4D--低床壓、低磨損、低排放、低運(yùn)行成本

我公司和清華大學(xué)合作，深入分析了常規(guī)循環(huán)流化床鍋爐面臨的問題和挑戰(zhàn)，提出了節(jié)能型超低排放循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)理論和方法，形成了低能耗循環(huán)流化床鍋爐全套設(shè)計(jì)導(dǎo)則和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。我公司技術(shù)顧問清華大學(xué)岳光溪院士組織研發(fā)的新型循環(huán)流化床鍋爐完成了流化床鍋爐運(yùn)行及排放從末端處理向源頭治理的轉(zhuǎn)變，達(dá)到了超低排放的效果。

傳統(tǒng)CFB鍋爐優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：燃料適應(yīng)性廣、環(huán)保性能優(yōu)異、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍寬。

缺點(diǎn)：可靠性上與煤粉爐相比有差距，經(jīng)濟(jì)性方面煤耗高于煤粉爐1～3個(gè)百分點(diǎn)，廠用電率高于煤粉爐2～3個(gè)百分點(diǎn),磨損嚴(yán)重。

4D節(jié)能型超低排放CFB鍋爐核心技術(shù)

1、在低床壓運(yùn)行時(shí)，要維持爐膛物料濃度和流經(jīng)分離器的循環(huán)物料量基本不變，實(shí)現(xiàn)節(jié)煤、節(jié)電、低磨損。

2、降低床料平均粒度、提高循環(huán)量、低過量空氣系數(shù)、爐膛燃燒溫度抑制NOx生成，實(shí)現(xiàn)低氮燃燒。

3、降低石灰石粒度、提高分離器效率，延長小直徑石灰石停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)高效脫硫。 

“4D”技術(shù)指標(biāo)

低床壓：將床壓設(shè)定在3.2KPa～7KPa之間運(yùn)行；低流速：循環(huán)床鍋爐下部為鼓泡床，上部為“快速床”，流速為5m/s左右，循環(huán)床鍋爐內(nèi)的流型具備多態(tài)性。

低磨損：飛灰中位粒徑降至d50=12μm ；受熱面幾乎沒有磨損；連續(xù)運(yùn)行不小于6500h；年運(yùn)行不小于8000h。

低排放：低成本干法燃燒中脫硫，低氮氧化物排放。

氮氧化物原始排放             NOx≤ 50mg/Nm3

爐內(nèi)脫硫Ca/S=1.5（Sar≤1 %）  SO2   ≤ 50mg/Nm3，達(dá)到了超低排放的效果。

低運(yùn)行成本：節(jié)電：風(fēng)機(jī)節(jié)電30%；節(jié)煤：節(jié)煤達(dá)到2～3%；不需要濕法脫硫，不需要爐內(nèi)脫硝或爐外脫硝，減少了運(yùn)行成本和“二次污染”。

性能保障

1、采用浙江大學(xué)編制的“熱力性能計(jì)算”軟件。

以定態(tài)設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，總結(jié)了國內(nèi)外數(shù)百臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐的實(shí)際運(yùn)行工況及相應(yīng)煤種的大數(shù)據(jù)，充分考慮了環(huán)境地質(zhì)條件、燃料、脫硫、鍋爐汽水參數(shù)、司爐運(yùn)行操作等因素。

2、一整套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)計(jì)導(dǎo)則

鍋爐各類性能及結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件；鍋爐整體結(jié)構(gòu)布置及受熱面安排準(zhǔn)則；主要部件基本結(jié)構(gòu)尺寸準(zhǔn)則；防磨密封膨脹技術(shù)準(zhǔn)則；爐墻設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；煙風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；燃料基配準(zhǔn)則；輔機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)選配準(zhǔn)則。 

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、爐型

15t/h～1020t/h CFB-D鍋爐產(chǎn)品系列采用高溫絕熱旋風(fēng)分離的主流爐型，采用了多項(xiàng)專利和專有技術(shù)。

2、布置

鍋爐整體布置、熱量分配和部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化，保證鍋爐在較低風(fēng)室風(fēng)壓下達(dá)到相同的傳熱需要并在流態(tài)遷移后對燃燒產(chǎn)生積極影響。

3、核心部件

鍋爐核心部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化，保證物料“品質(zhì)”和“數(shù)量”達(dá)到要求，是節(jié)能型CFB鍋爐最根本的結(jié)構(gòu)保證。

4、爐膛

按照清華大學(xué)定態(tài)理論確定的流態(tài)選取爐膛煙氣流速和爐膛出口煙氣中的物料攜帶量；爐膛頂部采用失速區(qū)防磨結(jié)構(gòu)；給煤管和二次風(fēng)管等與膜式壁采用廠內(nèi)預(yù)制式連接密封結(jié)構(gòu)；爐膛下部交界處采用系統(tǒng)性防磨措施與讓管結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式；規(guī)范爐膛內(nèi)煙氣溫度壓力測點(diǎn)的結(jié)構(gòu)及位置；爐膛出煙口結(jié)構(gòu)考慮了爐內(nèi)煙氣流場的分布并兼顧分離器入口煙道的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

