CFB鍋爐風(fēng)帽改造及試驗(yàn)研究

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(華電大同第一熱電廠有限公司，山西 大同 037039)

CFB鍋爐風(fēng)帽改造及試驗(yàn)研究

趙建忠，李寶，趙勇東，黃永剛

(華電大同第一熱電廠有限公司，山西 大同 037039)

鐘罩式風(fēng)帽存在的問(wèn)題與現(xiàn)場(chǎng)安裝、運(yùn)行控制和日常檢修息息相關(guān)，文中針對(duì)某廠循環(huán)流化床鍋爐鐘罩式風(fēng)帽存在的問(wèn)題進(jìn)行分析研究，改造應(yīng)用新型耐磨防漏渣風(fēng)帽，完成了布風(fēng)板阻力試驗(yàn)和料層阻力試驗(yàn)。結(jié)果顯示，改造后風(fēng)室漏渣和流化不均徹底消除，改造取得了圓滿成功，相關(guān)研究可為今后循環(huán)流化床鍋爐同類改造參考。

循環(huán)流化床鍋爐；鐘罩式風(fēng)帽；改造；試驗(yàn)；研究

0 引 言

文中兩臺(tái)480 t/h循環(huán)流化床鍋爐自投產(chǎn)以來(lái)風(fēng)帽磨損嚴(yán)重，每次檢修均需要大量更換，風(fēng)室也長(zhǎng)期存在漏渣，由于風(fēng)帽外罩小孔容易堵塞，造成部分區(qū)域流化不良。在鍋爐日常檢修時(shí)，風(fēng)帽是檢查的重點(diǎn)，消耗了大量備件，維護(hù)成本高。

為了徹底解決風(fēng)帽存在的問(wèn)題，這個(gè)廠委托中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司對(duì)鍋爐風(fēng)帽進(jìn)行了改造并開(kāi)展了冷態(tài)試驗(yàn)。改造后的運(yùn)行結(jié)果顯示，鍋爐在各種風(fēng)量下均可以安全穩(wěn)定運(yùn)行，磨損和漏渣問(wèn)題得到了根治，風(fēng)帽改造取得了良好效果。

1 鍋爐設(shè)備概述及風(fēng)帽存在的問(wèn)題

這個(gè)廠循環(huán)流化床鍋爐由爐膛、高溫絕熱分離器、自平衡“U”形回料器和尾部對(duì)流煙道組成。鍋爐主要技術(shù)規(guī)范見(jiàn)表1，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

鍋爐設(shè)計(jì)有水冷布風(fēng)板，風(fēng)帽采用鐘罩式(如圖2所示)，整個(gè)布風(fēng)裝置上安裝風(fēng)帽715個(gè)，風(fēng)帽之間的水平節(jié)距和垂直截距均為270 mm，由于鍋爐已經(jīng)累計(jì)運(yùn)行8年，風(fēng)帽磨損嚴(yán)重，在實(shí)際的使用過(guò)程中多次出現(xiàn)外罩小孔磨損和堵塞、外罩破裂、內(nèi)芯管斷裂和脫落錯(cuò)位。

表1 鍋爐主要技術(shù)規(guī)范

圖1 鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 鐘罩式風(fēng)帽結(jié)構(gòu)圖

2 風(fēng)帽問(wèn)題分析

鐘罩式風(fēng)帽是目前使用較多的一種風(fēng)帽，該風(fēng)帽由芯管和外罩兩部分組成，其芯管穿過(guò)布風(fēng)板固定，風(fēng)帽固定在芯管的上端，風(fēng)帽的外罩四周開(kāi)有數(shù)個(gè)外孔。由于孔徑較大，因此不易被顆粒堵塞，風(fēng)帽一般鑄造而成。鐘罩式風(fēng)帽特有的結(jié)構(gòu)可以有效防止物料漏入風(fēng)室，其風(fēng)帽數(shù)量少、使用壽命長(zhǎng)、便于檢修。

鐘罩式風(fēng)帽存在的問(wèn)題與現(xiàn)場(chǎng)安裝、運(yùn)行控制和日常檢修息息相關(guān)。安裝時(shí)一般要求外罩小孔對(duì)沖布置，以減少灰渣沉積，防止氣流直接對(duì)相鄰風(fēng)帽壁面的沖擊。風(fēng)帽芯管與外罩的接觸部分有安裝螺紋，可以通過(guò)螺紋調(diào)節(jié)風(fēng)帽高度并對(duì)風(fēng)帽進(jìn)行更換，但由于風(fēng)帽所處工作環(huán)境惡劣，螺紋之間容易出現(xiàn)卡死、變形。因此，實(shí)際使用中并不能保證風(fēng)帽的完全對(duì)沖布置，這就造成了一些風(fēng)帽外罩小孔容易沖蝕磨損。

