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循环流化床改造技术

作者: 来源: 发布时间:2010/4/19 14:13:23  点击数:2408

 

     
    传统循环流化床主要适用于较大容量的锅炉(一般大于20t/h)的改造。但是由于近年来能源供应形势紧张,煤价一路上扬,越来越多的用户提出需要将原有链条炉改为循环流化床锅炉,以提高锅炉能效,扩大锅炉燃料的适用性,特别是使用本地劣质煤或其他可再生资源,以及使锅炉的排放指标达标等。混合流速循环流化床锅炉技术(专利号:02223608. 2)正是在这一背景下产生的,并已成功应用于广大用户,取得良好的经济效益和社会效益,见图1所示。
 
图1.高温分离高低混合流速循环流化床示意图
循环流化床有效容积“何氏”新理论
按照新理论设计与改造循环流化床锅炉,不论任何煤种、不论高速床、低速床锅炉热效率都可大于90%,飞灰含碳小于4%、燃烧效率都可大于99%、过热器寿命大于十年、省煤器寿命大于五年。新理论包括以下三点:
1、锅炉有效容积大于4.2045×V-0.125(其中V为煤的干燥基挥发份)。
2、分离效果好,即分离下来的灰小于0.08mm的大于80%,分离器阻力低,阻力小于800Pa。
3、一定要有切向旋转燃烧过程,才能打破灰包碳,有利燃烬。
技术特点
(1)采用高、低混合流速循环流化床燃烧方式
锅炉上部为高流速,携带能力强,分离效率高,循环倍率高;下部为低速床,即磨损严重的密相区为低流速,所以磨损大为减轻。
(2)采用内置水冷上排气高温旋风分离器
A、采用内置方形分离器结构形式,分离器、料斗与锅炉为一个整体,锅炉结构布置紧凑,占地面积小。
B、采用上排气旋风分离器,是当今循环流化床锅炉的主流分离器形式,分离效率高,分离效果好。
C、分离器采用水冷结构,分离器既是锅炉蒸发受热面的一部分,同时又保护分离器免受高温烟气烧坏,与绝热型旋风分离器相比,使用寿命及检修周期都大大延长,是当今最为先进的分离器。
D、分离器灰斗及料腿为水冷形式,可将分离下来的飞灰适当冷却,避免飞灰重燃结焦,堵塞返料管。
E、采用高温分离,分离器置于过热器前,返料温度高,物料返回炉膛后重燃条件好,有利于飞灰的燃尽。同时由于对烟气中的飞灰进行了分离,使进入过热器的烟气含尘浓度大为降低,减轻了过热器的磨损。
F、采用这一次技术,飞灰含碳量可以降到5%以内,热效率达到90%以上。
投资回报分析
以下是一台35t/h的链条锅炉改成45t/h(一般都扩容)带高温分离器的高低混合流速循环流化床锅炉的方案及其投资回报。
锅炉原汽包、钢架立柱、平台扶梯不动;主蒸汽管道、给水管道、排汽管道基本保留;前墙前移。
改造后锅炉基本尺寸:
锅炉高度尺寸一般不变、锅炉宽度尺寸一般不变、锅炉长度尺寸加长。
 一、改造方案内容:
1.炉膛受热面
密相区布置斜埋管(或竖煤管),增加埋管上下集箱;
前墙受热面管前移,数量不变此即构成埋管上升管及前墙水冷壁管;
左右侧墙受热面宽度位置不变(即炉宽不变),布置左右侧集箱;
后墙位置基本保持一致,但结构需作较大调整;
增加后下集箱,上升管受热面先通过水冷高温分离回料灰仓,高度方向中途向炉内延伸,组成前膜式壁墙,炉膛通过叉型管引入汽包。
增加后上集箱,一部分上升管受热面构成中膜式壁隔墙,通过叉型管引入汽水包,一部分上升管构成后墙水冷壁。
炉膛四周水冷壁水冷度需作设计计算,在部分区域内敷耐火混凝土。
2.下降管系
将原下降管按比例分配进入各片受热面下集箱。
3.高、低温过热器,高、低温省煤器、空气预热器重新设计或部分利旧。
4.炉墙部分
炉顶向前延伸至前墙;
炉墙采用重型炉墙结构;
前、中隔墙采用部分挂砖,部分浇注料结构;
尾部坚井炉墙结构除中温分离器位置部分改变外,其余均保持不变,但需全部拆除重新布置和砌墙。
5.基础部分
增加燃烧系统、炉墙支撑混凝土立柱、横梁、鼓、引风机基础。
6.其它部分
增加燃烧系统、给煤系统、烟、风道接管、钢架、平台等。
7.辅机
更换鼓、引风机、增加给煤机、更换破碎筛分系统、改造电器、仪表、电缆等。
8.点火方式:用木炭点火或油点火。
 二、改造工程范围
1. 拆除工程范围
原煤粉炉喷煤口、落渣井、出渣机或炉排;
炉膛前墙、后墙、左右侧墙、尾部竖井炉墙;
前集箱及下降管、前墙水冷壁管、下降管;
后下集箱、下降管、后水冷壁管;
左、右侧集箱及下降管、左右侧水冷壁管;
鼓风机、引风及;
空气预热器及接管;
部分管道阀门、法兰、测温、测压点;
拆除部分土建基础。
2.不动部分
汽包、过热器出口集箱、减温器;
原钢架、平台、扶梯、栏杆;
给水管道系统、蒸汽管道系统、安全阀排汽系统,一、二次阀门与仪表、排污总管。
3. 设计、制作、安装工程范围
炉墙(包括耐火材料、保温材料、红砖及辅助材料);
新增混凝土基础及点火平台;
炉膛四周水冷壁、前隔墙、中隔墙、埋管及所有集箱、下降管系;
高、低温过热器,高、低温省煤器、空气预热器;
新增钢架、平台、扶梯、栏杆、吊架;
燃烧系统(包括布风板、风帽、风室);
风道、烟道调整;
高、中温分离装置,回送装置;
