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    安徽寧國電廠75 t/h循環(huán)流化床鍋爐為杭州鍋爐集團(tuán)股份有限公司20世紀(jì)90年代初期利用中科院技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)品，燃用熱值為19818k.V kg的混煤，于1998年投運(yùn)，后由于其他原因停運(yùn)近4年，電廠鍋爐為中溫中壓、自然循環(huán)、面式減溫、兩級分離的循環(huán)流化床鍋爐，第一級為初級分離，位于爐膛出口，第二級為旋風(fēng)分離，位于省煤器出口。
    寧國電廠經(jīng)濟(jì)效益差，屬于國家政策必須關(guān)停的小火電。武漢某公司于2007年底收購了該電廠，將鍋爐的混煤燃料改為生物質(zhì)燃料。利用農(nóng)作物秸稈發(fā)電，化廢為寶，符合國家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。該電廠年燃用農(nóng)作物秸稈約10萬t，年節(jié)約標(biāo)煤約3.5萬t，節(jié)省了一次能源；由于生物質(zhì)是一種清潔燃料，含硫量低且灰渣量很少，則相應(yīng)減少約3.5萬t標(biāo)煤排放的S02量和灰渣量，改善了生態(tài)環(huán)境；同時(shí)，每噸秸稈按200元計(jì)，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來約2000萬元的收入，有利于改善農(nóng)民生活。具有較好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能效益和環(huán)保效益。
1、改造思路
    循環(huán)流化床燃燒方式具有燃料適應(yīng)性廣、S02和NO：排放低等特點(diǎn)，尤其在燃燒劣質(zhì)燃料方面具有明顯的優(yōu)勢。農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)燃料具有熱值低、揮發(fā)灰份較高易著火燃燒、堆積密度小(約為煤的1/10)、灰熔點(diǎn)較低、灰中堿金屬含量高易在換熱器表面形成積灰和腐蝕等特點(diǎn)，通過西安熱工研究院的試燒實(shí)驗(yàn)證明，利用循環(huán)流化床鍋爐燃燒生物質(zhì)燃料發(fā)電在技術(shù)上是完全可行的。
  1)生物質(zhì)的熱值低、密度小，試燒實(shí)驗(yàn)表明，純燒生物質(zhì)難以建立穩(wěn)定的物料外循環(huán)和穩(wěn)定的密相燃燒區(qū)，處于鼓泡流化床或懸浮燃燒狀態(tài)。因此，本次改造方案采用鼓泡流化床鍋爐。
    2)由于生物質(zhì)密度較小、流動(dòng)性差，給料口處于爐膛正壓區(qū)，如果只靠重力進(jìn)行給料，容易在下料管中發(fā)生卡塞。為了保證給料順暢，給料口口徑選取較大，位于爐膛密相區(qū)之上以使背壓較低，并且采用了遠(yuǎn)大于給煤所需風(fēng)量的高壓一次風(fēng)作為播料風(fēng)。
    3)生物質(zhì)密度較小，即使在較小的流化速度下，進(jìn)入爐膛后也會(huì)迅速地向上揚(yáng)析，導(dǎo)致爐膛密相區(qū)的燃燒份額很小，溫度較低；生物質(zhì)極易著火，進(jìn)入爐膛后在高溫的作用下迅速燃燒，同時(shí)較多的播料風(fēng)隨燃料給入，在給料口上方區(qū)域發(fā)生劇烈燃燒而出現(xiàn)高溫區(qū)。因此，選取了較低的流化風(fēng)速、較高的二次風(fēng)口位置和數(shù)量以及合理的爐內(nèi)受熱面布置，保持爐膛內(nèi)溫度的均勻性。
    4)金屬壁溫在600—650C時(shí)，灰中堿金屬較易對金屬表面形成腐蝕，控制腐蝕的最佳方法是控制受熱面中的工質(zhì)溫度。因此，改造后的鍋爐出口過熱蒸汽參數(shù)仍然是中溫、中壓。
    5)采用燃煤電廠的灰渣作為床料或在床料中添加高嶺土等可有效降低床料中的積團(tuán)現(xiàn)象和生質(zhì)燃料灰在鍋爐尾部受熱面的積灰及腐蝕。
  6)由于生物質(zhì)燃料的堆放密度僅為煤的1/10，通過試燒實(shí)驗(yàn)表明，在保證充分流化的情況下，流化速度最好不要超過4m/s。既保證了床料的充分流化，又使燃料在爐膛內(nèi)有較長的停留時(shí)間以確保燃燒充分。
  7)為了布風(fēng)均勻和保證床料的充分流化，鍋爐采用了水冷布風(fēng)板和鐘罩式風(fēng)帽。
    8)為了加快啟動(dòng)和節(jié)省點(diǎn)火啟動(dòng)用油，鍋爐采用了經(jīng)濟(jì)和效率高的床下風(fēng)道點(diǎn)火燃燒器。
    9)原水冷壁下部為鋼板式的絕熱設(shè)計(jì)，燃用生物質(zhì)易造成密相區(qū)結(jié)焦。故鍋爐下部改為膜式水冷壁設(shè)計(jì)。
