1、余热余压项目部锅炉运行人员培训教材2013 年 04 月 10 日授 课 人： 刘喜明授课内容：CFB 燃烧系统一.合格运行人员必须掌握运行“三熟” 、运行“三能” 。1.运行“三熟”是：熟悉设备系统和基本原理；熟悉操作和事故处理；熟悉本岗位的规程和制度。2.运行“三能”是：能正确进行操作和分析运行状况；能及时发现故障和排除故障；能掌握一般的维修技能。二.基本概念1.锅炉：是指利用各种燃料、电或者其它能源将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的设备。2.CFB 锅炉本体主要由哪些设备组成锅炉本体包括锅和炉两部分。炉是锅炉的燃烧系统，它的主要任务是使燃料在炉内进行良好的燃烧，由炉膛、给煤
2、机、空气预热器、烟道、风机等组成。锅是锅炉的汽水系统，它的任务是吸收烟气的热量，将水加热成规定压力和温度的过热蒸汽。对自然循环锅炉，锅主要包括汽包、下降管、水冷壁、过热器、省煤器、联箱、导水管、导气管等。3.燃烧：就是一种发光、发热的剧烈的化学反应。4.系统：设备、阀门及其相连的管道、线路（仪表）所组成的有机整体。5.通风:连续送风并把燃烧产物排出炉外的过程。 （分为：自然通风、负压通风、正压通风、平衡通风）6.锅炉燃烧系统组成燃烧系统由风烟系统、给煤系统、石灰石系统、返料系统、除渣系统、吹灰系统等组成。其中风烟系统由一次风系统、二次风系统、引风系统、密封风系统、播煤风系统、热风再循环系统、通
3、风梁系统等组成。风烟系统流程：3.CFB 锅炉各辅助设备的作用1.一次风机作用：主要用于流化床料，并为燃料提供初始燃烧空气。2.二次风机作用：主要是补充炉内燃烧所需的氧气和加强炉内物料的扰动与掺混；也为分级燃烧使燃料燃尽、控制炉温、抑制 NOx 的产生提供空气。3.引风机作用：引风机将炉膛内烟气吸入脱硫塔、除尘器及烟道，使炉膛内形成负压，增加氧气使煤炭更充分燃烧，提高发热量，减少污染；保持炉膛负压，克服尾部烟道、除尘器、空气预热器等的压力损失，将烟气排出炉外。4.流化风机作用：配合返料器将循环物料送回密相区继续燃烧。5.吹灰器作用：为了保证受热面的清洁，提高受热面的吸热能力；降低排烟温度，室外
4、/室内一次风机空气预热器等压风室布 风 板钟罩式风帽炉 膛炉膛出口旋风分离器中 心 筒 水平烟道 尾部烟道 电袋除尘器 引风机 烟囱 大气室外/室内二次风机空气预热器上、下风管上、下风箱上、下喷嘴室 内返料风机返料装置 降低排烟热损失，提高锅炉效率；对于结焦的炉子，及时投入吹灰器可降低烟气温度，防止和减少结焦。6.给煤机作用：能连续不断地向炉膛供煤，保证锅炉燃烧所需要的煤量，保证锅炉出力。7.盘车装置：离心风机盘车装置主要是为了使风机叶片上、下均匀受热或冷却，消除或防止暂时性的叶片热弯曲变形等。启动前盘车是为了检查机组内部有无摩擦、碰撞、卡涩等现象，以保证启动后安全运转。8.冷渣器的主要作用有
5、：降低渣的温度；回收渣的物理热；提供安全的除渣工作环境；通过细颗粒分选回送，保持炉膛内细颗粒存料量和循环量。各风机参数列表：风 机 引风机 一次风机 二次风机 返料风机台 数 4 2 2 4型 式 单吸双支离心式 单吸双支离心式 单吸双支离心式罗茨风机型 号 QAY-26No27F QALG-2BNo23.5F QAG-6No18F S41风压(Pa) 12120 19800 11286 49200风量(m 3/h) 281842 241152 178685 4620转速（r/min） 960 1450 1450 2100介质温度（） 135 依照当地气象条件依照当地气象条件依照当地气象条件需
