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循环流化床锅炉效率提升研究项目

完成单位:新疆圣雄能源股份有限公司、东方电气集团东方锅炉股份有限公司

登记编号:ZSXC-2023-SH-2-140      登记年份:2023      登记日期:2023-06-29

项目概况
1、成果简介 新疆圣雄能源股份有限公司热电厂锅炉为东方锅炉股份有限公司设计制造的亚临界自然循环、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣的循环流化床锅炉,锅炉最大连续蒸发量:1065t/h。#1锅炉自投入运行,已连续运行11年,经过多年运行,目前锅炉存在问题如下: (1)锅炉运行床温偏高设计值较多,且均匀性差; (2)锅炉排烟温度高于设计值; (3)脱硝尿素消耗量偏大; (4)下二次风口变形。 为实现锅炉的节能提效和超低排放,满足国家环保标准,对锅炉进行适当的性能提升改造,以确保机组能够长期高效安全地运行并有效解决锅炉运行存在的上述问题,圣雄热电厂与锅炉厂共同开发研究实施如下改造: (1)在锅炉水冷壁后墙新增15片扩展水冷屏,从原后墙水冷屏标高位置穿进炉膛,由炉顶穿出。将原分散下水管集箱连通,并用连接管引入每片扩展水冷屏。扩展水冷屏于炉顶穿出后接入一汇集集箱,再由连接管引入锅筒。 (2)在炉内左右侧各增加1片小高温再热器屏,高温再热器的片数由原来的6片,增加到8片,采用6片大屏,2片小屏结构。 (3)下二次风口优化改造,采用最新结构型式,提升锅炉运行可靠性。 通过上述技术改造后,解决了#1炉运行中存在的上述问题,实现了锅炉运行床温降低20℃,排烟温度降低6℃,脱硝尿素耗量降低,研发改造取得圆满成功。 2、主要创新点 通过分析影响锅炉运行床温高及排烟温度高的原因,研究改善方法。以改变锅炉原设计受热面布置方式、增加锅炉受热面数量、提高锅炉换热面积的技术方式,达到降低锅炉床温及锅炉排烟温度,提高锅炉效率的目的。 (1)增加炉内扩展水冷屏。在锅炉后墙增加15片扩展水冷屏,从原后墙水冷屏标高位置穿进炉膛,炉顶穿出,每片扩展水冷屏由多根管子组成。锅炉原设计炉膛整体烟温较高,在保证水循环安全可靠的前提下,增加炉膛内吸热面积,降低炉膛区域乃至整个主回路系统温度。 (2)增加炉内高温再热器屏。增加扩展水冷屏后炉膛温度降低,炉内屏过、屏再吸热量减少。根据运行实际情况,过热器还有一定的减温水量,即使屏过吸热减小也不会造成主蒸汽温度达不到额定温度的问题发生。而对于再热蒸汽侧,尾部烟气调节挡板前烟道挡板开度100%,后烟道挡板开度10%~11%,后烟道挡板开度已达到极小值,调节裕度非常有限,炉膛增加水冷受热面床温降低后将影响屏式再热器的出口汽温,再热蒸汽温度将低于原设计值,影响机组的经济性。为保证改造后再热蒸汽温度达到原设计值,经研究计算,再热器系统炉内需增加2片高温再热器小屏,单片屏的管子数是原设计再热屏的一半。 下二次风口优化改造。由于循环流化床锅炉炉膛内部高灰浓度的流场特性,磨损是不可避免的,锅炉原设计时,虽然已考虑了完善的防磨措施尽可能减缓磨损速率,但本项目已运行十多年,运行周期较长,二次风喷口变形严重,影响二次风分级燃烧效果,不利于NOx原始排放控制。通过下二次风口优化改造,采用最新结构型式,提升锅炉运行可靠性,并适应灵活性调峰低负荷运行工况。