循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)改造

摘 要：文章根據(jù)一臺(tái)150t/h循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行中由于流化不均使鍋爐出現(xiàn)結(jié)焦、風(fēng)帽磨損嚴(yán)重、受熱面磨損嚴(yán)重等情況，因此對(duì)其進(jìn)行改造，即在鍋爐南北風(fēng)室內(nèi)共3個(gè)位置增加不同尺寸、角度導(dǎo)流板，調(diào)整鍋爐布風(fēng)情況。改造后以上情況均得到改善，并取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與技術(shù)改造具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；流化不均；導(dǎo)流板；布風(fēng)系統(tǒng)

我公司現(xiàn)一臺(tái)150t/h循環(huán)流化床鍋爐，由于1次風(fēng)系統(tǒng)的4個(gè)風(fēng)室靜壓不均衡、取消2次風(fēng)、布風(fēng)板壓力不均等因素，鍋爐在長(zhǎng)周期運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)爐床流化差、風(fēng)帽及受熱面磨損嚴(yán)重等現(xiàn)象，從而影響鍋爐機(jī)組的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此文章針對(duì)該情況對(duì)鍋爐一次送風(fēng)口進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造。

1 CFB鍋爐簡(jiǎn)介

1.1 CFB鍋爐的工作原理及結(jié)構(gòu)

CFB鍋爐是從鼓泡床發(fā)展起來(lái)的一種新型燃燒技術(shù)[1]。其工作原理是：將煤破碎成10mm以下的顆粒后送入爐膛，同時(shí)爐內(nèi)存在大量床料，有爐膛出口安裝旋風(fēng)分離器，將分離下來(lái)的固體顆粒通過(guò)飛灰送回裝置再次送入爐膛燃燒[2、3]。

文章所研究的鍋爐整體呈左右對(duì)稱(chēng)布置，鍋爐采用單汽包、自然循環(huán)、循環(huán)流化床燃燒方式，露天布置，爐頂布置有遮雨板。該循環(huán)流化床鍋爐主要由四部分組成：燃燒室、水冷旋風(fēng)分離器、物料送回裝置、尾部對(duì)流煙道。

1.2 布風(fēng)系統(tǒng)存在問(wèn)題的主要原因

布風(fēng)板特性與流態(tài)化質(zhì)量密切相關(guān)，其設(shè)計(jì)是否合理是流化操作成敗的關(guān)鍵因素之一。流化床鍋爐的布風(fēng)裝置必須具備以下特點(diǎn)：均勻分布來(lái)流氣流，有助于產(chǎn)生均勻而平穩(wěn)的流態(tài)化及阻力損失比較合理。布風(fēng)板阻力是指在無(wú)料層時(shí)燃燒空氣通過(guò)布風(fēng)板的壓力損失。要使空氣按設(shè)計(jì)要求通過(guò)布風(fēng)板形成穩(wěn)定的流化床層，要求布風(fēng)板具有一定阻力。從節(jié)能角度考慮，布風(fēng)板的阻力是個(gè)不利因素，應(yīng)降的越低越好。但它對(duì)布風(fēng)的均勻化、穩(wěn)定性又是個(gè)有益的因素[4]。沒(méi)有一定的阻力，布風(fēng)均勻化難以維持，尤其當(dāng)布風(fēng)板在流化床系統(tǒng)中所占的比例過(guò)小時(shí)，床層一旦出現(xiàn)偏流，氣流將更加趨向于阻力較小之處，以致出現(xiàn)勾流，其他地方形成死區(qū)。

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)改造方案

該鍋爐在長(zhǎng)周期運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)爐床流化差、風(fēng)帽磨損嚴(yán)重以及偶爾有漏渣現(xiàn)象，主要是由于布風(fēng)均勻化難以維持，尤其當(dāng)布風(fēng)板在流化床系統(tǒng)中所占的比例過(guò)小時(shí)，床層一旦出現(xiàn)偏流，氣流將更加趨向于阻力較小之處，以致出現(xiàn)勾流，其他地方形成死區(qū)，從而引起以上現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此對(duì)該鍋爐的布風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造：即在鍋爐南北風(fēng)室內(nèi)共3個(gè)位置增加不同尺寸、角度導(dǎo)流板，調(diào)整鍋爐布風(fēng)情況，一方面改善鍋爐爐床流化差及爐床風(fēng)帽磨損嚴(yán)重的情況，其次降低送、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流，減少鍋爐運(yùn)行能耗。