6、用轴功率(kW) 1137 1553 717 77.1风机全压效（%） 85 85 8592（容积效率）冷却水量(m 3/h) 2 2 2设备总重量 15000kg 8613kg 6420kg 3400kg制造厂家 鞍山风机集团有限责任公司长沙鼓风机厂有限责任公司传动装置 形式 刚性 刚性 刚性 皮带形式轴承型号 滚动轴承 滚动轴承 滚动轴承 滚动轴承电动机型号鼠笼式YSPKK630-6YKK630-4 YSPKK500-4 Y280M-4功率KW 1600KW 1800KW 900KW 90电压KV 10 10 10 380电流A 111.5 122.4 62.4 163.6转速r/min
7、992 1492 1488 1480启动时间 s 18 18 18 18启动电流 A 619 796 410效率% 95 95.4 94.6绝缘等级 F F F F外壳防护等级 IP55 IP55 IP55 IP55冷却方式 IC616 IC611 IC616 IC411变频范围 Hz0-50(最低不低于 35)0-50(最低不低于 35)制造厂家 湘潭电机厂湘电集团有限公司四.CFB 锅炉各本体设备的特点、作用及工作原理1.循环流化床锅炉风室的特点是什么？具有一定的强度和较好的气密性，在工作条件下不变形、不漏风；具有较好的稳压和均流作用；结构简单，便于维护检修，且风室设有检修门和放渣门；具有
8、一定的导流作用，尽可能避免形成死角与涡流区。风室的作用：均压，稳流，使从风管进入的气体降低流速，使动压转变为静压。2.布风板的作用：支撑床料；使空气均匀的分布在炉膛的横截面积上，并提供足够的动压头，使床料均匀流化；维持床层稳定，避免出现沟流、节涌等流化不良的现象；及时排出沉积在布风板区域的大颗粒，避免出现流化分层，维持正常流化态。3.钟罩式风帽作用：能将流化空气均匀地分布到床层的整个截面，实现均匀布风，以维持炉内合理的气固两相流动；风帽小孔动量足，加强炉内物料混合，利于燃烧；风帽是锅炉安全运行的关键部件。4.水冷旋风分离器特点：燃烧效率高、热效率高、耐磨性好、运行稳定、负荷调节灵敏和不结焦；水
9、冷旋风分离器优点：密封性能好；安装费用低，安装周期短；炉墙材料少，运行成本低；能有效地防止分离器和整个回料系统结焦。水冷旋风分离器作用：将大量高温固体物料从气流中分离出来，返回炉膛，保证物料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应。工作原理：烟气从切身进入分离器筒体，烟气中所含较粗的颗粒物体在较大的离心力、惯性力、重力的作用下，甩向筒体并沿筒体壁落下；被分离的物料通过回路密封装置和回料管而返回流化床内，烟气中较细的飞灰与烟气一起通过分离器的中心管筒从分离器顶部经水平烟道进入锅炉的对流区域。5.回料器由哪几部分组成？作用分别是什么？回料器一般由立管和阀组成。立管的主要作用是防止气体上窜进入分离器，形成足
10、够的差压来克服分离器与炉膛之间的压差；将低压区的物料颗粒送到高压区，非流化态的立管中物料属柱塞状的移动床流动，流化态的总有气体上窜。阀的作用是调节和开闭固体的颗粒流动。我们采用的是非机械式的自平衡阀，无需调节。6.回料器的作用是什么？把从旋风分离器分离下来的再循环物料连续稳定地送回炉膛。提供旋风分离器的负压和燃烧室正压之间的密封。工作原理：目前,国内外 CFB 锅炉的返料器不论成 UJ 或 L 型,其回料通道都是一个 U 型体,U 型体下部左右侧配有两个调节阀,左侧为回料风阀,风帽开孔率大,使 U 型体流化床左侧的颗粒处于强烈流化状态;而右侧松动风帽开孔率较小,其风量只要保证 U 型体内流化床
11、右侧的颗粒松动即可。这样,使 U 型体右侧接料腿的颗粒柱处于充气滑移状态;而且料腿中能保持稳定高度的颗粒柱且不受负荷波动影响。由于料腿中这个密相颗粒柱所具有的压头比炉膛内膨胀度高的相对稀疏颗粒柱所产生的压头要高,因此很容易造成颗粒自动地穿过 U 型体左侧进入炉膛,实现物料可靠的循环。因此返料器是关系到锅炉燃烧、过热汽温和负荷的重要部件。密封返料器位于水冷旋风分离器下部,与燃烧室和分离器相连接,回料采用自平衡方式,流化密封风大都采用独立风机单独供给。良好的回料器能保证物料正常通过,并可随运行的变化进行必要的调整。7.空气预热器的作用：利用排烟余热，加热燃料燃烧所需要的空气；降低排烟温度，提高机组
