¿Qué es una caldera de lecho fluidizado circulante?
La caldera adopta un método de circulación natural de tambor único y generalmente está dividida en dos ejes en la parte delantera y trasera. El eje delantero es una estructura general de grúa, rodeada por paredes de membrana de refrigeración por agua. De abajo hacia arriba, se encuentran la cámara de aire primaria, el lecho de fase densa, la sección de suspensión, el tubo de evaporación, el sobrecalentador de alta temperatura, el sobrecalentador de baja temperatura y el economizador de alta temperatura. El eje de cola adopta una estructura de soporte y un economizador de baja temperatura y un precalentador de aire tubular están dispuestos de arriba a abajo. Los dos ejes están conectados por un separador ciclónico vertical y la parte inferior del separador está conectada a un dispositivo de retorno y a un enfriador de cenizas. La cámara de combustión y el separador están equipados con revestimientos antidesgaste, el eje delantero está equipado con una pared de horno tubular Ao y se utiliza una placa protectora de metal externa, el eje trasero está equipado con una pared de horno liviana y ocho columnas de acero soportan el Peso total de la caldera.
Horno ② Separador ③ Superficie de calentamiento de cola ④ Intercambiador de calor externo ⑤ Aire secundario
⑥ Aire primario ⑦ Válvula cónica refrigerada por agua ⑧ Piedra caliza ⑨ Combustible
La caldera se compone principalmente de las siguientes tres partes: horno ①; circuito de circulación de sólidos, compuesto principalmente por un separador ciclónico ②, dispositivo de retorno y lecho fluidizado externo ④ (el lecho fluidizado externo es una característica de la parte del proceso CFB de ALSTOM, que se puede utilizar para controlar el temperatura del horno y temperatura del vapor de recalentamiento respectivamente);
El corazón de una caldera de lecho fluidizado circulante es el horno ①, del que se alimenta el combustible ⑨ y la piedra caliza ⑧ para la desulfuración. El aire primario ⑥ ingresa al horno a través de la placa de distribución de aire y se utiliza como aire de combustión primario. Al mismo tiempo, el flujo de aire ascendente levanta las partículas sólidas (las fluidifica) y llena todo el volumen del horno. El aire secundario (5) se envía al horno en dos etapas, logrando así una combustión por etapas. El separador ciclónico de alta eficiencia ② captura las partículas sólidas que salen del horno y distribuye el flujo de partículas sólidas a través de la válvula cónica enfriada por agua ⑦. Parte del mismo se envía directamente al horno inferior a través del dispositivo de retorno para mantener el equilibrio de sólidos. las partículas en el circuito de circulación principal; la otra parte se recoge del ciclón. Las partículas sólidas separadas por el separador se envían al horno después de liberar calor a través de un intercambiador de calor externo ④ dispuesto en una estructura similar a un lecho de burbujas. Después de la separación, el gas de combustión limpio que contiene una pequeña cantidad de cenizas volantes ingresa al eje de cola ③, pasa a través del precalentador de aire y el sistema de recolección de cenizas volantes y finalmente se descarga a la atmósfera a través de la chimenea.
1.2 Disposición general de la caldera
La caldera es de lecho fluidizado circulante de tambor único, circulación natural y disposición de aire semiabierta. La disposición general de la caldera es simétrica y. Se apoya en el marco de acero de la caldera. En la máquina, se utiliza un separador ciclónico de alta temperatura para la separación de gas y sólido y se utiliza un intercambiador de calor externo para controlar la temperatura del lecho y la temperatura del vapor recalentado. Esta caldera consta de cinco tramos, el primero y el segundo están equipados con un circuito de circulación principal (horno, separador ciclónico de placas de acero de alta temperatura, dispositivo de retorno e intercambiador de calor externo), un enfriador de escoria y un sistema de aire secundario, etc. El conducto de humos de cola (incluido el sobrecalentador de alta temperatura, el recalentador de baja temperatura y el economizador) está dispuesto en cuatro tramos; el quinto tramo es un precalentador de aire giratorio dispuesto por separado; El horno adopta una estructura de pared de membrana completa refrigerada por agua y la parte inferior del horno adopta una estructura en forma de pantalón para dividir el horno inferior en dos partes. Debajo del tablero de distribución de aire hay una cámara de aire enfriada por agua rodeada por tubos de pared doblados enfriados por agua. La caldera utiliza un alimentador de retorno para alimentar carbón. Cuatro puertos de alimentación de carbón están dispuestos en el alimentador de retorno. La piedra caliza se transporta neumáticamente. En los dos conductos de aire primarios delante de la cámara de aire refrigerada por agua está dispuesto un encendedor de conducto de aire. Además, en la parte inferior del horno para caldera también están instaladas pistolas de combustible de lecho 2×4 sin encendido ni detección de incendios. Encendido por arranque y baja carga. Cuatro enfriadores de escoria de lecho fluidizado están divididos en dos grupos y dispuestos a ambos lados del horno. Cada enfriador de escoria tiene 9 puertos de descarga de