寶豐240T高鍋省煤器磨損問題的分析與技改

【摘 要】寶豐集團公司240T/H流化床鍋爐因設(shè)計結(jié)構(gòu)存在缺陷、煙氣流速高、管束設(shè)計結(jié)構(gòu)的影響等，造成省煤器受熱面加劇磨損，導(dǎo)致省煤器頻頻發(fā)生泄漏。我們采取降低尾部煙氣流速和使煙氣氣流均勻分布的技改措施，降低了煙氣速度場和飛灰濃度場的不均勻性。

【關(guān)鍵詞】高鍋;省煤器;磨損;技改

寶豐集團公司于2009年9月安裝和投運了一臺唐山鍋爐廠生產(chǎn)的240T/H循環(huán)流化床鍋爐，其具有結(jié)構(gòu)緊湊，燃燒效率高、適用煤種廣、負荷調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)點，給公司帶來了較好的經(jīng)濟效益。但是，鍋爐自投產(chǎn)運行初期，沒有進行詳細的調(diào)試及試運行，直接投入正式生產(chǎn)。導(dǎo)致DCS上大量關(guān)鍵參數(shù)顯示不夠準確，運行人員沒有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可參考，操作技能也參差不齊，一人一個操作調(diào)整方法。前期因鍋爐負荷無法提高，操作上一味開大一次風(fēng)來調(diào)整，增大了煙氣流速從而造成省煤器受熱面的加劇磨損，后來在寶豐動力公司及外部專家的共同努力下逐漸扭轉(zhuǎn)了鍋爐的運行理念。逐步改變?nèi)霠t煤灰分，找到最佳的配比，鍋爐運行逐步轉(zhuǎn)入正常。近期因省煤器頻頻發(fā)生泄漏，給寶豐集團公司造成極大的損失，雖然每次有機會停爐檢修，省煤器都作為重點進行檢查和檢修，花費大量的財力、物力和人力，但效果甚微，往往運行兩個月或一個月就發(fā)生省煤器磨損泄漏，不得不停爐檢修。

1.原因分析

1.1設(shè)計結(jié)構(gòu)存在缺陷

流化床鍋爐尾部煙道設(shè)計存在問題，在省煤器上方的轉(zhuǎn)彎煙道，煙氣在轉(zhuǎn)彎煙道內(nèi)流動時灰粒在離心力和重力作用下，大量灰粒趨于向后墻方向。造成后墻迎風(fēng)面管子磨損加劇，而前墻方向磨損較輕微。（如下圖）

灰塵顆粒在煙道截面上分布呈不均勻狀態(tài)，在后墻灰塵濃度大，前墻灰塵濃度低。雖然循環(huán)流化床鍋爐裝有旋風(fēng)分離器，但分離器未能收集而進入尾部煙道的飛灰濃度仍然很高，達4kg/m3，因而造成磨損的強度增大，加大了此位置的磨損程度。

1.2煙氣流速高

在分離器出口轉(zhuǎn)彎煙道處，煙氣流速較高，在實際運行過程中，運行工況較設(shè)計工況復(fù)雜，送風(fēng)量及引風(fēng)量要高于設(shè)計風(fēng)量，造成實際煙氣流速要高于設(shè)計流速，根據(jù)試驗表明，磨損速率與顆粒速度的3次方成正比，煙氣流速大，導(dǎo)致省煤器等尾部受熱面的磨損加重。

1.3管束設(shè)計結(jié)構(gòu)的影響

煙氣流動方向見下圖，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，錯列管束第二排磨損量比第一排的磨損量約大2倍，順列的磨損量要小于錯列的磨損量。順列和錯列的管束第一排的局部磨損量基本相似，位于θ=45°~60°之間，而對于錯列管束第二排來說，局部磨損量位于θ=30°~45°之間。

