[發明專利]一種循環流化床鍋爐的溫度阻力雙可調流化風系統

有效

• 申請號: 201310607143.4
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103644564A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 黃中;江建忠;徐正泉;肖平;孫獻斌
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: F23C10/20
• 分類號: F23C10/20;F23C10/18;F23C10/28
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

技術領域

本發明涉及循環流化床鍋爐技術領域，具體涉及一種循環流化床鍋爐的溫度阻力雙可調流化風系統。

背景技術

循環流化床（circulating?fluidized?bed，CFB）鍋爐具有污染物低、燃料適應性廣的優點，近三十年來在世界范圍內得到快速發展。我國循環流化床鍋爐的主力機組是135MW及300MW等級，投運循環流化床鍋爐的數量和總裝機容量均居世界第一。由于中國循環流化床鍋爐燃用煤質的特殊性和運行工況的惡劣，相當數量的循環流化床鍋爐存在燃燒效率低、污染物排放濃度超標、廠用電高等問題。

早期引進技術生產的循環流化床鍋爐和自主開發的大型循環流化床鍋爐均安裝有外置換熱器（外置床），通過該裝置可以實現燃燒和傳熱的分離，當負荷較高時，通過增加外置換熱器的吸熱量可以降低密相區的燃燒溫度，保證石灰石爐內脫硫和較低的NO_x生成量（二者均與燃燒溫度密切相關，因此一般床溫控制在850～920℃）；當負荷較低時，通過減少外置換熱器的吸熱量可以保證密相區的燃燒溫度，進而維持較高的燃燒效率。

由于外置換熱器結構較為復雜，對運行人員的操作水平有一定要求，隨著循環流化床鍋爐技術在國內的發展，新設計的循環流化床鍋爐均不設置外置換熱器，這種系統設計簡化了鍋爐結構，降低了設備造價，但也帶來了一些負面影響。取消外置換熱器后調節床溫主要通過改變一二次風的配比來實現，由于一次風量的主要作用是維持床料的流化，供給燃燒所需的部分氧量，因此即不能無限制的減少（至少應保證兩倍以上的臨界流化風量，防止漏渣和流化床不良引起的結焦），也不能無限制的增加（過多的一次風量會抑制分級燃燒效果，增加磨損，增加風機電耗），這就帶來了維持運行和優化控制的二元矛盾。此外，部分電廠受到煤質波動、鍋爐設計等因素的限制，在實際運行中無法改變一二次風配比，運行床溫偏離設計范圍，運行效果差。例如，陜西某300MW循環流化床鍋爐運行床溫高達960℃，在鈣硫摩爾比4的條件下也無法實現SO₂排放濃度低于400mg/m³，高于國家標注，必須降低運行負荷。內蒙某150MW循環流化床鍋爐，只有在一次風比例60%時才可以將運行溫度降低至920℃，一次風份額偏高，輔機電耗大，爐內磨損嚴重。

事實上為了維持良好流化，一般是按照中低負荷時的布風板和風帽阻力進行鍋爐整體阻力設計的。低負荷運行期間，由于一次風量減少，布風板和風帽阻力為2～3.5kPa，高負荷運行期間，由于一次風量增加，布風板和風帽阻力為5～5.5kPa。但在實際運行過程中，有些電廠的布風板和風帽阻力在高負荷甚至可到7kPa，一次風機電流居高不下，嚴重影響機組的運行經濟性。

傳統操作方式只能通過改變一次風量來進行調節布風板和風帽阻力，調節范圍小、手段單一，受機組運行影響大。循環流化床鍋爐生產運行中迫切需要開發一種新型調節技術，既能彌補傳統方式通過一二次風配比調節床溫的弊端，又能優化燃燒組織、促進節能減排。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種循環流化床鍋爐的溫度阻力雙可調流化風系統，本發明系統簡單、結構新穎，有效彌補了傳統方式通過一二次風配比調節循環流化床鍋爐爐內床溫的弊端，優化了燃燒組織方式，實現了布風裝置阻力的動態可調，具有一定的節能功效，設備投資低、運行維護簡便，廣泛適用于新建鍋爐配套及已有鍋爐的改造。

為達到以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種循環流化床鍋爐的溫度阻力雙可調流化風系統，包括一次風機13、設置在尾部煙道9內和一次風機13通過管道連接的空氣預熱器B、設置在一次風機13和空氣預熱器B連通的管道上的一次冷風量調節裝置14，還包括在空氣預熱器B和風室1間的一次風熱風管道上設置的一次熱風換熱器C和一次熱風量調節裝置17，所述風室1和爐膛密相區4由布風板2分隔，布風板2上安裝有風帽3；對于帶啟動燃燒器的循環流化床鍋爐，啟動燃燒器15設置在空氣預熱器B和一次熱風換熱器C間。

循環流化床鍋爐所需的一次熱風由布風板2上的風帽3供入，所需的二次熱風沿爐膛密相區4的不同高度供入。

所述一次冷風量調節裝置14和一次熱風換熱器C間設置一次冷風旁路調節門19，所述一次熱風換熱器C上設置一次熱風換熱器旁路調節裝置16，一次熱風通過一次熱風換熱器C和一次熱風換熱器旁路調節裝置16調節，即通過一次熱風換熱器C的換熱量以及通過一次熱風換熱器C的一次熱風來實現。