5、風(fēng)帽

低阻力、不漏渣的風(fēng)帽結(jié)構(gòu)；吸取引進(jìn)型鐘罩式風(fēng)帽不漏渣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，克服易磨損、阻力大、更換困難的缺點(diǎn)；采取合理的風(fēng)帽直徑和風(fēng)帽小孔結(jié)構(gòu)型式，選取合理的風(fēng)帽阻力，風(fēng)帽磨損后只需更換風(fēng)帽頭，縮短了檢修周期，減小了檢修費(fèi)用。

6. 二次風(fēng)

優(yōu)化布置位置、布置層數(shù)、噴口結(jié)構(gòu)形式、不同區(qū)域二次風(fēng)量的配置、風(fēng)口的數(shù)量及噴口流速；根據(jù)不同燃料特性優(yōu)化選取二次風(fēng)比例。

7、分離器

分離器進(jìn)口煙道采用足夠長的加速段并優(yōu)化其高寬比；中心筒采用偏置、縮徑等一系列結(jié)構(gòu)措施；根據(jù)優(yōu)選的煙氣上升流速確定分離器圓筒截面；錐體角度尺寸與煙氣流場相協(xié)調(diào)，同時(shí)與料腿結(jié)構(gòu)相匹配。

8、返料

采用低阻力、大流率、小風(fēng)量回料裝置，優(yōu)化物料流動(dòng)模型、回料閥阻力、回料腿物料下降流速以及料腿直徑；優(yōu)化返料隔墻結(jié)構(gòu)尺寸、水平回料通道結(jié)構(gòu)尺寸；按照清華大學(xué)繪制的《回料立管負(fù)壓差移動(dòng)床流動(dòng)流譜》設(shè)計(jì)和選取返料風(fēng)系統(tǒng)及返料風(fēng)量。 

9、尾部煙道

匹配循環(huán)燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，確保在尾部受熱面不磨損不積灰的高效換熱。

10、裝配

提高鍋爐部件的廠內(nèi)裝配率，最大限度的減小現(xiàn)場安裝質(zhì)量隱患，關(guān)鍵部件采用整體出廠方式。

11、系統(tǒng)及輔機(jī)選配

優(yōu)化一二次冷熱風(fēng)系統(tǒng)、返料風(fēng)系統(tǒng)、引風(fēng)系統(tǒng)、給煤系統(tǒng)、石灰石脫硫系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)設(shè)計(jì)；規(guī)范一二次風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)、冷渣器、吹灰器、耐磨耐火材料等選型。 

系統(tǒng)介紹

超高循環(huán)效率CFB+爐內(nèi)細(xì)石灰石粉脫硫+袋式除塵為基礎(chǔ)裝備，SNCR+半干法二次脫硫作為備用，保證全工況，全煤種達(dá)標(biāo)。

結(jié)束語

我公司與清華大學(xué)合作開發(fā)出了4D低能耗型超低排放的CFB-D鍋爐產(chǎn)品，新一代產(chǎn)品突破了常規(guī)產(chǎn)品面臨的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性方面的瓶頸問題，顯示了節(jié)煤、節(jié)電、高可靠性、超低排放的突出優(yōu)點(diǎn)，代表了CFB鍋爐產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展的最新方向，顯示其更強(qiáng)大的生命力和技術(shù)優(yōu)越性，從根本上解決種種弊端，為廣大用戶帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

公司在循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)取得多項(xiàng)發(fā)明專利，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)和產(chǎn)品由工信部列入了《節(jié)能機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）推薦目錄》， 超低熱值煤矸石循環(huán)流化床鍋爐被國家發(fā)改委列入《國家重點(diǎn)節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄》。公司是哈工大、西安交大和長沙理工大學(xué)等產(chǎn)、學(xué)、研合作基地；是長沙有色冶金設(shè)計(jì)院和江西輕工業(yè)設(shè)計(jì)院工程合作單位。

2016年，通過了湖南省科技廳批準(zhǔn)，組建湖南省高效鍋爐工程技術(shù)研究中心。中心聘請中國工程院院士、清華大學(xué)教授——岳光溪為專家委員會(huì)主任，并聘請了陳漢平、趙欽新、別如山、王善武等知名專家、教授為研究中心專家委員會(huì)委員。借此平臺(tái)，整合國內(nèi)節(jié)能、環(huán)保、鍋爐、智能制造技術(shù)與人才資源，正努力打造中南地區(qū)高效鍋爐制造基地。