長沙千秋節(jié)能科技有限公司是在原湖南省節(jié)能中心所屬的湖南長新能 源環(huán)保有限公司人員基礎上成立的一家專門從事節(jié)能、環(huán)保的集科、工、貿一體的高科技公司。公司注冊資金1000萬元，現擁有員工120余人，其中高級職稱 18人，中級職稱20人，熟練技術工人60余人。工程技術人員均來自于各大學院校、鍋爐廠、火電廠及工程生產一線，具有扎實的理論功底及豐富的鍋爐改造工 程實踐經驗。
公司技術力量雄厚，清華大學熱能工程系是公司的主要技術合作單位，并與國內外有關研究單位合作。聘請了清華大學著名的燃燒學專家、中國第一臺流化床鍋爐設計者、享受國務院特殊貢獻津貼專家曹柏林教授，聘請了全國著名節(jié)能專家、湖南省節(jié)能技術服務中心技術顧問、高級工程師、全國節(jié)能監(jiān)測管理中心高級技術顧問、中南大學兼職教授、研究生導師何相助教授為公司的高級技術顧問。 通過多年的研究實踐，開發(fā)了具有技術創(chuàng)新、自主知識產權具有國際先進水平的高、低混合流速循環(huán)流化床鍋爐專利技術（專利號：ZL02223608.2）、 復合循環(huán)流化床鍋爐專利技術（專利號ZL02223609.0）及生物質鍋爐風動聯合爐排專利技術（專利號200820069146.1），研究的復合燃 燒機專利技術（專利號ZL200610031202.8）產品與傳統的風扇磨相比，自耗電降低70%，葉片壽命提高三倍，以上四大專利技術已推廣到全國 20多省市，數百家企業(yè)。公司還開發(fā)了流化床鍋爐配套的可拆式多管分離器，組合式風帽，熱電偶保護套，耐熱、耐磨防磨瓦等配套產品。 公司現已改造不同型號不同爐型、不同噸位的鍋爐100余臺，遍布在全國22個省市。在國家經貿委節(jié)能信息傳播中心編的《工業(yè)燃燒鍋爐節(jié)能指南》一書中，推 薦擁有鏈條爐改循環(huán)流化床鍋爐的單位排列中，清華大學第一，湖南省節(jié)能中心第二?，F改造了的快裝爐（2T/H）為循環(huán)流化床鍋爐是改造鍋爐中最小的流化 床，也改造了煤粉爐（130 T/H）為循環(huán)流化床鍋爐，是目前我國的改造鍋爐中最大的循環(huán)流化床鍋爐。其中，與清華大學熱能工程系合作開發(fā)的130 T/H內置水冷分離器高低混合流速循環(huán)流化床鍋爐燃用煤矸石及洗煤泥，飛灰含碳量從改造前的30%—40%降低到2%—7%，改造的45T/H內置水冷分 離器高低混合流速循環(huán)流化床鍋爐燃用煙煤摻燒鏈條爐灰飛灰含碳量在2%—5%，燃用無煙煤的240 T/H循環(huán)流化床鍋爐改造已在設計中。 公司與長沙鍋爐廠、湘潭鍋爐廠、江西鍋爐廠、江南鍋爐廠、無錫鑫仁鍋爐有限公司等國內多家具有A級鍋爐制造資質及A級鍋爐部件制造資質的鍋爐制造廠家有長期的業(yè)務合作關系，擁有2t/h—240t/h循環(huán)流化床鍋爐的設計、制造、安裝、調試、培訓及工程總包能力。
二、國內外循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展概況
循環(huán)流化床鍋爐是在常規(guī)流化床鍋爐的基礎上加上飛灰循環(huán)燃燒而發(fā)展起來的。因此要了解什么是循環(huán)流化床鍋爐必須先了解什么是流化床鍋爐，從固體粒子流態(tài)化 過程來看，從固定床（煤粒在爐蓖上靜止不動，即層燃爐）開始，隨著風量的增加，即空筒流速（通常叫表觀流速或流化速度）的增加→細粒在煤層表面流化，是為 細粒流態(tài)化→爐蓖上開始產生氣包，是稱鼓泡流態(tài)化（即常規(guī)流化床，又名鼓泡流化床或沸騰床，此時的沸騰床有明顯的上界面）→湍流流態(tài)化（湍流流化床，此時 氣泡變細狹窄狀，波動振幅增大，上界面已不甚清晰）→快速流態(tài)化（高速流化床，此時的流化床內已無氣泡，也無上界面，顆粒聚合成絮團狀粒子束，粒子束不斷 形成與解體，形成強烈的固體返混，此時煤粒與氣流的相對速度達最大，因此大大強化了燃燒與傳熱）→氣力輸送（即煤粉燃燒，此時煤粉與氣流間的相對速度近于 零，即已無相對速度）。 經典的循環(huán)流化床鍋爐的爐內流態(tài)化工況應為高速流化床工況，故嚴格而言，循環(huán)流化床鍋爐不僅是在爐膛出口處加一個分離器收集部分飛灰返回爐膛燃燒而已，而 是其爐內流態(tài)化工況應屬于高速流化床工況，但實際存在的循環(huán)流化床其下部濃相區(qū)為鼓泡流化床或湍流床，上部稀相區(qū)為高速流化床。但國內有相當數量的流化床 鍋爐僅是在鼓泡流化床爐膛出口加一個分離器收集部分飛灰返回爐膛燃燒（即其上部稀相區(qū)未達高速流化床工況），現也稱為循環(huán)床。 循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)缺點 優(yōu)點：