escoria para descargar la escoria del fondo al sistema mecánico de eliminación de escoria o al suelo. Cuatro separadores ciclónicos de alta temperatura están dispuestos en los tramos auxiliares de la estructura de acero a ambos lados del horno, y un dispositivo de retorno está dispuesto debajo de cada separador ciclónico. Parte del material separado por el separador ciclónico regresa directamente al horno a través del dispositivo de retorno, y la otra parte regresa al horno después de pasar por intercambiadores de calor externos dispuestos a ambos lados del horno. El intercambiador de calor externo está equipado con una superficie de calentamiento y el intercambiador de calor externo cerca de la pared posterior está equipado con un sobrecalentador de temperatura media (ITS1 e ITS2), que puede controlar la temperatura del horno controlando el caudal de partículas sólidas del exterior; Intercambiador de calor cerca de la pared frontal El calentador está equipado con un sobrecalentador de baja temperatura (LTS) y un recalentador de alta temperatura (HTR), y la temperatura del vapor de recalentamiento se puede controlar controlando el caudal de partículas sólidas entre ellos. Un sobrecalentador de alta temperatura, un recalentador de baja temperatura y un economizador están dispuestos de arriba a abajo en el conducto de escape cubierto por la pared de revestimiento de refrigeración por vapor. El precalentador de aire adopta un precalentador de aire giratorio de cuatro compartimentos.
1.3. Sistema de vapor y agua de la caldera
El sistema de alta presión incluye economizador, tambor, superficie de calentamiento por evaporación y sobrecalentador. El sistema de circulación de agua utiliza circulación natural.
El agua de alimentación de la caldera primero se conduce al cabezal de entrada del economizador dispuesto en el conducto de humos de cola, fluye en contracorriente hacia arriba a través del grupo de tubos del economizador dispuesto horizontalmente y luego ingresa al tambor a través del tubo de salida del economizador. Cuando no fluye agua de alimentación hacia el tambor durante la fase de arranque, la tubería de recirculación del economizador puede conducir el agua del recipiente desde el tambor hasta el cabezal de entrada del economizador para evitar que el agua en el tubo del economizador se estanque y se vaporice. Esta solución es una caldera de circulación natural. La circulación de agua de la caldera adopta un suministro de agua centralizado y una introducción y extracción descentralizadas. El agua de alimentación se introduce en el espacio de agua del tambor y entra en la pared de refrigeración por agua y en el cabezal de entrada de la superficie de calentamiento adicional a través de sus respectivas bajantes centralizadas. El agua de la caldera se calienta hasta formar una mezcla de vapor y agua a medida que fluye hacia arriba a través de la pared enfriada por agua del horno y la superficie de calentamiento adicional se introduce en el tambor a través del tubo de salida de vapor-agua a través de los respectivos cabezales de salida superiores. para la separación vapor-agua. El agua separada vuelve a ingresar al espacio de agua del tambor y se recircula. El vapor saturado calificado separado sale del tubo de conexión de vapor en la parte superior del tambor. Después de que el vapor saturado sale del tambor, se introduce en el sobrecalentador de la pared del conducto de escape a través del tubo de conexión de vapor saturado y luego ingresa al intercambiador de calor externo dispuesto frente al horno a través del tubo de conexión de vapor (el intercambiador de calor externo es también equipado con un recalentador de alta temperatura). El sobrecalentador de baja temperatura (LTS) del calentador ingresa luego al sobrecalentador de temperatura media (ITS1 e ITS2) ubicado en el intercambiador de calor externo detrás del horno), y luego se introduce a través de él. el tubo de conexión al sobrecalentador de alta temperatura (LTS) dispuesto en el conducto de humos de cola), el vapor sobrecalentado final calificado se introduce en la turbina de vapor desde el colector de salida de alto sobrecalentamiento (fusionado en un tubo de conexión). El sistema de sobrecalentador adopta un atemperador por aspersión de agua flexible como medio para ajustar la temperatura del vapor y proteger los tubos de la superficie de calentamiento en todos los niveles. Todo el sistema de sobrecalentador está equipado con un atemperador por aspersión de agua de tres etapas. La primera etapa está entre el sobrecalentador de baja temperatura (LTS) y el sobrecalentador intermedio de la primera etapa (ITS1), y se utiliza para controlar la diferencia de temperatura entre la salida del LTS y la entrada del ITS1 a 10 °C; el sobrecalentador intermedio de primera etapa (ITS1) y entre el intercalentador de segunda etapa (ITS2), se utiliza para controlar la temperatura de salida de ITS2 a 485 °C; la tercera etapa está entre el intercalentador de segunda etapa (ITS2) y el alto; -sobrecalentador de temperatura (HTS), utilizado para controlar la salida del HTS. La temperatura es de 540 ℃. El sistema de sobrecalentador utiliza agua de alimentación para rociar agua y el punto de grifo está después del calentador de alta presión y delante de la válvula reguladora de agua de alimentación.
