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    石油焦是以原油蒸餾所產(chǎn)的重質(zhì)油或石油瀝青、渣油、焦油為原料經(jīng)焦化處理（熱裂過程）轉(zhuǎn)化而成的產(chǎn)品，是石油深度加工產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品。作為燃料使用的石油焦售價(jià)約在300元／t左右，僅是具有相同熱量的重油價(jià)格的四分之一左右，燃煤價(jià)格的二分之一左右。由于石油焦的揮發(fā)分含量低，不適合傳統(tǒng)的煤粉爐燃燒。目前國(guó)內(nèi)循環(huán)流化床(CFB)鍋爐也沒有純燒石油焦的商業(yè)運(yùn)行業(yè)績(jī)。
    華西能源工業(yè)集團(tuán)有限公司2006年承擔(dān)了蘇丹Garri 4 2×60 MW CFB鍋爐純燒石油焦的設(shè)計(jì)和制造，該鍋爐為國(guó)內(nèi)首臺(tái)自主設(shè)計(jì)、制造和出口純燒石油焦CFB鍋爐，預(yù)計(jì)2008年投入商業(yè)運(yùn)行。鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1，石油焦元素分析見表2。
1、鍋爐結(jié)構(gòu)
Garri 4 60 MW純燒石油焦CFB鍋爐結(jié)構(gòu)見圖1。
    鍋爐主要由全膜式壁爐膛、2臺(tái)高溫絕熱式分離器、2臺(tái)閥回料器、1個(gè)汽冷包墻包覆形成尾部對(duì)流豎井煙道組成。
爐膛蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁，水循環(huán)采用單汽包自然循環(huán)單段蒸發(fā)系統(tǒng)。水冷布風(fēng)板、鐘罩式和工型風(fēng)帽結(jié)合布置，使布風(fēng)板風(fēng)壓均勻，不易堵塞、漏渣、結(jié)焦，且便于檢修。爐膛中上部布置有水冷蒸發(fā)屏和屏式過熱器，以提高水冷系統(tǒng)和過熱系統(tǒng)的輻射傳熱特性，使鍋爐汽溫具有良好的調(diào)節(jié)特性。
富通新能源銷售生物質(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。
    爐膛上部出口煙窗處布置2個(gè)直徑約5m的高溫旋風(fēng)分離器，布置在燃燒室與尾部對(duì)流煙道之間，外殼由鋼板卷制而成，內(nèi)襯絕熱材料及耐磨耐火材料，防磨絕熱材料采用拉鉤、支撐板、托板磚固定。
    高溫分離器上部為圓筒形，下部為錐形。每個(gè)分離器下部布置有閥回料器，以實(shí)現(xiàn)料位自平衡。為防止結(jié)渣，沿料腿高度方向布置幾層充氣口，回料器用風(fēng)由單獨(dú)的羅茨風(fēng)機(jī)提供。
    石油焦燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)分離器凈化后進(jìn)入尾部豎井煙道。尾部豎井煙道中煙氣依次流經(jīng)高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器。高、低溫過熱器由膜式壁包墻包覆在煙道內(nèi)，省煤器、空氣預(yù)熱器部分煙道采用護(hù)板結(jié)構(gòu)。
2、吊掛、支承及燃油系統(tǒng)
    整臺(tái)鍋爐共設(shè)置7個(gè)膨脹中心（或稱膨脹零點(diǎn)），其中爐膛后墻中心線1個(gè)，旋風(fēng)分離器中心線2個(gè)、J閥回料器支座中心2個(gè)、尾部包墻(HRA)前墻中心線1個(gè)、空氣預(yù)熱器支座中心1個(gè)。各膨脹系統(tǒng)通過限位、導(dǎo)向裝置使其以各自的中心為零點(diǎn)向外膨脹，熱膨脹導(dǎo)向裝置還可將風(fēng)和地震的水平荷載傳遞至鋼結(jié)構(gòu)。
    鍋爐的爐膛水冷壁、尾部包墻全部懸吊在頂板上，由上向下膨脹；爐膛左右方向通過剛性梁的限位裝置使其以鍋爐中心線為零點(diǎn)向兩側(cè)膨脹；尾部受熱面則通過剛性梁的限位裝置使其以鍋爐對(duì)稱中心線為零點(diǎn)向兩側(cè)膨脹。回料器和空氣預(yù)熱器均以各自的支承面為基準(zhǔn)向上膨脹。