①燃料適應性廣——幾乎可燃用各種優(yōu)、劣質燃料。如優(yōu)、劣質煙煤（包括高硫煤），無煙煤，泥煤，煤泥，矸石，爐渣，油焦，焦炭，生活垃圾，生物質廢料等等。
②燃燒效率高——對無煙煤可達97％，對其他煤可達98～99.5％，可與煤粉燃燒相競爭。
③環(huán)保性能好
a）爐內可直接加石灰石脫硫，成本低，脫硫效率高，當Ca/S比為1.5～2.5時，脫硫效率可達85％～90％，石灰石循環(huán)利用，其利用率比常規(guī)流化床提高近一倍。
b）分段送風，低溫燃燒，NOx排放量低(～120ppm)，即為煤粉爐排放量的1/3～1/4。
④燃燒強度高，床面積小，給煤點少，利于大型化。
⑤負荷調節(jié)范圍大（110～25％），調節(jié)速度可快，利于調峰。也可壓火。
⑥燃料僅需破碎到10mm以下，無需磨煤制粉系統。缺點： 高循環(huán)倍率流化床鍋爐的爐膛高大，初投資大；分離循環(huán)系統復雜，自身電耗大；循環(huán)灰濃度大，受熱面磨損大等。 我國在上世紀80年代初開始研究開發(fā)循環(huán)流化床燃燒技術，與西方國家不同，原我國發(fā)展循環(huán)流化床鍋爐的主要目的是解決劣質煤的應用問題。近年來，我國環(huán)保 要求日益嚴格，再加上煤價上漲，煤質變化大，大量中、小型（130t/h以下）層燃爐與煤粉爐要求進行技術改造等原因，大大地促進了循環(huán)流化床鍋爐技術的 發(fā)展。循環(huán)流化床鍋爐已成為目前工業(yè)鍋爐、中、小型熱電廠及大型電站的優(yōu)選技術之一。 上世紀80年代以來，我國循環(huán)流化床鍋爐數量和單臺容量逐漸增加，幾乎D級以上的鍋爐廠無一不在生產循環(huán)流化床鍋爐。容量從4、6、8、10、12、 15、20、25、30、35、50、65、75、90、130、220、400、410到670噸/時。據不完全統計，現有2000余臺35～670噸 /時循環(huán)流化床鍋爐在運行、安裝、制造或訂貨。平均單臺爐容量從37.40噸/時上升到106.80噸/時，蒸汽參數從低壓、次中壓、中壓、高壓到超高 壓。有關研究機關和高校正在研制、開發(fā)超臨界參數的600～800MW的循環(huán)流化床鍋爐，來滿足我國大型電站的迫切需求。 已投入運行的循環(huán)流化床鍋爐已2000余臺，其中大于410噸/時的100余臺，無論總容量或臺數均已超過了除我國大陸以外的全世界循環(huán)流化床鍋爐的總和。 但是，目前的循環(huán)流化床鍋爐派系林立，種類繁多，熱效率參差不齊，高的達到88％—90％，低的不到65％，飛灰含碳量高的40％以上，低的不到5％，穩(wěn) 定運行周期不確定，有的能連續(xù)運行3000小時以上，有的不到200小時，送風機的電耗，高的達到12kWH/噸汽，低的不足6kWH/噸汽，有的廠家新 上或改造為循環(huán)流化床鍋爐后，給企業(yè)帶到了巨大的經濟效益，有的企業(yè)新上或改造循環(huán)流化床鍋爐后帶來了災難性的損失，分析原因，主要有以下幾個方面： 1、熱效率問題 提高循環(huán)流化床鍋爐熱效率必須滿足三大基本條件：一是有足夠的有效容積，二是分離效率，三是分離返料溫度。 （1）有效容積 布風板小孔中心線至爐膛出口中心線的容積為爐膛容積，爐膛容積與煙氣在爐膛內的停留時間有一定的關系，如果1噸蒸汽爐膛容積為1m3，則對應的煙氣停留時間約為0.7s。 對于煙煤來說，850℃以上的爐膛容積為有效容積，對于無煙煤來說，930℃以上的容積為有效容積。要想提高鍋爐效率，對于煙煤來說，有效容積要大于5.5m3/噸汽以上，對于無煙煤來說，有效容積要大于6m3/噸汽以上。 