临涣二期CFB锅炉煤泥掺烧.docx
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临涣二期CFB锅炉煤泥掺烧
安徽电气工程职业技术学院
毕业论文、实习报告
题目：
淮北临涣二期2×300MWCFB锅炉煤泥掺烧
系部：
动力工程系
专业：
电厂热能动力装置
姓名：
李斌
班级：
09热动一班
学号：
090301141
指导教师：
王祥薇
教师单位：
安徽电气工程职业技术学院
题目类型：
毕业论文实习报告
年月日
摘要：
本文通过对300MW循环流化床锅炉和煤泥掺烧的介绍，阐述了流化床锅炉本体及其燃烧系统的布置与运行方式，分析淮北临涣300MW循环流化床锅炉煤泥掺烧中易出现的问题和事故，得出解决办法。
关键词：
循环流化床锅炉、外置床、回料阀
目录
1、临涣300MW循环流化床锅炉简介-1-
1.1锅炉简介-1-
1.2锅炉主要参数-1-
1.3系统概况和相关设备-2-
1.3.1热力系统-2-
1.3.2燃烧系统-2-
1.3.3燃油系统及辅助设施-3-
2、临涣300MW循环流化床锅炉燃烧系统-3-
2.1燃烧机理-3-
2.2燃烧系统及主要设备-4-
2.2.1炉膛-4-
2.2.2分离器-6-
2.2.3回料系统-7-
2.2.4CFB锅炉辅助系统-8-
2.3燃煤特点-8-
3、煤泥掺烧中需要注意的两个关键问题-9-
3.1达到稳定、高效燃烧-9-
3.2避免由于煤泥水分过低引起堵塞-9-
4、煤泥的正常投用和事故防范-10-
5、临涣临涣煤泥燃烧情况及影响因素-11-
6、小结-12-
7、参考文献-13-
1、临涣300MW循环流化床锅炉简介
1.1锅炉简介
临涣煤泥矸石电厂二期工程2×300MW机组配备两台哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造的1112t/hCFB锅炉，采用亚临界参数设计、自然循环、单锅筒、整体布置为单炉膛、双布风板、全钢构架、紧身封闭、平衡通风、一次中间再热、燃用脏杂煤、煤泥和中煤末矸的混合燃料、固态排渣。
受热面采用全悬吊方式。
空气预热器采用支撑结构。
锅炉启动采取床上和床下联合启动方式。
6台滚筒冷渣器在锅炉侧墙对称布置。
1.2锅炉主要参数
锅炉最大连续出力工况（BMCR）参数
（注：
BMCR蒸发量等于汽机在阀门全开时的蒸汽量，此工况下考核锅炉最大连续出力）。
名称
单位
参数
高过出口处蒸汽
流量
t/h
1100
压力
MPa（g）
17.5
温度
℃
540
低再入口处蒸汽
压力
MPa（g）
3.882
温度
℃
330.4
高再出口处蒸汽
流量
t/h
913
压力
MPa（g）
3.706
温度
℃
540
省煤器进口处给水温度
℃
281
锅炉额定出力工况（BECR）参数
（相当于汽轮机额定功率TRL或最大连续出力TMCR工况进汽量，此工况下考核锅炉保证效率）。
名称
单位
参数
高过出口处蒸汽
流量
t/h
1050
压力
MPa（g）
17.5
温度
℃
540
低再入口处蒸汽
压力
MPa（g）
3.716
温度
℃
325.6
高再出口处蒸汽
流量
t/h
880
压力
MPa（g）
3.536
温度
℃
540
省煤器进口处给水温度
℃
277.9
1.3系统概况和相关设备
1.3.1热力系统
本机组主蒸汽及再热蒸汽系统均为单管单元制系统，汽机旁路采用高、低压二级串联旁路系统，容量暂定为40％BMCR。
汽轮机采用8级非调节抽汽，1、2、3级抽汽分别供3台高压加热器。
4级抽汽供汽动给水泵、除氧器，5、6、7、8级抽汽分别供4台低压加热器。
给水系统为单元制。
每台机组配备2台50％BMCR容量的汽动给水泵和1台50％BMCR容量的电动调速给水泵。
两台汽动给水泵为正常运行，一台电动调速给水泵作为备用。
采用中压凝结水精处理装置除盐系统，设两台100％容量立式凝结水泵，其中一台备用。
1.3.2燃烧系统