3 改造效果

在對(duì)鍋爐3個(gè)位置增加不同尺寸、角度導(dǎo)流板后，作者對(duì)比改造前后鍋爐的運(yùn)行情況發(fā)現(xiàn)，本次改造不僅取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，而且也收獲了很大的社會(huì)效益。

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

3.1.1 直接經(jīng)濟(jì)效益

改造前：送風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流85-87A，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電流50A

改造后：目前送風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流82-84A，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電流46A

目前大能耗設(shè)備運(yùn)行電流共降低3+4*2=11A，降低能耗為：

月降低能耗支出=節(jié)省電量*電價(jià)=（天數(shù)*24*降低電流*設(shè)備運(yùn)行電壓）*電價(jià)=（30*24*11*6000/1000）*0.3=14256元

作者僅對(duì)比改造前后送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行電流發(fā)現(xiàn)每年至少節(jié)約10萬(wàn)元以上。

3.1.2 間接經(jīng)濟(jì)效益

改造后的鍋爐改善了爐床的流化情況，避免流化不均造成的鍋爐結(jié)焦，延長(zhǎng)鍋爐運(yùn)行周期；降低了爐床風(fēng)帽磨損，延長(zhǎng)風(fēng)帽檢修周期；同時(shí)也降低了鍋爐運(yùn)行煙氣流速，減少鍋爐受熱面磨損情況。改造之后一定程度上降低了鍋爐發(fā)生誘發(fā)安全事故的可能性，事故的發(fā)生不但會(huì)直接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，還要計(jì)算停產(chǎn)所導(dǎo)致的間接經(jīng)濟(jì)損失和所增加的維修費(fèi)用。

3.2 社會(huì)效益

（1）減小鍋爐高溫結(jié)焦的可能性，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。由于灰垢導(dǎo)熱性能很差，即使較輕的積灰也能夠產(chǎn)生很大的熱阻，能夠明顯降低鍋爐的出力，在積灰嚴(yán)重時(shí)能夠使鍋爐處理大幅度降低。本次加裝導(dǎo)流板后，有效解決了鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重的問(wèn)題，保障了設(shè)備安全運(yùn)行，極大降低了鍋爐放渣工的勞動(dòng)強(qiáng)度和燙傷風(fēng)險(xiǎn)。

（2）提高鍋爐使用壽命。改造前由于布風(fēng)均勻化難以維持，以致出現(xiàn)勾流，其他地方形成死區(qū)，從而引起鍋爐結(jié)焦、風(fēng)帽磨損嚴(yán)重、受熱面磨損嚴(yán)重等情況，改造后的鍋爐以上情況都得到了較大的改善，延長(zhǎng)鍋爐運(yùn)行周期，提高鍋爐的使用壽命。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）在鍋爐南北風(fēng)室內(nèi)共3個(gè)位置增加不同尺寸、角度導(dǎo)流板，調(diào)整鍋爐布風(fēng)情況，一方面改善鍋爐爐床流化差及爐床風(fēng)帽磨損嚴(yán)重的情況，其次降低送、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流，減少鍋爐運(yùn)行能耗。

（2）改造后的鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，不僅取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，而且也收獲了很大的社會(huì)效益。此改造方案對(duì)循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與技術(shù)改造具有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]閻維平，殷立寶，丁希寧，等.循環(huán)流化床燃煤鍋爐爐內(nèi)密相區(qū)動(dòng)態(tài)特性改進(jìn)模型[J].電力科學(xué)與工程，2004，20（2）：4-8.

[2]路春美，程世慶.循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備與運(yùn)行[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

[3]范從振.鍋爐原理[M].北京：水利電力出版社，1995.

[4]朱皚強(qiáng)，芮新紅.循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2004.