各類型的循環(huán)流化床鍋爐，煙氣在爐內的停留時間不一樣，有的不到2秒，有的5秒以上，換句話說，爐內的有效容積（即燃用煙煤850℃以上的容積，燃用無煙煤930℃以上的容積）有的不足3m3/噸汽，有的高達5.5m3/噸汽以上，雖然有的容積高達5 m3/噸汽以上，但爐內溫度偏低，有效容積太小，有部分鍋爐的過熱器為屏式的，占用了大部分容積，且爐膛溫度過高，導致過熱蒸汽溫度超溫，為保證過熱器溫度，不得不犧牲爐膛有效容積。另外，由于小于0.1mm的煤粒，相當部分分離器無法捕捉下來，只有靠一次性在爐內燃燼，而爐膛有效容積太小，細灰在爐內難以燃燼，導致熱效率低，飛灰含碳量高。爐膛有效容積除設計原因外，燃用煤種也可以導致有效容積的變化，當<1mm的煤粒增多時，懸浮段溫度過高，密相區(qū)的溫度偏低，當<1mm的煤粒過少時，懸浮段溫度偏低，也導致爐膛有效容積減少。對于高速床而言，爐內溫度主要靠循環(huán)量來調節(jié)，因此，煤的顆粒變化對高速床影響較小，對低速床影響較大。 （2）分離器的位置及分離效率 高溫分離器分離下來的飛灰直接進入爐膛，易著火燃燼，但高溫分離器材質要求高，中溫分離器材質易解決，但對燃燼不利。分離器的效率也直接影響了熱效率。分 離器的效率高，但阻力大，電耗高。如何平衡考慮，也是循環(huán)流化床的一個設計問題。慣性分離器如平面流、百葉窗、槽型分離器，結構簡單阻力小，但一般來說分 離效率不到40%，離心分離器如旋風上排氣，旋風下排氣，旋風多管分離器結構復雜，阻力大，一般為800—1000Pa，但分離效率都在95%以上。 （3）飛灰燃燼 碳的燃燼必須具備三個條件：充分的氧進行反應、溫度和停留時間。雖然有了足夠的有效容積，延長了停留時間，有相應的溫度，但在飛灰燃燼過程中，由于碳粒子 周圍形成了一定的灰殼，外面的氧很難與碳粒子接觸發(fā)生反應，同樣使得難以燃燼，因此，在有效容積的范圍內，必須有氣流擾動，打破其灰殼，才能使得碳與氧發(fā) 生良好的反應，如具有旋風高溫分離的流化床，由于氣流的旋轉，切向運動切割，打破了灰殼，碳粒子能很好的與氧接觸發(fā)生反應，所以飛灰含碳量低。在有效容積 范圍內，沒有氣流擾動的，盡管有足夠的溫度與時間，飛灰含碳量也難以下降到極限。 2、負荷問題 低速床的埋管受熱量的吸熱量占了整個蒸發(fā)吸熱量的40%，所以，帶埋管的低速床只要各參數如爐膛各截面的溫度達到設計要求，負荷一般都能保證，并具有一定的超負荷能力。 對于高速床而言，由于整個蒸發(fā)受熱面，主要靠爐內輻射，它的傳熱系數一是靠爐內的溫度，二是靠飛灰的濃度，溫度高，傳熱系數大，負荷高。如果燃用低熱值的 燃料（發(fā)熱量在2000大卡/公斤以下）時，為了維持高溫，必須覆蓋一部分受熱面。這樣，雖然提高了傳熱系數，但減少受熱面，爐膛必須有相當大的空間，否 則難以達到滿負荷?，F也有人在爐膛出口增設對流管，來增加受熱面，達到滿負荷的目的，這也是一個可取的辦法。另一方面，如果煤的灰分在20%以下時，發(fā)熱 量高，但由于灰量少，循環(huán)量少，也直接影響了傳熱系數，使之負荷下降。 3、磨損問題 高速床雖然沒有嚴格的稀相區(qū)與密相區(qū)之分，但下面顆粒粗、飛灰濃度大、流化速度高、循環(huán)倍率高，磨損嚴重。低速床有明顯的稀相區(qū)與密相區(qū)之分，密相區(qū)的磨損比稀相區(qū)嚴重?？偟膩碚f，高速床磨損比低速床明顯嚴重。 高速床沒有埋管，不存在埋管磨損，但水冷壁管磨損嚴重。 低速床有埋管，但只要控制好穿過埋管的煙氣流速，并采取有效的防磨措施，就可以保證其壽命達到4年以上。 過熱器、省煤器主要靠合理選擇煙氣流速，如煙氣流速選擇適當，過熱器壽命可大于10年，省煤器壽命可大于5年。分離器在過熱器之前，過熱器磨損較輕，否 則，磨損加劇。另一方面，要特別注意煙氣偏流問題，即使煙氣流速選擇合適，但由于煙氣偏流，造成局部流速過高，也同樣會影響過熱器、省煤器的壽命。
⑦灰渣可綜合利用，減少環(huán)境污染。因其低溫燃燒，灰渣可保持活性，可制作水泥，提煉稀有金屬（硒、鍺）等。
三、改造目的