    10)由于鍋爐爐膛內(nèi)的物料濃度較常規(guī)的燃煤循環(huán)流化床小，燃料灰易對受熱面造成沾污，對受熱面的傳熱效果產(chǎn)生影響。在保證汽輪發(fā)電機(jī)能夠滿發(fā)的情況下，改造后鍋爐的額定負(fù)荷為60t/h，以使得鍋爐尾部受熱面有足夠的余量。
2、主要改造內(nèi)容
    本次改造的思路是采用鼓泡床燃燒的方式，改造內(nèi)容包括爐膛，下降管，頂部連接管，省煤器，點(diǎn)火燃燒器及點(diǎn)火系統(tǒng)，給料裝置，一、二次風(fēng)裝置以及與這些改動(dòng)有關(guān)的部件，拆除原低溫分離裝置。
2.1爐膛
    將原水冷壁前墻及兩側(cè)墻從標(biāo)高9. 7m向下開始更換，后墻從原后墻下集箱向下開始更換。將水冷壁四面墻往下拉伸形成密相區(qū)。其中后墻的67根管子分成兩部分，34根管子前伸形成水冷布風(fēng)板和爐底，33根管子下伸形成水冷風(fēng)室的后墻，與側(cè)墻一起組成水冷風(fēng)室。布風(fēng)板上設(shè)有兩個(gè)水冷排渣口，風(fēng)室底部設(shè)有一個(gè)清灰口。
    在爐膛內(nèi)增加兩片水冷屏，從原水冷壁前墻中部進(jìn)入，爐頂引出。穿墻管處重新設(shè)計(jì)讓管，并采取可靠的防磨措施。
2.2下降管及頂部連接管
    因?yàn)樗�冷壁下集箱的下移，下降管相�?yīng)向下延伸。中間兩根集中下降管從標(biāo)高9.1m處割開分配集箱，插入一段新制作的彎管后，將分配集箱重新接上。左側(cè)集中下降管從標(biāo)高13.7m處割斷，接上新設(shè)計(jì)的分配集箱，通過分散管為兩片水冷屏供水。右側(cè)集中下降管在爐前垂直段的合適位置處割去1.2m長的直段后重新接上；割去原爐后的分配集箱，用新設(shè)計(jì)的大直徑管子從爐右側(cè)連至水冷風(fēng)室下集箱。
    將原水冷壁前墻及兩側(cè)墻的上集箱至鍋筒間的連接管各去除一根，設(shè)計(jì)為水冷屏的引出管，殘留的管接頭用管帽封住。
2.3點(diǎn)火燃燒器及給料裝置
    本次改造采用床下點(diǎn)火的方式，點(diǎn)火燃燒器置于爐膛的兩側(cè)墻，油槍槍前油壓為1. 96MPa，單支油槍出力480kg/h。
    爐前布置了3臺(tái)給料槽，給料槽固定于水冷壁上，隨水冷壁一起向下膨脹，每臺(tái)給料槽上留有3個(gè)送料風(fēng)接口。
2.4一二次風(fēng)裝置
    一次風(fēng)接口位于水冷風(fēng)室的后墻，由兩側(cè)墻水冷壁和水冷風(fēng)室的上下集箱圍繞而成。
    二次風(fēng)單層布置于爐膛的兩側(cè)墻，風(fēng)口標(biāo)高為7m，二次風(fēng)總管的標(biāo)高為9m，規(guī)格為中600×3。
3鍋爐改造成果
    改造后的鍋爐于2008年4月開始調(diào)試并投入試運(yùn)行，同年6月2日電廠成功實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)發(fā)電。鍋妒運(yùn)行一年期間，電廠其他系統(tǒng)、主機(jī)和輔助設(shè)備不斷完善，鍋爐經(jīng)過了少量地適應(yīng)性改造，目前性能特點(diǎn)表現(xiàn)如下：
    1)鍋爐燃料適應(yīng)性廣。鍋爐可燃用當(dāng)?shù)厥占�的各種生物質(zhì)燃料，包括稻殼、鋸末、木材、竹材加工廢棄物及核桃殼等。由于電廠的料場面積小，燃料庫存時(shí)間短，入爐燃料含水量高，但鍋爐仍然可以正常燃燒。
    2)鍋爐蒸汽品質(zhì)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
    3)鍋爐負(fù)荷足，滿足電廠汽輪機(jī)滿發(fā)要求，可達(dá)到設(shè)計(jì)能力。
    4)鍋爐效率高，經(jīng)濟(jì)性好。鍋爐飛灰含碳量少，在燃燒40%一50%含水量的燃料下，鍋爐效率可達(dá)到80%，當(dāng)燃料干燥后，鍋爐效率可以大幅度提高。
    5)當(dāng)燃料類別及水分變化大時(shí)，爐膛壓力波動(dòng)大，改善燃料后，爐膛壓力波動(dòng)小。
    6)爐膛及灰料系統(tǒng)灰的軟結(jié)團(tuán)現(xiàn)象比燃煤鍋爐強(qiáng)，控制好風(fēng)量和風(fēng)壓可減輕這一現(xiàn)象，保證鍋爐長期運(yùn)行。
    7)由于本鍋爐蒸汽額定溫度低，未發(fā)現(xiàn)明顯的高溫腐蝕現(xiàn)象。改造后的鍋爐滿足了用戶單位要求，贏得了用戶單位的高度評價(jià)。
    本鍋爐改造工程通過了湖北省科技廳組織的專家評審，獲得了與會(huì)專家的肯定。
該電廠鍋爐的改造成功，為我國小煤電的改造提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
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