吴泾电厂2008th亚临界压力控制循环锅炉介绍

第一篇：吴泾电厂2008th亚临界压力控制循环锅炉介绍

吴泾电厂2008t/h亚临界压力控制循环锅炉介绍[ 日期：2006-02-07 ][ 来自：吴泾电厂 ]

[锅炉简介]

本锅炉是在总结国内外改进型控制循环锅炉的设计、制造和运行的基础上进行设计和制造的，为亚临界压力—次中间再热控制循环汽包炉，采用单炉膛倒U型、露天布置、全钢架悬吊结构。炉膛断面尺寸可按不同煤种设计成不同规格,现有的锅炉炉膛断面尺寸为16940.5×19558mm。锅筒内径为1743mm，沿筒身长度方向布置有6根下降管，由汇合集箱汇合后，分别接至炉前布置的3台低压头炉水循环泵，每只循环泵均有2只出口阀，再由出口阀通过连接管从前墙底部引入水冷壁下部外径为Φ914mm的环形集箱，环形集箱内水冷壁管入口处装有节流圈。水冷壁由炉膛四周及折焰角延伸侧墙组成，炉膛采用气密式水冷壁。水冷壁按不同情况划分为55个循环回路。过热器由炉顶管、后烟井包覆、水平延伸侧墙、低温过热器、分隔屏、后屏和末级过热器组成。再热器由墙式辐射再热器、屏式再热器和末级再热器组成。省煤器单级布置，布置在低温过热器下面。

过热蒸汽的汽温调节除受燃烧器摆动影响外，主要采用两级喷水减温，第一级布置在低温过热器与分隔屏之间的管道上，第二级布置在后屏过热器与末级过热器之间的连接管道上。再热蒸汽的调温主要采用燃烧器摆动，并在再热器进口管道上装有事故紧急喷水。为加速锅炉冷、热态启动，本锅炉采用了容量为5％MCR的启动旁路系统。

锅炉采用正压、直吹式制粉系统，选配了6台HP963碗式中速磨煤机布置在炉前。根据用户要求，也可配置其它形式的磨煤制粉系统。24只切向燃烧的摆动煤粉燃烧器分6层布置于炉膛四角。炉后布置有2台轴流式二次风风机和2台离心式或轴流式一次风风机，烟道、热二次风道、冷、热一次风道均沿锅炉两侧对称布置。炉后局部还布置有2台型号32VI(V)500—1828M三分仓容克式空气预热器。炉底灰渣系统采用水封湿式除渣装置墙式吹灰器，亦可采用机械除渣方式。另外，炉膛内布置有110只吹灰器，对流烟道区域布置有42只长行程伸缩式吹灰器。运行中实现程序吹灰。

锅炉四周布置有便于操作和行走的栅格平台、锅炉钢架采用全钢结构并用高强度螺栓连接。整台锅炉能承受七度地震。锅炉为露天布置，还采取了大屋顶、外护板和锅筒端部小室等防护措施。锅炉配有炉膛安全监控系统(FSSS)及机炉协调控制系统(CCS)。在炉膛上方还装有电视摄像机和炉膛烟温探针，在炉膛四角燃烧器区域时设有火焰扫描装置及单只油枪的火焰监测装置。

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[锅炉特点]

1.采用CC+循环系统

锅炉循环系统采用CC+即“循环泵+水冷壁内螺纹管”，使水冷壁管中质量流速降低、流量减少，循环倍率降低。同时，采用内螺纹管可有效防止膜态沸腾。因此，CC+循环系统具有管径小、重量轻、循环可靠、节省投资和降低厂用电消耗等优点。

2.采用冷一次风风机和正压、直吹式制粉系统

采用冷一次风风机，可使—、二次风各自独立，从而大大降低二次风风机的电耗。同时，由于采用了正压直吹式制粉系统。可以免除排粉风机及其维修工作。另外、煤粉管道中装有节流圈，可平衡风粉混合物的流量，保证其均匀性。