1、原鍋爐存在的問題 （1）鍋爐出力嚴重不足，鍋爐實際最大出力只有50—55T/H，只相當于一臺50T/H的循環(huán)流化床鍋爐，達不到額定負荷，影響生產。 （2）主蒸汽溫度達不到額定溫度。 （3）水冷壁管磨損嚴重，經常爆管，嚴重影響鍋爐的安全穩(wěn)定運行。 （4）過熱器磨損嚴重，壽命較短，需要經常采取噴涂防磨。 （5）省煤器磨損嚴重，壽命較短，需要經常采取噴涂防磨。 （6）飛灰含碳量較高，鍋爐熱效率較低，影響鍋爐運行的經濟性。 2、原因分析 （1）原75T/H循環(huán)流化床鍋爐××鍋爐廠上世紀九十年代設計制造的鍋爐產品，采用的是高速床、百葉窗高溫分離器加低溫旋風分離器兩級分離兩級回送的技術路線，是循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展早期的技術，現在已經屬于落后淘汰技術。 （2）百葉窗高溫分離器的分離效率較低，一般不到40%，只能對循環(huán)灰 中部分粒徑大于500μm粗顆粒進行分離，小于500μm的細顆粒只能通過布置于省煤器后的旋風分離器進行分離，這樣過熱器、省煤器就處于灰循環(huán)回路中， 灰濃度較高，過熱器省煤器磨損嚴重，如旋風分離器分離效率越高，循環(huán)倍率越大，則過熱器、省煤器磨損越嚴重。如過熱器、省煤器處煙氣流速選取不當，煙氣流 速過高，以及可能產生煙氣偏流的影響，會進一步加重過熱器的磨損。 （3）按爐膛平均溫度900℃計算，原鍋爐有效容積僅為4.8m3，即煙氣停留時間不足3.4秒，沒有足夠的燃燒時間及空間，使燃煤中分離器不能分離的顆粒在通過爐膛時不能一次性燃燒完全，造成飛灰含碳量較高，鍋爐熱效率下降，鍋爐運行經濟性較差。 （4）由于高溫百葉窗分離器分離效率較低，因此分離器系統性能主要靠布置于低溫區(qū)的旋風分離器來承擔。低溫分離返料溫度不足300℃，返回爐膛后需重新加熱到至少800℃后才能重新燃燒，使循環(huán)灰在爐膛內的有效燃燒時間縮短，大大影響了返料灰的循環(huán)燃燒效果，難于燃燒完全，造成飛灰含碳量較高。 （5）由于原鍋爐設計給水溫度為150℃，而實際運行給水溫度為104℃，造成省煤器受熱面積匹配不合適，相對較少，影響鍋爐出力。 （6）實際運行煤種與設計煤種偏離較大或粒度嚴重偏離設計粒度也會影響鍋爐運行參數偏離設計值。 3、本次改造的目的 本次改造的目的是增加鍋爐出力至75T/H，并有不低于10%的超負荷能力，改變原設計煤種為現有運行煤種，提高鍋爐熱效率，降低運行煤耗，減輕鍋爐的磨損，延長鍋爐的使用壽命，從而實現鍋爐的長期、高效、穩(wěn)定、低磨損運行，達到節(jié)能減排，科學發(fā)展的目的。
四、本次改造的技術方案
本次鍋爐改造本著長期、穩(wěn)定、高效、低磨損的原則，采用高低混合流速循環(huán)流化床鍋爐專利技術，內置高溫水冷分離器，單級分離單級返料。最大限度充分利用鍋爐原有汽包、構架，保持鍋爐原有高度、寬度、深度方向外形尺寸不變。 1、本方案技術特點 采用高低混合流速循環(huán)流化床鍋爐專利技術，專利號：02223608.2。 （1）采用高、低混合流速循環(huán)流化床燃燒方式，鍋爐的有效容積大，燃燒完全，熱效率高，磨損輕 鍋爐采用高低混合流速循環(huán)流化床結構設計，使鍋爐900℃以上的有效容積達435m3，平均噸汽有效容積達5.8 m3，煙氣停留時間達4.1s，使分離器不能分離的粒徑小于80μm的細煤粉顆粒通過爐膛一次性燃燒完全，飛灰含碳量低，熱效率高，熱效率可達90%以 上。 鍋爐上部為高流速，煙氣流速為4m/s,攜帶能力強，分離效率高；下部為低速床，煙氣流速為3.5m/s。 由于爐膛內的灰濃度隨高度增加成降低趨勢，在爐膛的下部灰濃度較大，在此處采用較低的煙氣流速，即使在沒有任何防磨措施的情況下也可以有效防止膜式壁受熱 面的磨損，爐膛上部灰濃度較低，因此選取適當高一點的煙氣流速也不會出現磨損問題。我公司已經改造投運的100余臺鍋爐長期運行實踐證明，無一臺鍋爐出現 爐膛受熱面磨損爆管事故，效果理想。 （2）采用內置水冷上排氣高溫旋風分離器，分離效率高、分離器阻力低，運行穩(wěn)定可靠A、 采用內置方形分離器結構形式，分離器、料腿與鍋爐為一個整體，鍋爐結構布置緊湊，占地面積小，可以在不提高汽包的情況下充分利用鍋爐原有構架及空間，把高 速床無法利用的爐膛與分離器之間的空間充分利用起來，提高爐膛的有效容積，使分離器不能分離的煤粉顆粒通過爐膛時一次性燃燒完全，提高鍋爐熱效率及運行的 經濟性。
B、采用水冷上排氣旋風分離器，是當今循環(huán)流化床鍋爐的先進分離器形式，屬第三代分離器技術，易于大型化，分離效率高，分離效率達到99%以上，保證除塵灰中粒徑小于80μm的細灰份額大于80%。
C、分離器采用水冷結構，分離器既是鍋爐蒸發(fā)受熱面的一部分，同時又保護分離器免受高溫煙氣燒壞，與絕熱型旋風分離器相比，使用壽命及檢修周期都大大延長，是當今最為先進的分離器。
