440T/H循環(huán)流化床鍋爐爐膛風(fēng)帽的改造治理

王勇 王志海

摘要：近年來，循環(huán)流化床鍋爐機組由于其在煤種適應(yīng)性、環(huán)保經(jīng)濟性等方面的優(yōu)勢，在國內(nèi)發(fā)電市場快速發(fā)展，但由于其自身設(shè)計特點，也暴露出許多問題。文章就44T/H循環(huán)流化床鍋爐爐膛風(fēng)帽存在的若干問題進行了原因分析，提出了治理措施，并對改造前后的效果進行了詳細的經(jīng)濟分析。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；爐膛風(fēng)帽改造；布風(fēng)結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TK229 文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）03-0140-02

一、設(shè)備狀況

山東運河發(fā)電公司分別于2003年和2004年投產(chǎn)運行2臺440T/h循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐型號SG-440/13.7-M562，為上海鍋爐廠從美國ALSTOM公司引進的CFB鍋爐技術(shù)設(shè)計、制造的超高壓、一次中間再熱、單汽包、單爐膛、固態(tài)排渣、全鋼架結(jié)構(gòu)自然循環(huán)鍋爐。鍋爐采用露天布置，運轉(zhuǎn)層以下全封閉，運轉(zhuǎn)層標高為9.00m。鍋爐整體為左右對稱布置，主要由鍋筒、懸吊式全膜式旋風(fēng)分離器、U型返料回路以及后煙井對流受熱面組成。鍋爐采用平衡通風(fēng)、集中下降管，爐膛是水冷壁設(shè)計，其底部采用耐火爐襯。爐膛前墻有8只給煤管孔，石灰石隨煤粉一起噴入爐膛。爐膛底部與一次風(fēng)室連接的布風(fēng)板上布置有365只T型風(fēng)帽，前后布置10排，每排36/37只。風(fēng)帽采用A297耐磨耐高溫材質(zhì)。流化風(fēng)由風(fēng)帽進入爐膛參與床料的流化和燃燒。

在鍋爐運行過程中，爐膛布風(fēng)板T型風(fēng)帽存在的一些問題逐步暴露出來。風(fēng)帽磨損現(xiàn)象十分嚴重，特別是爐膛前、后墻下部兩排的風(fēng)帽，平均每四到五個月就開始出現(xiàn)大量泄露，需要全面更換一次，造成巨大的人力和物資成本。而風(fēng)帽泄露后造成的后果也十分嚴重。風(fēng)帽泄露后，造成爐膛與一次風(fēng)室的直通，大量爐膛內(nèi)床料漏入一次風(fēng)室，造成風(fēng)室內(nèi)積渣和超溫，不但影響鍋爐運行效率，還會影響一次風(fēng)室安全，嚴重時會造成一次風(fēng)室超溫坍塌的惡性事故。

二、原因分析

為解決上述循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)帽存在的磨損和漏渣問題，我們對風(fēng)帽磨損形成的原因進行了認真分析和總結(jié)，最終確定了以下幾個方面：

（一）風(fēng)帽制作和施工工藝

在使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)，風(fēng)帽的材質(zhì)和制作工藝對風(fēng)帽的硬度和強度影響很大。風(fēng)帽一般在制作過程中采用一次澆注成型，制作過程中的工藝會對風(fēng)帽材質(zhì)的均勻、內(nèi)部的缺陷產(chǎn)生等方面造成較大影響。而風(fēng)帽在安裝過程中的工藝包括風(fēng)帽的焊接質(zhì)量、安裝精度等，也會對風(fēng)帽的使用壽命造成較大

影響。

（二）風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)

T型風(fēng)帽分為1個進風(fēng)口和4個出風(fēng)口，進風(fēng)口位于一次風(fēng)室內(nèi)，工作溫度低于200℃，主要接觸介質(zhì)為一次風(fēng)，使用壽命相對較高。而出風(fēng)口位于爐膛下部，工作溫度高于800℃，接觸介質(zhì)為爐膛內(nèi)循環(huán)床料，環(huán)境惡劣，使用壽命較短。一旦出風(fēng)口出現(xiàn)磨損和泄露，爐膛內(nèi)床料將直接進入一次風(fēng)室，造成一次風(fēng)室積渣和結(jié)焦的發(fā)生。