磨損發(fā)生后，往往會(huì)造成布風(fēng)板阻力分區(qū)，即有些區(qū)域的阻力小、風(fēng)量大，風(fēng)帽磨損加重；有些區(qū)域的風(fēng)量小、出現(xiàn)流化死區(qū)，甚至結(jié)焦，為了避免發(fā)生結(jié)焦，運(yùn)行人員往往采用大風(fēng)量運(yùn)行，又加劇了風(fēng)帽的磨損。

3 風(fēng)帽改造實(shí)施方案

結(jié)合風(fēng)帽運(yùn)行現(xiàn)狀，該廠委托中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)了風(fēng)帽改造方案(風(fēng)帽結(jié)構(gòu)如圖3所示)，應(yīng)用了專利技術(shù)的新型耐磨防漏渣風(fēng)帽。該方案選取了較低的風(fēng)帽外罩小孔速度以降低外罩磨損，通過(guò)芯管小孔調(diào)節(jié)布風(fēng)板阻力以保證布風(fēng)板具有良好的阻力特性。特別對(duì)風(fēng)帽外罩小孔區(qū)域進(jìn)行了加厚，以提高其耐磨性和使用壽命。將風(fēng)帽外罩風(fēng)孔向下傾斜20°，減少相鄰風(fēng)帽風(fēng)孔的擾動(dòng)，減少床料反竄；風(fēng)帽芯管上端部利用端板焊死，防止風(fēng)帽脫落從芯管漏渣，便于安裝施工。材質(zhì)方面采用鑄造方式進(jìn)行加工，外罩統(tǒng)一采用ZG40Cr25Ni20，芯管采用CPH20。

圖3 改造方案簡(jiǎn)圖

4 改造后試驗(yàn)

為衡量改造效果，進(jìn)行了布風(fēng)板阻力試驗(yàn)和料層阻力試驗(yàn)，通過(guò)這些試驗(yàn)可以了解布風(fēng)板阻力特性，為運(yùn)行人員提供參考，同時(shí)還能夠獲取臨界流化風(fēng)量等關(guān)鍵控制參數(shù)。

鍋爐布風(fēng)板阻力曲線如圖4所示，可以看出鍋爐在180 000 Nm3/h風(fēng)量下，冷態(tài)和熱風(fēng)溫度200 ℃時(shí)的布風(fēng)板阻力分別為3 317 Pa和5 037 Pa。 對(duì)于大型CFB鍋爐而言，熱態(tài)運(yùn)行時(shí)的布風(fēng)板阻力一般為4～5 kPa，顯然鍋爐布風(fēng)板阻力適中，與設(shè)計(jì)值相當(dāng)，不會(huì)出現(xiàn)風(fēng)室漏渣和流化不均等問(wèn)題。

圖4 布風(fēng)板阻力特性曲線

從圖5的料層阻力特性曲線可以看出，在料層厚度為900 mm時(shí)的鍋爐的臨界流化風(fēng)量約為70 000 Nm3/h，在流化風(fēng)量為85 000 Nm3/h條件下，停運(yùn)風(fēng)機(jī)后進(jìn)入爐內(nèi)觀察，床面均勻性較好。相關(guān)技術(shù)指標(biāo)均較改造前大幅度下降，由于改造方案消除了風(fēng)帽漏渣問(wèn)題，一次風(fēng)量可以維持在較低水平。

圖5 料層阻力特性曲線

5 結(jié) 論

循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中需要建立起穩(wěn)定的物料循環(huán)，布風(fēng)板上的風(fēng)帽對(duì)于實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程至關(guān)重要。針對(duì)某廠風(fēng)帽存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了改造方案，完成了改造，取得了圓滿成功，為國(guó)內(nèi)同類型改造提供了很好的參考。

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RetrofitandExperimentalStudyofCFBBoilerAirNozzle

ZHAO Jian-zhong, LI Bao, ZHAO Yong-dong, HUANG Yong-gang

(HuadianDatongthefirstPowerPlantCo.,Ltd.,Datong037039,China)

Bell-type air nozzle problems and installation, operation control and daily maintenance is closely related to this paper circulating fluidized bed boiler factory bell-type air nozzle Problems were analyzed, the transformation of the application of new wear-resistant anti-leak bell-type air nozzle, completion of the air distribution plate resistance testing and material layer resistance tests. The results showed that, after the transformation of air box leakage flow of slag and eliminate inequality, the transformation was a complete success, and the research may transform circulating fluidized bed boiler of similar reference in the future.

CFB boiler; Bell-type air nozzle; Retrofit; Test; Research

10.3969/j.issn.1009-3230.2014.003.006

2014-01-11

：2014-01-28

趙建忠，山西大同人，工學(xué)學(xué)士，工程師，華電大同第一熱電廠有限公司副總經(jīng)理。

TK229.4

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：1009-3230(2014)03-0026-03