3.采用摆动式燃烧器四角切向燃烧、同心反切的燃烧技术，一次风喷嘴采用不等间距布置四角布置、切圆燃烧、摆动喷嘴燃烧方式具有煤种适应性好、燃烧均匀完全和有效降低NOx生成量等优点。利用摆动喷嘴，可以灵活地改变炉膛出口烟温，是调节再热蒸汽温度的主要手段。本锅炉采用同心反切的燃烧技术，即顶部燃烬风和消旋二次风与下部启转二次风旋转方向相反，改变启转二次风和消旋二次风的风量比就可控制炉膛出口气流的残余旋转以及由此形成的左右烟温偏差。

现有锅炉燃烧器一次风喷嘴采用不等间距布置。上部间距增大，有利于降低燃烧器区域壁面热负荷，避免结渣。下部间距较小，有利于稳定着火。根据不同的燃料确定燃烧器一次风喷嘴间距。

4.采用合理的过热器系统和再热器系统结构，有效降低蒸汽汽温偏差

过热器各级受热面之间采用大口径管道及大三通连接，左右两侧的管道不进行交叉，以避免汽温偏差叠加，左右两侧的喷水调节阀单独控制，有利于两侧汽温的调整。过热器采用二级喷水减温器。

为减少再热汽温偏差、适当放大集箱和连接管口径，合理布置三通位置。屏式再热器和末级再热器采用新型结构，以改善同屏热偏差。

5.采用简便的启动旁路系统

在锅炉尾部包覆下集箱上设有一根疏水管道，接至冷凝器，其排放流量为锅炉最大连续蒸发量的5％。由于采用了5％MCR启动旁路、就可在锅炉启动时。控制过热蒸汽温度和压力，从而缩短启动时间，加快启动速度，提高运行的灵活性。

6.采用带有内夹套的锅筒结构

由于锅筒内壁采用了环形夹层结构，汽水混合物沿夹层自上流至锅筒下部，使锅筒上下壁温趋于均匀，减少了锅筒的热应力，大大加快了锅炉启动速度。

7.采用全密封内护板结构

为了防止锅炉发生漏烟和漏灰现象，对于炉膛水冷壁、水平烟道和尾部包覆壁均制成膜式壁结构，对于在无膜式壁受热面区域内均采用内护板和严密可靠的膨胀节密封结构，既保证了锅炉的经济性和安全性，又改善了运行环境。

8.采用新型密封结构的三分仓容克式回转式空气预热器

本锅炉采用三分仓容克式回转式空气预热器，将一、二次风分隔布置，有效降低了二次风的电耗。采用新型的双道密封结构，使预热器径向和轴向的直接漏风降低30％。另外，热端径向密封处采用漏风控制系统，通过执行机构在热态时自动跟踪控制径向密封间隙，有效地减少漏风量。

9.采用炉膛安全监控系统(PSSS)和机炉协调控制系统(CCS)

炉膛安全监控系统(FSSS)具青控制炉膛的吹扫、锅炉的自动点火、暖炉油枪的投切控制、制粉系统的投切控制、炉膛火球检测与单只油枪的火焰检测和事故情况下的燃料跳闸保护等保护功能，因而确保了锅炉安全可靠地运行。

机炉协调控制(CCS)具有负荷控制(包括锅炉基本负荷、汽机基本负荷、汽机功率等)燃烧控制、磨煤机出口温度和风量控制、一次风风机控制、风量控制、燃料与风量最大偏差限制、二次风风机控制、炉膛压力控制、给水控制、—次汽温控制、二次汽温控制和空气预热器冷端温度控制等功能，从而保证了机炉运行时的协调配合，而且便于现场调试。

10.实现锅炉成套供货和制粉系统设计归口

为了提高锅炉产品质量和锅炉运行水平，同时，为了方便用户，促使锅炉产品成套化，本锅

炉供货除了锅炉本体外，还扩大了供货范围。如增加了炉膛安全监控系统(FSSS)、机炉协调控制系统(CCS)、电视摄像系统、程序吹灰系统、炉管泄漏检控系统、煤粉管道(从磨煤机出口到燃烧器进口)、一次风道(从一次风机出门到磨煤机进口)、二次风道(从二次风机出口到燃烧器进口)、锅炉端部小室和锅炉大屋顶等供货。