（三）風(fēng)帽位置的布風(fēng)結(jié)構(gòu)

循環(huán)流化床鍋爐的物料循環(huán)分為兩部分，即爐膛-分離器-回料器-爐膛的大循環(huán)和爐膛內(nèi)部的物料內(nèi)循環(huán)。爐膛內(nèi)循環(huán)中，物料顆粒由爐頂開始沿爐膛四周爐墻向下運動，形成爐膛的貼壁流。向下循環(huán)的床料進入密相區(qū)后，部分被向上運動的氣流帶走，但爐膛前后墻部位由于其斜面結(jié)構(gòu)的影響，仍有部分會直接流入爐膛底部，造成鍋爐前、后墻底部位置物料濃度相對較大的現(xiàn)象（如圖1）。

三、改造方案

針對以上原因分析，我們制定了以下的改造

方案。

（一）在爐膛底部前、后墻下部加裝風(fēng)帽防磨梁

針對循環(huán)流化床鍋爐的內(nèi)循環(huán)特點，為了減少爐膛前、后墻部位風(fēng)帽的物料濃度和直接沖刷，我們在爐膛底部前、后墻下部加裝了風(fēng)帽防磨梁。防磨梁高度300mm使用高溫搗打耐磨料敷設(shè)，內(nèi)部使用1Cr25Ni20Si2耐高溫合金鋼銷釘支撐和固定。如

圖2所示：

加裝風(fēng)帽防磨梁后，可以將爐膛內(nèi)循環(huán)貼壁物流進行分流和阻擋，減少該部位風(fēng)帽周圍的物料濃度，并避免大顆粒的下行高速物料對風(fēng)帽造成直接沖刷，提高風(fēng)帽使用壽命。

（二）在風(fēng)帽下部進風(fēng)口部位加裝防漏渣鋼筋網(wǎng)

為了防止爐膛風(fēng)帽磨損或燒損后造成爐膛與一次風(fēng)室的直通，我們在風(fēng)帽下部進風(fēng)口部位加裝了防漏渣鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)采用Q235材質(zhì)普通鋼，規(guī)格為30*15菱形鋼筋網(wǎng)，裁制成100*100的方形塊，焊接在風(fēng)帽進風(fēng)管口處。

風(fēng)帽下部進風(fēng)口部位加裝防漏渣鋼筋網(wǎng)后，一旦爐膛內(nèi)風(fēng)帽磨損或燒損，爐膛內(nèi)床料會經(jīng)由風(fēng)帽進入一次風(fēng)室。當大顆粒物料下降至鋼筋網(wǎng)部位后，會在鋼筋網(wǎng)上被攔截。當鋼筋網(wǎng)上積沉的大顆粒物料達到一定數(shù)量時，就會在風(fēng)帽進風(fēng)口部位形成密封效果，攔截爐膛內(nèi)床料進一步向風(fēng)室內(nèi)流動。

安裝防漏渣鋼筋網(wǎng)后，會避免風(fēng)室積渣和結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)展和惡化。但如果損壞的風(fēng)帽數(shù)量較多時，就會對爐膛內(nèi)布風(fēng)產(chǎn)生影響。因此，需在每次停爐后，將損壞的風(fēng)帽及時更換，并清理沉積在鋼筋網(wǎng)上的

物料。

四、改造效果

我們在2011年1月對運河發(fā)電公司的2臺流化床機組進行了改造，安裝了風(fēng)帽防磨梁和防漏渣鋼筋網(wǎng)。經(jīng)過1年時間的使用，效果顯著。鍋爐前后墻部位的風(fēng)帽使用壽命得到大幅度提高，平均使用壽命由改造前的4～5個月提高到10個月以上。一次風(fēng)室積渣和結(jié)焦現(xiàn)象基本杜絕，有效提高了機組的運行效率和安全可靠性。

參考文獻

[1]楊延華．循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及運行[M]．中國電力出版社，2005.

[2]運河電廠#3、4機組檢修規(guī)程[S]．

（責(zé)任編輯：葉小堅）