FW型CFB鍋爐主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能分析

屈進(jìn)

循環(huán)流化床鍋爐（CFB）技術(shù)是近十幾年來(lái)迅速發(fā)展的一項(xiàng)高效低污染清潔燃燒枝術(shù)，國(guó)際上這項(xiàng)技術(shù)在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和廢棄物處理利用等領(lǐng)域已得到廣泛的商業(yè)應(yīng)用，并向幾十萬(wàn)千瓦級(jí)規(guī)模的大型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展；國(guó)內(nèi)在這方面的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用也逐漸興起，未來(lái)的幾年將是循環(huán)流化床飛速發(fā)展的一個(gè)重要時(shí)期。高參數(shù)，大容量發(fā)電供熱機(jī)組起著節(jié)能降耗，低碳環(huán)保，高效經(jīng)濟(jì)。保護(hù)環(huán)境，是各個(gè)國(guó)家長(zhǎng)期發(fā)展首要考慮的問(wèn)題，循環(huán)流化床鍋爐正是基于這一點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)，其高可靠性，高穩(wěn)定性，高可利用率，最佳的環(huán)保特性以及廣泛的燃料適應(yīng)性，特別是對(duì)劣質(zhì)燃料的適應(yīng)性，越來(lái)越受到廣泛關(guān)注，完全適合我國(guó)國(guó)情及發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

美國(guó)福斯特惠勒公司（FW）是一個(gè)設(shè)計(jì)制造各種工業(yè)鍋爐和電站鍋爐的公司，在循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展方面有其自己的特點(diǎn)。浙江嘉化能源化工股份有限公司三期熱電項(xiàng)目引進(jìn)的就是Foster Wheeler公司3x450t/h CFB自然循環(huán)鍋爐，型號(hào)：FW—450/9.81—M008。

首先，爐膛是焊接的鰭片管組成的全膜式水冷壁，管子是焊接在集箱和汽包上的，除非另有說(shuō)明，所有的管子均為無(wú)縫鋼管，管子，集箱和下降管的壁厚均符合ASME鍋爐標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)使用的規(guī)定。爐膛底板由襯有耐火材料的膜式壁構(gòu)成水冷布風(fēng)板，不銹鋼的箭頭型噴嘴（風(fēng)帽）焊接在膜式水冷壁之間的鰭片上，從風(fēng)箱來(lái)的一次風(fēng)流經(jīng)這些噴嘴，提供燃燒所需空氣以及使床料流態(tài)化，這些噴嘴的設(shè)計(jì)可最大限度地避免在鍋爐停爐和低負(fù)荷時(shí)床料漏入風(fēng)箱。水冷壁外側(cè)配有根據(jù)福斯特惠勒標(biāo)準(zhǔn)布置和設(shè)計(jì)的剛性梁，爐膛下部襯有薄層耐火材料以防磨損和防止還原性氣氛下運(yùn)行可能產(chǎn)生的化學(xué)腐蝕，福斯特惠勒的專利技術(shù)“踢出”管設(shè)計(jì)，可在耐火材料和管子的結(jié)合處將磨損減至最小，爐膛上部前墻由8塊翼屏過(guò)熱器組成，其下部區(qū)域敷有耐火材料以防磨損。

福斯特惠勒汽包內(nèi)件的設(shè)計(jì)通過(guò)兩級(jí)分離的方法，第一級(jí)分離是為鍋爐的水循環(huán)系統(tǒng)提供不含蒸汽的水，而第二級(jí)則是從分離出的蒸汽除去最后的水分和雜質(zhì)。汽包內(nèi)件由位于沿著汽包兩側(cè)的離心式分離器和沿著汽包頂部布置的百葉窗干燥器組成，裝有內(nèi)部給水分配管以便均勻的分配給水，以及化學(xué)加藥和連續(xù)排污的內(nèi)部管道。采用螺栓連接法蘭將分離器固定在圍繞的水冷夾套上以確保其緊密性，錐形的噴嘴固定在完全焊接的接口上以確保干燥器組件的緊密，這種汽包內(nèi)件的布置能夠?yàn)闄z修安裝提供便利，同時(shí)在蒸汽出口處提供了高純度的蒸汽。