D、分離器灰斗及料腿為全水冷形式，可將分離下來的飛灰適當冷卻，避免飛灰重燃結焦，堵塞返料管，提高鍋爐運行的穩(wěn)定性。
E、由于爐膛、分離器、料腿為一個整體且同為水冷結構，膨脹系數一致，它們之間的連接不需要設置高溫膨脹節(jié)，沒有絕熱分離器膨脹節(jié)損壞泄露的問題。
F、分離器阻力低、分離效率高
通過對分離器結構的優(yōu)化設計，分離器阻力較傳統高溫旋風分離器大為降低但分離效率不降低，熱態(tài)運行阻力約為400Pa—700Pa，傳統高溫旋風分離器典型熱態(tài)運行阻力為980Pa—1960Pa，系統阻力降低減少了引風機運行電耗，提高了鍋爐運行的經濟性。 （3）分離器置于過熱器、省煤器前，分離、返料溫度高，過熱器、省煤器不在灰循環(huán)回路中，磨損大為減輕 采用水冷高溫旋風分離器，分離器置于過熱器、省煤器前，分離溫度高達950℃，返料溫度高達850—950℃，物料返回爐膛后重燃條件好，有利于飛灰的燃 盡。同時由于對煙氣中的飛灰進行了分離，使進入過熱器、省煤器的煙氣含塵濃度大為降低，飛灰粒徑細化，大大減輕了過熱器、省煤器的磨損，過熱器、省煤器無 需噴涂防磨。 （4）采用帶橫埋管、爐膛全膜式壁懸吊結構布置方式，負荷穩(wěn)定 由于埋管受熱面的吸熱量占整個蒸發(fā)吸熱量的40%，負荷一般都能保證，并有一定的超負荷能力。埋管屬于沉浸受熱面，受到高濃度高溫床料的激烈沖刷，集對流 傳熱和輻射傳熱于一體，傳熱系數高達爐膛水冷受熱面的2—3倍，且爐膛容積較大，爐膛蒸發(fā)受熱面有富余，因此在爐膛稀相區(qū)下部敷設部分衛(wèi)燃帶來調整爐膛出 口溫度。同時，爐膛稀相區(qū)下部灰濃度較高內循環(huán)強烈，衛(wèi)燃帶還可防止高濃度灰對膜式壁受熱面產生磨損。當運行煤種或入爐煤粒度出現出現較大變化時，可以通 過調整衛(wèi)燃帶的面積方便的調整爐膛出口溫度。 （5）采用自平衡型U型閥返料器 U型閥返料器具有自我調整，自我平衡能力，當入爐煤煤種、粒度產生變化或變負荷時，U型閥返料器能自動平衡返料量的變化，無需人為調整，返料順暢，穩(wěn)定可靠，是當今循環(huán)流化床鍋爐應用最廣泛的返料器。 （6）采用自流式風力給煤裝置 本給煤裝置經過長期運行，運行良好，在水分合適的情況下不堵塞。給料口有兩股不同方向的播料風口。一股水平，另一股向上15°角?？筛鶕剂狭６取⑺值牟煌{節(jié)二股風的風量，使燃料均勻播撒入床，并可對燃燒份額及過熱汽溫作少量調節(jié)，有效改善給料口附近氧情況。 2、提高熱效率的措施 提高鍋爐熱效率的途徑有三：一是提高鍋爐的有效容積，二是提高分離器的分離效率，三是提高分離返料溫度。 （1）提高鍋爐有效容積 將鍋爐后墻后移，采用高低混合流速結構，增大了爐膛的容積，爐內受熱面通過衛(wèi)燃帶調節(jié)，使各部位的溫差控制在50度以內，整個爐膛溫度都在900℃以上，整個容積都是有效容積，總有效容積可以達到435m3，噸氣有效容積5.8m3，按900℃計算，煙氣停留時間提高到4.1s，使分離器不能分離的粒徑小于80μm煤粉顆粒通過爐膛時一次性燃燒完全，有效降低了飛灰的含碳量。 （2）提高分離器的分離效率和分離返料溫度 通過對分離器設計進行優(yōu)化設計，分離器阻力降為400Pa—700Pa，分離效率高達99%以上，分離溫度高達950℃以上。旋轉煙氣的擾動打破了灰包碳 結構，煙氣與循環(huán)灰強烈的混合使分離內燃燒在較低氧濃度的情況下也十分強烈，促進飛灰的燃盡，降低飛灰的含碳量。又是高溫返料，返料溫度高達850— 950℃，有利于飛灰燃燼。循環(huán)倍率為5-7，熱效率高達90%以上，飛灰含碳量可降至5%以下。 3、提高負荷的措施 本方案采用高低混合流速循環(huán)流化床專利技術，下部布置有埋管，埋管的吸熱量是整個蒸發(fā)吸熱量的40%以上，所以在燃用低熱值燃料時，也可使鍋爐的出力能夠 達到滿負荷，并有一定的超負荷能力。在入爐煤低位發(fā)熱量比設計煤種低位發(fā)熱量下降500Kcal/kg，上浮1500Kcal/kg的范圍內，都可以保證 鍋爐負荷在75T/H經濟穩(wěn)定運行,各參數符合運行要求，并保證有10%以上的超負荷能力。 