循环流化床锅炉的系统流程 一、.概述 锅炉采用单锅筒横置式，单炉膛自然循环，全悬吊结构，全钢架“∩”布置。运转层标高8.5m，炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部是汽冷旋风分离器，尾部竖井烟道布置了多组蛇形管受热面和锅炉包覆管受热面及一、二次风空气预热器。 在燃烧系统中，给煤机将煤送入落煤管进入炉膛，锅炉燃烧所需空气分别由一、二风机提供。一次风机送出的空气经一次风空气预热器预热后由左右两侧风道引入炉下左右水冷风室，通过水冷布风板上的风帽进入燃烧室。二次风机送出的风经二次风空气预热器预热后，通过分布在炉膛前后墙上的二次风咀进入炉膛，补充空气，加强扰动与混合。燃料和空气在炉膛内流化状态下掺混燃烧，并与受热面进行热交换。炉膛内的烟气（携带大量未燃尽碳颗粒）在炉膛上部进一步燃烧放热。离开炉膛并夹带大量物料的烟气经蜗壳式汽冷旋风分离器之后，绝大部分物料被分离出来，经返料器返回炉膛，实现循环燃烧。分离后的烟气经转向室、高温过热器、低温过热器、省煤器、一、二次风空气预热器由尾部烟道排出。 二、锅炉结构 1、炉膛水冷壁系统 炉膛由膜式水冷壁组成，保证了炉膛的严密性。炉膛横截面为4511×9082mm，炉顶水冷标高36152.5mm（水冷中心线标高），膜式水冷壁由Φ60×6锅炉管和6×20.5mm扁钢焊制而成，管节距为80.5mm；在炉膛的左右中心线处靠近前部水冷壁设置水冷屏，炉膛水冷壁（屏）通过水冷上集箱（包括水冷屏上集箱）由吊杆悬挂于钢架顶部的框架上。 水冷壁集箱采用Φ273×35锅炉管。 水冷壁下部焊有销钉用以固定高强度耐高温防磨耐火材料。保证该区域水冷壁安全可靠地工作。 水冷壁向下弯制构成水冷风室，水冷布风板。 水冷壁上设置测量孔、检修孔、观察孔等。 水冷壁上的最低点设置放水排污阀。膜式水冷壁外侧设置数层刚性梁，保证了整个炉膛有足够的刚性。在锅炉炉膛外侧布置止晃装置。 由4根Φ325×25、1根Φ219×20的集中下降管和28根下降支管，及32根汽水引出管组成5个回路的水冷循环系统。 5个回路分前墙1个，左右侧墙各1个，后墙1个，水冷屏1个。2、锅筒及锅筒内部设备 锅筒内径Φ1600mm，壁厚100mm，材料为欧标容器板，总长约12500mm，重约53.5吨，总重约67.0吨。 锅筒正常水位在锅筒中心线下180mm，最高、低安全水位偏离锅筒正常水位±50mm。 锅筒内部装置由旋风分离器、给水清洗装置、顶部均流孔板、连续排污管等组成。旋风分离器直径Φ290mm，共36只。 由旋风分离器出来的蒸汽穿过上部清洗孔板（由省煤器来的50%的清洁水，在清洗孔板上保持30mm厚的水层，蒸汽流经清水层其中部分盐溶入清洗水中），穿越锅筒顶部的多孔板，然后通过6根Φ133×10mm蒸汽引出管到过热器系统。 在大直径下降管进口外布置了十字挡板，改善下降管带汽及抽空现象。锅筒上除布置必须的管座外，还布置了紧急事故放水、备用管座等。 3、过热器及调温装置 过热器由屏式过热器、旋分过热器、高温过热器、低温过热器、炉顶管的组成。其蒸汽流程如下：锅筒→屏式过热器→旋分过热器→一级喷水减温器→悬吊管→低温过热器→二级喷水减温器→炉顶管→高温过热器→过热器出口集箱。 过热器系统的蒸汽经过二次左右混合与交叉，改善了在烟道宽度上由于烟气温度不均匀而引起过热蒸汽温度的偏差。采用辐射式及对流式过热器，既提高传热效果，节省金属，又改善了当锅炉工况变动时过热汽温的调节性能。减温器的两级布置，可增加蒸汽温度调节的灵敏度。 屏式过热器布置在炉膛出口处，垂直悬吊。沿炉膛宽度分6片，每片屏过有18根管子，每片间距1046.5mm，高10000mm，宽1170mm。屏采用Φ38×5合金管，管间节距65mm，光管结构。屏过上集箱中间内部有隔板相隔，下集箱连通。下部易磨损区域采用浇注料覆盖。 旋分过热器采用Φ38×4合金管。每个旋分过热器共有200根管子，Φ273×32合金管的上环形集箱和Φ219×25合金管的下环形集箱组焊为一个分离器整体，蒸汽由上环形集箱引入后经过两下两上加热后通过上环形集箱引出。 为了减小旋分过热器热应力，蒸汽流向采用了双向流动再汇合引出的措施。旋分过热器内侧布置密排销钉浇注料，销钉密度为2000件/m2。 低温过热器采用Φ42×4.5，合金管，节距110mm，共88排，逆流布置，分三组吊挂在锅炉尾部竖井内。 高温过热器采用Φ42×5，合金管，节距110mm共88排，顺流布置，分两组吊挂在锅炉尾部竖井内组成。 喷水减温器两级布置，采用文丘里式减温器。一级减温器装设在低温过热器入口前。直径为Φ273×28合金管。二级减温器装设在高温过热器入口前，直径为Φ325×36合金管。 