本机组入炉煤采用两级破碎系统制备，入炉石灰石粉采用两级破碎系统制备。
每台炉设2台离心式一次风机，2台离心式二次风机，3台离心式高压流化风机，2台引风机，两台双室四电场静电除尘器，除尘效率≥99.75％（暂定），两台锅炉共用一座高210m，直径为7.5m烟囱（暂定）。
1.3.3燃油系统及辅助设施
本期工程点火及助燃油为0号轻柴油。
燃油系统与一期共用。
工程机组所需启动汽源从一期工程引接。
两台机组设置一套仪用和杂用压缩空气系统考虑。
空压机设备布置在空压机室内
2、临涣300MW循环流化床锅炉燃烧系统
循环流化床（CFB）锅炉是八十年代发展起来的高效率、低污染和良好综合利用的燃煤技术，由于它在煤种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。
2.1燃烧机理
循环流化床锅炉是在鼓泡流化床锅炉技术的基础上发展起来的新炉型，它与鼓泡床锅炉的最大区别在于炉内流化风速较高（一般为4～8m/s），在炉膛出口加装了气固物料分离器。
被烟气携带排出炉膛的细小固体颗粒，经分离器分离后，再送回炉内循环燃烧。
循环流化床锅炉可分为两个部分：
第一部分由炉膛（快速流化床）、气固物料分离器、固体物料再循环设备和外置热交换器（淮北临涣二期循环流化床锅炉没有该设备）等组成，上述部件形成了一个固体物料循环回路。
第二部分为对流烟道，布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等，与其它常规锅炉相近。
循环流化床锅炉燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成，炉膛四周布置有水冷壁用于吸收燃烧所产生的部分热量。
由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。
2.2燃烧系统及主要设备
循环流化床燃烧系统图
1、煤仓；2、炉膛；3、分离器尾部烟道；4、返料器；5、外置式热交换器；6、给煤机；7、冷渣器；8、石灰石仓；9、流化风室；10、汽包；11、对流
过热器；12、省煤器；13、空气预热器；14、电除尘器；15、引风机；16、烟囱；17、一次风；18、下二次风；19、上二次风；20、石灰石风机
2.2.1炉膛
本工程炉膛结构为单炉膛、双布风板、一次中间再热自然循环汽包炉、全钢构架、紧身封闭、平衡通风，高温绝热旋风分离器，自平衡U型回料阀，露天布置。
炉膛
CFB锅炉燃烧室的密相区
CFB锅炉燃烧室上部稀相区布置的膜式氺冷壁
2.2.2分离器
旋风分离器是循环流化床锅炉的核心部件之一。
其主要作用是将大量的高温固体物料从炉膛出口的气流中分离出来。
通过返料装置送回炉膛，以维持燃烧室快速流态化状态，燃料剂和脱硫剂多次循环，反复燃烧和反应。
CFB锅炉的旋风分离器
2.2.3回料系统
燃烧室、分离装置和固体物料回逆装置是循环流化床锅炉有别于其他类型锅炉的主要部件，回送装置的任务是将分离装置中分离出来的固体物料送回循环流化床锅炉燃烧室内。
工作过程
2.2.4CFB锅炉辅助系统
包括煤与石灰石制备与输送系统、烟风系统、灰渣处理系统、锅炉控制系统、点火系统等
2.3燃煤特点
本工程燃煤为脏杂煤、煤泥、末矸的混合燃料，脏杂煤、末矸混合后，经相关输送设备送入炉膛，煤泥直接管道泵送至炉膛燃烧。
项目
单位
设计煤质
校核煤质一
校核煤质二
校核煤质三
收到基低位发热量
Qnet,ar
kJ/kg
13641
12658.5
14790
14902.5
收到基碳
Car
%
36.34
34.19
38.89
39.06
收到基氢
Har
%
2.63
2.53
2.75
2.78
收到基氧
Oar
%
5.16
5.01
5.36
5.27
收到基氮
Nar
%
0.63
0.56
0.73
0.67
收到基硫
St.ar
%
0.37
0.30
0.46
0.46
空气干燥基水份
