1、第一篇 锅炉概述台朔重工股份有限公司为实联化工提供的四台 FHI-260 /9.8-540 循环流化床锅炉。本期锅炉为岛式半露天布置、全钢结构、支吊相结合、炉顶设置轻型钢屋盖。采用单锅筒自然循环、集中下降管、平衡通风、绝热式单旋风分离器、循环流化床燃烧方式、后烟井内布置对流受热面、过热器采用二级喷水调节蒸汽温度。运转层标高为 8.8m。根据以往的经历证实 Alstom-CE（阿尔斯通公司） 的 CFB 锅炉有着高效率、高可靠性及长时间运行的可靠程度。Alstom-CE 锅炉也于全球有着长时间成功运转的历史， 属于台塑企业集团的台朔重工股份有限公司以 Alstom 燃烧工程公司(简称 Alsto
2、m-CE) 转移技术，与以往许多电厂( 流动床、粉煤锅炉及超临界锅炉)工程、设计、制造、操作运转的成功经验进行多项设计改进。本着这些经验，进行本锅炉的设计及其相关的设备设计完成。第一章 炉总体及系统简介一、锅炉总体简介锅炉主要由锅筒、悬吊式全膜式水冷壁炉膛、绝热式旋风分离器、U 型密封槽返料回路以及后烟井对流受热面组成。锅炉的锅筒、炉膛水冷壁（水冷壁下半部是由水管墙所组成，其有耐火泥包覆，并包覆至锅炉底部算起约 7760mm 的高度） 。尾部过热器和省煤器均采用悬吊结构；旋风分离器和旋风分离器出口烟道搁置在钢架横梁上，由 12 个在垂直中心筒周围且相等间距挂耳所支撑；U 型回料器和管式空气预热
3、器支撑在钢架横梁上。锅炉炉膛、后烟井包覆过热器整体向下膨胀，每个独立膨胀的组件之间均有柔性的非金属膨胀节连接。炉膛上部布置十组屏式过热器和四组屏式水冷壁。炉膛与后烟井之间布置有一台绝热钢板式旋风分离器，在旋风分离器的圆柱体上设置环形支座，搁置在钢架横梁上。每套锅炉设置有一个旋风分离器，旋风分离器是由 10 mm 厚的碳钢板制成且内衬有耐磨钢砖和耐火泥。旋风分离器内部直径为 7900 mm，总高度约 25000 mm。旋风筒顶部与出口烟道间设有膨胀接头。在同一高程，耐磨损与耐热合金钢制成的垂直中心筒。下部布置一台非机械的“U”型回料器，回料器底部布置流化风帽，使物料流化返回炉膛。返料颗粒的输送，
4、主要靠锅炉燃烧烟气的抽离，在分离器内可摄取 99的固体颗粒再经下方直管透过密封槽进入锅炉。锅炉采用两次配风，一次风从炉膛底部布风板、风帽进入炉膛，二次风从燃烧室中部分别进入炉膛。锅炉共设有三个给煤点，均匀地布置在炉前。炉膛底部设有水冷一次风室。锅炉采用床上点火方式，共布置两支点火油枪。锅炉采用循环流化床燃烧方式。燃料在循环流体化床锅炉燃烧发生在炉内，炉膛是一个垂直鳍片连接管形成的燃烧室，循环流体化床行为在此炉膛产生。炉内流化的床料是由灰、燃料、沙子组合而成。适当粒度的燃料投入锅炉炉内，并在相对低燃烧温度的炉内进行燃烧。炉内床料的流体将由一次风、二次风及炉内燃烧所产生的烟气进行。一次风经由炉底部
5、的流化风帽进入炉膛并进行床料的初期流体化与进入炉膛的二次风形成烟气后，产生足够向上的流速在炉内形成随着炉膛高度的变化悬浮颗粒浓度逐渐升高。飞灰产生固定运动方式随着烟气离开炉膛或回流至炉底。随烟气输送离开炉膛的飞灰，在旋风分离器分离后，由再循环回路连续地回到下炉膛。流化床相当高的内部及外部固体物料的循环率特性，在炉膛内形成均匀的燃烧温度。飞灰在炉膛内循环的停滞时间可达数分钟之久。这是因为飞灰与烟气的高滑动速度，造成飞灰在炉膛内的低速度远低于烟气流速。飞灰在炉内停留时间和固定循环量，产生高燃烧效率和至炉管墙的高热传效率。燃料燃烧主要发生在两个区域 : 为炉膛底部最初的缺氧燃烧区和位于顶部二次风口上
