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0、引  言
    70 t/h循環(huán)流化床補燃鍋爐是某廠設(shè)計制造的水泥窯低溫余熱發(fā)電鍋爐，其型號：HG - 70/3. 82 -L．MG2鍋爐。冀東工程余熱發(fā)電系統(tǒng)為帶循環(huán)流化床補燃鍋爐的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用將一定溫度的汽水混合物并入補燃鍋爐的水及蒸汽系統(tǒng)中，使蒸汽參數(shù)達(dá)到汽輪發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)用于發(fā)電。
1、鍋爐設(shè)計
1.1  設(shè)計參數(shù)
    額定蒸發(fā)量：70t/h
    額定蒸氣壓力：3.82 MPa
    額定蒸氣溫度：450℃
    外來蒸氣流量：36 t/h(汽水混合物)
    給水溫度：154℃
    設(shè)計燃料：劣質(zhì)煙煤
1.2設(shè)計要點
1.2.1  爐膛和布風(fēng)裝置設(shè)計
    爐膛設(shè)計采用帶力桿的箱體式結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)敷設(shè)耐磨絕熱襯里。設(shè)計時需解決的關(guān)鍵問題是合理確定爐膛截面和爐膛高度，進(jìn)而合理選取流化速度和逸出床層的碳粒子的燃燼時間。一般情況下，該型循環(huán)流化床流化速度應(yīng)控制在2 m/s以內(nèi)。爐膛高度則宜控制在10 m以內(nèi)。
    布風(fēng)裝置設(shè)計既要保證流化床布風(fēng)均勻，又要實現(xiàn)合理組織物料流動軌跡。解決布風(fēng)均勻性要求風(fēng)帽出口風(fēng)速要合理，進(jìn)而保證一定的布風(fēng)板阻力降。布風(fēng)板阻力降一般不低于床壓降的30%。合理組織床料流動軌跡則需數(shù)百個風(fēng)帽按逆時針流向排列組合，以便在流化床底部形成1個旋轉(zhuǎn)的氣流場，進(jìn)而形成一定的床料運動軌跡，并利于排渣，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1.2.2氣固分離和回料裝置
    鍋爐的氣固分離裝置一般均采用高溫旋風(fēng)分離器，同時回料裝置則簡化為一簡單的回料管。由于該型流化床鍋爐分離器入口煙氣中攜帶的物料粒子較細(xì)，氣固分離難度較大，因此必須采用分離效率很高的分離器來保證一定的物料循環(huán)倍率。而回料管的設(shè)計關(guān)鍵為合理確定回料管直徑。較大的回料管會造成煙氣短路，較小的回料管則會造成回料不暢，這兩種情況均會引起分離器效率降低。
1.2.3鍋爐的防磨設(shè)計
    鍋爐的防磨設(shè)計包括受熱面的防磨設(shè)計和非金屬襯里的防磨設(shè)計，受熱面的防磨重點部位為床內(nèi)蒸發(fā)管束，設(shè)計時為降低埋管磨損，一方面采用較低的流化風(fēng)速，另一方面將蒸發(fā)管束布置在密相區(qū)上部，同時對彎管部位進(jìn)行防磨處理以及增加管壁耐磨余量等方法，可將管束磨損速度大幅度降低。而從“爐膛一上升煙道一旋風(fēng)分離器一回料管一爐膛”的物料循環(huán)回路的相應(yīng)磨損嚴(yán)重的部位則采用耐磨絕熱襯里，從而增加相關(guān)部位的耐磨壽命。
1.2.4膨脹及密封
    該型循環(huán)流化床鍋爐整體布置采用全支撐式結(jié)構(gòu)，爐膛和尾部對流煙道的膨脹基準(zhǔn)和方向一致，因此相對膨脹量較小，設(shè)計時采用各種形式的膨脹節(jié)可有效地解決膨脹問題。在鍋爐本體設(shè)計時全部采用鋼護(hù)板式結(jié)構(gòu)，爐膛及尾部對流煙道管束穿墻區(qū)也采用箱式密封結(jié)構(gòu)，其它有相對膨脹位移的各類管道也相應(yīng)設(shè)置了柔性結(jié)構(gòu)或膨脹節(jié)，從而解決了各部位的密封問題。
