300MWe 能型循环流化床锅炉的设计与运行

  该锅炉为亚临界、单汽包、自然循环、循环流化床锅炉，整体的结构由膜式水冷壁炉膛、3 台冷却式旋风分离器和尾部竖井组成，每台旋风分离器下方各布置一台一进二出结构的 U 型回料阀。8 个给煤口在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置。6 个排渣口布置在炉膛后墙水冷壁下部，分别对应 6 台滚筒式冷渣器，如图 2 所示。

  循环流化床锅炉可以有效的进行流态迁移的关键在 于新的物料平衡的构筑。CFB 锅炉作为一进二出的开口系统，其物料平衡及与之相关的物料粒度、浓度分布是由给煤粒度及成灰特性、分离器效率、排渣粒度特性、料腿反窜控制、流化风速选取等综合作用的结果 。即是说，节能型设计对锅炉上述部件的性能提出了更高的要求。

  为保证系统对有效床料的保存能力，该锅炉分离器采用结构优化以获得更高的分离效率。通过优化返料风量，在保持回料阀高流率返料能力的同时，降低料腿内的气体反窜量，避免气体反窜对分离效率的影响。此外，通过二次风口及风道布置设计优化，增强二次风喷射刚度，提高其穿透深度，抑制炉内贫氧区的形成;同时，上移上、下二次风口高度，优化炉内氧化还原气氛的分配，以获得更低的污染物排放。

  为保证锅炉在低床存量下仍能满足炉膛传热的要求，节能型 CFB 锅炉需要在新的流态、新的气固悬浮背景下对炉内燃烧份额分配、传热系数选取进行重新考虑，并据此安排受热面布置面积及布置形式。该锅炉前墙布置有 6 片中温过热器管屏、6片高温过热器管屏、6 片高温再热器管屏及1 片水冷隔墙，后墙布置 2 片水冷蒸发屏。

  目前，该节能型 1 000 t/h CFB 锅炉已经在晋能集团国峰电厂投运数月有余，整体运作时的状态良好，各项参数与设计值基本吻合。

  该锅炉由于采用了节能型设计，可以在较低的床压降下运行。床压降的降低显著地降低了风机压头，使得风机能耗大幅度降低。如表 3 中所示，维持负荷在 220 MWe 附近，床压降由 9. 57 kPa降低至 6. 64 kPa，一次风机能耗能够更好的降低 21%由于二次风出口位置颗粒浓度降低，二次风机背压降低，风机能耗也同样略有下降。同时，由于节能型CFB 锅炉床料平均粒径较细，床存量的降低对稀相区颗粒浓度的影响有限，表 3 中稀相区压差仅略有降低。与之对应的，床温在降低床存量后略有升高。受益于二次风出口背压的降低，二次风穿透深度随之增加，炉内燃料与氧气的混合得到加强。因此，飞灰含碳量随床压降的降低而会降低。床压降的降低并未显著改变炉内 NO 的生成量，且 NO排放水平从始至终维持在 100 mg /Nm 3 以下。

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