75t/h中溫中壓煤泥循環(huán)流化床鍋爐設計與故障分析

摘 要:介紹了新汶熱電公司75t/h中溫中壓煤泥循環(huán)流化床鍋爐設計特點和一般故障分析。

關鍵詞:75t/h中溫中壓煤泥循環(huán)流化床鍋爐;設計;故障;分析

中圖分類號:TB

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)12-0356-01

1 設計特點

1.1 煤泥給料設計

一般燃用煤的CFB鍋爐，通過給煤機或刮板由爐前實現(xiàn)對爐膛的連續(xù)給料。

而煤泥是成流體狀的，常規(guī)給煤方式不能適應煤泥的燃燒特點，于是我公司采用了中礦公司研制開發(fā)的MNS煤泥管道輸送系統(tǒng)。該輸送系統(tǒng)采用柱塞泵，通過上料螺旋、緩沖攪拌倉、預壓螺旋等輔助設備，將煤泥加工成含水30%左右的流體狀，再經(jīng)過柱塞泵打出，做到了鍋爐煤泥的高位給料(爐頂給料)，從而保證煤泥團在下降過程中不斷干燥、水分蒸發(fā)、爆破，達到正常流化要求的粒度。采用了從爐膛頂部的高位給煤，以延長水分蒸發(fā)時間和揮發(fā)份的析出，避免顆粒團粘性過大，粘連床上物料。

1.2 分離器設計

煤泥鍋爐最主要的特點就是灰量大，破碎后顆粒細，常規(guī)切向進口的旋風分離器已不適應分離0.5mm以下粒徑。該爐型采用蝸殼式高溫水冷旋風分離器、等通道截面，煙氣和夾帶物料在進入分離器之前就可得到較為均勻的流場，分離性能大幅度提高，飛灰含碳量明顯降低，循環(huán)物料增多。內(nèi)置水冷套，有效解決了旋風筒內(nèi)側(cè)結(jié)焦問題。

1.3 返料器設計

返料器是CFB鍋爐上的重要部件，此爐型采用成熟的U型返料器，配置專用返料風機來提高壓頭;結(jié)構上進行了優(yōu)化，提高了出灰口和中間隔舌的相對高差，并采用雙風室結(jié)構，對出灰口和進灰口側(cè)分別送風，此設計可比其它爐型返料量都要大。

1.4 二次風設計

針對煤泥鍋爐灰量大的特點，為提高爐膛中上部傳熱系數(shù)，二次風采用三層布置，噴口直徑較大，風速較高，使二次風具有足夠穿透能力，增加了風流剛度。此項設計，很好的解決了氧量在爐膛內(nèi)分布問題，通過合理調(diào)節(jié)，可使爐內(nèi)上下溫度場更加均勻，大大提高了煤的燃盡率，從而提高了鍋爐整體效率。

1.5 受熱面的設計

此爐型采用了一種較新的雙臂彎水冷壁幾何形狀方法，使耐火材料衛(wèi)燃帶與上部水冷壁管保持平直，這樣固體物料沿壁面平直下流，消除了局部產(chǎn)生易磨區(qū)，結(jié)合面以上水冷壁外加800mm噴涂。除此之外，其它易磨損部位還采用了以下防磨措施:回料器及立管內(nèi)壁敷設耐磨澆注料;尾部豎井煙道內(nèi)過熱器蛇形管安裝有防磨蓋板，在過熱器和省煤器煙氣側(cè)進口四周均裝有防止煙氣偏流的阻流板;旋風分離器中心筒采用耐高溫、耐腐蝕、抗磨損的特種鋼材。省煤器選用傳熱系數(shù)高并耐磨的鰭片式。

2 常見故障分析

2.1 主燃料中斷故障

鍋爐主燃料中斷，主要有煤泥泵系統(tǒng)故障，輸送管道事故和備用給煤機事故。當鍋爐運行人員通過儀表參數(shù)反映出煤泥過料不足或不過料，先要求煤泥泵房人員分析是否是主系統(tǒng)故障，如確定可切換至備用泵;有時是沿途煤泥管道出現(xiàn)開裂或管內(nèi)防磨內(nèi)襯變形，爐頂煤泥口堵塞引起的，這時可啟用備用給煤機后停泵進行處理。

2.2 鍋爐結(jié)焦

CFB無論是在點火啟動或正常運行過程中，都有可能發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象，原因是局部或整體溫度超過燒結(jié)溫度或灰熔點溫度，將結(jié)焦分為低溫結(jié)焦和高溫結(jié)焦兩種。在低負荷或點火過程中容易發(fā)生低溫結(jié)焦，結(jié)的焦塊越來越大，此時需增大一次風量，充分流化床料，控制焦塊增長，及時排渣，加強床料的置換，隨著床料的置換該種結(jié)焦可以被逐漸磨損至消失，但結(jié)焦量大時則需按事故停爐處理。要避免低溫結(jié)焦，主要是保證床料良好的流化狀態(tài)，均勻的燃料顆粒度。高溫結(jié)焦發(fā)生在運行中，一般因投煤量過大，床內(nèi)存煤量過多，風量跟不上，煤燃燒后引起床溫急劇升高。當床溫超過正常值時，要立即停煤泥泵，盡可能加大一次風量來降低床溫，待溫度恢復正常后，再調(diào)節(jié)風量和煤量。返料終止也會引起床溫急劇升高，這時料層很薄，床溫反復很難控制，此時可先通過添加床料穩(wěn)定床溫，再壓火處理返料終止問題。遇到以上情況原則之一是寧要滅火不能結(jié)焦。

2.3 返料終止

返料終止也是煤泥鍋爐常見的故障之一，因為它的燃料一般灰分比較大，爐膛差壓比較高。此故障分為內(nèi)因和外因兩種情況，內(nèi)因主要有返料閥內(nèi)小風帽堵塞帶來返料不正常;返料器掉入異物影響返料;外因主要有爐膛差壓保持較高(>2000Pa)，煤泥泵故障，負壓增大，調(diào)整不及時，大量細灰瞬間進入返料器，返料器來不及返料而引起返料終止;再就是放渣等過多，風量過大引起。處理內(nèi)因引起的返料終止只能壓火或停爐處理;外因原因可通過連續(xù)啟停返料風機進行吹震，也可突然連停、啟動引、送風機，通過改變爐內(nèi)動力場使返料疏通，不過這時大量灰進入爐膛，風量要及時提高，以免把床撲滅。

3 效益分析

山東新汶熱電公司煤泥循環(huán)流化床鍋爐的成功設計與應用，既解決了煤泥外運帶來的污染等社會問題，又帶來了巨大經(jīng)濟效益，主要是真正實現(xiàn)了低成本運營;達到了環(huán)保、效益雙豐收。