6、部的最后燃烧区。最初的燃烧区位于炉膛内的炉底流化喷嘴至顶部二次风入口。底层二次风口入口位于炉底流化风帽与顶部二次风入口之间，此处燃烧过程采用阶段性的缺氧燃烧。最后燃烧区是属过剩氧区，位于顶部二次风入口上部。燃料燃烧产生两种物质：烟气及灰。所有烟气均由炉膛上方出口离开炉膛，固体物料将随着烟气离开炉膛进入旋风分离器。主要的物料经由旋风分离器于烟气中分离。烟气经由旋风分离器顶部离开，再进入锅炉对流区。典型的 CFB 配置，烟气离开旋风分离器后，将经过以下路径：第一 ：烟气进入包覆过热器及省煤器外部蒸汽墙。第二 ：烟气与空预器进行热交换冷却。第三 ：烟气中的颗粒将由静电集尘器收集移除。第四 ：经静电集
7、尘器处理后的烟气，由引风机经烟囱排至大气中。离开炉膛烟气中的固体物料，在旋风分离器分离后，经由旋风分离器底部的料腿尾端的密封槽，回到下炉膛。对于锅炉内的固体物料量控制，将由物料循环回路进行排灰。灰离开循环回路将经由两条路径：一是烟气中的粉尘，随烟气离开旋风分离器；二是由炉膛底部排渣管排出。飞灰随烟气通过后炉对流区后，由以下两地方排出系统：后炉对流区及空预器的灰斗。静电集尘器的灰斗。底渣由炉膛底部排渣管排出后，通过控制底渣排渣量的冷渣机进行冷却。二、汽水系统锅炉汽水系统回路包括省煤器、锅筒、下降管、蒸发受热面、屏式过热器、后烟井包覆过热器、低温过热器、高温过热器。1、给水和汽水循环系统机组配置三
8、台定速和两台调速 100%aMCR 容量的电动给水泵，当给水压力低时，备用泵可以自动启动。给水共设 1 道给水主路，布置 2 道给水旁路。给水首先从锅炉右侧进入后烟井的省煤器进口集箱，逆流向上经过水平布置的省煤器管组，经加热后进入省煤器管出口集箱，通过连接管道进入锅筒。在锅筒下降管上部和一级省煤器进口集箱之前设置了省煤器再循环管路，管路上布置了一只电动阀和一只手动阀。锅炉的汽水循环系统包括锅筒、下降管、水冷壁引出管。从锅筒水空间引出四根下降管，分别与炉膛前、左、右墙水冷壁下集环行联箱连接，另接四根下降管和屏式水冷壁（垂直蒸发器）连接。水冷壁由 63.55.08 的碳钢管加工成膜式管屏，锅水流经
9、炉膛水冷壁吸热后形成的汽水混合物自上部出口集箱，通过汽水引出管进入锅筒。汽水混合物在锅筒内，通过旋风分离器和百叶窗分离器进行良好的汽水分离。被分离出来的水重新进入锅筒加入水循环，饱和蒸汽则从锅筒顶部的蒸汽引出管引出进入过热器系统。2、过热蒸汽系统饱和蒸汽从锅筒引出后，由连接管引入屏式过热器的上集箱，进入屏式过热器后，再进入屏式过热器的出口联箱。然后进入布置在管道上的喷水减温器进行一级减温。之后进入左右侧包覆过热器上集箱，下行至侧包覆过热器的下集箱，再通过环形集箱使蒸汽进入在前墙包覆过热器下集箱和后墙的下集箱，蒸汽依次流经前墙包覆过热器、顶棚过热器进入后墙上包覆过热器和后墙下包覆过热器汇合于后包
10、覆过热器出口集箱，然后进入低温过热器，蒸汽流经受热面加热后进入布置在后墙管道上的喷水减温器进行二级减温，再进入高温过热器，蒸汽经高温过热器后加热到所需的蒸汽温度，从高温过热器出口集箱引出，最终进入汽轮机高压缸。 三、燃烧系统1、给煤原煤采用两级破碎，最终粒度为 0mm9mm 燃煤分别进入炉前三个大煤斗，皮带给煤机每台最大的给煤量为 18.5 t/h，将煤粒送至落煤管上方，在拨煤风的作用下将落下的煤粒均匀地吹入炉膛。2、启动燃油器锅炉设置有 2 台床上启动燃烧器（出力为 801-4005kg/h） ，油枪采用机械雾化，中心回油，调节范围广，运行方便。母管进油压力为 3.8MPa，流量为 8t/h