El sistema de vapor de recalentamiento consiste en que el vapor de recalentamiento extraído del cilindro de alta presión de la turbina de vapor ingresa al cabezal de entrada del recalentador de baja temperatura (LTR) dispuesto en el conducto de escape a través del tubo de conexión y fluye a través de la serpentina del recalentador de baja temperatura, la tubería sale del cabezal de salida del recalentador de baja temperatura y luego se introduce en el recalentador de alta temperatura (HTR) dispuesto en el intercambiador de calor externo a través de la tubería de conexión (eventualmente combinada en). un solo tubo) conducen de regreso a la turbina. El sistema de recalentamiento no rocía agua cuando la caldera está funcionando normalmente y la temperatura del vapor de recalentamiento se logra controlando el caudal de cenizas del lecho externo. Hay un rocío de agua accidental en la entrada del recalentador de baja temperatura (LTR). Durante condiciones de accidente, el rocío de agua se utiliza para controlar la temperatura del vapor de salida del recalentador de alta temperatura (HTR). El punto del grifo de pulverización de agua está en el grifo medio de la bomba de suministro de agua. El sistema de recalentador está equipado con dos puntos de drenaje, uno en la entrada del recalentador de baja temperatura y el otro en la entrada del recalentador de alta temperatura.
1.4 Proceso de flujo de aire y humo
La combustión de la caldera CFB requiere una presión de aire relativamente alta para fluidificar las partículas en el lecho. El aire se envía al horno después de pasar por el precalentador de aire. Otros usos del aire incluyen aire de fluidización de intercambiadores de calor externos, retornadores y enfriadores de escoria. El aire de fluidización se toma de ventiladores de fluidización de alta presión. El precalentador de aire adopta un precalentador de aire giratorio maduro de cuatro compartimentos. Los calentadores de aire (uno ubicado en el conducto de aire primario y dos ubicados en el conducto de aire secundario) se utilizan para garantizar que la temperatura de la pared de salida del precalentador de aire sea mayor que la temperatura del punto de rocío. El aire del ventilador primario se divide en dos caminos: el primer camino, que representa aproximadamente el 45% del volumen total de aire. Después de que el aire es calentado por el calentador de aire y el precalentador de aire primario, ingresa al enfriado por agua. aire en la parte inferior del horno como aire de combustión primario y aire de fluidización, el material del lecho se fluidiza a través de la tapa de aire dispuesta en la placa de distribución de aire y se forma un flujo bifásico gas-sólido hacia arriba a través del horno. el encendedor del conducto de aire debajo de la cama está dispuesto en este circuito; el segundo camino, que también está precalentado. El aire primario se utiliza como aire de transporte desde el FBHE al conducto de cenizas del horno. Además, entre la salida del ventilador primario y el conducto de encendido debajo de la cama, está dispuesto un conducto de aire de enfriamiento rápido de aire primario que pasa por alto el precalentador de aire. El volumen de aire es aproximadamente del 35 % al 45 % del volumen total de aire primario que se utiliza. para enfriar rápidamente el horno.
El aire del ventilador de aire secundario se divide en tres caminos: el primer camino, una parte del aire secundario frío que no ha sido precalentado, se utiliza como aire de sellado para el alimentador de carbón en la válvula de retorno; el segundo camino, el aire; pasa a través del calentador y el aire secundario El aire secundario caliente calentado por el precalentador se divide en dos capas y ingresa a los lados interior y exterior de la parte inferior del horno como aire para la combustión y el ajuste de la combustión; el tercer camino, el secundario caliente; El aire que pasa a través del precalentador de aire se utiliza como aire de purga para el punto de alimentación de carbón. Evite que se bloquee el suministro de carbón. Además de los usos de aire continuo mencionados anteriormente, el aire secundario caliente calentado por el precalentador de aire también se envía a los siguientes puntos de uso de aire como aire intermitente: 1. Se utiliza como aire de sellado para el punto de entrada de piedra caliza para evitar la Evita que el sistema de piedra caliza se apague. En segundo lugar, sirve como purga de aire desde el horno hasta el conducto de entrada del separador para limpiar cualquier acumulación grave de polvo que pueda ocurrir en el conducto. Los ventiladores de aire secundario están conectados a través de conductos de contacto de aire secundario y el volumen de aire es aproximadamente el 25% del volumen total de aire secundario. El sistema de aire a alta presión proporciona principalmente aire fluidizante para el dispositivo de retorno, el lecho externo, el enfriador de escoria, parte del canal de cenizas y el fondo del separador, así como aire para las válvulas cónicas y las pistolas de aceite, el volumen de aire requerido por cada uno. La rama se asegura ajustando el deflector. Normal Cuando están en funcionamiento, cuatro de ellos están en funcionamiento y uno en espera.
