太锅75t/h低碳智能循环流化床锅炉-技术特色简介（六）

1.太原锅炉集团有限公司——持续世界领先的循环流化床锅炉技术

太锅锅炉特点：分离效率高、物料粒度细、水冷壁磨损轻

1、受热面磨损及其危害

常规燃煤锅炉的炉膛磨损是客观存在现象，含有大量循环物料和未燃尽碳粒的烟气流经炉膛稀相区受热面时，会造成炉膛受热面的磨损。磨损会使管壁逐渐减薄，甚至导致泄漏；水冷壁磨损问题的解决效果，会直接影响锅炉的运行周期。

2、影响磨损的因素

受热面的磨损情况可以用以下公式来表示：T=CV³dfh²

公式中，T为受热面磨损量，C为与时间有关的系数，V为烟气流速，dfh为飞灰平均粒径。

⑴.烟气速度：炉膛管子金属表面的磨损与烟气流速的三次方成正比；

⑵.飞灰撞击率：飞灰粒度越大、硬度越大、烟气流速越高、飞灰撞击率越大；

⑶.灰粒特性：灰粒越粗、越硬、磨损越严重，磨损量与飞灰粒径的二次方成正比。

因此，减小飞灰速度与粒径(飞灰动量)是减轻磨损的两大重要手段。

3、太锅水冷壁主动防磨设计理论

太锅与清华大学多年来密切合作，分析、总结常规循环流化床锅炉面临的磨损等其他问题，在总结了第一代CFB锅炉“定态设计”理论的基础上提出了完整的超低排放、节能型CFB锅炉的理论模型。理论上根本解决了锅炉磨损问题，利用“流态再构理论”，循环灰的粒径变细(d50＜10μm)，而通常循环流化床锅炉的d50=50μm！“流态再构理论”改变了炉膛内的物料浓度，提高了细物料的份额，提高了床质量！

控制烟气设计流速及提高分离器分离效率，从根本上减轻锅炉磨损，即主动防磨技术。

⑴.合理的烟气流速——设计时控制炉膛上升烟气速度不大于5m/s，同时管子使用厚壁管φ51×5。尽可能减轻炉膛磨损

⑵.分离器的超高分离效率——分离器中心筒加长、加速段加长、进一步提升分离器效率的高效分离器对循环物料进行再构，循环物料粒径更细(d50＜10μm、d99＜80μm)，对膜式壁管子产生的磨损也更轻。

a.分离器结构的模型建立及流程模拟

为提高旋风分离器的分离效率，太锅利用软件对影响旋风分离器各个参数进行计算，并对多个影响因素（如烟气流速、分离器尺寸、中心筒设计等）进行综合分析、比对，并对各个参数进行优化组合，最终选取合适的优化参数，保证旋风分离器的高效分离效率。

b. 太锅--清华大学、美国巴威 3.3MW循环流化床试验台实际运行验证

太锅—清华团队对理论计算结果、流程模拟数据、实验锅炉运行数据进行汇总和分析，最终确定采取以下措施提高分离器效率：

a.分离器入口烟道向下倾斜——进入分离器的高速烟气带有向下倾角，提高烟气中的固体颗粒向下的动能，提高于气固分离效果。

b.中心筒偏置——确保从分离器离开的烟气流中心与中心筒布置位置相吻合，即可减轻中心筒的磨损，又可改善中心筒周围的流场减少气流脉动提高分离效率。

c.中心筒下部直段适当加长——有效防止进口分离器夹带灰环颗粒的烟气短路进入中心筒。

d.分离器入口烟道加速段长——分离器的入口烟速提高，有利于气固分离。

⑶分级送风、低氧低风量运行——在保证锅炉燃烧效率的前提下，采用较低的一次风率，不仅能实现低NOx燃烧，还能确保炉膛实际烟气流速不超过设计值；

4、局部被动防磨结构论述

⑴.易磨损处让管防磨——在容易磨损的部位如卫燃带上部与膜式壁管交接处采用了膜式壁向外让管的方式使膜式壁与卫燃带平滑过渡，有效防止对管子的磨损。

⑵.密相区设置较高的防磨层——密相区膜式壁上焊有销钉并捣打高强度耐磨耐火可塑料：防磨层高度越高，磨损越轻；

⑶.避免膜式壁截面突变——水冷壁下部弯曲角度较小，避免自下而上截面突变。

⑷.烟气流场变化区域防磨措施——炉膛出口区域和水冷屏穿墙处，存在气固两相流的流动形式变化，因此炉膛出口一定的范围内及水冷屏穿墙处焊有防磨销钉并捣打高强度耐磨耐火可塑料。

⑸.膜式壁开孔处保证密封——人孔、二次风口等区域采用让管技术，再捣打高强度耐磨耐火可塑料，保证其平面度和密封性。

⑹.测点布置考虑局部磨损——所有热工测点套管均不伸入炉内，避免套管与管子出现过小的间隙，防止局部出现涡流磨损。且深入炉膛的热电偶测点均位于耐磨耐火可塑料覆盖的膜式壁范围内，防止局部出现涡流磨损。

⑺.膜式壁分片，尽可能保证焊缝位于浇注料防护——由于炉膛内侧管口、鳍片现场对接焊缝焊接和打磨质量参差不齐，为了最大程度的避免因膜式壁现场施工导致的膜式壁使用寿命降低。太锅对膜式壁分片进行优化。

a.第一道焊缝被可塑料防护——下部膜式壁与中部膜式壁对接焊缝设计于密相区，将对接焊缝放置于耐磨耐火可塑料的防护区域内，该焊缝无磨损可能；

b.膜式壁尽可能长度长、数量少——在运输允许的最长、最宽界限范围内，优化膜式壁分片结构后有效的减小了工地焊口数量，缩短了现场安装时间。

c.膜式壁出口烟窗整体出厂——膜式壁出口烟窗整体制作、出厂，避免现场焊接发生变形；

d.开孔位于单片膜式壁上——正压炉门、返料口、给煤口等严格设计在同一片膜式壁分片上，避免现场焊接发生变形；

7.5施工过程控制——太锅技术人员会监督现场施工，严格遵照以下要求：

⑴.膜式壁管口对接时，要求管口同心，严禁管口错边；

⑵.膜式壁对接完毕后、补焊鳍片时，定位鳍片要求与原鳍片平齐，不允许有内凸外凹或外凸内凹及扭曲现象；

⑶.安装完毕后，彻底清除炉膛内的任何安装遗留物；

⑷.炉膛四角合拢密封鳍片双面焊，不允许搭接，且处于管子中心线；焊接不仅要保证密封还要保证强度；鳍片位置偏炉内5mm的原则，防止鳍片与管子形成锐角凹槽，否则贴壁回流灰易冲刷管子；

⑸.现场对炉膛内侧所有焊口及密封焊缝进行彻底打磨，要求打磨光滑，表面凸起物不大于0.5mm；

⑹.炉膛让管处、水冷屏穿墙处、炉膛出口可塑料施工区域，严格按照图纸角度施工，确保可塑料与膜式壁管子、鳍片之间不形成锐角凹槽；