大型cfb锅炉为什么采用外置式换热器

2025-04-08 08:19:10

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回答1：

300MW CFB锅炉外置式换热器特性分析

0、引言

循环流化床(CFB)锅炉采用流态化的燃烧方式．是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式…。云南大唐国际红河发电有限责任公司2x300MWCFB机组，分别于2006年6月3日和8月27日，相继完成168h试运，投入了商业运营。该机组锅炉系哈尔滨锅炉厂有限责任公司采用法国ALSTOM公司技术设计和制造的1025t/h亚临界参数、一次中间再热、单锅筒自然循环、平衡通风、半露天岛式布置锅炉。与670t/h以下CFB锅炉相比，该锅炉增加了4个外置式换热器，解决了大型CFB锅炉受热面在尾部难以布置的问题，其过热蒸汽、再热蒸汽温度以及床温等参数控制与无外置式换热器CFB锅炉区别较大。该文以实际运营经验为基础，对300MWCFB锅炉外置式换热器对参数的调节特性做出分析。

1、物料循环系统

该炉物料循环由内循环与外循环组成。内循环处于炉膛内部密相区，外循环系统则由炉膛、分离器、回料阀和外置式换热器构成。在一次风的流化作用下．稀相区小颗粒物料随烟气进入燃烧室左右两侧4个内径为8.3m的高温绝热旋风分离器，经旋风分离器分离，烟气中夹带的较大粒径固体颗粒落入各自对应的回料阀。每一回料阀一侧与炉膛相连，另一侧与对应外置式换热器相连。分离器分离下来的高温物料，进入回料阀后，一部分直接返送回炉膛．另一部分进入外置式换热器，最终分别以高温和低温物料的状态返回炉膛．回料阀为非机械型单回路自平衡式．回料阀的作用是将分离器分离下来的高温物料返送回炉膛，实现锅炉燃料及石灰石的往复循环燃烧和反应。在锅炉运行时，炉内的物料主要由床料、给煤、给煤中的灰、未反应的石灰石、石灰石脱硫反应产物等构成。这些物料在从布风板下送入的一次风和从布风板上送入的二次风的作用下处于流化状态，部分颗粒被烟气夹带在炉膛内向上运动。在炉膛的不同高度上，较粗的固体颗粒将沿着炉膛边壁下落．形成物料的内循环，计算内循环量为6000t/h左右：较细的固体颗粒被烟气夹带进入高温绝热旋风分离器，进行气固两相分离，绝大部分颗粒被分离下来，一部分通过回料阀直接返回炉膛．另一部分通过外置式换热器再返送炉膛，形成物料的外循环，计算外循环量为2500t/h左右，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。

2、外置式换热器结构及作用

外置式换热器实际上是一个细颗粒的鼓泡流化床。4个外置式换热器对称布置于炉膛下部两侧，外置式换热器装于构架钢梁上，与回料阀的膨胀差是通过安装在连接灰道上的膨胀节来解决。外置式换热器外壳由8=8mm碳钢材料制成，顶板和布风板由8=10mm碳钢材料制成．内衬厚度为150mm的绝热材料和耐磨耐火材料。靠近炉前的2个外置式换热器为高温再热器、低温过热器外置式换热器，由3个分室组成。第1室为空室，不布置受热面；第2室布置有高温再热器，用HTR表示；第3室布置有低温过热器，用LTS表示。高温再热器、低温过热器外置式换热器主要作用是通过调整其进料锥形阀的开度来调节再热汽温。靠近炉后的2个外置式换热器为中温过热器外置式换热器，由2个分室组成。第1室为空室，不布置受热面：第2室布置有中温过热器I和中温过热器Ⅱ，分别用ITS，和ITS2表示。中温过热器外置式换热器的主要作用是通过调整其进料锥形阀的开度来调节炉膛床温。外置式换热器各室由水冷隔墙分隔而成，其内冷却水由冷渣泵提供。每个分室都布置有布风板和风箱，流化风由高压流化风机供给。外置式换热器的设置解决了随着锅炉容量的增大，锅炉受热面布置困难的矛盾，使受热面的布置更加灵活。外置式换热器入口设有锥形阀，通过调整锥形阀的开度来控制外置式换热器和回料阀循环物料的分配量．从而实现了床温和再热蒸汽温度分开调节和控制的目的，使调节更方便可靠．更有利于锅炉的低负荷稳燃，另外也避免了使用再热器喷水减温时影响整个机组热经济性的弊端。

