1、哈鍋循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司從1989年開(kāi)始循環(huán)流化床鍋爐的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工作，迄今已有10年多的循環(huán)流化術(shù)鍋爐設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。曾先后與西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作設(shè)計(jì)了35 t/h、75 t/h循環(huán)流化床鍋爐，這兩臺(tái)鍋爐已經(jīng)運(yùn)行近10年，運(yùn)行情況良好。1992年哈鍋與原芬蘭AHLSTROM分司的子公司PYROPOWER公司合作，為大連化學(xué)工業(yè)公司聯(lián)合設(shè)計(jì)制造了兩臺(tái)220 t/h循環(huán)流化床鍋爐，這是中國(guó)的第一個(gè)220t/h循環(huán)流化床鍋爐項(xiàng)目，燃料為煙煤，主汽參數(shù)為9.8 MPa/540℃，這臺(tái)鍋爐于1995年正式投入運(yùn)行，獲得國(guó)家級(jí)新產(chǎn)品證書(shū)。以同樣的方式哈鍋又為杭州協(xié)聯(lián)熱電有限公司、大連香海電廠設(shè)計(jì)制造了3臺(tái)220 t/h循環(huán)流化床鍋爐，這些鍋爐投入運(yùn)行后，用戶對(duì)運(yùn)行結(jié)果非常滿意，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
經(jīng)過(guò)多年的努力，哈鍋己積累了一整套符合中國(guó)國(guó)情和中國(guó)用戶特點(diǎn)的循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn)，可為用戶提供滿意的循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)品。
在技術(shù)合作的基礎(chǔ)上，哈鍋還進(jìn)行了技術(shù)引進(jìn)工作。為了適應(yīng)中國(guó)動(dòng)力用煤的特點(diǎn)，哈鍋積極參與“十五”國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目，承擔(dān)了科技攻關(guān)依托工程——洛陽(yáng)新安電力集團(tuán)有限公司2臺(tái)135 MW循環(huán)流化床鍋爐的研制。
2、主要設(shè)計(jì)規(guī)范
洛陽(yáng)技改工程采用單汽包自然循環(huán)半露天布置循環(huán)流化床鍋爐配國(guó)產(chǎn)135 MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。
鍋爐主要參數(shù)、主蒸汽壓力、溫度、流量等與汽輪機(jī)參數(shù)相匹配。鍋爐B - MCR及B- ECR工況分別對(duì)應(yīng)汽輪機(jī)的VWO和THA工況。
鍋爐工況 B - MCR B- ECR
過(guò)熱蒸汽流量／t h-1439.4 392
過(guò)熱蒸汽壓力/MPa 13.7 13.7
過(guò)熱蒸汽溫度／℃ 540 540
再熱蒸汽流量／t h-1 360 322.5
再熱蒸汽進(jìn)、出口壓
2. 65/2. 53 2.46/2. 35
力/MPa
再熱蒸汽進(jìn)、出口溫
315. 8/540 307. 4/540
度／℃
給水溫度／℃ 249.3 242.7
保證熱效率 91.1 91.3
（按低位發(fā)熱量）／% （此時(shí)q4 <3）
脫硫效率／% 93 (Ca/s=2.2) SO，排放值
≤300 ≤300 /mg (Nm)_3
NOx排放值
≤250 ≤250 /mg (Nm)一3
3、鍋爐總體設(shè)計(jì)方案
鍋爐主要由爐膛、高溫絕熱旋風(fēng)分離器、雙路回料閥和尾部對(duì)流煙道組成。
燃燒室（爐膛）蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁，水循環(huán)采用單汽包自然循環(huán)單段蒸發(fā)系統(tǒng)。采用水冷布風(fēng)板，大直徑鐘罩式風(fēng)帽，具有布風(fēng)板風(fēng)壓分布均勻、防堵塞、防結(jié)焦和便于維修等優(yōu)點(diǎn)。燃燒室內(nèi)布置雙面水冷壁來(lái)增加蒸發(fā)受熱面。燃燒室內(nèi)布置屏式Ⅱ級(jí)過(guò)熱器和末級(jí)再熱器，以提高整個(gè)過(guò)熱器系統(tǒng)和再熱器系統(tǒng)的輻射傳熱特性，使鍋爐過(guò)熱汽溫和再熱器汽溫具有良好的調(diào)節(jié)特性。
鍋爐采用兩個(gè)直徑約7m的高溫旋風(fēng)分離器，布置在燃燒室與尾部對(duì)流煙道之間。外殼由鋼板制造，內(nèi)襯絕熱材料及耐磨耐火材料，分離器上部為圓筒形，下部為錐形。防磨絕熱材料采用拉鉤、抓釘、支架固定。
