胀节，解决由热位移引起的密封问题，各受热面穿墙部位均采用成熟的密封技术设计，确保锅炉的密闭性。
锅炉采用焊接钢构架。
锅炉采用支吊结合的固定方式。
炉膛、尾部第一烟道、尾部第二烟道、过热器系统、省煤器系统和回料阀采用悬吊结构。
分离器、回料阀立管和热管空气预热器采用支撑结构。
锅炉整体布置的主要特点
2-1.1.1采用按烟气流程四通道布置方式
锅炉从前到后依次是炉膛、分离器及回料阀、尾部第一烟道、尾部第二烟道和第三烟道。
炉膛和旋风分离器相连接，分离器下布置回料阀并通过回料斜管和炉膛下部相连接。
炉膛、分离器和回料阀组成了锅炉的物料循环系统。
炉膛内布置高温屏式过热器（SH3）。
尾部第一烟道内布置低温屏式过热器（SH2）。
尾部第二烟道内布置高温过热器（SH4）、低温过热器（SH1）。
尾部第三烟道内布置省煤器和热管空气预热器。
2-1.1.2可靠的防磨措施
循环流化床锅炉中，由于大量高温循环粒子不断流经燃烧室、分离器和回料阀，所以存在着严重的磨损问题，为使锅炉长期安全可靠运行，在以下表面采取了可靠的防磨措施:
高温绝热分离器及料腿内表面
回料阀内表面
高温绝热分离器和对流烟道之间的连接烟道内表面
下部炉膛内表面和布风板上表面
燃烧室出口烟道及出口烟道周围
炉膛开孔及穿墙处
炉内屏式过热器的迎烟气面弯头
屏式过热器的迎烟气面
2-1.1.3尾部高低温过热器采用大节距、顺列的布置方式
高、低温过热器采用大节距、顺列布置，有利于减轻受热面的积灰和磨损。
2-1.1.4水冷布风板和钟罩式风帽
锅炉采用水冷布风板，使布风板得到可靠的冷却。
布风板管间鳍片上布置有钟罩式风帽，每个风帽由较小直径的内管和较大直径的外罩组成。
这种风帽具有流化均匀、防堵塞、耐磨损、安装、维修方便的优点。
由于启动点火时，水冷风室内温度较高，所以，在水冷风室内表面敷设有耐火材料。
2-1.1.5屏式受热面
在炉膛上部布置了过热器屏式受热面（SH3），可以降低分离器入口烟气温度，避免分离器内部温度过高，从而避免结渣。
在尾部第1烟道内布置了过热器屏式受热面（SH2）。
一方面，可以降低高温过热器入口烟气温度，避免因高温过热器壁温过高，从而避免局部高温腐蚀。
另一方面，有凝渣作用，可以减轻其后对流受热面的积灰和堵灰。
2-1.1.6三向膨胀节
本锅炉采用支吊结合的固定方式，为解决炉膛与高温绝热分离器、回料阀、冷渣器之间以及高温绝热分离器与回料阀、尾部对流烟道之间的相对三向膨胀，在以上各处装有既能耐高温、又能抗磨损的三向膨胀节。
安装时，应按图纸要求施工，保证金属件、耐磨耐火材料相对尺寸。
2-1.1.7高温绝热分离器
采用蜗壳式高温分离器，中心筒采用特殊结构,有利于气固分离,分离效率高、运行可靠。
2-1.1.8双H型鳍片省煤器
采用双H型鳍片省煤器，顺列布置。
一方面可以有效的减轻省煤器磨损；
另一方面又可以减轻省煤器的积灰和堵灰。
2-1.1.9热管式空气预热器
采用无机传热介质热管式空气预热器，提高空气预热器冷端壁温，防止空气预热器的低温腐蚀。
同时，又可以选用较低的排烟温度，提高锅炉效率，并适应布袋除尘器要求。
2-1.1.10全疏水结构
除低温屏式过热器受热面（SH2）外、其余受热面采用全疏水结构，锅炉停炉后可全部疏水,有利于锅炉的停炉保护。
2-1.1.11膨胀中心
锅炉设置有膨胀中心，可进行膨胀量计算，作为膨胀补偿、间隙予留和管系应力分析的依据，并便于与设计院所设计的各管道的受力情况相配合，也为锅炉本体的刚性梁，密封结构和吊杆的设计提供了依据。
2-1.1.12燃烧室正压运行
锅炉采用平衡通风方式，压力平衡点位于炉膛出口，所以运行时燃烧室处于正压工况，为了防止烟气泄漏，确保燃烧室的密封性，所有门、孔以及管束穿墙处都设有密封盒或焊接密封。
2-1.1.13水冷滚筒式冷渣器
冷渣器采用水冷滚筒式冷渣器。
可以把渣冷却到150℃以下，然后排至除渣系统。
具有运行方便，安全可靠的特点。
冷却水为工业水。
2-1.1.14床下启动燃烧器
炉膛下部水冷风室侧墙一次风道上布置2只床下启动燃烧器，用于锅炉的启动和低负荷稳燃。
具有启动速度快、热利用率高、节约启动用油的优点。
锅炉主要系统及流程
2-
升级会员 