11、。炉前油系统以热的二次风作为吹扫介质。床上点火油枪配有高能点火装置和火焰检测装置。四、烟风系统本锅炉采用平衡通风，炉膛的零压点位于在炉膛上部出口，正常运行时，可控制在-100 -150Pa 范围内。循环流化床内物料的循环是由送风机( 包括一、二次风机)和引风机启动和维持的。经空预器加热后的一次风分为两路：第一路为预热器出来的热风进入炉底风箱，当锅炉点火时，该风经风道、进入炉膛底风室，而后通过布风板上的风帽使床料流化。另外从一次风机出口后的冷风道引出一股高压冷风作为给煤机的密封风。一路二次风经空气预热器加热后到启动燃烧器，另一路二次风经由空气预热器加热后引至二次风箱，由二次风箱引出，分两层从炉膛
12、前后墙、密相区的上部进入炉膛燃烧室，与一次风混合后，形成携带固体粒子的烟气离开炉膛。气固两相烟气流经进入旋风分离器，在分离器内，粗颗粒灰从烟气中被分离出来，经回料器送入炉膛循环燃烧；而含细粒灰的烟气流则通过分离器中心筒进入后烟井，继续被对流受热面冷却，最后通过管式空预器进入除尘器，在除尘器中除去了烟气中的细颗粒成分后，经引风机送入烟囱排入大气。 高压流化风作为“U”型回料器的流化用风，共分 三路：一路作为返料器的松动风和流化风，第二路作为返料器密封槽内返料的冷却风，第三路作为回料器立管（两路）和进炉膛返料斜管的润滑风。五、灰循环系统炉膛、旋风分离器和“U”形回料器三大部件形成锅炉的灰循环系统，
13、一次风从布置在布风板上的风帽进入炉膛底部的密相区，使炉膛内的物料流化，高温物料与煤粒充分混合，在密相区内完成燃烧过程。大颗粒物料被流化悬浮到一定高度后，沿炉膛四周水冷壁流回到底部的密相区，细小颗粒物料则被烟气携带离开炉膛，通过变截面的旋风分离器进口烟道时被提速后，高速切向进入旋风分离器。烟气在旋风分离器内高速旋转，受离心力的作用烟气中质量较大的固体粒子被抛向旋风分离器壁面，顺着壁面向下流入回料器，而质量较小的固体粒子随烟气经过旋风分离器顶部的中心筒，进入锅炉后烟井。旋风分离器分离效率高达 99%，能把高温固体物料从气流中高效分离出来，通过回料器送回炉膛，以维持炉内较高的颗粒浓度，确保较大的受热
14、面传热系数，保证燃料在多次循环中较完全的燃烬和化学反应，是对循环流化床锅炉高效、清洁燃烧技术的真正体现。六、出渣及排灰系统燃煤中的灰份由炉膛下部以灰渣形式和锅炉尾部以飞灰形式排出。锅炉为炉底排渣，每台炉设有 3 个排渣口，3 个排渣口下各设 1 台滚筒式底灰处理器，每台底灰冷渣器设计最大容量为 3000 kg/hr，锅炉满负荷运行时，底灰运转量为 2000 kg/hr，此时底灰入口温度约为 880，出口温度约为 200。在正常状态下，每台底灰冷渣器是在较低负载的情况下运转。虽然如此，建议最小运转量为 3000kg/hr。每套锅炉设置有 3 台底灰处理器炉渣经布置在锅炉房内的底灰输渣系统，输送到
15、#1 锅炉房外落入斗式提升机，最终进入渣仓中。本工程 4 台炉共设 2 套机械除渣系统（2 炉 1 套） ，炉灰经设置在空预器、电除尘和底部的仓泵，以气力输灰的方式分别送入灰库。根据燃煤粒度、煤的成灰特性不同，各类灰份所占份额会有所不同。设计规范要求：（设计煤种）飞灰含碳量10，底灰含碳量2。七、调温系统过热蒸汽调温系统分为二级。一级喷水减温器布置在屏式过热器和后包墙进口联箱进口之间，以控制进入后包墙进口蒸汽温度。一级减温器设置 1 只，本体规格为 323.85，材料为合金刚 SA-335P12。二级喷水减温器布置在低温过热器出口至高温过热器进口的连接管道上，以控制高温过热器出口蒸汽温度，使过
