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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2008/1/4 17:51:31
达源电厂75t/h煤粉炉改造为循环流化床锅炉的设计特点
唐建君
(四川电力设计咨询有限责任公司发变电部，四川成都610016)
摘要介绍奖达源电厂的两台75t/h煤粉锅炉改造成75t/h循环流化床锅炉的设计特点，为我国中小机组的改造提供一种可供参考的方法。
关键词达源电厂技改循环流化床设计特点工程设计
1前言
1.1电厂现状
达源电厂位于万源市境内，始建于1967年，总装机容量为2×12MW，两台机组先后于1971年和1973年投运发电，至今已有20多年，属国家政策规定关闭的对象。电厂现安装2台75t哈尔滨锅炉厂60年代生产的煤粉炉和2台12MW上海汽轮机厂生产的中温中压凝汽式汽轮发电机组。原设计锅炉燃用无烟煤，现燃用贫煤，燃烧不稳定。
1.2技改项目的可行性
万源市煤炭储量丰富，现已探明的煤炭储量近8000万t，距万源发电厂约6km。随煤碳开采而产生的煤矸石，年产量约25万t，就近堆放既占用土地，又污染环境。
1.3循环流化床锅炉的主要特点
(1)燃料的适应性广，既可燃用优质煤，又可燃用各种劣质煤，如“高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、煤矸石等。
(2)燃烧效率高，通常在97.5～99.5范围内，可与煤粉炉相媲美。
(3)氮氧化物排放低，一般在50～150ppm范围内，其他污染物的排放也很低。
(4)燃料预处理系统简单，给煤粒度一般小于10mm，与煤粉炉相比，燃料的制备大为简化。
(5)灰渣易于综合利用，循环流化床的燃烧过程属于低温燃烧，同时炉内优良的燃尽条件使得锅炉的灰渣含碳量低，适于作水泥掺和料或建筑材料。
(6)负荷调节范围大，调节速度快。
2技改原则
(1)达源电厂现有的2台12MW中温中压凝汽式汽轮发电机组，设备完好率高，继续使用。
(2)供水系统容量能满足2×12MW机组要求，系统运行良好，不再进行改造。
(3)电厂原化学水处理系统出力20t/h，运行良好，不再进行改造。
(4)电气部分只对改造部分的电负荷进行调整，不进行大的改造。
(5)控制部分结合原热工自动化控制水平，改造后的锅炉采用两炉集中控制方式，其盘台布置在原有的锅炉控制室内，自动调节设备及指示表采用PS单回路可编程调节器和DDZⅢ型电动组合单元仪表。
(6)利用原锅炉的基础和部分钢架，将其改造成循环流化床锅炉。将原来的旋风子除尘器改造成水膜除尘器，利用原有的位于煤仓间的钢制烟囱。
(7)对输煤系统进行改造，采用一级破碎系统，利用原有的露天煤场和干煤棚，重新设置皮带机和碎煤机，以满足锅炉对入炉煤粒的要求。
(8)除灰系统采用灰渣分除方式，渣为干除并考虑由人工手推车的简易方式，水膜除尘器的排灰考虑为沉灰池水力除灰方式。
3改造设计条件
3.1煤种
电厂燃用万源煤矸石，煤质资料见表1。
3.2燃煤粒度要求
根据四川锅炉厂提供资料，对进入炉膛的燃煤粒度要求为：当燃用无烟煤时，煤粒度要求控制在1～10mm，其中小于1mm的不超过30；当燃用烟煤时，煤粒度可以控制在0～13mm；其他同烟煤。
3.3点火及助燃用油
油种：#0轻柴油(GB252—87一级品)
3.4锅炉运行条件
物料制备：煤采用一级破碎方案，破碎机布置于碎煤机室。
给水调节：2台机组共配置3×100电动定速给水泵，2台运行，1台备用。给水调节通过给水操作台实现。
空预器进风加热方式：热风再循环。
4主设备介绍
4.1锅炉的招标情况及主要特点
本工程燃用劣质煤和煤矸石，采用循环流化床锅炉。锅炉于2000年6月在成都招标，最终中标单位：四川锅炉厂。
锅炉型号及主要技术参数：
锅炉为中压参数、单汽包自然循环、平衡通风、全钢架结构炉架、两级分离、户内型循环流化床锅炉。
锅炉型号CG-75/3.82-Mx
锅炉额定蒸发量(BMCR)/t·h-175
锅炉额定蒸汽压力/MPa(表压)3.82
锅炉额定蒸汽温度/℃450
给水温度/℃150
排烟温度/℃155
锅炉保证热效率/?BR>4.2锅炉的主要特点
4.2.1炉膛及水冷壁
炉膛四周布置φ60×5的膜式水冷壁，分成4个循环回路，即：前、后、两侧。在炉膛出口处的水冷壁拉稀成两排，在水冷壁下部截面逐渐缩小，组成流化燃烧室，流化室面风板截面积8m2，前墙布置2个给煤口，在前后墙各布置8个二次风口，分2层布置，后墙设置2个高温返料口，面风板设置3个放渣口。
4.2.2一、二级分离器
一级分离器采用槽型结构，布置在炉膛出口拉稀管后面，两排错列，分离器通过吊杆穿过炉顶由顶部钢梁吊挂，分离器下部设置2个灰斗用以收集分离下来的循环灰。