另外，由于实现了制粉系统及送粉系统设计归口，使得燃烧系统的设计和制粉系统的设计配合更为合理，从而确保了燃料高效而完全地燃烧。

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[主要设计数据]

机组额定功率：600MW

机组最大功率：600MW

最大连续负荷时的锅炉设计参数

过热蒸汽流量：2008t/h

再热蒸汽流量：1649t/h

过热蒸汽出口温度：541℃

过热蒸汽出口压力：17.5Mpa

再热蒸汽温度：进/出327/541℃

再热蒸汽压力：进/出3.83/3.63Mpa

给水温度：277℃

循环方式：控制循环

燃料：烟煤、贫煤

燃烧方式：摆动式燃烧器四角切圆燃烧

通风方式：平衡通风

调温方式：过热蒸汽为二级喷水及燃烧器摆动和事故紧急喷水

运行方式：根据需要可适应定压运行或滑压运行

汽温保证范围

定压运行：70％B-MCR-100％B-MCR

滑压运行：50％B-MCR-100％B-MCR

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[上海吴泾第二有限责任公司应用情况及社会效益]

吴泾电厂1号炉系锅炉厂设计制造的2008t/h亚临界压力控制循环燃煤锅炉，于2000年7月10日完成168小时连续满负荷运行，2001年1月10日完成6个月试生产后正式投产。1号机组在—年的生产期间，锅炉运行稳定，2000年7月10日至2001年7月10日已运行

7624小时，最长连续运行1217小时，累计发电量达 31.7亿KWh，机组的等效可用系数85.71％，锅炉热效率达93.7％，超过了效率保证值92.4％。

锅炉具有较好的调峰性能，机组最高负荷642MW，最低断油稳燃负荷205.8MW。在一年的投运期间从未因锅炉质量问题造成机组停运，而且主要性能指标均迟到或超过设计值，并能与进口同类型机组媲美，创下了同类型国产机组工程质量及主要技术性能优良的佳绩。

2008t/h亚临界压力控制循环锅炉燃烧稳定，NOx排放量252mg/Nm3，低于国家标准规定值(650mg/Nm3)，减少了对大气的污染。锅炉投运后，缓解了上海地区高温供电紧张的矛盾，为上海的经济建设作出了较大的贡献。

第二篇：电厂循环硫化床锅炉脱硫工艺安全原理介绍

电厂循环硫化床锅炉脱硫工艺安全原理介绍

唐开永

（注册安全工程师、一级安全评价师）

1、流化床锅炉原理及影响脱硫效率的因素

流化床锅炉所采用的脱硫剂一般为石灰石(CaCO3)。锅炉床料大约90%是反应后的石灰石，2%左右是燃料，未反应石灰石和灰也分别占3%左右。新的石灰石进入炉膛后，在正常温度下去被作用燃烧，并释放出二氧化碳。燃烧过程中，燃料使石灰石硫化，其中的二氧化硫被石灰石吸收，石灰石也就转变成石膏。在石灰石燃烧阶段，石灰石的物理性能下降，容易被挤压成粉末，并由炉膛引风带走。如果燃料中的硫含量为2.5%或更大,则在燃烧过程中将产生足够的二氧化硫以使石灰石容易受到硫化。这样就加强了石灰石的物理性能，减少了由于石灰石被挤压成粉末而被抽出炉膛带来的石灰石损失。如果含硫量太低，就会增加这种由于研压造成的石灰石损失。为了保持适当的床料量和脱硫率，就必须加大石灰石投入量，以补偿这种损失。反应后石灰石(即硫酸钙)和一些未反应的过量石灰石在炉膛中被不断磨碎，然后离开炉膛，并在下游的烟气净化设备中被捕捉下来。脱硫剂投入流化床内受热分解产生CaO，在氧气含量充裕的情况下，CaO与燃烧中产生的SO2反应生成CaSO4，反应方程式下：

