對75 t/h循環(huán)流化床鍋爐給煤系統(tǒng)的改造

何 鵬，尤 奎

(1.安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230022;2.奇瑞汽車有限股份有限公司，安徽 蕪湖 220000)

1 概況

奇瑞汽車有限股份公司動(dòng)能公司2007年投產(chǎn)了蕪湖金鼎鍋爐廠生產(chǎn)的WHG－75/3.82－Mx型循環(huán)流化床鍋爐，該鍋爐為75 t/h中溫中壓、高溫旋風(fēng)分離循環(huán)流化床鍋爐，單鍋筒、自然循環(huán)，半露天布置。

1.1 鍋爐設(shè)備主要技術(shù)規(guī)范參數(shù)(見表1):

1.2 設(shè)計(jì)燃料煤種煤質(zhì)

設(shè)計(jì)燃料為中煤和矸石混燒，對設(shè)計(jì)煤種煤質(zhì)的適應(yīng)范圍 Car=45% ～58%，War=4% ～8%，Aar=28% ～33%，Vr≥24%，Qnet.ar=18 841 ～20 934 kJ/kg。

表1 鍋爐設(shè)備規(guī)范及技術(shù)參數(shù)

2 鍋爐給煤系統(tǒng)運(yùn)行中暴露的問題及改造措施

WHG－75/3.82－Mx型循環(huán)流化床鍋爐自2007年投產(chǎn)伊始至2008年期間，鍋爐運(yùn)行狀況始終不理想。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:燃料堵塞，運(yùn)行周期短;負(fù)荷調(diào)整困難，根本達(dá)不到額定負(fù)荷。鍋爐運(yùn)行周期一般在10～15天;負(fù)荷在50 t/h左右，最高日小時(shí)平均負(fù)荷均沒超過60 t/h。

針對鍋爐現(xiàn)狀，2008年底和2009年初利用鍋爐大修之際，根據(jù)生產(chǎn)需要，對鍋爐給煤系統(tǒng)有關(guān)部位進(jìn)行了技術(shù)改造，采用了先進(jìn)的滾筒篩分設(shè)備，有效地控制住入爐燃料的顆粒度，減少濕度的影響;將給煤機(jī)改造成螺旋給煤結(jié)構(gòu)，大大降低了設(shè)備的損壞頻次。

2.1 鍋爐給煤用篩分機(jī)改造

由于廠里沒有立式煤倉，受天氣影響，鍋爐給煤濕度經(jīng)常超過10%，而給煤系統(tǒng)原采用的篩網(wǎng)式振動(dòng)篩對濕煤篩分能力較差，設(shè)備本身無自清理裝置，特別是在梅雨季節(jié)或水分超過9%的時(shí)候，煤容易堵塞，特別是大煤塊多的情況下，導(dǎo)致篩網(wǎng)故障率高。為保證鍋爐供料，不得不放寬破碎粒度要求，造成部分入爐煤粒度遠(yuǎn)大于12 mm。

能否控制好入爐煤的粒徑，將對鍋爐的燃燒效率和熱效率產(chǎn)生直接的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算，入爐煤的平均當(dāng)量粒徑每上升1 mm，將直接導(dǎo)致爐效下降0.5%[1]。實(shí)際運(yùn)行證明，尺寸超過了10 mm的煤粒，進(jìn)入爐膛后很難燒透，揮發(fā)份低灰分大的劣質(zhì)無煙煤更難燒透[2];而煤的粒度越細(xì)出力越大[3]。由于入爐煤顆粒度較大，鍋爐排渣顆粒度也較大，導(dǎo)致排渣溫度較高，不僅造成物料浪費(fèi)，以75 t/h鍋爐為例，每小時(shí)耗煤11.2 t，由于爐效下降年損失達(dá)2%計(jì)算，每年將損失超過1 900 t原煤。而且影響物料流化，增大爐膛金屬受熱面的磨損，排渣顆粒大、溫度高，運(yùn)渣皮帶故障率高，給鍋爐運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的后果。