物料循環(huán)為全水冷膜式壁緊湊型分離器，水冷緊湊型分離器及其料斗的膜式壁包墻采用傳統(tǒng)制造技術(shù)，用調(diào)桿在頂部支撐很簡(jiǎn)單，比常規(guī)耐火材料旋風(fēng)分離器更輕更易安裝，采用膜式壁包墻不需如常規(guī)旋風(fēng)分離器使用那么多的高溫耐火材料和膨脹節(jié)，水冷緊湊型分離器及其返料器的煙道只需要25～50mm厚的耐火材料，而常規(guī)旋風(fēng)分離器需要300～460mm厚的耐火材料，這樣縮短了冷啟動(dòng)時(shí)間，提高了周期運(yùn)行能力，降低了重量和維修成本，所用的耐火材料是耐磨的耐火材料敷設(shè)在焊到膜式壁上的不繡鋼銷釘和錨釘上，膜式壁包墻外部敷有隔熱層和外護(hù)板，其表面溫度與鍋爐其余部位相同，與常規(guī)旋風(fēng)分離器相比大大減少了輻射熱損失。

每臺(tái)鍋爐配兩臺(tái)流化型冷渣器，將底灰冷卻到150°C以下，不采用水冷絞龍式冷渣器，閥門或其它運(yùn)動(dòng)機(jī)件，因而維修工作量小，細(xì)石灰石，未燃燼燃料及熱風(fēng)返回爐內(nèi)，因而效率高。冷渣器位于鍋爐側(cè)壁，其連接處有高壓風(fēng)流化松動(dòng)，每臺(tái)冷渣器被細(xì)分為四個(gè)區(qū)域，從爐內(nèi)出來(lái)的固體首先進(jìn)入選擇區(qū)，更細(xì)的固體燃料及石灰石顆粒被冷一次風(fēng)帶回到爐內(nèi)，接著是三個(gè)冷卻區(qū)，第一第二和第三冷卻區(qū)內(nèi)加裝盤(pán)管式冷卻器，每組盤(pán)管底部襯有耐火材料，盤(pán)管材質(zhì)為普通碳鋼，使用除鹽水，吸熱后送至低加，作為鍋爐給水使用，底灰的冷卻在此完成，熱空氣回到爐內(nèi)。底渣排除速度受控于每臺(tái)冷渣器出口側(cè)的流量控制回轉(zhuǎn)閥的調(diào)節(jié)。

飛灰再循環(huán)系統(tǒng)通過(guò)另外的通道將部分飛灰和石灰石顆粒通過(guò)氣力輸送回爐膛，并控制爐膛溫度，以提高鍋爐效率和石灰石的利用率。

與其它小型鍋爐不同的的是，在停爐過(guò)程中為了不使冷卻過(guò)快熱應(yīng)力過(guò)大維持緩慢均勻冷卻，床溫低于760°C時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)道式燃燒器控制爐膛出口煙溫下降速率小于110°C/小時(shí)，當(dāng)床溫低于425°C時(shí)即可撤掉風(fēng)道式燃燒器。

發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已成為全球性共識(shí)，我國(guó)已把發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，應(yīng)對(duì)氣候變化作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略，到2020年的行動(dòng)目標(biāo)，單位GDP的CO2排放強(qiáng)度比2005年下降40-50%。在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的過(guò)程中，電力行業(yè)，尤其是火力發(fā)電領(lǐng)域承擔(dān)著及其重要的責(zé)任。由于FW型CFB鍋爐具有結(jié)構(gòu)緊湊，不易磨損，可靠性高，啟動(dòng)快，調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點(diǎn)，深受運(yùn)營(yíng)用戶歡迎。經(jīng)調(diào)試交接以來(lái)新投3x450t/h CFB鍋爐連續(xù)，穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)，合格的為用戶提供蒸汽。

[責(zé)任編輯：田吉捷]