早期國(guó)產(chǎn)35t/h循環(huán)流化床鍋爐的改造

楊憲奎

【摘 要】二十世紀(jì)八十年代中期國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的循環(huán)流化床鍋爐是我國(guó)第一批自行設(shè)計(jì)，制造的循環(huán)流化床鍋爐。本文指出了這種早期國(guó)產(chǎn)循環(huán)流化床鍋爐存在的問(wèn)題，分析了引起這些問(wèn)題的原因，提出了改造方法。通過(guò)對(duì)鍋爐實(shí)施改造，達(dá)到了預(yù)期的效果，證明文中提出的改造方法是行之有效的。

【關(guān)鍵詞】鍋爐；循環(huán)流化床；缺陷；改造

The Reform of Early Home 35t/h CyclicFluidized bed boider

Yang Xian -Kui

(HnDan Design Engineering Chinacoal CO.,LTD HanDan Hebei 056031)

【Abstract】Cycle fluidized bed boider Produced at hone during the 80s,twentieth Century was the first one designed and manufacted by ourselves.The faults existing in the early home cyclic fluidized bed boider are pointed out inthis passagt.Tuo causes resulting from are analysed and the ways of improvement are presented.

【Key words】Boider;Cyclic fluidizer bed boider;Fault;Reform

1. 引言

（1）20世紀(jì)80年代中期，濟(jì)南鍋爐廠生產(chǎn)的35t/h循環(huán)流化床鍋爐（型號(hào)為YG-35/3.82-M2）是首批國(guó)產(chǎn)循環(huán)流化床鍋爐。

（2）由于當(dāng)時(shí)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的規(guī)律認(rèn)識(shí)深度不夠，設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn)不足，造成早期35t/h循環(huán)流化床鍋爐存在著出力嚴(yán)重不足，效率低下等多項(xiàng)重大缺陷。

（3）這批早期循環(huán)流化床鍋爐若繼續(xù)使用，不但浪費(fèi)能源，而且還影響用戶的生產(chǎn)，給用戶造成負(fù)擔(dān)；若將其拆除更新，用戶必須重新投入數(shù)百萬(wàn)元的資金，而且重建周期也長(zhǎng)，影響使用，這不論對(duì)企業(yè)，還是對(duì)國(guó)家都是一筆不小的損失。

（4）因此，能否和如何對(duì)早期循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行完善改造，就成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。

2. 早期35t/h循化流化床鍋爐存在的問(wèn)題

2.1 蒸發(fā)量不足。正常運(yùn)行蒸發(fā)量只有21t/h。相當(dāng)于設(shè)計(jì)蒸發(fā)量的60%。

2.2 鍋爐效率低。鍋爐實(shí)際效率只能達(dá)到77~78%，比設(shè)計(jì)效率81.5%低4個(gè)百分點(diǎn)。

2.3 漏灰，漏煙，漏風(fēng)嚴(yán)重。鍋爐運(yùn)行時(shí)，周?chē)h(huán)境很差。

2.4 運(yùn)行周期短，維修工作量大。早期35t/h循環(huán)流化床鍋爐一般運(yùn)行周期只有30天至45天，根本無(wú)法做到計(jì)劃?rùn)z修。這不僅影響了用戶的正常供汽，而且增加了維修工作量和維修費(fèi)用。

3. 對(duì)早期35t/h循化流化床鍋爐存在問(wèn)題的分析

3.1 蒸發(fā)量不足的原因。與現(xiàn)在制造的35t/h循環(huán)流化床進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)早期循環(huán)流化床鍋爐蒸發(fā)量不足主要是蒸發(fā)受熱面面積不夠造成的。早期35t/h循環(huán)流化床鍋爐蒸發(fā)量受熱面面積為120m2。而現(xiàn)在生產(chǎn)的35t/h循環(huán)流化床鍋爐蒸發(fā)受熱面面積為155m2，兩者相差20%。