CaCO3=CaO+CO2 ①

CaO+SO2+1/2O2=CaSO4 ②

①式为煅烧过程，把石灰石煅烧成生石灰，是吸热反应；②式是硫酸盐化过程，把煤燃烧后产生的SO2通过与CaO、O2反应，而合成为CaSO4，通过此种方式达到脱硫的目的，这个反应为放热反应。流化床脱硫的效率受多方面的因素影响，但主要是以下几个方面：

(1)锅炉床温的影响。硫酸盐化反应的速度随温度的变化而变化，对流化床床温在850-900℃范围内脱硫效果最佳。50-900℃，石灰石与二氧化硫的反应速度会随着温度的降低而降低，使二氧化硫未能与氧化钙反应就被带出炉膛，如果要达到脱硫效果，就只有增加石灰石的投入量。这样不但使成本增加，同时也加大了底灰系统的负荷。

(2)钙硫比的影响。脱硫反应的钙硫摩尔比为1，但由于床内氧化钙和二氧化硫接触时间较短，二氧化硫的分压力低，而氧化钙颗粒表面反应生成的硫酸钙致密层又阻止二氧化硫与氧化钙进一步接触，所以氧化钙在脱硫反应中只有部分被利用。脱硫效率随钙硫比增加而增加，但增加得缓慢。对循环硫化床锅炉达到90%的脱硫效率所需钙硫比为1.5-2.0，鼓泡床需2.5-3甚至更高才能达到这样的脱硫效果。

(3)石灰石粒径的影响。有关实验表明，石灰石粒径对脱硫效率有影响，颗粒较小(小于0.5mm)的石灰石脱硫效果好，表现在脱硫反应维持的时间长。这是因为小颗粒石灰石能提供更多的外表面与二氧化硫进行反应。小颗粒硫酸盐化后，剩下的未反应核较小，石灰石利用率较高。石灰石粒径较大，剩下的未反应核较大，石灰石利用率较低。但粒径过小又会使石灰石在床内停留时间缩短，脱硫效率下降。对特定的循环流化床燃烧装置，采用特定的石灰石，应选用一个最佳的石灰石粒径，这要视石灰石的孔隙特性和分离器特性而定。以达到一个最佳的脱硫效率。如果石灰石颗粒太大，超过了300mm，综合起来有如下危害：

①石灰石耗量增加；

②锅炉床温高于正常值；

③降低炉膛传热，从而增大减温水水量，并提高了排烟温度；

④锅炉效率降低；

⑤底灰量超过设计值；

⑥为了床温恢复到正常值，不得不增大布风板的风量；

⑦由于燃烧空气的分级燃烧效应下降，并提高了排烟温度，使NOX生成量上升。

⑧加剧设备磨损。而如果石灰石太小，其结果也将使石灰石耗量上升，这是由于石灰石颗粒不能按照要求的停留时间在高温循环回路中进行循环。另一个不利影响就是飞灰系统和飞灰输送系统超负荷运行，同时由于未反应的石灰石在湿式除灰系统与水混合后产生大量的热，使除灰工作遇到困难。

(4)循环倍率的影响。脱硫剂在脱硫反应中只有部分被利用，对于循环流化床锅炉随着循环倍率的增加，石灰石在床内的停留时间加长，增加了反应时间，提高了石灰石的利用效率，从而提高了脱硫效率。

(5)其他因素的影响。脱硫剂在脱硫反应，不同种类的石灰石分解后产生的氧化钙孔隙直径分布是不一样的，小孔能在单位吸收重量下提供较大的空隙面积，但其如口处容易被硫酸盐堵塞，影响石灰石的利用率；大孔可提供向吸收剂内部的便利通道，却相比小孔隙直径的氧化钙反应表面有所减少。另外，煤质对脱硫效果也有影响，不同的煤质中碱金属、氧化钙含量不同，固硫能力也不相同。(含硫量较高的煤，脱硫性也较好)。

(6)某发电厂的石灰石系统运行中，出现了诸如石灰石缓冲仓因震打造成的缓冲仓法兰裂纹、输送空气管道堵塞等问题。这两样问题的出现对石灰石系统正常运行造成了一定的威胁，必须加以及时解决。后来，经过某发电厂技术人员的集体努力，通过加装法兰处橡皮膨胀节；输石空压机及干燥系统改造等方式，有效的解决了上述问题。