4、防磨措施 （1）埋管 埋管最低點位置選擇合理為450mm，穿過埋管的煙氣流速低，不超過5.5m/s，加之埋管采用不銹鋼防磨鰭片，使用壽命長，燃用4000Kcal/kg的煙煤，埋管壽命可達4年以上。 （2）爐膛、分離器 爐膛密相區(qū)、分離器入口、分離器內壁、料腿、返料器、分離器出口均采用鋼玉耐磨澆注料或可塑料，爐膛稀相區(qū)衛(wèi)燃帶采用高強耐磨防磨澆注料。傳統循環(huán)流化床 鍋爐的分離器是磨損最為嚴重的部位，短的不到一個月便無法運行，采用本方案設計的鍋爐在運行半年及一年后停爐檢查，剛玉耐磨澆注料、可塑料完好無損，施工 時模板間的澆注料漏漿印記仍在，未發(fā)現有磨損的跡象。 （3）過熱器、省煤器 由于過熱器、省煤器前布置高溫分離器，過熱器、省煤器入口煙氣濃度大為降低且粒徑細化，這樣大大減少了煙氣中飛灰顆粒對過熱器、省煤器的沖刷、磨損。并且 過熱器、省煤器迎風面及彎頭均焊有防磨片或防磨瓦，這樣過熱器、省煤器壽命就大大延長，過熱器壽命可大于10年、省煤器壽命可大于5年。采用本方案設計的 鍋爐在運行半年及一年后停爐檢查，受熱面及防磨瓦完好，未發(fā)現有磨損的跡象。過熱器、省煤器等受熱面根本不需要噴涂防磨。 （4）空氣預熱器 空氣預熱器進口裝有防磨套管，防磨套管磨損后只需更換防磨套管即可。 五、改造后鍋爐技術性能參數 1、蒸發(fā)量：75t/h 2、蒸汽壓力：3.82Mpa 3、蒸汽溫度：450℃ 4、給水溫度：105℃ 5、排煙溫度：≤150℃ 6、負荷調節(jié)范圍：50～110% 7、設計熱效率: 92%，保證熱效率≥90% 8、灰渣中的可燃物：≤1.5% 9、飛灰中的可燃物：≤5%10、設計煤種：Ⅱ類煙煤【低位發(fā)熱量18090kJ/kg
（4321Kcal/kg）】
可燃用煤種：煙煤（低位發(fā)熱量3800—5800Kcal/kg） 11、煙氣林格曼黑度：＜1級 12、鍋爐排煙原始含塵濃度：≤15g/Nm3
六、改造內容、范圍
1、改造內容： a、鍋爐的高度不變、寬度、深度、尾部豎井尺寸不變，汽包位置不變。 b、廠房、主體基礎不變，鋼架、樓梯平臺適當改造。 c、取消一組空氣預熱器，省煤器位置下移，增加一組省煤器受熱面，將高溫過熱器移至豎井煙道。 d、爐膛膜式壁受熱面全部更新，爐膛后墻膜式壁彎曲構成高低混合流速，即爐膛下部截面積大，上部截面積小。后部為內置水冷旋風上排氣分離器，后部上方布布置2個用耐溫耐磨材料做成的出煙管，煙氣經出煙管后，經過水平的煙道進入豎井煙道。 e、爐膛、分離器采用全膜式壁管上爐墻結構，保溫層外層采用彩鋼板或鍍鋅鐵皮；尾部豎井煙道采用輕型爐墻結構，保溫層外焊有金屬護板，密封性能好。 f、布置橫埋管，采用360°全防磨結構，迎風面采用耐熱不銹鋼防磨鰭片，背風面采用碳鋼防磨鰭片。 g、采用爐前三點給煤系統，原有兩臺皮帶給煤機利舊改造，新增一臺皮帶給煤機，改造原有鋼制煤倉。 h、更換鼓風機、引風機利舊，煙道作適當調整。 i、更新等壓風箱、布風板、風帽、分離回送系統，風道更新。 j、爐前給煤，爐前點火，木炭床上點火，可預留床上油點火系統。 k、布風板標高不變，新增爐前點火平臺。 l、電器儀表系統利舊改造。 m、爐膛膜式壁、過熱器、省煤器、空氣預熱器全部更新，閥門部分更新。減溫器利舊改造，下降管改造更新，排污系統改造更新，給水系統。 n、根據用戶需求也可選裝床下油點火系統和滾筒式冷渣機。
2、結構設計 （1）鍋爐外形尺寸 鍋爐鋼架高度為29600mm，鋼架中心線寬度6800 mm，鋼架中心線深度14515 mm，保持與原鍋爐相同，鍋爐外形尺寸保持與原鍋爐相同。 （2）汽包高度 汽包高度為27230 mm，在原鍋爐位置不動。 （3）流化床燃燒系統 A、本鍋爐流化床燃燒系統設計采用低速流化態(tài)燃燒系統，熱態(tài)流化速度在4.2m/s左右，略低于高速床流化速度，但高于傳統低速床。 B、布風板采用δ=20mmQ235-A鋼板制造，布風板寬度方向為4928 mm，布置節(jié)距77mm風帽64排，深度方向為3696，布置節(jié)距77mm風帽48排，布風板有效面積為18.2m2，風帽共3048個。 C、鍋爐總送風量為76197Nm3/h,其中一次風份額為80%，即60958 Nm3/h送入流化床燃燒系統，二次風份額為20%，通過二次風系統從流化床燃燒系統稀相區(qū)與密相區(qū)的交界處送入爐膛。本鍋爐不設計二次風專用風機，二次風從一次風熱風道接出。 