循环流化床锅炉现场安装流程及控制的技术研究

循环流化床锅炉现场安装流程及控制的技术研究

龚栋成

(新疆石油工程设计有限公司新疆克拉玛依834003)

摘要:循环流化床锅炉是一种新型清洁燃煤技术，其主要特点是锅炉炉膛内含有大量的物料，在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部，经过布置在炉膛出口的分离器，将物料与烟气分开，并经过非机械式回送阀将物料回送至床内，多次循环燃烧。本文就循环流化床锅炉现场安装流程及控制的技术进行研究。

关键词:循环流化床；锅炉安装；控制技术

前言

循环流化床锅炉具有燃料适应性广、环保性能优异、负荷调节范围宽广、灰渣易于综合利用等优点，因此在世界范围内得到了迅速发展。那在循环流化床锅炉的现场安装过程中，又有什么需要注意的呢？本文对其安装流程以及技术控制做出研究。

循环流化床锅炉的概念

锅炉采用单锅筒横置式，单炉膛自然循环，全悬吊结构，全钢架“∩”布置。运转层标高8.5m，炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部是汽冷旋风分离器，尾部竖井烟道布置了多组蛇形管受热面和锅炉包覆管受热面及一、二次风空气预热器。

炉膛底部是大量的炽热灰粒和煤粒混合物，燃烧所需空气经炉膛底部的布风板均匀进入流化床，在流化床中气流上升速度约2～5m/s，气流将大部分粒子托起，成沸腾状，粒子上下运动，掺混非常强烈，这种现象被称为流化。煤由给煤机送入炉膛，刚进入炉膛的煤粒很快就与高温床料混合，是煤粒迅速加热，干燥着火燃烧。在流化床内平均停留十几～几十分钟后有放渣口排出炉膛。由于流化床热容量大，掺混强烈，粒子停留时间长等因素，流化床锅炉不但能烧高热之煤，而且其它炉型（如链条炉、煤粉炉等）不能燃烧的低热值、低挥发分、高灰分的劣质燃料，如劣质烟煤、无烟煤、煤矸石、油页岩、造汽炉渣等也能在流化床锅炉内稳定燃烧。流化床锅炉还有环保方面的优点，通过向炉内添加石灰石或白云石能大大降低烟气中的二氧化硫，方法简便、经济、高效地解决了高硫煤造成的大气污染问题。而一般的链条锅炉、煤粉炉的尾气脱硫技术费用昂贵，难于推广，几乎不可能用于中小型工业锅炉。流化床锅炉燃烧温度900～1000℃，较链条锅炉、煤粉锅炉都低，抑制了NOX的生成，烟气中NOX含量少，有利于保护环境。

1.循环流化床锅炉的优点：对燃料的适应性特别好；燃烧效率高；炉内传热能力强；脱硫效率高；NOX排放量低；负荷变化范围大，调节特性好；给煤点数量少；无埋管磨损。

2.循环流化床锅炉尚待进一步研究的问题：循环物料的分离；循环流化床内固体颗粒的浓度选取；炉内受热面布置和温度控制；运行风速（或截面热负荷）的确定；返料机构；循环流化床锅炉部件的磨损；低污染燃烧；炉内传热；尾部受热面的设计；除尘。

循环流化床锅炉现场安装

1.钢结构安装

由于本锅炉为悬吊式结构，锅炉全部重量由钢结构来承担。所有的立柱及其连接梁、拉条和顶板梁构成了整体框架，锅炉本体框架采用焊接连接。

锅炉基础划线：根据土建施工提供的基准点，在基础的上方拉两根钢线，且两线相互垂直，为了拉紧钢线，在钢线的两端系上2～4kg的重锤。在两根钢线中，其中一根与锅炉中心线平行，为锅炉横向中心线的基准线，另一根为锅炉纵向中心线的基准线。以这两条基准线为基础，再根据锅炉零米层基础平面布置图，通过拉钢线并吊线坠的方法，进一步测量出每排立柱的中心线。最后测量对角线进一步验证所得的基础中心线是否正确。

2.锅筒安装

锅筒体规格φ1600×92，总长约12230mm，总重约为55t。筒体直段留有蒸汽引出管、集中下降管、导汽管、给水管、水位计、加药、排污、紧急放水、再循环、压力表、放气共计70个管座。锅筒设三个支座支撑在顶板梁上，中间为固定支座，两侧为活动支座，确保锅筒受热后能向两端自由膨胀。

钢架、横梁固定完毕后，方可进行锅筒吊装，锅筒安装标高要依钢架1m标高线为准；锅筒安装前，必须仔细检查各接管座的角焊缝，将其内部清理干净，复核汽包、联箱上的铳眼、中心线，并对外表进行认真检查，看有无明显疤痕；复查锅筒内部装置，零部件数量不得缺少，蒸汽、给水等所有连接隔板应严密不漏，各处焊缝应无漏焊和裂纹；吊装锅筒采用260t履带吊，并调整锅筒位置，正确安装好两根U型圆钢吊杆，该吊杆垫板安装以后同顶板焊接固定，摇板方向角度应按图纸调整正确，摇板同垫板、螺杆间涂以二硫化钼。

