20t／h级高效燃烧福建无烟煤CFB锅炉的设计
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摘要 分 析 福 建 无 烟煤 的 燃 烧 特 性 与 现 燃 烧 福 建 无 烟 煤 的 小 型 Ｃ Ｆ Ｂ锅 炉在 运 行 中存 在 的 问题 ，研 究 影 响 燃 烧 福 建 无 烟
环
煤 小型 Ｃ Ｆ Ｂ锅 炉 燃 烧 效 率 的 主要 因素 ： 并 以典型 的福建天 湖山 Ｉ Ｉ 类无烟煤 为对 象 ， 探讨 ２ ０ ｔ ／ ｈ级 高 效 燃 烧 福 建 无 烟 煤 的 Ｃ Ｆ Ｂ
２ ０ ｔ ／ ｍ循环流化 床锅炉设计 主要参数 见表 ２
２ ． ２ 锅 炉 结构 设 计 特 点
锅 炉 采 用 采 用 双 锅 筒 横 置 式 自然 循 环 ． 锅 炉 自前 向后 依
稳定燃 烧 ： 在链 条炉 和沸 腾炉上燃 烧 时 ． 其 燃烧 效率 也 比较 低 循环 流化床锅炉 因其物料流 态化循环燃烧 的特 点 ， 可大
大 增 加 燃 料 颗 粒 在 炉 内 高 温 区 的停 留 时 问 ．具 有 燃 烧 效 率 高、 污染 物排放 低等 特点 ． 已 成 为燃 烧 福 建 无 烟 煤 的 首 选 炉
型。
次布置燃 烧室 、 高温绝热旋 风分离器 、 水平 烟道及 尾部烟道 。 总 体采用常 用的 Ｍ 形布置 ． 这 样虽然 锅炉 的整 体高 度较大 ． 但 占地 面积较小 ， 布置 以及检 修都 比较方便 ． 且有 较 高的燃
２ Ｉ ２ ． １ 炉 膛 设 计
采 用螺旋 给煤 机供 煤 ． 螺旋 给煤机 布置 于炉 前 给煤 机 出 口管道 装有 播煤 风管 ． 正压 给煤 …． 新 加入 的 冷态 煤颗 粒
与 密 相 区 炽 热 的物 料 快 速 混 合 并 迅 速 加 热 到 着 火 点 以上 。 由 于 福 建 无 烟 煤 挥 发 份 含 量 特 别 低 ．碳 化 程 度 较 高 ， 比
３ ０ ％左 右 ） ． 燃 烧效率偏低 （ 一般小 于 ８ ０ ％Ｅ ３ １ ） 。 鉴 于此 ， 集 美 大学联合厦 门银鹭重Ｔ 有限公司 ． 针对福建 无烟煤 的燃烧特 点 ．开 发 一 款 ２ ０ ｔ ／ ｈ级 高 效 燃 烧 福 建 无 烟 煤 的 循 环 流 化 床 锅 炉． 通 过采取提 高炉膛燃烧温 度 ． 增加煤 颗粒停 留 时间 。 增 强
福建 无烟煤具 有一定 的代 表性 其工业 分析及元 素分析结果
（ ２ ） 适 当减少 炉膛 内水冷壁 受热面 布置 。即减少炉膛 内
境
能 一 源
２ ０ ｔ ／ ｈ级高效燃烧福建无烟煤 Ｃ Ｆ Ｂ锅炉的设计
赵龙飞 １ 何宏舟 １ ， ２ 李 志伟 ・ ： 邹 峥 ｔ ，
（ １集 美大 学福 建省 清洁 燃烧 与能 源高效 利 用工程技 术研 究中心 ２集 美大 学机械 工程 学 院 福 建厦 门 ３ ６ １ ０ ２ １ ）
２ 锅 炉设 计概 况与特 点
２ ． １ 锅 炉 设 计 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 要 参 数
特殊 ． 具 有“ ｉ低 ” 和“ ｊ高 ” 即 “ 挥发分 低 、 灰熔点 低 、 反应性 低” 和“ 碳 化 程度高 ． 着 火点 高 ， 热值 高”的特点 …， 而 且原煤
中细粉含量大 ． 煤 颗 粒 有 严 重 的热 破 碎 倾 向 福 建 无 烟 煤 的 特 殊 燃 烧 性 质 使 得 它 在 一 般 煤 粉 锅 炉 上 难 于 被 点 火 和 实 现
锅 炉 结 构 参 数 设 计 选 取 方 法 ．认 为在 设 计 ２ ０ ｄ ｈ级 燃 烧 福 建 无 烟煤 的 Ｃ Ｆ Ｂ锅炉时 ， 宜 采 用 瘦 高型 炉 膛 ， 选择 合适 的一 、 二 次 风 配 比． 选 取 较 低 的 流 化 气速 ， 选用高效 旋风 分 离器 ， 二 次 风 切 圆布 置 等 措 施 ， 以提 高 炉膛 温 度 ， 延 长 细 颗 粒 在 炉 膛 内的 停 留 时 间． 降低 飞 灰 含 碳 量 ． 提 高 锅 炉燃 烧 效 率 关 键 词 福 建 无 烟 煤 ２ ０ ｔ ／ ｈ级 循 环 流 化 床 锅 炉 设 计
