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CFBGroup,Dept.ofThermalEngineering,Tsinghua山西国峰双管排式滚筒冷渣器的设计与运行佟博恒1,柳成亮2,陈琳2,张晓宇2,刘青1,杨海瑞1(1.清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084)(2.山西国峰煤电有限责任公司,山西汾阳032200)感谢山西省重大科技专项MD2015-04资助12报告内容研究背景滚筒冷渣器设计现场运行与实验结果结论2研究背景底渣的形成:大粒径的颗粒在炉膛底部停留,并以高温的状态离开床层冷渣器:连接炉膛底部的排渣管,将高温底渣冷却回收热量,并将冷却后的底渣排出到渣仓冷渣器的作用排出炉膛底部大粒径高温渣控制床压、协助锅炉稳定运行对排出的底渣进行热回收利用冷渣器渣仓排渣管3冷渣器类别流化床冷渣器实质上是一个小型鼓泡床工作原理为底渣进入小型鼓泡床换热,最终以低温排出滚筒冷渣器是一种固定床滚筒中安装有内部螺旋叶片和高温鳍片,引导渣颗粒排出的同时通过管排换热滚筒冷渣器对底渣粒径的要求比较宽松,可靠性要更好目前国际上的流化床锅炉公司放弃了其自己的流化床冷渣器技术,而改用我国的滚筒冷渣器4研究现状目前国内对于滚筒冷渣器的研究集中于传热理论计算和冷态、热态实验研究。现有滚筒冷渣器的不足是单机出力不足,缺乏实际运行情况的研究作者时间研究内容李金晶2009动态试验系统刘青2012滚筒冷渣器传热模型贺晓阳2007二维传热模型介绍山西国峰2×300MW锅炉冷渣器的设计与运行情况,结果表明,山西国峰采用的一炉配四台冷渣器的设计是科学的,冷渣器的选型是合理的;国峰冷渣器运行情况工作稳定,排渣与出水温度可以满足设计要求,无维修连续运行两年。研究内容5锅炉基本情况山西国峰2×300MW锅炉:亚临界单锅筒循环流化床锅炉最大连续蒸发量为1085t/h每炉设4个大通径排渣口,排渣口内径254mm项目符号单位设计煤种校核煤种Ⅰ收到基碳Car%28.6726.06收到基氢Har%2.902.63收到基氧Oar%3.513.64收到基氮Nar%0.820.85收到基硫Sar%2.032.02收到基灰分Aar%50.6452.99空气干燥基水分Mad%1.491.53收到基水分Mar%11.4311.81干燥无灰基挥发分Vdaf%29.3829.68收到基低位发热量Qnet.arKJ/kg12248110666锅炉基本情况容量1×300MW2×300MW耗煤量设计煤种257.23514.46校核煤种Ⅱ280.40560.80灰渣量设计煤种160.06320.12校核煤种Ⅱ194.64289.28省煤器/脱硫除尘器灰量设计煤种7.95/72.6215.90/145.24校核煤种Ⅱ9.67/68.9119.34/137.82渣量设计煤种79.49158.98校核煤种Ⅱ116.06232.12成灰成渣特性表(t/h)(灰渣量计算中包含炉内石灰石脱硫引起的灰渣量增加)7除渣系统设计方案每台锅炉配出力为35t/h滚筒冷渣机4台35t/h滚筒冷渣机35t/h滚筒冷渣机35t/h滚筒冷渣机35t/h滚筒冷渣机手动排渣阀电动卸料阀渣仓每台锅炉设置排渣口4个分别对应4台冷渣机在进入冷渣机前设置定期(主)排渣和事故排渣口,主排渣口下设手动排渣阀及电动排渣阀链斗输送机斗式提升机8冷渣器设计方案每台锅炉配4台滚筒式冷渣机,降低投资造价缓解炉底布置场地紧张的问题降低运行的复杂性。目前为止国内外未唯一的300MWCFB配备4台冷渣器的工程项目。采用双管排模块式滚筒冷渣器9冷渣器设计方案外滚筒+内置环形管排换热面分别与进、回水支管和进、回水母管相连接两路炉渣分别从环形管排换热面内外侧输运设置引风口,维持冷渣器负压,加速空气流动1011冷渣器设计方案双管排式结构:内外两侧同时输送炉渣导渣叶片:冷却灰渣和输送灰渣扬渣叶片:将灰渣在输送、冷却的过程中冷热渣交混•增加约46%的换热面积•增大冷渣器换热热流,增大冷渣器出力11冷渣器设计参数项目单位数值单台出力t/h3~35t/h进渣粒径mm≤10~40mm进渣温度℃950排渣温度℃≤150滚筒直径mm2246进渣口与出渣间口距离m10热交换面积(有效)m2290进水温度℃44(冬季)/70(夏季)出水温度℃94(冬季)/110(夏季)单台锅炉冷渣机总耗水量t/h450(冬季)/570(夏季)冷渣机BMCR抽烟空气量m3/h4500冷却水源采用汽封冷却器出口的主机凝结水,排回6#低加出口冷渣器进出水设计温度差为50℃,耗水量为450(冬季)/570(夏季);冷渣机BMCR抽烟空气量为4500m3/h。12现场运行与实验结果保持锅炉给煤量、热负荷不变,改变冷渣器运行频率,测量了冷渣器的进出口水温与进出口渣温。25303540808284868890929496981001号冷渣器2号冷渣器4号冷渣器℃出口水温()相对转速(%)253035404550607080901001101201301401501601701801901号冷渣器2号冷渣器4号冷渣器℃出口渣温()相对转速(%)进口水温为49℃,进口渣温为900℃相对转速越大,出口水温越高,出口渣温越低。转速提升,冷渣器内渣与管排的传热增强,换热系数增加。最低转速(25%),出口渣温小于150℃的设计温度,冷渣器运行情况良好13现场运行与实验结果关注冷渣器冷却出力:单位时间内冷渣器冷却的渣量,反应冷渣器的实际运行性能根据锅炉DCS数据显示的流经冷渣器凝结水流量、进出口水温、进出口渣温可以反算出冷渣器出力:pss0pMMMCTQCTQCps、CpM——灰渣和水的比热容,△TS——灰渣进出温差,K;△TM——凝结水进出温差,K;QM——凝结水流量,t/h;Q0——冷渣器出力,t/h;η——冷渣器保热系数,取90%14现场运行与实验结果相对转速在25%时出力为23t/h左右。实际最大出力超过32t/h随转速提升,冷渣器出力提升。25303540455018202224262830321号冷渣器2号冷渣器4号冷渣器冷渣器出力(t/h)相对转速(%)15国峰冷渣器运行情况工作稳定,排渣与出水温度可以满足设计要求,无维修连续运行两年结论(1)山西国峰采用的一炉配四台冷渣器的设计是科学的,冷渣器的选型是合理的;(2)选用的双管排冷渣器出力足,在25%转速时可以达到23t/h左右出力,最大实际出力超过32t/h,(3)转速越大出力越大,换热系数越高;(4)国峰冷渣器运行情况工作稳定,排渣与出水温度可以满足设计要求,无维修连续运行两年。16
本文标题:山西国峰双管排式滚筒冷渣器的设计与运行
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