因此，該鍋爐省煤器磨損主要是由于設(shè)計存在缺陷與煙氣流速高造成的，在每次檢修時發(fā)現(xiàn)其煙氣明顯分布不均勻，在后墻區(qū)域的省煤器受煙氣沖刷后磨損程度大，而在前墻區(qū)域的省煤器磨損程度要輕得多。

1.4燃料灰分含量的影響

燃料中灰分含量越高，磨損量越嚴重。我們所用燃料來自洗煤廠，煤種特性為灰分38%（其中大量為煤泥）固定碳35.8%，全水分8%-9%，整體粒徑<0.2mm的份額占42%左右，特點為容易造成鍋爐煤倉棚煤掛煤；而且因?qū)嶋H能被分離器收集捕捉而參與循環(huán)的灰量嚴重不足，造成鍋爐負荷無法達到額定參數(shù);后經(jīng)摻燒矸石，鍋爐負荷逐漸達到正常，但整體通過受熱面的煙氣中灰分濃度較高，磨損加劇。從近期的運行情況看，每班的排渣量不大，但除塵器的排灰量相對很大，也能說明灰飛濃度比較大。

2.解決方案

從以上分析可知，要降低尾部煙道受熱面的磨損量，要從以下幾個方面著手：一是降低尾部煙氣流速；二是使煙氣氣流均勻分布。降低灰飛速度場和飛灰濃度場的不均勻性，需采取以下方案。

2.1均布氣流

在轉(zhuǎn)彎煙道處增加均流裝置，使煙氣在此處流動方向發(fā)生改變，由斜方向流動經(jīng)均流板后改變?yōu)榇怪笔∶浩髁鲃?，使尾部煙道處灰塵顆粒分布均勻：這是由于在轉(zhuǎn)彎煙道安裝均流裝置，把煙氣流經(jīng)均流板由一股均勻分布為幾股，灰塵顆粒在流動過程碰到均流板后，瞬時速度變?yōu)榱?，順每塊均流板流下，在均流板下方由于煙氣流的擾動，順均流板流下的灰塵顆粒被煙氣流帶動引起二次飛揚，由于灰塵顆粒是分幾股流下，在灰塵飛揚過程灰塵顆粒在省煤器上被均勻分布，避免局部灰塵濃度過高，增加了磨損量，如圖所示。

2.2安裝假管

在上組省煤器管束上方加二排假管，采用錯列布置，排列方式和省煤器排列方式一樣。根據(jù)以上分析，錯列管排的第二排要比第一排的磨損量大一倍，增加兩排假管束，使煙氣流經(jīng)假管時，使對省煤器管的磨損轉(zhuǎn)為對假管的磨損，而且由于兩排假管起到均布煙氣流的作用，并增加了阻力，降低了煙氣流在省煤器上方的速度，大大降低了省煤器管的磨損程度。

2.3加強檢修維護

每次停爐全面檢查所有受熱面的防磨瓦磨損情況，發(fā)現(xiàn)問題及時檢修、更換。

3.結(jié)論

省煤器受熱面發(fā)生磨損泄漏，不得不停爐檢修。一方面對設(shè)備本身造成損害，縮短了設(shè)備使用壽命，使省煤器平均使用壽命只有1~2年左右；另一方面設(shè)備頻繁啟動，給鍋爐本身各個設(shè)備造成損害，縮短了鍋爐的使用壽命。在對循環(huán)流化床鍋爐尾部受熱面的磨損根據(jù)設(shè)備實際磨損情況，經(jīng)過從理論上和結(jié)構(gòu)上進行科學(xué)分析，根據(jù)其磨損原因，采取可行的措施對鍋爐受熱面進行防磨改造，可大大延長設(shè)備的使用壽命，提高設(shè)備的運行周期，保證了設(shè)備運行的經(jīng)濟性、安全性和穩(wěn)定性。相對降低了設(shè)備投入和生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟效益，減少了維修成本。參考文獻

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[2]于臨秸主編.遼寧省電力工業(yè)局組編.2版，鍋爐運行，北京:中國電力出版社，2006.