差． 燃尽 时间较长 ， 为 了提高其燃尽率 ， 燃 烧 室 设 计 高 度 要 比 燃 烧 一 般 无 烟 煤 时 的取 值 高 １ ～ ２ ｍ，以 延 长 煤 颗 粒 在 炉 膛 内 的 停 留时 间
１ 燃 料 特 性
锅 炉 设 计 燃 料 为 福 建 天 湖 山 无 烟 煤 天 湖 山无 烟 煤 的 挥 发分 含量极低 ， 煤 中 细 分 含量 较 大 ， 反应性 差 ， 作 为 极 难 燃 的
烧 效 率 炉 膛 受 热 面 采 用 无 埋 管 的 膜 式 水 冷 壁 ． 水 平 烟 道 内
布 置对 流管束 ．尾部 烟道 内依次 布置 省煤器 与 空气 预热 器
（ 见图 １ ） 。
但 据 了解 ． 目前 已 投 运 的 以 福 建 无 烟 煤 为燃 料 １ ０ ｔ ／ ｈ
３ ５ ｔ ／ ｈ （ 即本文所指 的 ２ ０ ｔ ／ ｈ级容量 ） 小型循环 流化床锅 炉的实 际运行效 果并 不理想 ． 主要体 现在 飞灰含 碳量偏 高 （ 一 般在
一
般无 烟煤更难着火 与燃尽 ． 设计 中采 取 了以下几方 面措施 （ １ ） 提高 燃烧室 高度 福建 无烟煤 碳 化程 度高 ． 反应性
固体颗粒 扰动等措施 ． 有效地 提高锅炉 的燃烧效 率 本 文对
锅 炉 的设 计 特 点 予 以 介 绍 ． ．
以保证 福建无烟煤 的稳定高 效燃 烧 ：
中 图分 类号 ： Ｔ Ｋ ２ ２ ７ ． １
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ９ ０ ６ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ３ ２ — ０ ３
如 下 表 １所 示
福 建 省 的 主 要 能 源 资 源 是 无 炯 煤 ． 约 占煤 炭 总 量 的 ９ ８ ％． 已 探 明 总储 量 有 １ ５ ． ７亿 ｔ 福 建 无 烟 煤 的燃 烧 性 质 十 分
环
煤 小型 Ｃ Ｆ Ｂ锅 炉 燃 烧 效 率 的 主要 因素 ： 并 以典型 的福建天 湖山 Ｉ Ｉ 类无烟煤 为对 象 ， 探讨 ２ ０ ｔ ／ ｈ级 高 效 燃 烧 福 建 无 烟 煤 的 Ｃ Ｆ Ｂ
２ ０ ｔ ／ ｍ循环流化 床锅炉设计 主要参数 见表 ２
２ ． ２ 锅 炉 结构 设 计 特 点
锅 炉 采 用 采 用 双 锅 筒 横 置 式 自然 循 环 ． 锅 炉 自前 向后 依
稳定燃 烧 ： 在链 条炉 和沸 腾炉上燃 烧 时 ． 其 燃烧 效率 也 比较 低 循环 流化床锅炉 因其物料流 态化循环燃烧 的特 点 ， 可大
大 增 加 燃 料 颗 粒 在 炉 内 高 温 区 的停 留 时 问 ．具 有 燃 烧 效 率 高、 污染 物排放 低等 特点 ． 已 成 为燃 烧 福 建 无 烟 煤 的 首 选 炉
型。
次布置燃 烧室 、 高温绝热旋 风分离器 、 水平 烟道及 尾部烟道 。 总 体采用常 用的 Ｍ 形布置 ． 这 样虽然 锅炉 的整 体高 度较大 ． 但 占地 面积较小 ， 布置 以及检 修都 比较方便 ． 且有 较 高的燃
２ Ｉ ２ ． １ 炉 膛 设 计
采 用螺旋 给煤 机供 煤 ． 螺旋 给煤机 布置 于炉 前 给煤 机 出 口管道 装有 播煤 风管 ． 正压 给煤 …． 新 加入 的 冷态 煤颗 粒
与 密 相 区 炽 热 的物 料 快 速 混 合 并 迅 速 加 热 到 着 火 点 以上 。 由 于 福 建 无 烟 煤 挥 发 份 含 量 特 别 低 ．碳 化 程 度 较 高 ， 比
３ ０ ％左 右 ） ． 燃 烧效率偏低 （ 一般小 于 ８ ０ ％Ｅ ３ １ ） 。 鉴 于此 ， 集 美 大学联合厦 门银鹭重Ｔ 有限公司 ． 针对福建 无烟煤 的燃烧特 点 ．开 发 一 款 ２ ０ ｔ ／ ｈ级 高 效 燃 烧 福 建 无 烟 煤 的 循 环 流 化 床 锅 炉． 通 过采取提 高炉膛燃烧温 度 ． 增加煤 颗粒停 留 时间 。 增 强
