流化床有机热载体锅炉的设计开发张文玉,吕春香,刘晓飞(泰山集团普瑞特机械制造有限公司,泰安271000)摘要:流化床有机热载体锅炉同传统有机热载体锅炉比较,具有能燃用劣质燃料、污染较轻、效率高、易于大型化等优点,流化床有机热载体锅炉的研发对推动有机热载体锅炉行业的发展具有深远的意义。关键词:流化床有机热载体锅炉;环保;劣质燃料;n型管:TK229.92+1文献标识码:A第一作者:张文玉(1982-),助工,学士,热能与动力工程专业从事热载体锅炉、压力容器设计工作。DesignandDevelopmentoftheFluidizedBedOrganicHeatTransferMaterialHeaterZHANGWen2yu,LVChun2xiang,LIUXiao2fei(PrettechMachineryMakingCo.Ltd,Taian271000,China)Abstract:Comparedwithtraditionalheattransfermaterialheater,fluidizedbedorganicheattransfermaterialheaterhasburnlow-gradefuels,lesspollution,highofficiency,easytolarge-scale.Fluidizedbedorganicheattransfermaterialheaterhasaprofoundeffectonthedevelopmentoforganicheattransfermaterialheaterindustry.烧热损失和固体不完全燃烧热损失难以有效降低,制约了锅炉热效率的提高。④由于炉排结构空间等原因使锅炉布置的受热面容易产生积灰,导致锅炉热效率降低,浪费能源。在此背景下,我们适时研发了流化床有机热载体锅炉,试验表明可以燃用各种低位发热值不小于1000kcal/kg(4186kJ/kg)的劣质煤(如煤矸石)和垃圾废料,且燃烧稳定,燃烧效率达94%以上。该锅炉已获得山东省泰安市颁发的节能环保证书,并且获得国家专利。流化床有机热载体锅炉大致具备以下优点:①燃料适应性广、燃料燃尽率高,对于高灰分、低热值的劣质煤和有机垃圾废料,都可以在该种有机热载体锅炉上获得经济而稳定的燃烧。②燃烧装置耗用钢材少,而且不会像链条、固定炉排那样结构受锅炉热功率大小的限制。流化床有机热载体锅炉完全可以做到像蒸汽热水锅炉那样获得较高稳定的额定热功率。③炉内燃烧温度相对较低,可以抑制氮氧化物的生成,可方便采取脱硫措施,降低氦氧化物和S化物的排放。流化沸腾燃烧状态下热量与炉管内介质的换热系数很高,所以锅炉的相对受热面积小,有效降低了锅炉的金属耗量是一种环保节能高0背景由于传统的燃煤有机热载体锅炉适用煤种单一,耗能较高,热损失较大,跟不上相关用户企业的快速发展以及节能减排的需要,开发更加环保高效的大功率且能燃用劣质燃料和垃圾废料的有机热载体锅炉已成为行业的发展趋势之一。尽管燃用劣质煤时,锅炉的热效率会下降,但综合考虑劣质煤价格(含运输成本)相对比较低等因素,不少用户使用燃用高灰分、低热值劣质烟煤的锅炉还是具有一定经济性。传统的燃煤有机热载体锅炉一般采用固定炉排和链条炉排两种燃烧方式,均属于火床燃烧。就目前实际应用情况来看存在以下几大缺点:①对煤质成分及粒度要求较高,一般为Ⅱ、Ⅲ类烟煤。②由于环保问题及炉排钢结构强度原因,固定炉排炉的设计额定功率一般≤0.7MW,链条炉排锅炉设计额定热功率一般≤28MW,若再增加功率,则燃烧装置结构过于复杂,钢材耗量也将大大增加。③固定炉排和链条炉排结构存在高温下密封困难,炉体系统漏风严重等问题,使锅炉排烟热损失、气体不完全燃收稿日期:2009206202工业锅炉2010年第1期(总第119期)26的有机热载体锅炉。1流化床有机热载体锅炉系统及锅炉简介流化床有机热载体锅炉系统由粉碎进料装置、流化燃烧装置、锅炉本体、均压风室、烟风输送装置、除尘系统、电控系统等组成。1.1流化床有机热载体锅炉主要参数(1)锅炉参数War=8.06%Vadf=30.67%Qnet.ar=16230kJ/kg(3)锅炉热平衡计算结果(见表1)表1锅炉热平衡计算结果名称符号单位数值α1′Qrθpytlkq2q3q4q5q6ηQB炉膛出口过量空气系数输入热量排烟温度冷空气温度排烟热损失化学不完全燃烧损失机械不完全燃烧损失散热损失灰渣热损失锅炉热效率锅炉有效利用热燃料消耗量-kJ/kg℃℃%%%%%%kJ/hkg/h1.217484.5205.3207.871.0122.41.1975.544320035281000×1041.0MPa320℃280℃各种劣质煤和垃圾废料额定热功率:额定供油压力:额定供油温度:额定回油温度:适应燃料:kcal/h(12MW)(2)计算燃料(开滦Ⅰ类烟煤)元素分析Car=43.23%Oar=5.11%Sar=0.94...