3.2 鍋爐效率低的原因。

3.2.1 飛灰含碳量高。早期的35t/h循環(huán)流化床鍋爐飛灰含碳量高達(dá)16~18%，比現(xiàn)在生產(chǎn)的同規(guī)格鍋爐的飛灰含碳量7%約高出10個(gè)百分點(diǎn)。飛灰含碳量高的原因是進(jìn)入鍋爐的微細(xì)煤粒在爐膛內(nèi)的燃燒時(shí)間不夠。計(jì)算發(fā)現(xiàn)其在爐膛內(nèi)的燃燒時(shí)間只有3秒。而現(xiàn)在生產(chǎn)的同規(guī)格鍋爐為4秒。鍋爐分離器的分離效率只有90~95%，那些微細(xì)的煤粒分離不下來(lái)，不能參加循化，隨煙氣排出爐外，因此，要求極細(xì)煤粒一次經(jīng)過(guò)爐膛就基本燃燼。顯然燃燒時(shí)間過(guò)短，極細(xì)煤粒來(lái)不及燃燼就排出爐外，造成飛灰含碳量高，使固體未燃燒損失（q4）增大。造成極細(xì)煤粒在爐膛內(nèi)停留時(shí)間短的原因是爐膛高度不夠，?，F(xiàn)在生產(chǎn)的同規(guī)格鍋爐爐膛高度為15m，早期鍋爐的爐膛高度只有10.5m。

3.2.2 漏風(fēng)嚴(yán)重，過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)高。由于漏風(fēng)嚴(yán)重，運(yùn)行中氧量表（安裝位置在過(guò)熱器后）指示在9%左右，（折算過(guò)量空氣系數(shù)1.4）不能降到正常值5~6%（折算過(guò)量空氣系數(shù)1.3）過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)大使排煙量增大，煙氣帶出的熱量增加，使排煙損失（q2）增加，降低了鍋爐效率。

3.2.3 旋風(fēng)返料器的返料效果差，鍋爐漏灰嚴(yán)重。該種爐型旋風(fēng)返料器采用風(fēng)帽式流化床布置方式，由于流化效果不好，返料效果差。另外，鍋爐密封不好，漏灰嚴(yán)重。對(duì)于以熱灰循環(huán)方式工作的循環(huán)流化床，返料效果不好和漏灰嚴(yán)重必然造成鍋爐效率的下降。

圖13.3 漏煙、漏灰、漏風(fēng)的原因。

3.3.1 膨脹間隙造成泄漏。與爐膛連接的個(gè)別部件，在鍋爐運(yùn)行中，由于熱膨脹與爐膛產(chǎn)生間隙，從而引起泄漏。例如：在早期鍋爐設(shè)計(jì)方式是床體向上膨脹，而水冷壁向下膨脹，這樣他們之間必須產(chǎn)生泄漏間隙，其它如慣性返料器，旋風(fēng)返料器，爐膛穿墻管，給煤機(jī)和二次風(fēng)噴嘴等部件與爐膛的聯(lián)接部件都存在膨脹間隙。

3.3.2 爐膛裂紋引起泄漏。早期鍋爐的下部爐墻，慣性分離器外墻和爐頂?shù)忍幎紱](méi)有水冷壁保護(hù)，運(yùn)行中容易受高溫影響而產(chǎn)生裂紋，引起泄漏。

3.4 鍋爐運(yùn)行周期短的原因。

3.4.1 管壁磨損速度高。循化流化床鍋爐的衛(wèi)燃帶與膜式水冷壁交界部位，由于爐內(nèi)循環(huán)灰的貼壁下流作用。在此產(chǎn)生渦流，水冷壁磨損速度高，管壁在不長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)就會(huì)磨穿，造成停爐。

3.4.2 爐墻破壞。前面3.3.2條提到早期鍋爐下部。慣性分離器外墻和爐頂容易產(chǎn)生裂紋，運(yùn)行中這些裂紋逐漸擴(kuò)大，嚴(yán)重時(shí)引起爐膛破壞，造成停爐。

4. 改造措施（見(jiàn)圖1）

4.1 加高爐膛。

4.1.1 保持原來(lái)的布風(fēng)板面積不變，將布風(fēng)板連同風(fēng)室一起下移3.2m，使?fàn)t膛向下增長(zhǎng)1.5m。

4.1.2 將爐頂上移1.5m，使?fàn)t膛高度向上增長(zhǎng)1.5m。

爐膛高度向上和向下增加后，由原來(lái)的10.5m增加至15.2m。爐膛高度的增加使燃料的燃燒時(shí)間得以延長(zhǎng)，燃燒更充分，減少了飛灰含碳量，降低了鍋爐的固體未完全燃燒損失（q4）。