1.5 Sistema de circulación de cenizas
Durante el funcionamiento normal de la caldera, una gran cantidad de partículas sólidas circulan continuamente en el circuito de circulación principal compuesto por el horno y el separador. Una parte de las partículas extremadamente finas llega al conducto de humos junto con los gases de combustión y entra al colector de polvo como cenizas volantes, mientras que la mayoría de las partículas restantes son capturadas por el separador y regresan al horno a través del dispositivo de retorno o intercambiador de calor externo; La escoria descargada desde el fondo del horno se enfría mediante el enfriador de escoria y luego se descarga. El intercambiador de calor externo con sobrecalentador intermedio también tiene un tubo de descarga de escoria conectado al enfriador de escoria, que puede usarse para descarga de cenizas cuando sea necesario. El sistema de cenizas de fondo se utiliza principalmente para descargar y/o enfriar cenizas. Además del puerto principal de descarga de escoria de cada enfriador de escoria, también debe incluir: enfriador de escoria, caja de aire del intercambiador de calor externo para descarga de cenizas, enfriador de escoria, placa de distribución de aire del intercambiador de calor externo para descarga de cenizas, caja de aire de retorno de material para descarga de cenizas Las cenizas se colocan en la cámara de aire del horno y se descargan los puntos de cenizas del aire primario y secundario. Entre ellos, el puerto de descarga de escoria entre las superficies de calentamiento del enfriador de escoria, la placa de distribución de aire del intercambiador de calor externo, la caja de aire del intercambiador de calor externo, la caja de aire de retorno, la cámara de aire del horno y los puntos de descarga de cenizas de los sistemas primario y Los puntos secundarios de descarga de cenizas del aire no están incluidos. El sistema de cenizas del fondo debe colocarse en un lugar seguro en el suelo según la situación. Las salidas de descarga de cenizas restantes deben incluirse en el sistema de transporte de cenizas inferior (incluidos transportadores de escoria raspadores enterrados, elevadores de cangilones, etc.).
1.6 Sistema de combustible auxiliar
La caldera está equipada con ocho quemadores de apoyo a la cama con una potencia total del 15% B-MCR de calor de entrada, y una potencia total del 11% B- Calor de entrada MCR. Dos quemadores de encendido debajo de la cama y sistemas de combustible correspondientes. El combustible de apoyo al encendido y a la combustión es gasóleo ligero 0#. Tanto las pistolas de encendido como las de combustible-combustible adoptan el tipo de atomización por vapor. Ocho quemadores de apoyo a la combustión del lecho están dispuestos respectivamente en la pared interior del tubo del tronco del horno (cuatro a cada lado), a una altura de 1150 mm en la superficie del lecho. El objetivo de su configuración es calentar el material del lecho durante la etapa de arranque de la caldera para que se pueda alcanzar la temperatura de entrada del carbón lo antes posible. Cada quemador consta de una pistola de aceite y su carcasa, un actuador neumático de la pistola de aceite, una válvula de bola de aislamiento, un conducto de aire de refrigeración y otras piezas (excluyendo el dispositivo de encendido y el dispositivo de detección de incendios, después de que el quemador esté fuera de servicio, la pistola de aceite retrocederá 800 mm); . Cada horno está equipado con dos conductos de aire de encendido debajo de la cama. Cada conducto de aire de encendido debajo de la cama está equipado con dos quemadores de aceite. El propósito es calentar eficientemente el aire fluidizado primario (la temperatura del aire después del calentamiento es de aproximadamente 900 °C). y luego calentar el material. Cada quemador de aceite está equipado con un encendedor independiente de alta energía, un detector de llama y un orificio para llama. La entrada de aire está equipada con un deflector de compuerta y un actuador eléctrico. Salida de la pistola de aceite: 2000 kg/h