神华洁净煤烟气炉说明书.docx
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神华洁净煤烟气炉说明书
高温烟气流化床炉
说明书
45CS-SM
型号：
46.5MW
编号：
45CS-SM
工号：
1308012
用户：
北京神华国际技术有限责任公司
华西能源工业股份有限公司
ChinaWesternPowerIndustrialCo.,Ltd
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全部
A
编制:
会签
燃烧：
校对：
构架：
审核：
审定：
批准：
目录
前言……………………………………………………………………………………………………5
第一部分烟气炉结构………………………………………………………………………6
1烟气炉设计规范…………………………………………………………………………………6
1.1设计条件……………………………………………………………………………………………6
1.2燃料特性……………………………………………………………………………………………6
1.3点火及助燃用油分析资料………………………………………………………………………7
1.4环境条件………………………………………………………………………7
1.5燃料方式…………………………………………………………………………………8
1.6系统运行方式………………………………………………………………………………8
1.7循环烟气成分……………………………………………………………………………8
1.8点火方式…………………………………………………………………………………8
2烟气炉概述…………………………………………………………………………………8
2.1烟气炉整体布置………………………………………………………………8
2.2物料循环及烟风系统…………………………………………………………9
2.3布风点火系统……………………………………………………………………9
2.4燃料供给系统………………………………………………………………10
2.5旋风分离器，回料装置………………………………………………………………10
2.6构架和平台扶梯………………………………………………………………10
2.7炉墙…………………………………………………………………………10
3主要性能数据………………………………………………………………………………………10
4风机参数…………………………………………………………………………11
4.1回料风机…………………………………………………………………………………11
4.2送风机……………………………………………………………………11
4.3惰性气体回送风机…………………………………………………………………11
4.4二次风机…………………………………………………………………………11
4.5热烟气出口容量……………………………………………………………………11
第二部分运行前的安全措施和准备……………………………………………12
1安全措施……………………………………………………………………………………12
2水压试验………………………………………………………………………………13
3耐火材料的固化…………………………………………………………………………13
第三部分运行和维护……………………………………………………………15
1总则……………………………………………………………………………………15
2预防措施总则…………………………………………………………………………15
2.1基本要求…………………………………………………………………………………15
2.2炉膛压力的限制…………………………………………………………………………15
2.3过量空气要求……………………………………………………………………………16
2.4床温分布…………………………………………………………………………………16
2.5启动前的检查…………………………………………………………………………17
3冷态启动程序……………………………………………………………………………17
3.1启动前的准备……………………………………………………………………………17