1.3鍋爐整體布置
    鍋爐主要由爐膛（含一次風(fēng)室），物料分離及回料裝置，尾部對流煙道和鍋筒構(gòu)成，鍋爐分離器布置在爐膛上方，鍋爐高度較低，最高點標(biāo)高僅為24.8 m，鍋筒標(biāo)高為16.5 m，占用場地為13 m×11m，鍋爐呈“瘦高”型。
    一次風(fēng)室布置在爐膛底部，由于采用床下點火啟動方式，在一次風(fēng)室下方還布置有啟動加熱裝置，布風(fēng)板采用水冷布風(fēng)板。約70%~80%的一次風(fēng)經(jīng)布風(fēng)板上的風(fēng)帽進(jìn)入爐膛密相區(qū)。在爐膛前墻布置了3臺給煤機(jī)，爐膛前、后墻上部還布置了二次風(fēng)噴嘴。爐膛密相區(qū)及懸浮段布置蒸發(fā)管束。而3只高效旋風(fēng)分離器和上升煙道布置在爐膛上方。攜帶大量細(xì)小粒子的煙氣首先從爐膛進(jìn)入上升煙道，然后進(jìn)入分離器進(jìn)行氣固分離，被分離下來的較粗粒子則直接經(jīng)分離器下部的回料管送到爐膛密相區(qū)底部。
    爐膛四周由護(hù)板和耐磨絕熱襯里構(gòu)成。下部為爐膛密相區(qū)，上部為懸浮段，爐膛截面尺寸為8.6 m×4.12 m，爐內(nèi)布置有130根∮63.5的蒸發(fā)受熱面管子，床內(nèi)蒸發(fā)管束傾角為7℃。鍋筒布置在爐膛的右上方，與常規(guī)鍋爐鍋筒相比，最大差別是有外來汽水混合物的引入，相應(yīng)的鍋內(nèi)設(shè)計也有所改進(jìn)。
    尾部對流煙道布置在爐膛后側(cè)，從上到下依次布置有一級、二級、三級對流過熱器和上級、下級省煤器及空氣預(yù)熱器。過熱器間設(shè)有兩級噴水減溫器，過熱器采用懸吊方式固定，省煤器則采用支撐方式固定。
    外來汽水系統(tǒng)：對于外來的36 t/h汽水混合物如何引入補燃鍋爐是非常重要的，本鍋爐經(jīng)過合理設(shè)計外來汽水管路的結(jié)構(gòu)、方向及壓差，通過一根∮219×20的集箱，將外來工質(zhì)并入到鍋筒。
2、鍋爐特點
    由于該型循環(huán)流化床鍋爐的流化速度低，爐膛截面較大，爐膛高度較低，因此與其它型式的循環(huán)流化床鍋爐相比具有如下特點：
2.1布風(fēng)裝置
    布風(fēng)裝置的設(shè)計直接關(guān)系到循環(huán)流化床鍋爐床料流化良好與否、床內(nèi)燃燒配風(fēng)是否均勻。為了實現(xiàn)細(xì)粒子低速流化和合理排除大顆粒物料，該型循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)設(shè)計采用的是平板縫隙式定向風(fēng)帽。風(fēng)帽出口氣流是傾斜的，布風(fēng)裝置是由一定數(shù)量的風(fēng)帽按不同的方向排列組合而成。
2.2多個小型高溫旋風(fēng)分離器
    與其它型式的循環(huán)流化床鍋爐相比，鍋爐的氣固分離裝置采用的是多個小型高溫旋風(fēng)分離器，分離器回料裝置未采用“L”或“U”型回料閥，而是采用回料管直接將床料送回爐膛密相區(qū)內(nèi)，這樣可以簡化回料裝置的運行調(diào)節(jié)，提高該裝置的可靠性。
3、結(jié)束語
    該臺70t/h循環(huán)流化床補燃鍋爐在冀東水泥廠已經(jīng)順利通過72h啟動調(diào)試及試運，現(xiàn)已進(jìn)入正常運行中。鍋爐機(jī)組結(jié)構(gòu)獨特，性能優(yōu)良，運行穩(wěn)定可靠，體現(xiàn)了當(dāng)代世界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的發(fā)展水平。為我國迅速發(fā)展的循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)開辟了新道路。