D、前墻給煤，共設三個給煤口，沿前墻均勻分布。 E、共設六個Φ133排渣口，靠爐前方向三個，為事故放渣口，靠爐后方向三個，為正常排渣口。爐前給煤，爐后方向排渣，密相區(qū)粗顆粒在爐內停留時間長，有利于充分燃燒，降低爐渣含碳量。 F、流化床四周靠墻部位及排渣口周圍布置八孔風帽，其余位置布置六孔風帽。 G、流化床燃燒系統為懸吊結構布置，布風板懸吊于四周膜式壁上，熱態(tài)運行時與爐膛膜式壁受熱面一同向下膨脹。 （4）埋管受熱面 A、埋管采用順列布置，沿高度方向共四層。 B、埋管最下面一層采用Φ51×7厚壁管，上面三層采用Φ51×5厚壁管，材質為20GB3087。 C、合理選擇穿過埋管的煙氣流速不超過5.5m/s，同時在埋管的迎風面焊接四片耐熱不銹鋼防磨鰭片，在埋管背風面焊接四片碳鋼防磨鰭片進行防磨，可保證埋管整體使用壽命不小于四年。 （5）爐膛受熱面布置 A、爐膛設計為全膜式壁結構，漏風系數小，密封性能好。 B、埋管上集箱就是爐膛前墻下集箱，爐膛前墻垂直向上接前墻上集箱，懸吊于鍋爐頂部鋼架上。爐膛前墻位置保持與原鍋爐爐膛前墻位置相同。 C、爐膛側墻垂直向上接側墻上集箱，懸吊于鍋爐頂部鋼架上。爐膛側墻寬度保持與原鍋爐爐膛寬度相同為7270 mm。 D、爐膛后墻懸吊于鍋爐頂部鋼架上，向下延伸并向爐后方向彎曲，構成高低混合流速燃燒系統，即下部為低流速，上部為高速。E、爐膛后墻也是水冷分離器的前墻，爐膛與水冷分離器緊密結合在一起。
（6）水冷分離器系統、返料系統
A、共設置兩個直徑Φ2635的水冷高溫分離器。 B、水冷分離器內壁密焊銷釘，敷設一薄層剛玉質耐磨澆注料進行防磨。剛 玉澆注料敷設層較薄，又受到分離器受熱面的冷卻，工作溫度低、強度高、抗熱震能力強。與采用同樣材質的絕熱型分離器相比，鍋爐起停速度可提高一倍以上，使 用壽命延長2—3倍以上，設計整體使用壽命不低于10年。 C、分離器及料腿均為水冷結構，煙氣及循環(huán)物料在其中會有適當的降溫，返料溫度在850℃—950℃之間，不會造成返料結焦事故。 D、分離器前墻（爐膛后墻）、分離器側墻、分離器中隔墻、均通過其上集箱懸吊于鍋爐頂部鋼架上，分離器后墻通過彈簧吊架懸吊于尾部鋼架上。 E、與爐膛受熱面緊密結合在一起，同為水冷結構，膨脹方向及膨脹系數一致，因此不設置高溫膨脹節(jié)，避免了高溫膨脹節(jié)的損壞泄露事故。 F、分離器內部結構采用特殊結構優(yōu)化設計，運行阻力不大于700Pa，分離效率達到99%以上，分離性能不低于傳統圓形分離器，保證分離器出口飛灰粒徑小于80μm的份額不小于80%，與煤粉爐相當，但灰量小于煤粉爐，減輕尾部受熱面的磨損。 G、返料系統采用U型閥返料器，布置在分離器料腿下部，是自平衡型返料器，當循環(huán)物料量出現變化時，能自動調整適應返料量的變化，不需人為調節(jié)。 H、返料器風室分為返料風室和松動風室，可獨立各自調節(jié)至合適開度。返料風取自鍋爐一次風系統，不設返料專用風機，故障點少。 I、返料器結構經優(yōu)化設計，返料順暢，返料阻力小，動力消耗低。 （7）過熱器 A、過熱器布置于水冷高溫分離器之后，采用懸吊結構布置于尾部煙道的上部。 B、過熱器低溫段采用20GB3087Φ38×3.5鋼管制造，高溫段采用12Cr1MoVGB5310Φ42×3鋼管制造。 C、高溫過熱器煙氣流速選擇在8m/s左右，低溫過熱器煙氣流速選擇在10m/s左右。因分離器分離效率高，尾部飛灰粒徑細化，流速過低極易出現積灰問題，所以采用適當高一點的流速，既不會出現過熱器的磨損問題，也不會出現煙氣流速過低帶來過熱器積灰問題。 D、過熱器進口前三排管子，出口前兩排管子、彎頭、懸吊掉管采用耐熱不銹鋼防磨瓦防磨，防磨瓦采用抱箍結構，與管子不滿焊，防止膨脹系數不一致拉裂管子，僅點焊一點定位防翻轉。 E、減溫器采用噴水減溫器，布置于鍋爐后部高溫過熱器與低溫過熱器之間，采用鍋爐給水（一級除鹽水）作為減溫水。 F、過熱器使用壽命不低于十年。 （8）省煤器 A、省煤器布置于過熱器之后尾部煙道中，采用支撐結構布置于省煤器支撐鋼梁上，重量傳遞到尾部鋼架上。支撐鋼梁采用自然冷卻通風梁，并用耐火澆注料層保護。B、省煤器采用20GB3087Φ32×4制造。
C、省煤器進口前三排管子，出口前兩排管子、彎頭管采用16Mn防磨瓦防磨，防磨瓦采用抱箍結構，與管子不滿焊，防止膨脹系數不一致拉裂管子，僅點焊一點定位防翻轉。
