循環(huán)流化床鍋爐給煤方式的研究

楊大勇

錦州節(jié)能熱電股份有限公司，遼寧錦州 121001

1 概述

錦州節(jié)能熱電股份有限公司有5臺(tái)北鍋產(chǎn)的75t/h循環(huán)流化床鍋爐，原設(shè)計(jì)的給煤方式為刮板輸送，煤倉布置在爐前，有兩個(gè)煤倉，一個(gè)煤倉下有一條15.6m的長刮板，把煤從爐側(cè)送到爐后5.6m的短刮板上，煤再經(jīng)過短刮板進(jìn)入到爐后的下煤管，與旋風(fēng)分離器下來的回送灰一起進(jìn)到爐膛，見圖1所示。經(jīng)過多年運(yùn)行，我們發(fā)現(xiàn)這種給煤方式存在許多問題。

圖1 改造前給煤平面系統(tǒng)圖

2 存在問題

1）落煤口處返灰嚴(yán)重。 一是在短刮板進(jìn)入下煤管處，由于從短刮板落下來的煤和回送灰進(jìn)到爐膛的過程是開放的，回送灰是通過返料器用二次風(fēng)吹到下煤管的，在下煤管里有一定壓力，因此，一部分回送灰和細(xì)煤粉就從下煤口冒出來；二是長刮板到短刮板的落料口處，也存在揚(yáng)塵現(xiàn)象，對(duì)鍋爐廠房里的環(huán)境造成嚴(yán)重影響，時(shí)常造成附近給煤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械軸承損壞，鍋爐被迫減負(fù)荷，同時(shí)也影響到鍋爐零米的送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)，造成軸承損壞，致使鍋爐被迫停爐；2）刮板輸煤存在的問題，一是磨損嚴(yán)重，從錦州節(jié)能熱電股份有限公司的運(yùn)行情況來看，刮板一年至少要更換一次，通常一年更換兩次，維護(hù)費(fèi)用大；二是運(yùn)行過程中故障較多，特別是在煤濕的時(shí)候，堵煤嚴(yán)重，一到夏季，就需要運(yùn)行人員長時(shí)間在現(xiàn)場清埋堵煤的情況，影響到鍋爐的正常運(yùn)行，給公司的生產(chǎn)運(yùn)行帶來嚴(yán)重困難。

3 問題研究

1）對(duì)落煤口返灰的研究。一種方法是采用封閉的辦法，把刮板槽上加蓋，落煤口用鋼板圍嚴(yán)，防止粉塵飛出來，這種方法在煤干的時(shí)候效果較好，起到了防塵的作用，但是，在煤濕的時(shí)候，煤有時(shí)堵在落煤口位置，處理堵煤困難大，時(shí)間長，對(duì)鍋爐負(fù)荷的影響較大；另一種方法是提高爐膛負(fù)壓，把爐膛負(fù)壓從100Pa提到400Pa時(shí)，下煤口處的返灰明顯減少，但引風(fēng)機(jī)電流增加4A，每小時(shí)多耗電12度，五臺(tái)爐全年運(yùn)行3萬小時(shí)，增加耗電量36萬度。同時(shí)，由于風(fēng)量的增加，對(duì)鍋爐受熱面的磨損更加嚴(yán)重；2）對(duì)刮板磨損問題的研究。刮板的磨損主要是刮板本身的磨損和底板的磨損，刮板本身的磨損采用埋刮板的形式后磨損有所改善；底板的磨損采用加鑄石板的方法，但多次出現(xiàn)鑄石板脫落造成斷煤故障；3）改變給煤方式。從以上的研究和試驗(yàn)分析，必須從系統(tǒng)上對(duì)給煤方式進(jìn)行改造，才能徹底解決問題，總體上思路是把返送灰與下煤分開，返送灰和給煤系統(tǒng)分別封閉獨(dú)立進(jìn)行；縮短輸送距離；使用故障率少的設(shè)備。見圖2所示。

圖2 改造后給煤平面系統(tǒng)圖

4 改造過程

1）改造方案的提出。根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，我提出的改造方案是：（1）把爐后給煤改為爐前給煤，不僅能夠縮短輸送距離，而且一套輸送機(jī)就能完成，可以使設(shè)備的故障率降到最低；（2）采用2個(gè)入煤口進(jìn)煤，由于現(xiàn)有的空間限制，在輸送機(jī)下安裝給料閥后距離入爐口只有不到2.5m，再分支則上煤管的角度不夠，容易堵煤；（3）在落煤管上安裝旋轉(zhuǎn)給料閥，給料閥起到密封作用，防止?fàn)t膛里的熱煙氣上返，既能防塵，也起到保護(hù)皮帶不被熱煙氣點(diǎn)燃；（4）采用皮帶輸送機(jī)，能夠克服刮板機(jī)磨損大、易堵煤、耗電量大的問題；（5）加裝皮帶稱取代原有的沖板流量計(jì)，提高了計(jì)量精度，為鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、合理燃燒調(diào)整提供依據(jù)；（6）采用變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，通過變頻調(diào)整皮帶機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)來調(diào)節(jié)給煤量的大小，代替原來的振動(dòng)式給料機(jī)，能夠精確、平穩(wěn)控制給煤量，同時(shí)能夠提高給煤的可靠性，保證鍋爐安全運(yùn)行。