二级分离器采用多管旋流叶栅结构，布置在一级省煤器后，通过构架支撑在钢梁上，分离器下部为斜板型，使得收集下来的循环灰可以自动流入设置的4个灰斗。
4.2.3省煤器
锅炉原省煤器为光管式，改造后为直鳍式管式，管节距保持不变，取消中间省煤器。
5本工程设计的主要特点
锅炉燃料消耗量(按每台炉计算)
每小时耗煤量设计煤种20.95t校核煤种14.21t
5.1运煤部分
(1)运煤系统设计包括原煤的厂内运输、贮存、破碎及计量等工艺流程。
(2)汽车来煤直接卸入煤场，人工卸车，不设卸车机械；保留原有煤场及干煤棚，保留原有地煤斗及单向给煤机。
(3)因锅炉改造为循环流化床，对入炉煤粒度要求较高，原灶破碎采用一级破碎、不设筛分装置的布置方式。
碎煤机出力100t/h，入料粒度≤150mm，出料粒度≤8mm。
(4)胶带输送机系统按单路系统设计，包含1#、2#、3#胶带输送机。其参数如下：
B=500mm,V=1.6m/s,γ=0.85t/m3,Q=90t/h
其中1#胶带输送机为在原1#胶带机基础上延长，2#、3#胶带输送机为新建。
汽车来煤直接卸入煤场及干煤棚。原煤由推煤机推入地煤斗，经地煤斗下的单向给煤机给入1#胶带输送机后送入碎煤机，破碎后再经2#、3#胶带输送机、犁式卸料器卸入煤仓。
(5)为保证碎煤机正常运行，在系统中破碎系统前设一级带式除铁装置，原有除铁器拆除；保留原煤场侧汽车衡作为入厂煤计量装置，在新1#胶带输送机上设置电子皮带秤作为入炉煤计量装置，电子皮带秤利用原有设备；煤场设喷淋设施；在胶带输送机上装设事故拉线开关、速度开关、跑偏开关等安全监测装置；在煤斗装设煤位监测装置，落煤管装设煤流信号装置。
本工程碎煤机室新建，胶带输送机栈桥扩建。为利用空间，降低工程造价，采用碎煤机室与输煤控制室合并布置形式。
5.2热机部分
5.2.1煤系统
原煤经过破碎系统送至主厂房煤仓间内的2个原灶仓(原煤粉仓)，再通过4台刮板给煤机将煤送到炉前4个给煤口(每台炉2个)，由播煤风送入炉膛。
5.2.2风系统
每台炉设置一台容量为100的一次风机，一台容量为100的二次风机。
一次风通过一次风机后分三路：其中两路分别到一、二级返料器；另外一路经空预器加热后分为三路：一路到炉膛底部的一次风室，一路到风道点火器，一路到给煤机作为播煤风。
二次风经二次风机后进入空预器，加热后至二次风环形母管。
5.2.3烟系统
每台炉设置一台水膜除尘器，一台容量为100的引风机，一座钢制烟囱。炉膛出口的高温烟气经过两级分离器后，粗颗粒分离出来返回炉膛，细灰随烟气通过尾部受热面，经水膜除尘器后由引风机送入烟囱排至大气。
5.2.4主要辅机选型
一次风机：每台炉配一台，离心式，风量为63658m3/h，风压为15000Pa。(风量为修正值)。
二次风机：每台炉配一台，离心式，风量为41600m3/h，风压为10000Pa，(风量为修正值)。
引风机：每台炉配一台，离心式，风量为140000m3/s，风压为5000Pa，温度为95℃，(风量为修正值)。
刮板给煤机：每台炉配2台，20t/h。
除尘器：2#锅炉利用原水膜除尘器，1#锅炉重新配置喷管内置式水膜除尘器，除尘器效率为98。
烟囱：利用原烟囱
煤仓：利用原煤粉仓。
压缩机：利用原有的压缩机房及压缩机。
5.2.5锅炉点火及燃油系统
系统拟定：
锅炉点火器每台炉设置2台，布置在一次风进风室前的总管上。锅炉启动及助燃均采用0#轻柴油。
点火油从低位油箱接出后，经滤油器和齿轮油泵送到炉前燃油操作台前的母管，点火器的回油回到低位油箱。用原有的蒸汽管道作吹扫管。卸油系统利用原有设备。
燃油系统主要设备：
点火器：出力250kg/h，共4台。
齿轮油泵：型号为GBC-22，出力为1.38m3/h，压力为4.0MPa。
滤油器：型号为LY-5，出力为5t/h，滤网孔径为0.2～0.45mm。
油箱利用原有的低位油箱。
5.2.6热力系统及辅助设备选择
热力系统基本不变，只将原来由伺服机操作的调节阀和气动调节阀的执行机构改为电动执行机构；锅炉房内的汽水管道的布置作局部的修改。
5.3除灰部分
5.3.1原除灰系统概况
锅炉排渣经水力排渣槽和碎渣机后排入渣沟，集中到电厂固定端的小型沉渣池，部分渣用桥式抓斗起重机抓上车外运，渣水及部分渣经灰渣沟直接排入后河。
5.3.2主要设计原则
在满足除灰系统对水质要求的情况下，除灰系统用水，除补充水采用电厂的循环水外，为了节省用水，减少灰水对环境的影响，灰水为循环利用。
1#除尘器采用原有的水膜除尘器，2#除尘器选择新型脱硫水膜除尘器，除灰系统采用水力除灰系统。
锅炉排渣采用人工清除，设置小推车，利用现有抓渣设施清除。
5.3.3灰渣量(表2)
5.4控制部分
5.4.1控制方式
为便于锅炉机组设备运行管理、控制盘台设备布置，协调工
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