16、热蒸汽温度达到设计值。减温水的水源来自给水泵出口，系统中的最大喷水量已考虑到锅炉在高加全切时所需要的减温水量。八、连续排污管路连续排污从锅筒端的下方引出，主要用于控制和保持炉水质量，排污量的大小根据炉水的化学分析而定。连续排污管路上配有一只截止阀和电动角阀。九、安全阀排汽管道锅炉受压件的过压保护是通过设置一定数量的安全阀来实现。过热蒸汽系统设置 1 只安全阀，锅筒设置 2 只安全阀，在过热器出口设置 2 只串联的向空排汽截止阀。各路安全阀排汽管道均从安全阀接至锅炉大屋顶的上方通过消音器排入大气。回 座 压 力 (reseating pressure)： 安 全 阀 排 放 后 随 着 系 统
17、压 力 的 降 低 ， 阀 瓣 与 阀 座 重 新 接 触 ， 阀 门 开 启 高 度 为 零 ， 介 质 停 止 连 续 流 出 时 安 全 阀 入 口 处 的 静 压 力 。 对 于 电 站 类 锅 炉 来 说 ： 热 水 锅 炉 回 座 压 力 压 降 为 起 座 压 力 的 20%， 蒸 汽 锅 炉 回 座 压 力 压 降 为 起 座 压 力 的 10%， 一 般 控 制 在 4% 7%。十、吹灰系统吹灰系统是属于锅炉很重要的附属设备。不仅用来清洁热交换组件，也用来避免锅炉本体受燃气影响造成腐蚀。长短吹灰器分别安装于过热器，预热器及省煤器中，长吹灰器亦被用来清洗空气预热器，而其中安装喷
18、嘴可摇摆清洗。另所有吹灰器是以电源驱动，使用过热蒸汽进行清洗动作。设备包含电源开关，连续驱动，蒸汽吹送等。长短吹灰每一个吹灰器包含：马达驱动，可调式压力控制器的机械开关，马达，及极限开关。连续控制控制器为 DCS 系统。辅助电子设备设置吹灰器启动盘管件、阀门及配件管件于现场预制组装。管件配置须标示出大概的吹灰管线，并提供足够的蒸汽量。十一、燃烧器系统锅炉刚开始启动时，需靠燃烧器慢慢加热至 650C，以提供固定燃料燃烧的条件，所须的燃烧空气是由二次风机供给。当锅炉温度达到固体燃料燃烧的条件时，固体燃料开始投入。同一时间燃烧器燃油量慢慢减少，直到固态燃料能稳定投入后，燃烧器便可关闭。每个锅炉设立
19、2 个燃烧器，每个燃烧器有各自的高能点火器。燃烧器须配置阀门与仪表，并依其指导手册可由数个不同燃烧器组合。燃油流量计及火焰监视器会被整合在流化床锅炉监视系统内并提供自动控制关闭以确认符合规定的安全操作，火焰监视器被要求装置在炉前。启动油枪的燃烧空气会经由自动驱动控制挡板所提供，熄油抢或火焰监视器监视不到火焰时，点火器及主油枪会自动退出或在保养时手动退出，在流化床锅炉操作中点火器及主油枪是允许被取出的。油管路主油阀：燃烧器的油管路主油阀，在以下所有条件满足情形下，操作员可在操作控制台以手动方式将此阀打开。1. 无主燃料遮断信号2. 所有燃烧器油阀关闭3. 油管路供应管线无油压低信号.4. 油管路
20、供应管线无油压高信号.启动燃烧器的油管路主油阀，在以下任何一个条件出现时，此阀将自动关闭:1. 主燃料遮断产生.2. 油管路供应管线油压低信号产生超过 2 秒.3. 油管路供应管线油压高信号产生超过 2 秒.4. 操作员执行关闭此阀指令.5. 最后一燃烧器熄火.启动燃烧器启动燃烧器，在以下所有条件满足情形下，操作员可在操作控制台用手动方式启动:1. 油管路主油阀打开.2. 无主燃料遮断信号.3. 油枪正常.4. 油量控制阀开，并且在最低燃烧器负荷位置.5. 风量控制档板开度在最低燃烧器负荷位置.6. 启动燃烧器遮断油阀必须关闭状态.7. 燃烧器火焰监视器无检测到火焰信号.启动顺序:1. 油枪插