針對上述問題，在#1段皮帶(原煤斗)入口前將原篩網(wǎng)式振動(dòng)篩更換為籠式滾筒篩分機(jī)，該設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)為滾筒，它是由若干個(gè)圓環(huán)狀扁鋼組成的篩網(wǎng)，與地面呈傾斜狀態(tài)，外部被密封罩所密封，以防止污染環(huán)境。滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，燃煤自上而下得到分離，細(xì)料從前端下部排出，粗料從滾筒尾部排出。它設(shè)有梳型清篩機(jī)構(gòu)，在篩分過程中，通過梳型清篩機(jī)構(gòu)與滾筒的相對運(yùn)動(dòng)，達(dá)到對篩體不間斷清理的效果，使篩分筒在整個(gè)過程中始終保持清潔，不粘，不堵，不影響篩分效率。在設(shè)計(jì)時(shí)，有針對性的選用Q345#鋼做為篩條鋼以防出現(xiàn)磨損速度過快，對篩分顆粒的保證上，結(jié)合實(shí)際情況采用篩條間距為15 mm，此間隙能保證入爐煤粒顆粒度有效控制在0～15 mm以內(nèi)，為避免篩條間隙間的堵塞，在設(shè)計(jì)上加裝了一清篩裝置，在滾動(dòng)篩滾動(dòng)時(shí)，能徹底克服篩條堵塞現(xiàn)象。

經(jīng)過一年來的運(yùn)行，入爐煤顆粒度完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，降低了一次風(fēng)量，從而減輕了各處的磨損。保證了機(jī)組的正常運(yùn)行。延長了機(jī)組安全運(yùn)行周期。

該設(shè)備性能特點(diǎn)主要有:(1)煤種適應(yīng)性廣，該設(shè)備適用于各種煤質(zhì)，且使用效果良好。(2)特有的梳型自清堵裝置圓滿解決了其他篩分機(jī)無法解決的濕煤、臟煤、粘煤篩分時(shí)的堵塞問題。(3)篩分效率高，在來煤裝置上使用的滾筒篩分效率達(dá)到了99%以上。(4)篩分量大，能耗小，使用的篩分機(jī)小時(shí)篩分量為200 t，而功率僅為5.5 kW;(5)設(shè)備噪聲低，工作環(huán)境好。由于設(shè)備易于密封，大大降低了噪聲及物料泄漏。

圖1 改造前振動(dòng)篩設(shè)計(jì)示意圖

圖2 改造后滾動(dòng)篩設(shè)計(jì)示意圖

2.2 刮板式給煤機(jī)改造

WHG－75/3.82－Mx型循環(huán)流化床鍋爐原安裝有三臺GX－300(u)型埋刮板式給煤機(jī)。由于煤潮濕，這就造成給煤機(jī)下部溜煤筒靠近火焰的部位經(jīng)常粘煤，進(jìn)而導(dǎo)致給煤堵塞，造成鍋爐斷煤事故頻發(fā)，這嚴(yán)重影響了鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。為保證給煤機(jī)不斷煤工人們只好采用水沖的辦法進(jìn)行解決。一時(shí)間解決了堵煤事故，但給鍋爐的正常運(yùn)行帶來堵多不利因素。

螺旋輸送軸長2.4 m，使用4個(gè)月后，螺旋片磨損嚴(yán)重，必須更換，兩臺鍋爐年約更換螺旋軸18根，按每根4 000元計(jì)算，費(fèi)用約7.2萬元;進(jìn)煤口和落煤口容易被潮濕的煤堵塞，造成輸送困難;由于煤濕，經(jīng)常發(fā)生堵塞現(xiàn)象，聯(lián)軸器防過載的銷子容易切斷，同時(shí)，極易造成減速機(jī)機(jī)座損壞，運(yùn)行兩年來，兩臺鍋爐共計(jì)損壞減速機(jī)機(jī)座4臺。

針對上述問題及75 t/h循環(huán)流化床鍋爐使用雙鏈條刮板式給煤機(jī)的種種缺陷，將給煤機(jī)改造成單鏈條刮板式給煤機(jī)。該型給煤機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、物料輸送均勻、使用壽命長、維修簡單等特點(diǎn)。