3.2吹扫……………………………………………………………………………………18
3.3启动投煤………………………………………………………………………………21
4热态启动程序……………………………………………………………………………22
5正常运行…………………………………………………………………………………23
6正常停炉…………………………………………………………………………………24
7事故……………………………………………………………………………………24
7.1主燃料切除………………………………………………………………………………24
7.2事故处理…………………………………………………………………………………25
8维护……………………………………………………………………………………26
附录……………………………………………………………………………………27
附图一烟气炉总图…………………………………………………………………………………28
附图二烟风系统图………………………………………………………………………………29
附图三烟气湿基体积含氧量与烟气炉负荷的关系曲线…………………………………………30
附图四流化风量与流化风速的关系曲线………………………………………………………31
附图五“J”阀充气接管（第一张）……………………………………………………………32
附图六“J”阀充气接管（第二张）……………………………………………………………33
附图七料层阻力特性曲线……………………………………………………………………33
附图八静止床料高度与床层压差的关系曲线………………………………………………34
前言
46.5MW型循环流化床烟气炉是华西能源为神华国际宝日希勒褐煤提质项目设计制造的循环流化床烟气炉，本烟气炉的设计、制造参照劳动部《蒸汽锅炉安全技术监察规程》（1996）等中相关规定，为了帮助用户获得对本烟气炉最满意的使用效果，特编写了本烟气炉说明书。
46.5MW型烟气炉说明书包括烟气炉结构、运行前的安全措施和准备、运行和维护三个部分。
本说明书介绍了烟气炉的结构、性能特点，并提出了对安装、使用的要求及注意事项。
安装公司及项目公司在编制各自技术文件时，本烟气炉说明书可作为一份指导性资料以供参考。
同时，烟气炉的安装、启动、运行应遵守《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇），《火力发电基本建设工程启动及竣工验收规程》等中的有关规定。
烟气炉运行的最终结果除与设备本身的设计、制造质量有关外，还取决于运行人员对主、辅机设备，尤其是对控制系统掌握的熟练程度以及对各种运行工况综合判断的能力，所以烟气炉制造厂技术文件在指导操作运行方面的功能是有限的，很大程度上还依赖于安装公司及控制人员本身所积累的经验。
由于烟气炉仅是整个褐煤提质系统中的一个部分，所以提质系统要处于良好的运行状态须使各主、辅机均能一致良好地运行。
故操作人员如何获取运行经验，良好地协调各系统和正确控制是十分重要的。
第一部分烟气炉结构
1.烟气炉设计规范
1.1设计条件
循环流化床高温烟气炉，平衡通风，全钢结构，运转层以上紧身封闭。
1.1.1主要参数：
供热能力46.5MW（4x4.18×107kJ/h，含排烟热量，再循环烟气按110℃计）
热烟气温度：
850±50℃
烟气出口氧含量：
≤5%
1.1.2烟气炉热力特性（额定工况）
热效率（按低位发热量）≥95％
1.2燃料特性
系统设计煤种为神华宝日希勒能源有限公司所属一号露天矿褐煤，其特性详见下表1。
表1.原煤性质分析表
分析
指标
宝日褐煤化验结果
设计煤质
空气干燥基
收到基
收到基
符号
（%）
符号
（%）
符号
（%）
碳
Cad
52.22
Car
45.92
Car
44.60
氢
Had
2.90
Har
2.55
Har
2.48
氧
Oad
13.40
Oar
11.78
Oar
11.44
氮
Nad
0.56
Nar
0.49
Nar
0.48
硫
Sad
0.30
Sar
0.26
Sar
0.26
灰
Aad
9.08
Aar
7.99
Aar
7.75
全水
Mt
Mt.ar
31.00
Mt.ar
33.00
水
Mad
21.54
挥发份
Vdaf
46.32
发热量
Qnet.ar（低位）
16.1MJ/kg
Qnet.ar（低位）
115.8MJ/kg
可磨
系数