福建 无烟煤具 有一定 的代 表性 其工业 分析及元 素分析结果
（ ２ ） 适 当减少 炉膛 内水冷壁 受热面 布置 。即减少炉膛 内
境
能 一 源
２ ０ ｔ ／ ｈ级高效燃烧福建无烟煤 Ｃ Ｆ Ｂ锅炉的设计
赵龙飞 １ 何宏舟 １ ， ２ 李 志伟 ・ ： 邹 峥 ｔ ，
（ １集 美大 学福 建省 清洁 燃烧 与能 源高效 利 用工程技 术研 究中心 ２集 美大 学机械 工程 学 院 福 建厦 门 ３ ６ １ ０ ２ １ ）
２ 锅 炉设 计概 况与特 点
２ ． １ 锅 炉 设 计 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 要 参 数
特殊 ． 具 有“ ｉ低 ” 和“ ｊ高 ” 即 “ 挥发分 低 、 灰熔点 低 、 反应性 低” 和“ 碳 化 程度高 ． 着 火点 高 ， 热值 高”的特点 …， 而 且原煤
中细粉含量大 ． 煤 颗 粒 有 严 重 的热 破 碎 倾 向 福 建 无 烟 煤 的 特 殊 燃 烧 性 质 使 得 它 在 一 般 煤 粉 锅 炉 上 难 于 被 点 火 和 实 现
锅 炉 结 构 参 数 设 计 选 取 方 法 ．认 为在 设 计 ２ ０ ｄ ｈ级 燃 烧 福 建 无 烟煤 的 Ｃ Ｆ Ｂ锅炉时 ， 宜 采 用 瘦 高型 炉 膛 ， 选择 合适 的一 、 二 次 风 配 比． 选 取 较 低 的 流 化 气速 ， 选用高效 旋风 分 离器 ， 二 次 风 切 圆布 置 等 措 施 ， 以提 高 炉膛 温 度 ， 延 长 细 颗 粒 在 炉 膛 内的 停 留 时 间． 降低 飞 灰 含 碳 量 ． 提 高 锅 炉燃 烧 效 率 关 键 词 福 建 无 烟 煤 ２ ０ ｔ ／ ｈ级 循 环 流 化 床 锅 炉 设 计
差． 燃尽 时间较长 ， 为 了提高其燃尽率 ， 燃 烧 室 设 计 高 度 要 比 燃 烧 一 般 无 烟 煤 时 的取 值 高 １ ～ ２ ｍ，以 延 长 煤 颗 粒 在 炉 膛 内 的 停 留时 间
１ 燃 料 特 性
锅 炉 设 计 燃 料 为 福 建 天 湖 山 无 烟 煤 天 湖 山无 烟 煤 的 挥 发分 含量极低 ， 煤 中 细 分 含量 较 大 ， 反应性 差 ， 作 为 极 难 燃 的
烧 效 率 炉 膛 受 热 面 采 用 无 埋 管 的 膜 式 水 冷 壁 ． 水 平 烟 道 内
布 置对 流管束 ．尾部 烟道 内依次 布置 省煤器 与 空气 预热 器
（ 见图 １ ） 。
但 据 了解 ． 目前 已 投 运 的 以 福 建 无 烟 煤 为燃 料 １ ０ ｔ ／ ｈ
３ ５ ｔ ／ ｈ （ 即本文所指 的 ２ ０ ｔ ／ ｈ级容量 ） 小型循环 流化床锅 炉的实 际运行效 果并 不理想 ． 主要体 现在 飞灰含 碳量偏 高 （ 一 般在
一
般无 烟煤更难着火 与燃尽 ． 设计 中采 取 了以下几方 面措施 （ １ ） 提高 燃烧室 高度 福建 无烟煤 碳 化程 度高 ． 反应性
固体颗粒 扰动等措施 ． 有效地 提高锅炉 的燃烧效 率 本 文对
锅 炉 的设 计 特 点 予 以 介 绍 ． ．
以保证 福建无烟煤 的稳定高 效燃 烧 ：
中 图分 类号 ： Ｔ Ｋ ２ ２ ７ ． １
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ９ ０ ６ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ３ ２ — ０ ３
如 下 表 １所 示
福 建 省 的 主 要 能 源 资 源 是 无 炯 煤 ． 约 占煤 炭 总 量 的 ９ ８ ％． 已 探 明 总储 量 有 １ ５ ． ７亿 ｔ 福 建 无 烟 煤 的燃 烧 性 质 十 分