    考慮到鍋爐的密封和運(yùn)行的可靠性，爐膛和分離器之間采用非金屬膨脹節(jié)相接；回料器與爐膛和分離器溫差大，材質(zhì)不同，故被單獨(dú)支撐于構(gòu)架上，用金屬膨脹節(jié)與爐膛回料口和分離器錐段出口相連，隔離相互間的脹差。分離器出口煙道與尾部豎井間脹差也較大，且尺寸龐大，故采用非金屬膨脹節(jié)連接，以確保連接的可靠性。吊掛的對(duì)流豎井與支撐的空氣預(yù)熱器間因脹差較大，而采用膨脹節(jié)連接。
    所有穿墻管束均與該處管屏之間，或封焊密封固定，或通過膨脹節(jié)形成柔性密封，以適應(yīng)熱膨脹和變負(fù)荷的要求。
    除汽包吊點(diǎn)、水冷壁前墻吊點(diǎn)、水冷壁及蒸發(fā)管屏上集箱、飽和蒸氣引出管、旋風(fēng)分離器及其出口煙道、包墻上集箱和后包墻吊點(diǎn)為剛性吊架外，蒸汽系統(tǒng)的其它集箱和連接管為彈吊或通過夾緊、支撐、限位裝置固定在相應(yīng)的水冷壁和包墻管屏上。
此外，對(duì)爐內(nèi)容易磨損的部位，如爐膛下部密相區(qū)、爐膛上部出口煙窗處、旋風(fēng)分離器入口處、旋風(fēng)分離器筒體及錐段、閥回料器內(nèi)部均敷設(shè)有非金屬防磨材料。
燃油系統(tǒng)采用床上、床下燃燒器，床下燃燒器用于點(diǎn)火，其熱量占20%B - MCR鍋爐所需熱量，床上燃燒器用于低負(fù)荷穩(wěn)燃，其熱量占40%B-MCR鍋爐所需熱量。采用中心回油式機(jī)械霧化油槍，床下2只，床上4只，單只出力均為1 600 kg/h。采用壓縮空氣吹掃，吹掃壓力(0. 4～0. 8)MPa。
3、與燃煤CFB鍋爐設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)差異
    (1)爐膛下部密相區(qū)擴(kuò)展段提高。石油焦屬高含碳量(90.17%)、低揮發(fā)分(8.79%)的燃料，著火穩(wěn)定系數(shù)Rw=3. 59+0, 054×V=4.065，屬4～4.65的難著火穩(wěn)定燃燒區(qū)；燃盡指數(shù)Rj =1. 22+0. 11×Vzx一2.187，屬<2.5的極難燃盡燃料。因此，與燃煤CFB鍋爐相比，純燒石油焦的CFB鍋爐在設(shè)計(jì)中適當(dāng)提高了爐膛下部密相區(qū)擴(kuò)展段的高度，選擇較小的擴(kuò)展段斷面，敷設(shè)以耐磨可塑料，增加密相區(qū)蓄熱能力，提高密相區(qū)斷面熱負(fù)荷，適當(dāng)提高床溫，利于著火燃燒，延長(zhǎng)石油焦在密相區(qū)的停留時(shí)間。
    (2)增加回料器充氣層，防止閥結(jié)焦。石油焦是一種低灰分(1.23%)的燃料，其不可燃質(zhì)主要由釩、鎳及微量的其它金屬構(gòu)成。燃燒后的灰渣幾乎是100%的石灰石衍生物。當(dāng)石油焦燃燒時(shí)，其中部分釩最終轉(zhuǎn)化為V2 05．V205熔點(diǎn)為675℃，遠(yuǎn)低于CFB鍋爐的正常燃燒溫度。另外，釩與石油焦中的其它成分及石灰石中的鈣反應(yīng)能生成低共熔點(diǎn)的合金。當(dāng)石油焦中釩的含量較高時(shí)，灰渣中這些低共熔點(diǎn)的合金會(huì)引起回料器結(jié)渣。為了更好地解決這一問題，回料器設(shè)計(jì)時(shí)較燃煤CFB鍋爐增加了充氣層的數(shù)量，增強(qiáng)了物料在J閥中的流動(dòng)性，可防止熱量聚集引起的結(jié)焦。
    (3)高溫過熱器順流布置。石油焦燃燒過程中產(chǎn)生的V205是一種兩性氧化物，酸性大于堿性，溶于強(qiáng)堿生成釩酸鹽，溶于強(qiáng)酸形成釩氧離子VO或V03+，其熔點(diǎn)相對(duì)較低(675℃)。為了避免其對(duì)高溫過熱器管的腐蝕，設(shè)計(jì)過程中將高溫過熱器管中蒸汽的流向與尾部煙道中煙氣的流向布置為一致，這樣蒸汽溫度較高的高溫段管子處于低煙溫區(qū)，蒸汽溫度較低的管子處于高煙溫區(qū)，整個(gè)高溫過熱器管子金屬壁溫低于V205的熔點(diǎn)，很好地避免了V205對(duì)管子的腐蝕。