3、外置式换热器的投运和停运

3.1外置式换热器的投运

3.1.1启动前加装床料

启动床料可用河沙或渣仓底渣。如果选用河沙做启动床料，应控制砂子中的钠、钾质量分数，以免引起床料结焦，并要求沙子最大粒径不超过0.6mm。如果选用渣仓底渣做启动床料，要求底渣粒径小于lmm．最大粒径不超过3mm。启动前通过外置式换热器门孔实现填充床料，初始床料的高度要低于受热面的顶部，约为受热面高度的80%。

3.1.2启动期间加床料

(1)启动期间回料阀填充床料是依靠物料的外循环来实现，外置式换热器是通过开启外置式换热器进料的锥形阀完成最终加床料。当循环物料量足够大时．回料阀的床料填满后，再缓慢开启锥形阀对外置式换热器填加床料。在此过程中必须保持炉膛总压降AP不能降至15kPa以下．必要时向炉膛投床料以维持炉膛总压降△只恒定不变。当外置式换热器所有风室压力不再增加，并趋于稳定在某一数值．说明已完成了启动期间外置式换热器加床料。一般情况下，此过程在发电机并网后带低负荷20MW之前完成，此时相应的床温将高于650℃。

3.1.3换热器投运

首先将所有锥形阀关闭且调至手动状态．投入所有锥形阀、分室隔墙冷却水。然后将二次风机入口调节挡板和上二次风挡板打开．以建立锅炉风烟回路自然通道。点火初期，外置式换热器内物料的温度很低，当蒸汽通过外置式换热器内受热面的时候．部分蒸汽将被冷凝，此时必须保持外置式换热器内受热面的疏水畅通。在开始任一个外置式换热器流化之前，必须强制开启高压旁路至最小阀位5%,防止外置式换热器干烧。当主蒸汽流量达到150t/h．开始进行外置式换热器的流化，且根据汽轮机冲动对汽温的要求，将相应的锥形阀置于10%～30%开度。检查各外置式换热器流化风量：入口500m3／h;空室1850m3/h;ITS室6600m3/h:LTS、HTR室7600m3/h。

在整个投运过程中．通过汽轮机高压旁路调节过热汽压、低压旁路调节再热汽压，减温水量控制过热汽温．外置式换热器锥形阀开度控制再热汽温等调节手段对汽压、汽温、床温加以控制，从而顺利实现汽轮机冲转、定速，发电机并网、带负荷。

热态启动过程中．为了得到较高的汽温，避免汽轮机负温差启动，必须投运外置式换热器．故而必须建立一个物料循环流态，且床温高于760℃．此时锅炉燃烧强度必须足够大，初始燃烧强度大于20%。

回答2：

　　因为外置式换热器将部分或全部循环灰（取决于锅炉的运行工况和蒸汽参数）载有的一部分热量传递给一组或数组受热面，同时兼有循环灰回送功能。其通常是由一个灰分配室和一个或若干个布置有浸埋受热面管束的床室组成。这些管束按灰的温度不同可以是过热器、再热器或蒸发受热面。通过调节进入外置式换热器和返料装置的循环物料流量的比例，实现对床温控制和汽温的控制。
　　　　与不带外置式换热器的循环流化床锅炉相比，外置式换热器使燃烧和传热分开，大大提高了床温、汽温调节和锅炉负荷调节的灵活性。他尤其有利于锅炉受热面的布置，特别是再热器的布置，易于循环流化床锅炉的大型化。但外置式换热器使循环流化床锅炉的结构和运行控制系统复杂化，投资增加，因此它在中小容量循环流化床锅炉中的应用并不占优势。

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