HGI
64
灰熔
点
DT
1140oC
ST
1150oC
FT
1170oC
使用的煤种应符合设计煤种，其工业分析允许变化范围：
收到基低位发热量：
±10%
收到基全水分：
±5%
收到基灰分：
±5%
收到基挥发分：
±5%
1.3.点火及助燃用油分析资料
油种：
-20#柴油（合格品）
运动粘度（20℃）：
3.0-8.0mm2/s
残碳：
灰分（质量分数）：
不大于0.02%
含硫量（质量分数）：
不大于1.0%
水溶性酸或碱：
无
机械杂质：
无
水份（质量分数）：
不大于痕迹
闪点（闭口）：
不低于65℃
凝固点：
不高于-20℃
低位发热量：
42900kJ/kg
1.4．环境条件
本地区属大陆性亚寒带气候，春秋季风多，风力大，春季多东南风，冬季多西北风。
冬季严寒，夏季温凉，气候干燥，昼夜温差较大。
最高气温37.7℃
最低气温-48.0℃
年平均气温-2.6℃
年最大降水量542.9mm
月最大降水量199.0mm
日最大降水量55.6mm
年平均蒸发量1344.8mm
年平均风速1.9m/s
最大风速17m/s
年主导风向NE（东北风）
最大冻土深度5.7m
永久性冻土深度2-4m
地震基本烈度6度
1.5．燃烧方式
循环流化床燃烧。
1.6．系统运行条件
烟气炉运行方式：
30％负荷稳定运行，100％负荷长期安全运行。
燃料粒度：
0-13mm。
除渣方式：
采用干式机械除渣。
1.7.循环烟气成分
循环烟气组成
CO2
SO2
H2O
N2
O2
粉尘（煤粉）
质量含量（kg/kg）（Nm3/kg（kg/kg）
13.64%
0.0427%
36.22%
46.6%
3.49%
0.0136%
体积含量（Nm3/Nm3）Nm3/Nm3）
7.569%
0.0163%
49.13%
40.6%
2.66%
100mg/m3
1.8.循环烟气成分
床上油枪点火。
2.烟气炉概述
本炉采用循环流化床型式、上排气旋风分离器，炉墙采用护板炉墙结构，柱和梁为全钢结构，护板炉墙夹在柱和梁之中。
2.1烟气炉整体布置
本炉为全钢结构、护板炉墙、高温分离的循环流化床烟气炉。
由燃烧室、旋风分离器、回料装置、尾部烟道及给煤装置、布风装置、二次风和循环烟气系统组成。
炉膛下部为密相区，上部为稀相区，整个炉膛的炉墙均为护板炉墙，炉子深度为4068，宽度尺寸为5528，运转层标高为6m，炉膛有效高度为24m，炉膛截面为22.49m2。
炉膛下部为密相区，布置一定面积的床面，并在回料器下增加一排惰性气体喷口，保证炉料在密相区燃烧一定的份额，以确保床温在～850℃的范围内。
在密相区前、后、上部布置二次风三排喷口和惰性气体三排喷口，保证燃料在炉内分级燃烧。
二次风和惰性气体分别进入二次风管和惰性气体风箱两种风箱均为U形装置，二次风分两层，惰性气体分四层，风箱上接有一排φ133x4的配风管，供空气和惰性气体沿炉宽方向均匀分配，然后通过配风管将空气和惰性气体高速喷入燃烧室。
除煤粒完全燃烧所需空气外，还可加强炉内扰动，使物料更均匀，提高煤粒燃尽率。
适当调整上下二次风配比，即可达到最佳燃尽效果。
惰性气体高速流可均匀降低炉内烟气温度，使炉内温度更均匀，保证炉膛出口温度在850℃左右。
2.2物料循环及烟风系统
被破碎成0～13mm的煤颗粒由炉后给煤装置送入炉内，燃烧空气分为一、二次风，分别由炉底和炉子前后墙送入。
正常运行时，占总风量60%的一次风经床底布风装置作为一次燃烧用风和床内物料流化介质送入炉膛，二次风在炉高度方向上分三层布置，以保留足够的燃烧手段，使炉内既保证空气燃烧，又避免局部温度超温。
在密相区850℃左右的床温下，煤粒受灼热的床料加热并着火燃烧。
燃料中大部分热量在这一区域内被释放出来，在密相区内送入温度为110℃的循环烟气，与炉内物料混合，吸收热量，以保证床温维持在850℃左右，小颗粒的含灰颗粒被烟气携带进入炉膛稀相区，在二次风造成的氧化性区域内进一步燃烧。
烟气携带大量固体颗粒向上燃烧、放热。
在二次风的中间布置冷烟气入口，以降低炉内的烟气温度，在第三排二次风上部不同高度前后墙布置二排冷烟气，以保证炉膛出口温度在850±50℃.
炉膛出口的高温烟气进入旋风分离器进行“气——固”分离；携带少量飞灰的烟气由分离内的中心筒引出进入尾部烟道。
