摘要：文章主要是对循环流化床锅炉大型化展开了研究，在此基础上讲解了其中的关键部分，最后探讨了在循环流化床锅炉中的辅助选用情况，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键词：大型化；关键部件；辅助设备

1、前言

锅炉热力匹配在大型循环流化床锅炉中有着十分重要的地位，为此自由进行合理的热力匹配，才能够有效确保到炉膛燃烧的正常温度。外置换热器是大型循环流化床中重要的组成部分，其可以有效控制到回流量和调温，在其中有着十分重要的地位。

2、循环流化床锅炉大型化的研究

中国的能源政策要求和污染物排放的严格限制在一定程度上促进了中国循环流化床燃烧技术的应用和发展。按照电力行业目前的发展规模要求，300-600MW机组是燃煤发电厂的主要方向。因此，在电站锅炉行业中，有必要对大规模的带再热系统进行探索研究。针对燃烧方式，由于循环流化床锅炉具有一定的特殊性和复杂性，体积容量在放大方面会与传统煤粉锅炉的存在一定的差异，这些差异主要集中在锅炉相应的热量配比上，研究热匹配对循环流化床锅炉大型化的发展是非常必要的。随着循环流化床锅炉蒸汽参数的提高以及锅炉容量变大，工作介质所需的蒸发热量相应的比例逐渐降低，以及表面积与锅炉内部的容积比逐渐减小。蒸发热量主要受炉子的受热表面来进行吸收，并且大的循环流化床锅炉配备了再热蒸汽系统，并且不能维持炉内合理的燃烧温度来满足炉内物料的蒸发。因此，必须通过合理的热匹配重新设定循环流化床锅炉，即必须严格控制炉内的温度。两种方法均可用于大型循环流化床锅炉炉膛温度的再热，过热蒸汽和再热蒸汽的参数均满足设计要求：一是，增加过热蒸汽受热面或加热炉内再加热蒸汽受热面，使加热蒸汽达到设计参数，并保持炉内合理温度，使用外部换热器，并将过热蒸汽置于外换热器中，对蒸汽受热面进行加热，才可以满足过热蒸汽或补充蒸汽，并调整炉膛温度。众所周知，循环流化床燃烧过程组织基于材料流化和循环。物料循环分为内部循环和外部循环。内部循环是指物料流化后炉中的循环;外部循环是指将炉子从炉顶旋风到炉膛增加的循环装置。外部热交换器是一种热交换装置，是将炉中加热的一部分物料移动到炉子的外部进行循环，并通过高温循环物料进行热量传递。部分物料会通过旋风分离器分离下来，部分物料通过回流器直接送回炉子室;通过物料流量控制装置送到外部热交换器，在热材料中的热量中的一部分被转移到加热表面并送回炉膛。增加的过热蒸汽加热区和再热蒸汽加热区以屏的形式布置在炉膛上部，既保证了过热蒸汽和回汽参数，还可确保循环炉内流化床锅炉的温度水平。使用外部换热器，可设置过滤器、加热器或蒸发受热面，其可使用双烟道结构控制炉膛温度轴的上半部分和过热蒸汽（再热蒸汽）温度轴，过热器布置在烟道一侧和另一侧，通过烟气挡板调节再热蒸汽。这种布置的优点在于它提高了尾部加热表面的温度和传热效果，便于尾部加热表面的布置并减少了尾金属的重量。它是循环流化床锅炉大规模模式的主要差异之一。没有换热器。按照我们的研究结果，我们不能使用外部换热器300mW锅炉，但使用增加绝缘表面（如压板过热器和电力）的方法，以确保其热分布。需要布置300mWE循环流化床锅炉在炉子的上部布置。技术方案可以实现，但在结构方面需要进一步进行研究。鉴于此，基于200mwe和300MWe容量水平锅炉水平上，采用了两种外部热交换器技术和200mwe循环流化床锅炉外部热交换器和非外部热交换器技术。本方案的共同点是：在炉膛上部布置单床单炉，采用高效蜗牛式无热分离器，尾部为单烟，尾部烟道布置在尾部烟道、高温过热器、低温再热器、节煤器和空气预热器内。不同之处在于，在采用外换热器的方案中，仅布置一级过热器，两台外换热器与低温过热器和高温换热器分开布置。当未设置外部热交换器时，除设置单级过热滤网外，还设置滤网再热器。低温再热器布置在尾部烟道内。300MWe循环流态化区外换热器和床层锅炉的技术方案与上述200mwe区外换热器基本相同，只是不同的旋流器和回流管数量不同；300MWe循环流化床锅炉的技术方案没有外换热器，但旋风分离器和回流管的数量不同于没有外换热器的200mwe锅炉。尾部为双烟道结构，能够有效的提高到了尾部换热器的温度和传热效果。