每個(gè)高溫?zé)岱蛛x器回料腿下布置一個(gè)非機(jī)械型雙路回料閥。雙路回料閥是指有一個(gè)進(jìn)灰口、兩個(gè)出灰口的氣力式回路密封閥。回料閥為自平衡式，流化密封風(fēng)用高壓風(fēng)機(jī)單獨(dú)供給。回料閥外殼由鋼板制成，內(nèi)襯絕熱材料和耐磨耐火材料。耐磨材料和保溫材料采用拉鉤、抓釘和支架固定。
以上三部分構(gòu)成了循環(huán)流化床鍋爐的核心部分——物料熱循環(huán)回路，煤與石灰石在燃燒窒內(nèi)完成燃燒及脫硫反應(yīng)，經(jīng)過(guò)分離器凈化后的煙氣進(jìn)入尾部煙道。
尾部對(duì)流煙道中布置Ⅲ級(jí)、I級(jí)過(guò)熱器、低溫再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。過(guò)熱蒸汽溫度由在過(guò)熱器之間布置的兩級(jí)噴水減溫器調(diào)節(jié)，減溫噴水來(lái)自鍋爐給水。再熱汽溫通過(guò)布置在兩級(jí)再熱器之間的噴水減溫器來(lái)調(diào)節(jié)，減溫噴水來(lái)自給水泵抽頭，Ⅲ級(jí)、I級(jí)過(guò)熱器、低溫再熱器煙道采用的包墻過(guò)熱器為膜式壁結(jié)構(gòu)，省煤器、空氣預(yù)熱器煙道采用護(hù)板結(jié)構(gòu)。
燃燒室與尾部煙道包墻均采用水平繞帶式剛性梁，以防止內(nèi)外壓差作用造成的變形。
鍋爐將爐膛中心線、分離器中心線、尾部煙道中心線設(shè)成膨脹中心，各部分煙氣、物料的連接位置設(shè)置性能優(yōu)異的非金屬膨脹節(jié)，解決由熱位移引起的三向膨脹問(wèn)題，各受熱面穿墻部位均采用國(guó)外成熟的密封技術(shù)設(shè)計(jì)，確保鍋爐的良好密封。
循環(huán)流化床采用低溫燃燒以降低熱力NOx的生成；燃燒用風(fēng)分級(jí)送入燃燒室，以降低燃料中的NOx的生成量，除從布風(fēng)板送入的一次風(fēng)外，還從燃燒室下部錐段分3層不同高度引入二次風(fēng)。脫硫劑采用石灰石，以氣力輸送方式直接從回料閥腿上給入。
鍋爐啟動(dòng)采用床上和床下結(jié)合的啟動(dòng)方式。床下布置有兩只啟動(dòng)燃燒器，床上布置4只啟動(dòng)燃燒器。
鍋爐除在燃燒室、分離器、回料閥有關(guān)部位設(shè)置非金屬耐火防磨材料外，還在尾部對(duì)流受熱面、燃燒室有關(guān)部位采取了金屬材料防磨措施，以有效保障鍋爐安全連續(xù)運(yùn)行。
4、鍋爐運(yùn)行條件及鍋爐所滿足的基本要求
鍋爐運(yùn)行方式：帶基本負(fù)荷度可調(diào)峰。
物料制備：燃煤系統(tǒng)采用兩級(jí)破碎方案，石灰石為成品石灰石粉。
給水調(diào)節(jié)：機(jī)組配置2臺(tái)100%電動(dòng)調(diào)速給水泵，一臺(tái)運(yùn)行，另一臺(tái)備用，給水操作臺(tái)不設(shè)主路調(diào)節(jié)閥，設(shè)30%啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)：對(duì)采用高壓缸啟動(dòng)的汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)，其容量按實(shí)際需要確定。
鍋爐保證熱效率（按低位發(fā)熱值）及脫硫效率：鍋爐在B - ECR工況下燃用設(shè)計(jì)煤種，負(fù)荷為額定連續(xù)蒸發(fā)量，環(huán)境溫度20℃，環(huán)境濕度80%，無(wú)助燃油，過(guò)剩空氣系數(shù)為設(shè)計(jì)值，Ca/S摩爾比保持設(shè)計(jì)值，鍋爐保證熱效率為91. 3%。
總減溫水量范圍：50% N150%。
不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷：燃用設(shè)計(jì)煤種，C a/S摩爾比保持設(shè)計(jì)值，煤、石灰石粒度達(dá)到設(shè)計(jì)值，不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷為3%B - MCR。
鍋爐強(qiáng)迫停用率不大于2%。
鍋爐投產(chǎn)后的第一年內(nèi)年等效可用小時(shí)數(shù)大于6 500 h，年運(yùn)行小時(shí)數(shù)大于7 200 h。
5、結(jié)束語(yǔ)
本文簡(jiǎn)要介紹了新安項(xiàng)目的設(shè)計(jì)情況，由于精心設(shè)計(jì)和研究開(kāi)發(fā)，新安項(xiàng)目達(dá)到了較高的性能指標(biāo)要求，鍋爐效率達(dá)到了91. 3%，脫硫率達(dá)到90%以上，NO。排放小于250mg/m3。新安項(xiàng)目預(yù)計(jì)在2002年10月投入試運(yùn)。新安項(xiàng)目135MWCFB鍋爐順利設(shè)計(jì)、制造及投運(yùn)將對(duì)中國(guó)未來(lái)幾年內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展起關(guān)鍵作用，進(jìn)而對(duì)300 MW循環(huán)流化床鍋爐的研究開(kāi)發(fā)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