4、省煤器 省煤器四级顺列布置。管子为Φ38×4碳钢管，共46片。平行于前墙逆流顺列布置，节距74mm。设置有省煤器进口集箱、中间集箱、出口集箱。省煤器各集箱均采用Φ219×25碳钢管。各组省煤器的重量均由通风梁支撑在锅炉钢架上。 5、空气预热器 空气预热器为管式卧式结构，管子规格为51×2.5钢管，末级材料采用考等钢管。空气与烟气成逆流布置。上面一级为二次风预热器，下面一级为一次风预热器。空气分别由二次风机和一次风机送入。 空气预热器由预热器管箱、连通罩、框架、护板、膨胀节、人孔装置、防磨装置、紧固件组成。 空气预热器设计的烟气流速和空气流速都控制在合理的范围内，提高了空气预热器的换热效率，避免了空气预热器烟气侧积灰。 设计的空气预热器膨胀节保证了管箱的自由膨胀和空气侧的密封，保证了烟道的密封，从而避免了空气向烟道的漏风。使锅炉在较低过量空气系数下运行，提高了锅炉性能。 6、分离、回料系统 本炉采用高温旋风分离器和U型返料器结构。高温旋风分离器实炉测试分离效率不小于99.5%。旋风分离器内壁采用耐磨浇注料，热膨胀系数小。由于采用蒸汽冷却旋风分离器，分离器的整个内墙结构简单严密，热惯性小。分离器和炉膛出口处炉墙采用非金属膨胀节进行密封，保证了分离器长期安全可靠运行，分离器采用汽冷结构，避免了返料结焦、堵塞。 U型返料器由布风板、风帽、风室、返料管、舌型挡板、送风管、落灰管组成，运行中通过调节返料风量来调整返料灰量。 分离、返料系统包括旋风分离器、返料器、返料风管、落灰管、落灰闸门、连通管及相应的阀门、法兰及紧固件，炉膛出口与旋风分离器连接的非金属膨胀节，返料管、二次风管、给煤管与炉膛连接的圆形不锈钢波纹膨胀节或非金属膨胀节。 7、锅炉构架 本炉构架全部为焊接连接的钢结构。材料采用碳钢。可在地震烈度为7度、地震加速度为0.15g的地区、风荷载在0.4KN/m2的地区露天布置使用。钢架散装出厂，现场安装。 锅炉立柱从锅炉层零米起，钢柱与基础采用-800mm埋入式螺栓连接。钢架计算的荷载统计，包括支吊水管、烟风道、平台扶梯的荷载。在锅炉的人孔门、检查门、看火孔、测量孔、吹灰器、应操作的阀门处都设置了运行检修平台。上下平台之间没有扶梯。平台之间净空设计合理。平台通道宽度850mm，扶梯宽度800 mm，扶梯倾角450，方便观察、操作、检修等工作。检修平台允许的最大荷载250 kgf/m2。平台和扶梯边缘都装有高度1.0米和1.2米的防护栏杆，平台采用格板式，并装高度100 mm的踢脚板。 8、炉墙与保温 炉膛部分及旋风分离器外部采用敷管轻型炉墙与外护板结构，外护板采用压型钢板。旋风分离器出口水平烟道、炉顶、尾部烟道采用磷酸盐高铝砖（PA）和两层保温材料组成的轻型炉墙。炉墙重量分别通过钢架传到基础上。 炉膛膜式水冷壁下部和旋风分离器内部浇注复合浇注料，该材料性能可以有效地阻止由于炉温变化而引起的交变热应力。炉膛和旋风分离器炉墙外护板表面温度小于50℃。尾部炉墙烟温低、结构合理，炉墙的外表面温度小于50℃。 人空门、检查门内均砌有耐火混凝土，该处外表面温度小于50℃。各种门孔都能开启自如，门把上的自锁装置，使炉门处有良好的密封性。锅炉管道保温层表面温度小于50℃。为保证炉墙安全运行，炉墙升温和降温速度应控制在每小时100～150℃之间。 9、锅炉的防磨 循环流化床流动燃烧的固体颗粒，对炉内的磨损是不可避免的。通过实炉观察试验，磨损的部位是有规律的，主要发生在炉膛燃烧室浓相区、燃烧室与水冷壁的过渡区、旋风分离器的入口处、U型反料器舌形挡板处。在这些部位采取的有效措施有。 ① 燃烧室 采用高强度耐高温复合耐火材料，该材料在工作状态下材料表面形成一层釉面，极大地提高了该材料的高温强度、耐高温性能和高温中的抗磨损、抗蚀损性能及热稳定性，因材本炉磨损严重的耐火材料的使用寿命可达三年以上。 ②过渡区 采用水冷壁向外弯制的避让机构。 ③炉膛受热面 设计合理。因为在循环床锅炉中煤是低温燃烧，飞灰并未经过溶化、凝固的过程，故飞灰不如煤粉炉中硬。此外在炉内灰粒子对膜式水冷壁的撞击角很小，灰粒相对较软，在烟速合理时，运行14000小时后膜式水冷壁未发现明显的磨损现象。 ④屏式过热器 采用膜式壁结构，其中间烟气垂直流动部分同膜式壁工况相同，不会有明显的磨损现象。对于其下部及炉膛出口处，由于烟气风向改变易引起磨损部位均覆盖防磨材料。 三、循环流化床锅炉的系统流程 1、锅炉汽水系统 来自甲醇装置82单元合格的锅炉给水，温度180℃，压力14.1MPa，到锅炉给水操作台,它包括主路、旁路和小旁路,正常生产时主要靠主路调节阀控制锅炉的汽包水位,经给水操作台后首先进入给水混合集箱，在由6根Φ89×7的管线均匀分配进入省煤器入口集箱,