2、脱硫系统的组成及控制方式

脱硫系统通常包括脱硫剂的设备、厂外运输、厂内运输、炉前给料等几部分。这几个部分有机的配合在一起，成为连续、稳定的石灰石系统。该系统主要包括：

1、输石皮带，2、石灰石一级破碎机，3、输石皮带，4、石灰石颗粒仓，5、石灰石二级破碎机，6、气力输送仓泵，7、石灰石粉仓，8、石灰石输送绞龙，9、炉膛。

在某发电厂，石灰石开采后经一级破碎成小于25mm、平均粒径15mm石灰石颗粒，输送进入石灰石仓，然后在石灰石二级破碎机破碎成为小于1mm，平均粒径为500μm的颗粒，用力输送仓泵输送至石灰石粉仓。此粉仓的储藏量为48小时满负荷发电时的石灰石用量，最后再经过石灰石缓冲仓进入石灰石输送绞龙内，由专门的石灰石输送风机送入炉膛内(旋风分离器回料腿上)。由此进入炉膛后同煤一起燃烧。炉前给料也有采用机械系统的，如安装在锦州热电股份有限公司的75吨循环流化床锅炉的脱硫系统原理为，刮板给料机将石灰石由炉前石灰石送入循环灰入口管道，与循环物料一起进入炉膛(该炉实际没有脱硫系统)。石灰石的给料量应按一定的公式以及实际煤种、石灰石的情况来决定，加入过多或过少都对除硫或炉膛燃

烧产生影响，其给料量的大小应由如下公式决定：石灰石给料量=(100/32)×(Ca/S)×(Sar/Xcaco3)×Bj其中Ca/S——石灰石中钙总量与煤中硫总量之比，Sar——燃煤含硫量，%Xcaco3——脱硫剂中碳酸钙的含 量，%Bj——计算燃料量，Kg/h石灰石给料量通常采用单回路控制，根据设定的钙硫比(钙硫比通常由锅炉设计单位根据排放指标或脱硫效率，考虑影响脱硫效率的各种具体因素确定)、燃煤含硫量、锅炉负荷的变化调整石灰石给料量，考虑煤质、锅炉床温等因素的影响通过检测烟气中二氧化硫含量变化来校正石灰石的给料量。

3、脱硫系统改造需注意的问题

1、脱硫剂用量及粒径分布的确定

脱硫反应与脱硫剂的活性有很大的关系，应尽量选择活性较好的石灰石。影响最佳脱硫率的对应的石灰石粒径分布的因素是多方面的。锅炉制造厂、锅炉设计单位给出的分布不同，法国通用电气阿尔斯通公司认为d50=120-150μm；美国ABB-CE公司认为小于1mm，平均粒径500。针对我国煤种宽筛分特性，浙江大学热能工程系提出石灰石粒径为0-2mm，鼓泡床则应更大些。石灰石用量由钙硫比确定。在工业发达国家，因其环保要求很高，其钙硫比是按满足排放要求和脱硫率90%取严格值，某发电厂循环流化床锅炉是从芬兰引进的机组，其设计已按照脱硫率90%进行设计和设备制造。当然我国的排放标准同发达国家相比还有一定的差距，不区分燃煤含硫量一味满足90%的脱硫率是不合适的，因此建议钙硫比应取满足我国现行标准，同时考虑钙硫比的发达国家钙硫比标准，使用时考虑一定的富裕量。对于脱硫系统改造更应如此，因为脱硫系统改造，远锅炉在设计时可能没有考虑脱硫的影响，过多加入石灰石不仅影响燃烧，而且会增加排渣量和漂尘排放量，对除尘、除灰系统带来不利影响，还可能使漂尘排放超标。在1996年某发电厂循环流化床锅炉投产以来，为了起到真正的循环流化床锅炉示范的作用，一直坚持以脱硫率90%来确定钙硫比。锅炉的脱硫系统、除渣系统、除灰系统等经受住了这样脱硫率加入石灰石带来的考验，各个系统运转正常。