4.2 增加蒸發(fā)受熱面面積。

4.2.1 爐膛加高給增加蒸發(fā)受熱面面積提供了條件。改造時(shí)將原來(lái)布置在運(yùn)轉(zhuǎn)層以上3m處的膜式水冷壁向下延長(zhǎng)與布風(fēng)道相連，將布風(fēng)板四周以焊接方式吊在水冷壁下端。這樣不但增加了蒸發(fā)受熱面面積，而且整個(gè)爐膛形成箱體結(jié)構(gòu)，運(yùn)行時(shí)整體向下膨脹，避免了原先床體向上膨脹，水冷壁向下膨脹造成的密封缺 陷。

4.2.2 爐頂增加膜式水冷壁，水冷壁后彎進(jìn)入新增加的中間集箱。這樣不但增加了蒸發(fā)受熱面面積，而且還保護(hù)了頂墻，同時(shí)使?fàn)t膛箱體結(jié)構(gòu)達(dá)到封閉。

4.2.3 慣性分離器的后墻增加膜式水冷壁。水冷壁上部和爐頂水冷壁一起進(jìn)入中間集箱。這樣在保護(hù)和封閉其后墻的同時(shí)，又增加了蒸發(fā)受熱面面積。改造后鍋爐的蒸發(fā)受熱面面積由原來(lái)的120m2增加到146m2。

4.3 解決密封問(wèn)題。除爐膛全部采用膜式水冷壁焊接成整體的箱式結(jié)構(gòu)外，慣性返料器，旋風(fēng)返料器，爐頂穿墻管，給煤機(jī)和二次風(fēng)噴嘴等部件與爐膛連接處，全部采用金屬膨脹節(jié)與水冷壁焊接相連的結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)既保證了水冷壁的自由膨脹，又起到了完全密封的作用。

4.4 解決旋風(fēng)返料器返料效果差的問(wèn)題。分析其原因是流化效果不準(zhǔn)引起的。旋風(fēng)返料器采用風(fēng)帽式的流化床布置方式。改造時(shí)將風(fēng)帽孔徑擴(kuò)大，以增加返料器風(fēng)板開(kāi)孔率，從而提高流化強(qiáng)度，改善返料效果。

4.5 解決管壁磨損問(wèn)題。在衛(wèi)燃帶與膜式水冷壁交界部位，采用向爐墻側(cè)讓彎的水冷壁形式。同時(shí)用鎳鉻合金對(duì)該部位長(zhǎng)度200mm的水冷壁管段進(jìn)行噴涂，以提高防磨效果。在慣性分離器內(nèi)部，用耐火材料對(duì)水冷壁進(jìn)行覆蓋，防止?jié)舛容^大的灰流直接沖刷管壁。

5. 改造效果

采用上述方案，分別對(duì)河北省趙縣熱電廠、永年焦窯電廠河南省臨穎化肥廠自備熱電廠、博愛(ài)化肥廠自備熱電廠等單位多臺(tái)早期35t/h循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行了改造，效果都很令人滿意?，F(xiàn)將改造后的幾臺(tái)鍋爐運(yùn)行參數(shù)匯總后與改造前進(jìn)行比較：鍋爐出力由改造前21t/h，改造后上升為38t/h；鍋爐效率由77%上升到84~85%（原設(shè)計(jì)效率81.5%）；飛灰含碳量由16~18%降到7~8%；運(yùn)行中氧量表指數(shù)由9%降至5~6%；漏灰、漏煙、漏風(fēng)情況由嚴(yán)重到不漏；運(yùn)行周期由30~45天提高到150天以上。其中最早按此方案改造的一臺(tái)鍋爐，已運(yùn)行4年多，運(yùn)行參數(shù)仍能達(dá)到改造設(shè)計(jì)要求。

6. 結(jié)束語(yǔ)

早期國(guó)產(chǎn)循環(huán)流化床鍋爐是可以改造的。改造后的效果是令人滿意的，從而證明本文所述改造方案是行之有效的。該方案對(duì)改造早期循環(huán)流化床鍋爐有參考價(jià)值。但鍋爐改造要因爐而異，需根據(jù)被改造鍋爐的安裝，運(yùn)行情況和燃用煤種特性，制定有針對(duì)性的改造方案

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