Mad
%
0.71
0.71
0.67
0.84
全水份
Mt
%
13.48
16.93
7.30
14.95
收到基灰
Aar
%
41.39
40.49
44.53
36.80
干燥无灰基挥发份
Vdaf
%
35.53
34.50
36.47
37.57
哈氏可磨性系数
HGI
%
/
/
/
/
变形温度
DT
℃
>1500
/
/
>1500
软化温度
ST
℃
>1500
/
/
>1500
熔融温度
FT
℃
>1500
>1500
>1500
/
注：
1、设计煤质配比为：
脏杂煤∶煤泥：
末矸＝15％∶30％∶55％；
2、校核煤质一配比为：
脏杂煤∶煤泥：
末矸＝0％∶45％∶55％；
3、校核煤质二配比为：
脏杂煤∶煤泥：
末矸＝25％∶0％∶75％；
4、校核煤质三配比为：
脏杂煤∶煤泥：
末矸＝55％∶45％∶0％；
考虑所燃煤种为脏杂煤、煤泥和末矸按一定比例混合后作为设计煤质，该煤质较差（灰份大，含硫量较低，低位发热量低）。
燃烧室内受热面，特别是其焊口附近和与耐火层交接部位，尾部受热面悬吊管和尾部受热面的面对烟气侧，靠近管卡和可能造成烟速不均匀部位充分采取防止磨损的措施。
3、煤泥掺烧中需要注意的两个关键问题
煤泥是由煤炭、矸石与粘土混合组成，一般浓度（含固量）为72～77%，颗粒直径小于0．5ｍｍ，煤泥是一种高浓度、高粘度的粘稠物料，其表观粘度变化较大，均匀混合后属于典型的非牛顿流体，流动性小粘结性大。
3.1达到稳定、高效燃烧
稳定、高效燃烧煤泥是十分不容易的，主要原因是煤泥在流化床中燃烧时易形成结团，这种聚团作用使流化床内物料的粒度不断增大，并极易沉积，从而破坏整个床内稳定的流化状态，致使很难以良好的状况连续运行，这样就很难控制燃烧洗煤泥流化床的燃烧强度和进行负荷调节。
3.2避免由于煤泥水分过低引起堵塞
煤泥基本物理参数如下：
密度
kg／ｍ３
含水量
%
颗粒尺寸mm
最大体积mm
1000～1300
24～33正常为29
直径最小l直径最大2
4O×3O×20
管道输送最大压力MPa
管道输送最大距离m
管道输送最大高度m
管道输送最大浓度
1．3
350
50
≤63
煤泥含水分30%，内水分11%，极易在碎煤机、原煤斗、给煤机落煤口等部位发生堵煤现象。
堵煤时将直接危及锅炉的稳定运行，主要故障有：
（1）原煤破碎设备堵塞：
原煤破碎设备堵塞是指原煤粘在破碎机出口及入口管道上，导致下煤不畅输煤中断，或原煤粘在破碎机内部导致破碎机堵塞；
（2）原煤斗堵煤：
原煤斗堵煤是由于破碎后的煤粒在原煤斗内受到挤压，导致在原煤斗内搭桥下煤不畅；且原煤斗设计为方形，原煤和煤斗之间的接触面积增大，下煤阻力增大导致原煤斗堵煤；
（3）落煤口堵煤：
进入落煤口的煤粒由于受到回灰的加热，导致煤粒中外水分大量蒸发，上升水蒸汽在落煤口聚集并冷凝成水滴，最终导致煤粒搭桥堵塞落煤口。
（4）运行中不但要加强给煤设备的监视及维护，还要注意以上区域是否堵煤，如发生堵煤应及时疏通，在给煤恢复后应注意燃烧及汽温的控制。
4、煤泥的正常投用和事故防范
正常投用煤泥必须满足床压及床温条件，一般床压在12KPa以上，床温在830—890℃，煤泥投入后要及时调整给煤量，风量，加强炉膛底部床温的监视，此外还要注意监视床压及主再热蒸汽温度、尾部烟温的变化趋势并进行针对性调整。
投入煤泥后，炉膛负压会短时变正压，同时氧量有所减少，床温略有下降后上升并趋于稳定。
当出现床温大幅度下降时，立即停止煤泥泵运行。
待床温继续升高后再尝试投运，以防止堆积煤泥量过大而导致煤泥爆燃，床层流化不良结焦，影响设备正常运行。
但是使用了煤泥喷枪，要求煤泥十分“洁净”，不能混入颗粒和纤维，否则很容易堵塞。
所以在正常运行时可通过煤泥泵出口压力及LCD画面主要参数，如床温，汽压，汽温，氧量，负压的变化及时进行判断，及时调整煤泥水份，以防煤泥泵压力高跳闸．