在分离器中被捕捉下来的灰，经过分离器下部的主管和“J”阀回送装置，部分或全部被有控制地送回下部的密相区实现循环燃烧，在不同情况下通过调节风比和回灰量的大小，可有效的控制床温，使床温维持在最佳水平，在此温度下运行，既达到最高的燃烧效率，同时在低温缺氧燃烧的还原性气氛下，降低NOx的生成量。
循环流化床炉内物料的循环是依靠送风机和引风机提供的动能来流动和维持的，见附图二“烟风系统图”。
约占总风量的60%的一次风分三路进入炉膛：
第一路送入主风道进入床下的等压风室，通过布置在布风板上的风帽使床料流化，并形成通过炉膛的气固两相流；第二路在点火量启动时，需要一股风，约占总风量的15.5%，在点火启动正常后，只留极小部分冷却风。
第三路是用于炉后的气力播煤，此风量约占总风量的15%左右。
一次风一部分也可作为皮带给煤机的密封用风。
二次风作燃烧用风直接经上下二次风箱进入炉膛。
“J阀”回料器配备一台高压头的罗茨风机，整台风机出力为100%，风机为定容或正常运行时回料风量的布置通过旁路将多余的空气送入一次风主风道实现的。
烟气炉采用平衡通风，压力平衡点位于炉膛出口；在整个烟风系统中均要求设有调节挡板，运行时便于控制、调节。
2.3布风点火系统
在布风板上的左右侧墙设置油点火器，使底料加热到一定温度，逐渐给煤，至床料正常燃烧时，熄灭点火器。
在布风板下部设置一个等压风室，一次风经等压风室风帽进入密相区，使床料均匀流化，并形成良好的燃烧环境。
床下布置三个放渣口。
点火用油为一级0#轻柴油，炉前推荐油压2.45MPa，枪前推荐油压1.96MPa，单只油枪额定出力为400kg/h,系统设计供油量为960kg/h，以压缩空气吹扫。
2.4燃料供给系统
为使播煤均匀，在后墙下部收缩为沿宽度方向可布置两套气力播煤装置，每套给煤装置由输送带（设计院设计提供）和播煤带两个部分组成。
燃料从料仓进入输煤布带后，靠重力落入给煤装置，给煤装置下部布置两股播煤风将燃料吹入炉膛，两股风均匀分配。
2.5旋风分离器，回料装置
旋风分离器数量为一只，布置在炉后，内空直径为4850mm，用δ＝12mm厚的钢板制造，内衬为防磨及保温材料。
分离器通过一根立管与一个“J”阀回料装置相连，经旋风分离器分离出的物料经回料送入密相区循环燃烧。
回料器的功能是连续稳定地向炉内返送物料并防止烟气反窜。
因为该煤含灰量太低，在回料器处增设床料添加器，必要时需添加惰性物料（或在给煤装置中添加）。
2.6构架和平台扶梯
2.6.1构架
烟气炉为全钢结构，按6级地震烈度，最大冻土深度5m，永久性冻土深度2～4m设计。
由8根主柱和11根附柱及顶板、横梁组成框架式结构，承担支撑炉膛及尾部烟道炉墙、旋风分离器等重量。
运转层平台为钢平台，运转层以上为紧身封闭和炉顶屋盖。
2.6.2平台扶梯
运转层平台标高6m，在烟气炉运行时需操作、巡视或检测处均设有平台、扶梯用于连接各平台，保证通畅。
2.7炉墙
烟气炉炉膛及尾部烟道的炉墙均为护板炉墙。
每层炉墙及护板均由该层横梁支承，炉膛标高18340以下炉墙厚420mm,以上炉墙厚400mm,旋风分离器由钢板卷制，内设防磨及保温内衬厚度350mm,转弯烟室及尾部烟道炉墙厚度均为350mm。
护板炉墙均由耐磨层、绝热层和保温层组成。
（详见《炉墙说明书》）
3.主要性能数据
热烟气热值46.5MW
热烟气温度850±50℃
燃尽率99%
热效率≥95%
冷风温度20℃
运行床温～850℃
燃料消耗量10379kg/h
计算燃料消耗量10109kg/h
热烟气出口容量126261Nm3/h
惰性气体温度110℃
循环气体量67518Nm3/h
理论烟气量58743Nm3/h
密相区烟气温度～850℃
密相区烟气速度3.7～5.1m/s
炉膛出口截面速度5.1～6.5m/s
烟气炉理论燃烧温度1553℃，烟气焓4044Kcal/kg；850℃时的烟气焓1808Kcal/kg。
惰性气体110℃时的烟气焓37.71Kcal/kg；850℃时的烟气焓322.1Kcal/kg。
4.风机参数（风量与烟气量按1.25倍提供，压力为炉前压力未留有余量）
4.1回料风机（罗茨风机一只）
空气量1500Nm3/h
温度20℃
风压59000Pa
4.2送风机（一次风）
风量43500Nm3/h
温度20℃
风压13000Pa
4.3惰性气体回送风机（二台）
温度110℃
密相区惰性气体风压11000Pa（炉前）
密相区惰性气体烟气量30000Nm3/h
上部惰性气体风压9000Pa（炉前）
上部惰性气体烟气量75000Nm3/h
4.4二次风机
风量29000Nm3/h