2）改造方案的論證：改造方案提出后得到了公司領(lǐng)導(dǎo)的充分重視，但方案是否可行，還要征得相關(guān)部門的認(rèn)可，重點(diǎn)是爐前給煤口是否能開？由原來的4個(gè)給煤口改為2個(gè)，對(duì)鍋爐燃燒的影響？因此，我們征求了有鍋爐設(shè)計(jì)能力的鍋爐廠家的意見，鍋爐廠經(jīng)過分析研究，認(rèn)可了我們的改造方案。錦州節(jié)能熱電股份有限公司又組織了相關(guān)專業(yè)課的技術(shù)人員進(jìn)行方案論證，從鍋爐的整體安全性、設(shè)備的保證方面、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度進(jìn)行分析，特別是下煤口由后墻改為前墻、由四個(gè)改為二個(gè)對(duì)鍋爐的燃燒造成影響、鍋爐帶負(fù)荷的能力及鍋爐效率是否有影響的題進(jìn)行了研究，在論證可行的情況下，公司決定用一臺(tái)爐進(jìn)行試驗(yàn)。

3）改造方案的設(shè)計(jì)及設(shè)備選型。

（1）工藝方案

（2）設(shè)備選型

插板門：方形手動(dòng)插板門、規(guī)格300mm×300mm

皮帶輸送機(jī)：進(jìn)出料口距離9.2m、皮帶寬度500mm，要求帶裙邊

旋轉(zhuǎn)給料閥：出入口尺寸￠300mm×300mm、6葉

下煤管：￠273×10

皮帶稱：量程0t/h～20t/h 4）改造方案的實(shí)施：首先在爐前做一鋼平臺(tái)，由于爐前沒有支撐，只能利用爐兩側(cè)的柱子作為平臺(tái)的主要支撐點(diǎn)，仔細(xì)核算平臺(tái)鋼梁的荷載，以保證安全穩(wěn)定。（見圖3所示）其次在安裝過程中要注意下煤管的角度，角度大下煤速度慢，可能造成堵管；角度小，進(jìn)入爐膛后撒播的距離近，可能是會(huì)出現(xiàn)爐膛內(nèi)溫度分布不勻，對(duì)鍋爐的燃燒造成嚴(yán)重影響，同時(shí)，下煤速度太快對(duì)下煤管沖刷大，影響下煤管的使用壽命，根據(jù)相關(guān)理論，下煤管的合理角度確定在45° ～60°。

圖3 在爐前新增加的鋼平臺(tái)

5 改造前后運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

床 溫 濃相區(qū) 稀相區(qū) 爐膛出口爐前 爐后 爐前 爐后 爐前 爐后 左 右改造前 890 892 930 927 916 915 880 882

表1 各部溫度情況統(tǒng)計(jì)表

表2 鍋爐效率計(jì)算表（1個(gè)月）

通過各部溫度數(shù)據(jù)可以看出，改造前后鍋爐的床溫、濃相區(qū)溫度、稀相區(qū)溫度、爐膛出口溫度變化都在5℃以內(nèi)，各部的溫差沒有明顯變化，說明下煤口前后位置的改變對(duì)鍋爐的燃燒沒有太大影響，各部位的熱負(fù)荷基本保持不變。

通過效率計(jì)算可以看出，改造前后鍋爐效率幾乎沒有變化，變化率小于10%，這一點(diǎn)小的差異，可能是測量設(shè)備允許誤差，或是煤質(zhì)等條件變化的結(jié)果。

6 改造后的效果

1）解決了下煤口返灰問題，改造后回送灰從爐后進(jìn)人爐膛，是獨(dú)立封閉的系統(tǒng)，不會(huì)出現(xiàn)漏灰問題，給煤從爐前經(jīng)給料閥進(jìn)入爐膛，爐膛里的煤灰也返不上來，鍋爐的生產(chǎn)環(huán)境得到根本改變，由此產(chǎn)生的間接效益是巨大的；2）減少了給煤系統(tǒng)的檢修維護(hù)工作量，皮帶輸送比刮板輸送的故障率大大降低，特別是在大負(fù)荷和煤濕的情況下，刮板經(jīng)常出現(xiàn)故障，運(yùn)行維護(hù)和檢修處理的工作量都很大，改成皮帶輸送后從運(yùn)行一年的情況統(tǒng)計(jì)維護(hù)工作很少，降低了運(yùn)行和檢修工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也節(jié)省了維護(hù)費(fèi)用。

7 結(jié)論

到2006年錦州節(jié)能熱電股份有限公司對(duì)五臺(tái)爐全部進(jìn)行了給煤改造，事實(shí)證明改造是成功的，達(dá)到了預(yù)期的目的，解決了下煤口冒灰和刮板故障多的問題，鍋爐廠房內(nèi)的環(huán)境有了明顯改變，給煤設(shè)備的故障率大大降低，鍋爐能夠達(dá)到長期安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為公司經(jīng)濟(jì)效益的提高做出貢獻(xiàn)，同時(shí)也為相同爐型的改造起到借鑒作用。

[1]東北電業(yè)管理局編.火力發(fā)電實(shí)用技術(shù)手冊(cè).遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.

[2]BG-75/5.29-M1循環(huán)流化床鍋爐熱力計(jì)算書.