D、高溫省煤器煙氣流速選擇在7.5m/s左右，低溫省煤器煙氣流速選擇在7m/s左右。因分離器分離效率高，尾部飛灰粒徑細化，流速過低極易出現積灰問題，所以采用適當高一點的流速，既不會出現省煤器的磨損問題，也不會出現煙氣流速過低帶來省煤器積灰問題。 （9）空氣預熱器 A、空氣預熱器采用20#Φ40×1.5焊接鋼管制造。 B、空氣預熱器入口設200mm長防磨套管，可有效防止空氣預熱器的磨損。防磨套管磨損后只需更換防磨套管即可。C、空氣預熱器煙氣側流速采用10—11m/s。
3、改為高低混合流速循環(huán)流化床鍋爐的工作范圍
汽水系統自給水操作平臺一次閥門開始至排污母管截止； 煙風系統自鼓風機開始至空氣預熱器出口煙道3m內截止（含引
風機）；
給煤系統自給煤機前鋼制煤斗開始至爐膛給煤口截止。
| 序號 | 名稱 | 規(guī)格型號 | 材質 | 改造方式 | 備注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 一、 | 鍋爐本體 | ||||
| （一） | 鍋筒及內部裝置 、閥門、儀表 | 利舊 | |||
| （二） | 排汽閥、主蒸汽管道系統 | 利舊改造 | |||
| （三） | 原鋼架樓梯架 | 利舊改造 | |||
| （四） | 爐膛水冷壁 | 20GB3087 | 更新 | ||
| 下降管 | 20GB3087 | 改造更新 | |||
| 埋管 | Φ51×5、Φ51×7 | 20GB3087 | 更新 | ||
| （五） | 低溫過熱器 | Φ38×3.5 | 20GB3087 | 更新 | |
| 高溫過熱器 | Φ42×3 | 12Cr1MoV | 更新 | ||
| 減溫器 | 混合式減溫器 | 利舊改造 | |||
| （六） | 省煤器 | Φ32×4 | 20GB3087 | 更新 | |
| （七） | 空預器 | Φ50×1.5 | 20# | 更新 | |
| （八） | 排污系統（含閥門） | 改造更新 | |||
| （九） | 給水系統（含閥門） | 利舊改造 | |||
| 二 | 基礎爐墻 | ||||
| （一） | 基礎 | 利舊 | |||
| （二） | 爐墻 | ||||
| 1 | 爐膛爐墻 | 管上爐墻 | 更新 | ||
| 密相區(qū) | 剛玉耐磨澆注料 | ||||
| 稀相區(qū) | 高強耐磨澆注料 | ||||
| 2 | 分離器、返料器 | 剛玉耐磨澆注料、 剛玉耐磨可塑料 |
更新 | ||
| 3 | 尾部豎井爐墻 | 重型爐墻 | 更新 | ||
| 4 | 爐頂 | 高鋁質耐火澆注料 | 更新 | ||
| （三） | 鍋爐、本體管道保溫 | 巖棉主材，保護層為彩鋼板或鍍鋅板 | 更新 | ||
| 三 | 輔機、電氣、儀表 | ||||
| （一） | 鼓風機及電機 | 更新 | |||
| 執(zhí)行器 | 利舊 | ||||
| （二） | 引風機及電機 | 利舊 | |||
| 執(zhí)行器 | 利舊 | ||||
| （三） | 儀表、電器 | 利舊改造 | |||
| （四） | 高溫水冷旋風分離器及回送系統 | 更新 | |||
| （五） | 布風板3塊 | 更新 | |||
| （六） | 風帽 | RQTSi-5.5 | 更新 | ||
| （七） | 等壓風箱 | 更新 | |||
| （八） | 風道 | 鋼板δ=5mm | Q235-A | 更新 | |
| （九） | 煙道 | 鋼板δ=5mm | Q235-A | 利舊改造 | |
| （十） | 給煤機3臺 | 新增1臺 | |||
| 原煤斗 | 利舊改造 | ||||
| 水泥斗 | 利舊 | ||||
| 鋼煤斗 | 鋼板δ=5 | Q235 | 利舊改造 | ||
| （十一） | 破碎篩分系統 | 利舊 |
| 序號 | 項 目 | 天 數 | 備注 |
| 1 | 設計 | 25 | |
| 2 | 材料準備 | 30 | 與項目1存在交叉 |
| 3 | 拆爐 | 20 | 與項目1存在交叉 |
| 4 | 安裝 | 55 | |
| 5 | 筑爐 | 35 | |
| 6 | 保溫 | 15 | 與項目7存在交叉施工 |
| 7 | 烘爐、煮爐 | 15 | |
| 8 | 點火調試 | 10 | |
| 合計 | 205 |
八、方案圖