3、关键部件的研究

3.1、风帽

当循环流化床锅炉较大的情况下对应流化床面积增大。大部分为35-220t/h的进料量采用该技术的锅炉已投入运行，100MWE-150MWE锅炉获得该项目的合作，厂家正在进行工程设计和制造，200MWe容量循环流化床锅炉的技术解决方案已基本完成，当前我国许多研究人员都对300MW容量亚临界流化床锅炉和超临界循环流化床锅炉进行了锅炉基础研究。如果采用单床单炉结构，为可以有效的保证到了流态化和燃烧均匀性，只需要在设计上做一定量的改变。当前有一个大型循环流化床，锅炉内装有倒置的圆柱形盖子。这是一种新型防风罩，它具有很强的抗控制能力。特殊的阻力控制和防漏结构不仅保证了发动机罩所需的阻力，而且具有良好的防磨和防漏功能。

3.2、冷渣器

国内小型循环流化床锅炉的冷渣器大部分都是水冷式的。大型锅炉后，底浆量增加，所需冷却水也增加。冷却水必须从再生系统软化。当锅炉容量大于670t/h时，再生系统没有提供如此多的软化水，纯水无渣冷却器也没有达到预期的冷渣效果，我国135MW循环流化床锅炉采用空气水化冷却冷渣器，这是一种分仓形式的炉式冷渣器，从运行角度看，冷却能力强，但多数冷渣器在进渣口易堵塞或结焦，在箱中积累了大粒径的底渣。针对这种情况，我们正在开展新型水冷冷渣和风水结合冷却的研究。

3.3、外置换热器

炉温的调节范围可有效的增大，无外换热器的循环流化床锅炉可以通过改变一次风与二次风的比例来调节炉膛温度，这种调节方法的范围非常有限；带外换热器的循环流化床锅炉通过调节进入外换热器的灰流量和外换热器中灰的放热量，可以在较大范围内调节炉膛温度；提高燃油适应性。在循环流化床锅炉中，不同的燃料具有不同的热分布和最佳燃烧温度。外部换热器可轻松满足不同燃料的工况；良好的低负荷蒸汽条件，外部热交换器灰流量的控制可以使过热器或再热器在低负荷下更稳定;对于启动锅炉时有利于保护防护再热器。热吸收表面设置在热交换器外部，以便于炉子的加热表面和锅炉的尾部的布置。无需布置再热器以防止锅炉干烧加热器；外部热交换器可以对床内温度进行调节。由于某些原因导致床温上升时，进入外部热交换器的灰量也随之增多，并且返回炉子温度较低的灰流量也相应的增多，使得冷却器的冷灰流量增加。床内物料受冷却以减少床温度减小床温，灰流量流入外部热交换器，使得在进入炉子后通过外部热交换器冷灰的流量变小，因此，床温将升至正常温度。灰量的变化流入外部热交换器将导致蒸汽温度的变化，换言之，当使用外部热交换器用于调节床温时，过量的热量或再加热蒸汽温度相应地变化。因此，外部热交换器的功能主要通过调节床温来调节温度。在设计中使用外置开关，不仅改进了循环流化床锅炉整体物料循环系统的研究，还研究了物料流化和外部换热中的循环，更重要的是，它增加了外部热量交换器中的热量。关于表面传热特性和外部热交换器的温度控制特性，外部热交换器实际上是熔炉的热交换表面，它是一个具有高温循环灰加热的热交换装置，通过调节外部热交换器的进灰流量来控制外部热交换器内部灰的放热量，以实现床温调整。在整个材料循环回路中，外部热交换器中材料的流化和循环的材料量和进入外部热交换器的材料的量是实现方案的关键。在整个技术方案中，外部热交换器的调整特性是研究的关键内容。在大型循环流化床锅炉的技术方面，我们使用气动外用换热器，并通过空气电力（流量）控制灰烬进入外部热交换器，方便调整，结构简单，操作可靠。