12、热效率；燃烧得到强化，降低了送、引风机电耗。锅炉使用空气预热器后，炉膛温度显著提高，辐射传热力强，可以节省价格较高的辐射受热面。8.热风再循环的作用：提高一、二次风机进风风温，有利于防止空预器低温腐蚀，特别在冬季锅炉启动初期尤为重要。五.相关知识点1.什么是物料的循环倍率 K？物料的循环过程由哪些过程组成？单位时间内 CFB 外循环物料量与入炉固体燃料的比值，称为物料的循环倍率 K，或称 CFB 锅炉的循环倍率。公式表述为 K=G/B G循环物料的质量流速，B燃料的质量流速。物料循环过程由内循环和外循环两部分组成。内循环主要指循环床燃烧室内部流化的物料沿高度自身存在的颗粒上下质交换现象。由于循
13、环床燃烧室边壁效应的原因，沿边壁存在着较为明显的下降流，而燃烧室中心区颗粒上长趋势较为明显。人们从这个现象引申颗粒在燃烧室内的上下质交换为内循环。而烟气携带的物料从燃烧室出口进入循环床分离器被分离后送回燃烧室则称为外循环。2.什么是炉膛差压？炉膛差压是一个反映炉膛内固体物料浓度的参数。通常将所测得的燃烧室上界面与炉膛出口之间的压力差作为炉膛差压的监测数值。炉膛差压值越大，说明炉膛内的物料浓度越高，炉膛的传热系数越大，则锅炉负荷可以带得越高，因此在锅炉运行中应根据所带负荷的要求，来调节炉膛差压。而炉膛差压则通过锅炉分离器装置下的放灰管排放的循环灰量的多少来控制，一般炉膛差压控制在 5001500
14、Pa 之间。用户根据燃用煤种的灰份和粒度设定一个炉膛差压的上限和下限作为开始和终止循环物料排放的基准点。此外，炉膛差压还是监视返料器是否正常工作的一个参数。在锅炉运行中，如果物料循环停止，则炉膛差压会突然降低，因此在运行中需要特别注意。3.什么是床层差压？床层差压是指风室压力与密相床层力之差，是表征床料高度的一个重要物理量。一定高度的床料在固定流化风量下对应一定的床层差压。因为在流化状态下，相同面积布风板上颗粒的重力与其浮力差基本相同，所以用床层差压可以计算出床料的高度。4.什么是临界流化速度？临界流化风量是如何确定的？料层由静止状态转变为完全流化状态时的最小料层断面空塔速度，称为对应固体颗粒
15、宽筛份和料层厚度的临界流化速度，而此时所对应的流化风量即为临界流化风量。在运行料层厚度下，通过冷态试验和热态核算所确定的这一临界风量，也叫最低流化风量，是 CFB 锅炉的一项重要的风量控制指标。5.煤的燃烧过程：干燥阶段：新煤进入炉膛被加热开始吸收热量，当温度升到 105时，煤中的水份全部蒸发完毕，煤被烘干。析出挥发物及挥发物燃烧阶段：煤被炉内高温烘干后，温度仍继续升高，当温度升至 200后即有挥发物析出，在炉膛的空间内燃烧，形成大烟、大火。焦炭的燃烧阶段：床温升到 700以上焦炭才开始进行剧烈的氧化反应，而发出白色或蓝色的火焰。焦炭燃烧速度较慢，需要搅动，控制粒径大小，停留时间足够长。燃尽阶
16、段：是焦炭燃烧阶段的继续。煤中的可燃物全部燃烧完毕后，剩下的灰渣温度仍很高，为了充分利用和吸收其中的热量，应尽可能使灰渣在炉内继续停留一段时间后再排出。燃烧的四个阶段在炉内是连续交错进行的，不能分开。6.煤的完全燃烧的条件：维持足够高的炉膛温度；要供给适当的空气量；燃料与空气能充分混合；足够的燃烧时间和空间；维持合格的煤粒度；维持较高的空气温度。7.燃烧调整的任务提高锅炉蒸发量，满足外界负荷的需要；保证锅炉燃烧稳定和良好；防止结焦和熄火事故；提高锅炉效率；满足环境要求，减少飞灰和有害气体的排放。8.锅炉运行的四勤四稳勤检查、勤分析、勤联系、勤调整；汽压稳,汽温稳,水位稳,燃烧稳（燃烧稳定：床温、床压稳定，一二次分配比稳定，风煤配比稳定，炉膛出口压力稳定，氧量稳定，升降负荷稳定，低负荷运行稳定。 ） 。