3.炉膛膜式壁安装

炉膛水冷壁采用全膜式壁结构，水冷壁管为Ф51×6，管间距80mm；钢性梁将整个水冷壁组成钢性吊挂式结构，并设有上、中、下三层止晃装置。水冷壁及炉墙均通过水冷壁吊挂装置悬吊于钢架的顶部板梁上，整体向下膨胀。无约束最大膨胀量约为145mm。水冷壁是锅炉主要的辐射蒸发受热面，由上下集箱及膜式壁管组成。前膜式壁管前分为上、中、下十二屏，后分为上、中、下九屏，左、右各分为上、中、下六屏组成。

吊装顺序：水冷壁是锅炉的核心，是吊装的最难点，在地面整体组对成五大片，根据现场条件及吊车能力，水冷壁的吊装采用如下顺序：左水冷壁→后侧水冷壁→前水冷壁→顶部水冷壁→右水冷壁。

4.空气预热器安装

空气预热器安装在钢架Z4左-Z4右，Z5左-Z5右间距5.2m处，标高13.1m。空气预热器：下级中间管箱重7.2t，下级两侧重5.6t；

空气预热器安装程序：管箱清扫→下部支撑框就位、找正固定→下部管箱与托架焊接固定→上部支撑框就位、找正固定→上部管箱起吊、就位、找正→上部→管箱与托架焊接固定→连接风管起吊就位→外护板安装安装前检查管箱质量，管板及管口应无裂纹、砂眼等能引起漏风的缺陷，如有缺陷要及时修补。

5．省煤器安装

省煤器分为三个管组，上一级管组为高温省煤器，采用错列布置，横向排数65排，节距为42mm。下两个管组为低温省煤器，也采用错列布置，横向排数72排，节距为38mm。管子规格φ32×4.5，材料0G/GB5310每级省煤器通过三根支撑梁支撑在尾部护板上。要求省煤器管排吊装前尾部护板按图施焊完毕，防止受压变形。管排安装间距要均匀，通过定位板固定，保证集箱能自由膨胀。

煤器安装顺序：蛇形管、集箱质量检验→集箱安装→省煤器防磨罩安装→分片吊装就位→对口焊接→定位板安装→焊口外观检验→焊口射线检验→外护板安装。

6．蒸发管束安装

蒸发管规格为φ51×6，顺列布置，横向间距220mm，横向排数28排，纵向间距200mm，纵向排数5排。通过上下集箱连接在一起，形成尾部对流蒸发管束。

7．燃烧装置安装

燃烧装置安装顺序：部件质量检验→连接件、固定板安装→布风板、支吊架安装→仪表件安装→一、二次风管就位、安装→风帽安装→浇筑。

安装前仔细检查配风器及各条焊缝的严密性，保证严密不漏。

挡板与轴应固定牢固轴封应严密，开闭应灵活，轴端头上应作出挡板实际位置的标志。

四、锅炉安装施工工艺

1.施工前的准备

锅炉安装工作是锅炉设备制造的延续,工作量大,线长,因此安装前应根据工程的特点和施工现场的具体做好准备工作。

开工前质保工程师应组织各专业技术人员进行施工交底,熟悉和了解图纸及有关技术资料和有关验收规范,根据现场情况编制切实可行的技术措施、安全措施。

各专业人员必须到施工现场了解现场的实际情况，当现场具备施工条件时，应提出安全申请报告，填写开工报告，报当地技监部门，核实批准后应立即组织施工。

开工前必须核对制造厂的设备图纸及有关技术资料。

根据施工图纸做好资料分析,确定材料供应时间及方式。

清理施工现场,确保“四通一平”,即道路、电通、水通、电讯通及场地平整,根据现场情况安排好人员、机具设备、材料场地。

在锅炉房运转层设临时配电控箱一个，以备起重、焊机、切割、磨光等施工装备和临时设施用。

设备开箱验点,参加单位:建设单位与我单位共同进行。

2.基础验收和划线

基础检查验收:

基础的检查验收以锅炉的技术要求为准,由土建单位提交配筋记录,混凝土试块报告和有关技术资料,验收报告，土建单位应划出前轴中心线,及锅炉纵横向中心线基础标高基准线。

按图测量各部尺寸,位置偏差,座标高度,不平水平度且应符合规范要求,外观应无蜂窝,麻面,裂纹,露筋等缺陷.预埋件应平整,水平不得倾斜。

3.钢架安装

安装前检查:

检查各柱、横梁、辅助梁等钢构件的外表是否锈蚀、重皮、裂纹等缺陷,检查钢构件的焊接质量,有无漏焊缺焊。

根据图纸要求,检查钢构件的外形尺寸,应符合规范要求,钢构件有无弯曲,扭曲变形,若弯曲、扭曲值超过标准要求时,应会同甲方办好缺陷处理和签证手续,共同商定合理的处理意见后可对弯由、扭曲部分进行核对,校正采用局部热校法,校正后重新刷漆。

五、结束语

循环流行化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展；国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起，已有上百台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。未来的几年将是循环流化床飞速发展的一个重要时期。

参考文献：

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