新增管道、阀门、测温、测压点;
落煤口及煤斗改造;
皮带给煤机二台,给煤平台;
鼓风机、引风机各一台,及其基础改造;
电控柜、动力柜改造,新增电器、电缆,一、二次仪表;
破碎筛分输送系统改造;
锅炉点火、调试运行。
三、投资及效益分析
35t/h链条炉改成循环流化床锅炉所需费用约为540万元。(配置不一样,利旧不一样,价格就有区别)
链条锅炉改成循环流化床锅炉,其经济效益主要体现在以下几个方面:
节煤效益:如一台35t/h的链条锅炉改前年运行7200小时,共耗煤约4万吨,按照节煤率18%计,改造后全年节煤量约为4000吨,若煤价为800元/吨,则全年节煤经济效益568万元。
改变煤种效益:如果当地有发热量为5000kcal/kg,挥发份为8%的无烟煤,原有锅炉不能燃用,改为循环流化床锅炉,可全部燃用本地无烟煤。若本地无烟煤比原锅炉使用煤种每吨价格低100元,则改变煤种的经济效益为360万元。
循环流化床锅炉的电耗一般要高于链条炉,35t/h循环流化床的辅机电功率一般为13 KW,而链条锅炉的辅机电功率一般为 8 KW。若电价按0.60元/kwh,则改造后循环流化床增加电费支出50万元/年。
其它效益:除上述的直接经济效益外,链条炉改成循环流化床锅炉还能带来其它间接经济效益和社会效益。如增加锅炉出力,降低锅炉烟气排放的指标等。
综合以上分析,将一台35t/h链条炉改成循环流化床锅炉,投资需540万元,节能效益为每年240—600万元,项目静态投资回收期为 1年。
组合式快装循环流化床锅炉改造技术
我国15t/h以下的快装锅炉占锅炉总台数的80%以上,但普遍存在的问题是出力不足,热效率低,烟气排放指标偏高,要燃用优质烟煤。循环流化床锅炉虽然可以克服这些缺点,但是,由于快装炉结构紧凑,炉膛矮小,一般情况下,是很难改造为循环流化床锅炉的。新研发的组合式快装流化床技术,成功的解决了这一问题。组装循环流化床锅炉示意如图2所示:
图2.组装循环流化床锅炉示意图
组合式循环流化床锅炉的改造内容包括:
(1)将原给煤系统,炉排系统拆除
(2)在原锅炉前方增设流化床燃烧系统
(3)原锅炉部分基本不作变动,作为燃烬系统
(4)将燃烧系统与燃烬系统有机组合
一台6t/h链条炉的改造费用约为55万元,改造后锅炉效率可提高10—30%,出力可达到6.5t/h以上,且可燃用无烟煤等。其经济效益主要包括节煤和改烧低价煤等。以6t/h快装链条炉为例:改造前年耗优质烟煤6000吨,节煤率为20%,则每年节煤量1200吨,若煤价为600元/吨,则每年经济效益为72万元。改变煤种的经济效益为48万元,两项之和为每年120万元。项目静态投资回报期为0.9年。(只考虑节能)
工期及其他
锅炉改前能效测试及设备诊断                   3—7天
锅炉改造方案设计                             7—15天
现场施工                                     15—45天
锅炉改后调试及能效测试                       7—15天
工期总计                                     32—72天                         
质量保证期                                   2年
部分业绩
序号
原生产厂家
原吨位
原炉型
改后吨位
新炉型
用户名称
数量
(台)
1
衡阳锅炉厂
2
链条炉
2.5
组合式快装流化床
湖南省东宝化工厂
1
2
北京锅炉厂
10
链条炉
15
高、低混合流化床
湖南新日重化
1
3
福州锅炉厂
10
链条炉
15
高、低混合流化床
福州氮肥厂
1
4
青岛锅炉厂
20
组装炉
20
组合式快装流化床
河南中原制盐厂
1
5
福州锅炉厂
20
链条炉
20
高、低混合流化床
湖南石门火电厂
2
6
四川锅炉厂
20
链条炉
25
高、低混合流化床
柳州化工集团
2
7
济南锅炉厂
35
抛煤机炉
35
高、低混合流化床
怀化电厂
2
8
无锡锅炉厂
35
抛煤机炉
35
高、低混合流化床
涟钢热电厂
1
9
上海锅炉厂
35
链条炉
35
高、低混合流化床
湘澧盐矿
3
10
上海锅炉厂
35
链条炉
35
高、低混合流化床
延安电厂
1
11
北京锅炉厂
35
链条炉
40
高、低混合流化床
修午电厂
2
12
无锡锅炉厂
35
抛煤机炉
40
高、低混合流化床
新城热电厂
1
13
北京锅炉厂
35
链条炉
35
高、低混合流化床
澎水电厂
1
14
北京锅炉厂
35
链条炉
45
高、低混合流化床
山东济南热电厂
2
15
无锡锅炉厂
65
链条炉
80
高、低混合流化床
扬州热电厂
1
16
江西锅炉厂
20
链条炉
22
循环流化床
浙江天听纸业
1
17
北京锅炉厂
35
链条炉
45
循环流化床
江苏艺龙集团
1
 

来源:北京互创博瑞锅炉节能技术有限公司

 


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