21、入.2. 点火器插入.3. 启动燃烧器遮断油阀打开.4. 点火器开始点火.5. 当遮断油阀打开后 15 秒或侦测到火焰大于 2 秒，点火器将停止点火，并退出。6. 当遮断油阀打开后 15 秒后，无检测到火焰，则遮断油阀将关闭，油枪将退出并进行清枪。在下达燃烧器投运的指令后 30 秒，有以下条件，燃烧器视为投运成功：1. 火焰监视器检测到火焰信号。2. 燃烧器遮断油阀在打开状态。3. 清枪阀在关闭状态。4. 点火器退出状态。停止顺序1 下达停止命令2. 关闭燃烧器遮断油阀3. 点火器伸入.4. 清枪阀打开.5. 点火器开始点火.6. 当清枪阀打开后 30 秒，清枪阀关闭，点火器停止点火并退出。7
22、. 油枪退出.燃烧器跳闸顺序：当启动燃烧器在投运状态下，在以下任何一条件发生时，启动燃烧器将自动停止且不需清枪:1. 油枪变成未插入状态。2. 启动燃烧器遮断油阀无全开状态。3. 火焰监视器无检测火焰信号。4. 油管路主油阀无全开状态。5. 主燃料遮断信号发生。启动燃烧器跳脱后，可选择燃烧器再次投入或进行清枪。当燃烧器启动条件均满足情形下，下达” 启动”指令可将燃烧器再次投入。除了以下条件之外，当燃烧器启动条件均满足情形下，下达”停止”指令，燃烧器进行清枪:1. 油量控制阀及风量档板不在最低燃烧器负荷位置2. 火焰监视器无检测到火焰信号.燃烧器跳脱后的清枪程序下达燃烧器停止命令:1. 点火器插
23、入2. 清枪阀打开.3. 点火器开始点火.4. 当清枪阀打开后 30 秒，清枪阀关闭，点火器停止点火并退出。5. 油枪退出.十二、给煤系统给煤机系统可个别投入运转.给煤机系统包含：1. 给煤机出口遮断阀.2. 给煤机.3. 给煤机入口电动阀。一条给煤机系统可以以下方式投运：1. 对每一台装置，个别下达启动指令.2. 自动启动指令可依序启动所有系统设备，并满足所需要的连锁条件。给煤机出口遮断阀打开条件：以下条件均符合时，给煤机出口遮断阀才能打开:1. 无主燃料遮断信号发生2. 炉内固体燃料允许投入，须满足:a. 上层炉膛温度大于 700或,燃烧器投入时且上层炉膛温度大于 570b. 一次风机运转
24、.c. 一次风量不低于最低流化风量.3. 无给煤机出口遮断阀气源压力低4. 给煤机在远控状态下.5. 给煤机入口闸门打开状况下.6. 无煤仓料位低低信号.7. 无给煤机出口温度高.给煤机出口遮断阀关闭给煤机出口遮断阀在下列任何情形下会关闭:1. 主燃料遮断信号发生.2. 给煤机出口遮断阀气源压力低3. 给煤机出口温度高.4. 以下条件，炉内固体燃料允许投入将消失a. 下层炉膛温度 可投料的温度b. 一次风机停止c. 一次风流量过低5. 操作员下达停止指令.6. 给煤机停止后，此阀自动关闭.给煤机启动条件以下条件满足时，给煤机则可启动：1. 给煤机出口遮断阀打开状态2. 无主燃料遮断信号发生3.
25、 炉内固体燃料允许投入，须满足：a. 上层炉膛温度大于 700或,燃烧器投入时且上下层炉膛温度大于 570b. 一次风机运转c. 无一次风流量过低.4. 无给煤机出口遮断阀气源压力低.5. 给煤机在远控状态下.6. 给煤机入口闸门打开状况下.7. 煤日用仓料位无低低报警.8. 无给煤机出口温度高.9. 给煤机投煤时需在最低转速.给煤机停止条件在下列任何情形下，给煤机将会停止:1. 给煤机遮断阀没有打开.2. 主燃料遮断信号发生.3. 在以下条件下，炉内固体燃料将不允许投入：a. 下层炉膛温度 可投料的温度b. 一次风机停止.c. 无一次风流量过低.4. 给煤机出口遮断阀气源压力低.5. 给煤机入口闸阀没有打开6. 煤日用仓料位低低.7. 给煤机出口温度高.8. 操作员下达停止指令.给煤机自动启动状态给煤机系统可以以连续启动指令依序启动系统的设备，并仍满足所需的连锁条件：1. 无主燃料遮断信号发生.2. 要满足炉内固体燃料允许投入的条件：