温度20℃
炉前风压≈9000Pa
4.5热烟气出口容量179000Nm3/h
温度850℃
烟压－2600Pa
第二部分运行前的安全措施和准备
1安全措施
烟气炉的任何操作都必须是安全第一。
下述内容是烟气炉运行安全措施的一部分，仅作为对运行人员操作经验的补充，并不包括所有的必须遵循的安全措施。
烟气炉运行操作人员无论在操作前、操作时还是操作后，都应密切关注烟气炉和辅机系统的工作状况，注意安全标识和事故警报。
本烟气炉的设计制造是严格按国家相关标准执行的，烟气炉在投运之前必须仔细检查以确保所有的零部件组装与设计相符合，并通过有关权威部门的监检。
所有的烟气炉辅机设备必须处于一级运行状况，适合设计运行工况，并根据相应制造商的建议和规程进行调试、准备和运行。
以下是有关辅机初始启动检查清单。
下述检查应该在烟气炉启动之前完成：
A所有的风机必须可以投运，润滑系统必须可随时投入运行，设备应在振动所允许偏差范围内正常运行；
B所有的挡板，操作器和执行器必须得到全面检查，必须满足所有运行工况的调节要求，并且无粘结或堵塞，确认挡板能按控制要求到位；
C确保灰渣排出系统已做好投运准备；
D所有远方操作阀和滑动闸门，能够运行并检查限位开关以确保已完成了正确的安装，并可提供准确的位置指示；
E所有的传送装置必须试车，确保其正常投运；
F所有的关键流量元件必须校准；
G床上点火油枪及火焰检测器、联锁装置等必须处于准备运行状态；
H所有的关键热电偶和压力传感器必须对它的正确连接进行检查、校准并确保它们能运行；
I所有空气、烟气和固体流体的烟道、风道、管道、槽或导管必须正确可靠地连接；
J必须检查除尘器以证实系统能正常运行；
K必须检查所有的电气接点以证实它们已正确地安装好并且有良好绝缘。
投运前，须做好下列工作：
A在烟气炉烟风系统中，须根据本部分第3条的内容进行密封性试验，并消除所有的泄漏；
B烟气炉的散热区必须绝热或用绳索隔开以保护运行人员的安全。
投运前，还需作以下检查：
A所有必要的运行仪表（包括永久性的和暂时性的）必须安装，运行可靠，且经正确校准；
B所有的区域必须有足够的照明；
C不应该使用危险的走道，可布置爬梯和扶梯，在必要的地方提供畅通的走道和平台；
D烟风管道必须畅通，并且机组能够由通过烟气炉用风得到彻底地清扫；
E应该保证充足的燃料和惰性物料供给；
F在确认无人在机组内之后，所有的人孔和观察孔必须关闭。
只有当确认上述安全保护措施被充分地理解并已遵循时，才可开始进行随后的烘炉、初次启动和正常启动等工作。
2．耐火材料的固化
本机组所有炉内耐火材料由现场安装单位敷设，炉墙承包商应提供炉墙的设计、施工图纸资料，及设计、施工、使用等说明书，炉墙的设计、施工及炉墙材料应符合国家或行业现行标准。
施工单位应根据耐火材料制造商的推荐固化和干燥，保证耐火材料的实际性能值不低于我们提出的要求。
3．烟气炉烟风系统空气试验
烟气炉一旦安装完成后，必须进行空气试验以检测烟气炉烟风系统空气和烟气的泄漏情况，这些泄漏应及时修补以保证系统气密性和安全运行的需要，步骤如下：
A在引风机的进口安装一闭塞板；
B关闭所有的人孔门和观察孔；
C塞住所有与仪表相连通处；
D打开所有待测试的通道；
E运行送风机使系统增压至750Pa；
F使用合适的视/听设备如肥皂膜、烟弹和声音检测器等检查整个系统，应采用其中一种或多种方法；
G确定所有的泄漏；
H系统减压；
I修补所有的泄漏；
J如果发现泄漏，泄漏修好后重复空气试验；
K移去闭塞板和塞盖。
第三部分运行和维护
1.总则
1．1本部分内容不能视为烟气炉机组的运行规程，有关烟气炉、辅助设备和机组初次运行的说明可作为指导性资料，供电厂建立自身完善的机组运行规程时参考；
1．2机组运行前，运行人员应彻底熟悉烟气炉的功能、组部件、控制系统和辅助设备；
1．3运行人员应清楚烟气炉各部件和烟气炉辅机的使用条件，并应注意在烟气炉启动和按系统要求运行期间的实际运行工况；
1．4烟气炉最大连续运行负荷为46.5MW，炉膛出口烟气温度为850±50℃，密相区床温应保持在800～950℃，最高不超过980℃；
1．5循环流化床烟气炉炉内没有明显的火球，炉内含有携带大量热能的循环颗粒，因此，必须重视烟气炉运行操作的安全性。
2．预防措施总则
运行人员在机组运行各阶段须遵循和实施的重
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