4、辅助设备的选用

循环流化床锅炉的关键辅助设备主要是包括了煤（燃料）破碎装置，煤炭喂料，石灰石添加剂，炉渣去除设备，风机等。大型循环流化床锅炉对煤炭（燃料）的粒度有严格的要求，所以煤（燃料）在加入之前应该被压碎，对煤炭进行破碎的主要设备是碎煤机。给煤机普遍采用皮带作为输送设备，即大多数燃料入口和出口都处于正压区。因此，需要密封给煤机以防止烟管道内部的烟气溢出。否则，溢出来的高温烟气将燃烧皮带并对锅炉的正常操作造成一定程度的影响。如果添加煤泥等特殊燃料，则需要在加料这一块采用一些特殊的设备。为可以保证煤的顺利流动，经常采用气力输送装置，即在煤管弯头处加入适量的煤风。当前循环流化床锅炉容量的普遍变大，大多数石灰石的进料方式采用气力吹送到熔炉中，装置的主要形式采用石灰石破碎和气力输送。石灰石采用两级破碎，滚筒或锤式破碎机用于粗破碎和细破碎，当石灰石含水量超过1%时，系统必须干燥，干燥介质可以是热空气或热烟气。将碎石的石灰石颗粒通过热空气送至细粉分离器以分离合格的石灰石粉末。在制备石灰石粉末之后，将其通过空气压缩机输送到石灰石筒仓，然后通过旋转进料器和空气粉末混合器与空气粉末混合器中的高压空气混合。通过气动输送将物料送到锅炉内部。按照锅炉尾部的SO2监测数据，然后可以通过调节螺旋给料机的旋转速度来有效的控制到石灰粉流动，如果成品的石灰石粉末可以储存在石灰石储料仓中，则使用螺旋给料器和粉风混合器将石灰石粉输送到循环流化床锅炉内。炉渣通常为机械或气动运输。常用的机械设备是炉渣刮刀，皮带渣式破碎机。皮带炉渣破碎机对炉渣的温度有严格的要求，而刮刀渣式破碎机相对具有更高的故障率。如果有密封性更好的气动运输，但它对炉渣的粒度和传送管道严重磨损具有更严格的要求。循环流化床锅炉的风机主要是包括一次助燃风机、二次冷却风机、引风机、高压物料流化风机和石灰石输送风机。有些锅炉需要配备相应的点火风机、火焰检测方面的风机等。一次助燃风机、二次冷却风机、引风机和常规煤粉锅炉的形式大同小异。高压流态化风机一般选用固定式容量的鼓风机，高压力和小流量。石灰石输送风机和点火风机以及火焰检测风机这些都属于高压力、小流量的风机。

5、结束语

由上可知，锅炉热力匹配在大型循环流化床锅炉中有着十分重要的地位，为此自由进行合理的热力匹配，才能够有效确保到炉膛燃烧的正常温度。外置换热器是大型循环流化床中重要的组成部分，其可以有效控制到回流量和调温，在其中有着十分重要的地位。

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