2、加入脱硫剂后对现有锅炉及辅助设备系统的影响

(1)在设计中不但要考虑加入石灰石带来的物理热和脱硫反应生成物带走的物理热损失，也应考虑煅烧反应的吸热和硫酸盐化反应的放热。可将石灰石加入后物理损失统一在q6损失中考虑，单独考虑脱硫反应热。此项由下面两部分构成，即：碳酸钙煅烧的热损失应下一个公式计算：qcaco3=(Bcaco3Xcaco3×1.83×10)/(Bj×Qar,net,p)%硫酸盐化放热损失”qcaso4=(Sar×ηm×1.5×104)/ 4 3

(Qar,net,p其中Bcaco3——石灰石的给料量，Kg/hXcaco3——脱硫剂中碳酸钙的含量，%Sar——燃煤的含硫量，%Qar,net,p——燃料的低位发热量kj/kgBj——计算燃煤量，kg/ hηm——脱硫率，%)

(2)由上述公式我们可以知道，脱硫反应消耗氧。这必然使锅炉燃烧理论空气量增加。煅烧1mol碳酸钙产生1mol二氧化碳，反应中部分氧化钙吸收烟气中的二氧化硫，1mol氧化钙吸收1mol二氧化硫。总的来说，使烟气流量增加，对引风机，送风机的工作负荷产生了变化，这样就应该对引风机、送风机风量进行校核。

(3)脱硫反应的固体产物包括硫酸钙、氧化钙及石灰石中惰性物质。这些反应物增加了锅炉的排渣量、烟气中的含尘量，需要对分离器、回料装置、除尘器、除尘系统的容量进行较核，同时应考虑锅炉受热面的传热变化和磨损的问题，对引风机，送风机的压头也应进行较核。

(4)在某发电厂410T/h循环流化床锅炉除尘系统采用干式除尘系统，但在除灰到灰车上时，采用水来冷却及防止下灰时的环境污染，这样灰渣中的氧化钙遇水生成Ca(OH)2造成热污染，同时对除灰绞龙产生了较大的碱腐蚀，绞龙的使用年限教干除灰有所降低。在电除尘器，因烟气中二氧化硫的含量减少，使烟气比电阻变化，这样，就有可能使电除尘器的除尘效率下降。

3、脱硫系统的可能形式

采用气力输送系统布置灵活、可靠性高、便于控制、易于实现多点给料。但由于国内的流化床多是燃用劣质燃料，呈现宽筛分特性。即使是循环流化床，要求的石灰石的粒径也较大，这样气力输送不仅投资大而且能耗也高，尤其是炉前石灰石气力输送国产设备可靠性差，进口设备又价格昂贵。因此在进行脱硫系统改造或技术创新时，应考虑到脱硫系统的性价比。脱硫系统的种类有很多种，在选择石灰石的种类时，要本着经济实用的原则来进行，不能一成不变的照学其他电厂的石灰石情况，要根据自身的情况和煤及石灰石的情况来决定石灰石系统的安排及具体的设备等。在某发电厂循环流化床锅炉，使用的是气力输送系统，从1996年发电以来，出现过缓冲仓裂纹泄漏、石灰石入炉粉管堵塞等问题。但通过在缓冲仓法兰处加装橡皮缓冲膨胀节，较好的解决了因震打时造成的法兰连接处泄漏；通过对空压机的干燥系统的改造和空压机的改造，有效的解决了压缩空气带水的问题，也就解决了石灰石入炉粉管因带水而堵塞的问题。4 结束语

流化床锅炉脱硫系统的技术改造应贯彻安全、可靠、经济的原则，在充分考虑现有条件限制的同时，还要注意到改造对锅炉及其辅助设备系统的影响。脱硫系统的改造求全责备是没有意义的，应根据我国现有的环保标准、锅炉的运行水平，因地制宜选择适当的入炉方式、输送系统及控制方式，不应追求过高的脱硫效率和控制水平。改造首先选择在容量较大、运行稳定、燃煤含硫量较高的循环流化床上进行，这样可以用相对较小的投资和运行费用取得良好的环保效益。