為節(jié)約費(fèi)用及減少備件儲備，改造用原給煤機(jī)的電機(jī)、減速機(jī)等動(dòng)力運(yùn)行控制部分。

3 仍可改造的方面

安徽蕪湖地處皖南，氣候濕潤多雨，梅雨季節(jié)常有3～7天連陰雨，對燃料影響極大。有資料表明，煤的應(yīng)用基水分超過12%，粘著性很大[4]。對于循環(huán)流化床鍋爐來講，控制好入爐燃料的水分是十分關(guān)鍵的，最好設(shè)法避免濕煤進(jìn)入輸煤系統(tǒng)及CFB鍋爐給煤系統(tǒng)，同時(shí)還可在其它方面做些工作以改善上述的堵煤斷煤問題，如原煤斗內(nèi)襯采用微晶鑄石板或者不銹鋼板、原煤斗內(nèi)設(shè)計(jì)安裝液壓疏松機(jī)、給煤機(jī)出口去掉旋轉(zhuǎn)給料閥后加裝鎖氣器、改進(jìn)原煤斗下煤口狹窄、煤倉四壁與水平面的傾斜角＞70°、原煤倉的容積適當(dāng)減小等。原煤倉的容積適當(dāng)減小或煤濕度大(＞12%以上)時(shí)半倉儲煤等[5]。

4 兩項(xiàng)改造的效果

給煤用篩分機(jī)改造效果:改造前的煤粒顆粒最大達(dá)到50 mm，改造后煤粒粒度小于15 mm，在入爐煤的顆粒度上有效的得到了保證。鍋爐燃燒后的排渣顆粒變化顯著(見圖3、圖4)。

圖3 改造前鍋爐燃燒后的排渣

圖4 改造后鍋爐燃燒后的排渣

技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較:改造前，振動(dòng)篩因篩網(wǎng)損壞更新，一年需3～4萬維修費(fèi);此項(xiàng)改造為自主設(shè)計(jì)、制造安裝、調(diào)試，投入成本(含標(biāo)準(zhǔn)件、鋼材等采購成本)1.74萬元，與滾動(dòng)篩整體采購價(jià)25萬元相比，節(jié)約23.26萬元;改造后，鍋爐年可節(jié)約煤量1 900 t原煤，以到廠煤的價(jià)格為750元/t，年直接節(jié)省經(jīng)濟(jì)效益達(dá)142.5萬元。

刮板式給煤機(jī)改造效果:2009年初改造后，平穩(wěn)運(yùn)行13個(gè)月，沒有發(fā)生任何維修工作，運(yùn)轉(zhuǎn)良好，達(dá)到鍋爐給煤輸送量的要求，鍋爐運(yùn)行平穩(wěn)。單鏈條刮板式給煤機(jī)長度2.6 m，磨損量較小，與原采用螺旋片磨損情況相對比，兩臺鍋爐年可節(jié)約費(fèi)用7.2萬元。在進(jìn)煤口和落煤口被濕煤局部堵塞時(shí)，不會(huì)造成輸送設(shè)備(如減速機(jī))的損壞。在落煤口處增設(shè)兩路播煤風(fēng)，大大緩解落煤口因煤濕而堵塞的現(xiàn)象。

鍋爐給煤系統(tǒng)的兩項(xiàng)改造，鍋爐運(yùn)行質(zhì)量得到明顯提高:負(fù)荷由改造前65 t/h提高至穩(wěn)定的75 t/h，最大負(fù)荷可達(dá)87 t/h;分離效率得到提高，爐渣可燃物及飛灰可燃物含量得到了不同程度的降低，爐渣可燃物小于2%，飛灰可燃物小于10%，鍋爐效率始終保持在85%以上，水冷壁管使用時(shí)間大大延長，避免了因燃煤堵塞而造成鍋爐停爐，鍋爐運(yùn)行時(shí)間由原來最多連續(xù)運(yùn)行3個(gè)月提高至連續(xù)運(yùn)行201天，同時(shí)，降低了檢修強(qiáng)度，縮短了檢修時(shí)間。改造后鍋爐的出力和運(yùn)行穩(wěn)定性有了顯著提高，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益非常顯著。

[1]岑可法.循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計(jì)與運(yùn)行[M].北京:中國電力出版社，1998.

[2]洪邦俊.國產(chǎn)75 t/h循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀淺析及改進(jìn)對策[J].動(dòng)力工程.1993.13(6).

[3]孟兆龍，王少棟.75 t/h循環(huán)流化床鍋爐試運(yùn)行中暴露出的問題及改進(jìn)方法[J].節(jié)能技術(shù)，2002，20(2):37－38.

[4]楊圣春，呂德友.循環(huán)流化床鍋爐安全運(yùn)行的若干問題[J].冶金動(dòng)力.2004(4).

[5]劉全勝，吳志.440 t/h循環(huán)流化床鍋爐試運(yùn)行中暴露出的問題及改進(jìn)方法[J].節(jié)能技術(shù)，2006(3)，24(3):270－275.