煤泥水分也必须控制好，水分过低不易输送，过高会影响床温并可能因大量水分进入炉膛造成“膛尾部烟道压力高高”，造成锅炉BT.由于煤泥燃烧后灰量较大，因此在燃烧煤泥时要及时吹灰并加强各方面工艺指标的控制。
与只烧中煤相比减少了排渣量，床压也比原来较易控制，相同风量下燃烧相对较完全，减少了飞灰含碳量，对受热面的磨损也较以往减轻。
减少职工因给煤棚仓造成的体力劳动和负荷不稳时的调整工作，保证负荷稳定，降低了发电成本。
5、临涣临涣煤泥燃烧情况及影响因素
设计临涣二期发电煤泥经煤泥喷枪压缩空气雾化方式送入炉内，单台锅炉每台煤泥泵的正常出力为9m3/h，最大为20m3/h，正常出口压力为57.4bar，泵出口最大压力为90bar，系统出力根据锅炉燃烧煤泥的需要可实现实时调节。
煤泥泵送系统出力为每炉36m3/h，最大60m3/h，并满足在一路煤泥泵或一个喷枪故障的情况下其余三路煤泥泵和喷枪能够满足煤泥系统最大出力。
按照煤泥掺烧比例≥30%坚持效益为中心使煤泥多投，达到30%以上掺烧比例必须考虑以下制约因素：
（1）锅炉负荷。
低负荷时物料浓度低投煤量少，煤泥受炉内物料的扰动减弱，床温也不会太高对燃烧煤泥影响较大。
未燃尽煤泥团在排渣口堆积，一方面影响正常排渣，另外也使炉渣含碳量增加，因此低负荷时投煤泥量应减少。
（2）锅炉床温。
实践证明在床温高时９００℃投煤泥燃烧效果较好，与只烧中煤相比大幅减少了给煤量，床压也更容易控制。
床温的提高燃烧效率增大但石灰石燃烧效率降低ＳＯ２排放浓度增加。
（3）排烟温度。
投煤泥后积灰量明显加大，排烟温度的升高导致排烟损失增大锅炉热效率降低．为降低排烟损失及保证主再热汽温在规定范围内必须加强吹灰次数．另外，煤泥量的增大会使得炉膛差压△P２增大，必须可靠控制。
（4）煤泥水份。
水份过低不易输送，过高会影响床温。
选煤厂输送煤泥的水份要加强控制和分析，通过煤泥料斗加水务必控制入炉煤泥水份在24～33％。
（5）料层床压．一般床压在12KPa以上，床压不能过低否则煤泥量的增大会使床压更低燃烧不稳定。
（6）煤泥除杂．煤泥喷枪，要求煤泥十分“洁净”，不能混入颗粒和纤维，否则很容易堵塞．除杂装置差压报警应就地检查水份和控制系统。
（7）燃料配比及粒度的改变．由于煤泥燃烧的结团特点，异比重循环流化床可使得煤泥集中在床层中部燃烧并且受燃煤粒度的冲刷扰动在煤泥团的下降过程中逐步燃尽。
在配煤方式上需考虑中煤原煤粒度对煤泥燃烧的影响。
（8）运行操作的控制．同负荷工况下燃烧煤泥量的增大会使得床压降低，排渣量降低，床温升高，烟气含氧量降低．因此应合理调整一二此风配比。
（9）煤泥雾化风压力及温度．要按规定维持煤泥雾化风压力不低于０.５ＭPa，雾化风温度１５０℃。
6、小结
通过这段时间的实习，是我对国产300MW循环流化床锅炉有了一个全面的认识。
刚开始到临涣的时候，锅炉才刚刚开始安装，我被分在锅炉安装班，跟着师傅们一起下现场。
进入现场前我们经过了安全培训，必须通过安全考试才能进入现场。
进入现场必须遵守安全要求，穿工作服，佩戴安全帽，手套，保险绳等防护设备。
公司对安全的要求非常严格，每位员工必须遵守。
在接下来的日子里，随着设备的运到，我们的工作也变的繁忙起来。
安装锅炉钢结构，在作业平台上拼接下降管、水冷壁管、受热面、旋风分离器、回料阀等设备。
然后再按顺序依次吊入锅炉钢结构内进行焊接安装。
通过这段时间的学习是我意识到自己知识的匮乏，安全的重要性，团队合作的重要性。
作为现场实习技术员的我，在师傅后面学习看图纸，指导工人吊装设备，修改作业指导书。
工作虽然枯燥乏味，但是看着锅炉一天天高起来，轮廓一天天清晰起来，心里有说不出的激动。
在以后的日子里我会认真学习，争取早日掌握技术员的各项本领，成为一名能独当一面的技术员。
7、参考文献
《临涣煤泥矸石电厂二期工程2×300MWCFB机组HG—1112/17.5—L.MN2型锅炉安装说明书》
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