(中国联合工程公司浙江省310052)
摘要:循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧技术,在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用。目前我国拥有超过3000余台循环流化床锅炉,总容量已近1亿千瓦,是世界上循环流化床锅炉数量最多、容量最大的国家。《火力发电厂除灰设计技术规程》推荐循环流化床锅炉冷渣器宜选用滚筒式冷渣器,但中小型循环流化床锅炉渣量小、炉下布置空间有限可以考虑其他型式的冷渣器。
关键词:循环流化床锅炉;滚筒冷渣器;振动式冷渣器
循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧技术,在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用,并向高参数、大型化发展。近几年在电力行业350MW循环流化床锅炉机组开始批量投运,600MW级循环流化床锅炉机组也已开始示范项目,但是在化工领域作为工艺配套的动力站、公用供汽站还有大量的中小型循环流化床锅炉机组建设运行。目前我国拥有超过3000余台循环流化床锅炉,总容量已近1亿千瓦,是世界上循环流化床锅炉数量最多、容量最大的国家。
DL/T5142-2012《火力发电厂除灰设计技术规程》推荐循环流化床锅炉冷渣器宜选用滚筒式冷渣器,在煤种、煤质、渣量条件适宜时,可采用风水联合冷渣器。后续条例说明结合近年建设的大型循环流化床锅炉的冷渣器运行情况及后续改造,认为滚筒冷渣机在避免大块堵塞、克服磨损、排渣量调节、降低排渣温度等方面就是可行的,故推荐采用滚筒冷渣器。经过多年的实际应用、技术升级、设备改良,滚筒冷渣器能够满足各型循环流化床锅炉冷渣要求,且各型循环流化床锅炉机组的设计中多以采用滚筒冷渣器。
电站用大型循环流化床锅炉机组,根据国家相关政策要求资源化利用煤矸石类煤种,以煤矸石作为燃料。煤矸石煤质差、灰分大,燃用煤矸石的循环流化床锅炉排渣量大、波动范围广,对冷渣器的处理能力要求很高。由于风水联合冷渣器在实际使用过程中要求较为严格,不能适应运行过程中的波动变化造成故障频繁可用率不高成为严重困扰现场运行的因素,越来越多的用户将风水联合冷渣器改造成滚筒冷渣器取得较好的效果。其他冷渣设备产品出力小,无法满足大型循环流化床锅炉的要求,所以目前大型循环流化床锅炉基本只采用滚筒冷渣器(单机出力约30t/h)。随着出力变大,滚筒冷渣器的尺寸也在变大,350MW循环流化床锅炉机组适用的滚筒冷渣器尺寸已达到9000mmx3500mm,相应的要求布置空间较大。大型机组炉膛下布置空间可以满足其布置要求。
除了电力工业用大型循环流化床锅炉机组,其他工业领域应用中小型循环流化床锅炉机组较多,尤其在一些化工生产工艺中配套的动力中心供汽站。此类应用根据化工生产工艺需求配套适用循环流化床锅炉机组,根据国家政策使用高温高压参数机组,蒸发量从90t/h到410t/h不等。近年参与的几个工程项目常用240t/h蒸发量的循环流化床锅炉,也有个别项目使用110t/h的循环流化床锅炉,一般大型化工园区公用动力站会用到400t/h以上机组。
鉴于此类循环流化床锅炉燃煤一般就地市场化采购动力煤,煤质远优于煤矸石,常见小型200吨级的循环流化床锅炉排渣量在2t/h以下,中型400吨级的循环流化床锅炉排渣量5t/h以下。随着循环流化床锅炉低氮燃烧技术发展,对循环流化床锅炉床温控制越来越精细化、严格化,锅炉的排渣口设计也存在相应变化。排渣口设两个正常排渣口及一个事故排渣口,出于床温控制的目的加设一只调节排渣口。锅炉渣量不变的情况下,排渣口数量增加。
循环流化床锅炉的冷渣器出力根据设计规程要求不宜小于锅炉最大连续蒸发量工况燃用设计煤种时排渣量的150%,且不宜小于燃用校核煤种时排渣量的120%。中型循环流化床锅炉通常要求冷渣器出力达到10t/h左右;小型循环流化床锅炉通常要求冷渣器出力达到5t/h左右。
滚筒冷渣器常见最小出力4t/h左右,尺寸4000mmx1200mm左右。按出渣口数量配置相应数量冷渣机,则每台锅炉需配三台滚筒冷渣器。由于中小型锅炉炉膛下部布置空间有限,尤其是小型锅炉底部经常不满足三台滚筒冷渣器设备布置要求。在要求设备出力5t/h以内可以考虑盘式冷渣器,采用盘式冷渣器时数量不减少,但单台设备出力范围可以更小同时布置上可以更优化。在系统要求出力小于5t/h时,可以考录采用水冷振动冷渣器。采用水冷振动式冷渣器只需一台设备对接三个排渣口,减少设备数量降低造价,布置上也能满足要求。
综上所述,目前对于大型循环流化床锅炉机组冷渣器选用滚筒冷渣器是最优之选;中型循环流化床锅炉机组渣量较大、布置空间满足要求的推荐选用滚筒冷渣器,个别布置困难或渣量较小的可以选用其他类型冷渣器;小型循环流化床锅炉机组倾向于选用盘式、水冷振动式冷渣器之类小型容易布置的可靠设备。
参考文献:
[1]国家能源局发布.DL/T5142-2012《火力发电厂除灰设计技术规程》.