440T/H循環流化床鍋爐爐膛風帽的改造治理

王勇 王志海

摘要：近年來，循環流化床鍋爐機組由于其在煤種適應性、環保經濟性等方面的優勢，在國內發電市場快速發展，但由于其自身設計特點，也暴露出許多問題。文章就44T/H循環流化床鍋爐爐膛風帽存在的若干問題進行了原因分析，提出了治理措施，并對改造前后的效果進行了詳細的經濟分析。

關鍵詞：循環流化床鍋爐；爐膛風帽改造；布風結構

中圖分類號：TK229 文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）03-0140-02

一、設備狀況

山東運河發電公司分別于2003年和2004年投產運行2臺440T/h循環流化床鍋爐。鍋爐型號SG-440/13.7-M562，為上海鍋爐廠從美國ALSTOM公司引進的CFB鍋爐技術設計、制造的超高壓、一次中間再熱、單汽包、單爐膛、固態排渣、全鋼架結構自然循環鍋爐。鍋爐采用露天布置，運轉層以下全封閉，運轉層標高為9.00m。鍋爐整體為左右對稱布置，主要由鍋筒、懸吊式全膜式旋風分離器、U型返料回路以及后煙井對流受熱面組成。鍋爐采用平衡通風、集中下降管，爐膛是水冷壁設計，其底部采用耐火爐襯。爐膛前墻有8只給煤管孔，石灰石隨煤粉一起噴入爐膛。爐膛底部與一次風室連接的布風板上布置有365只T型風帽，前后布置10排，每排36/37只。風帽采用A297耐磨耐高溫材質。流化風由風帽進入爐膛參與床料的流化和燃燒。

在鍋爐運行過程中，爐膛布風板T型風帽存在的一些問題逐步暴露出來。風帽磨損現象十分嚴重，特別是爐膛前、后墻下部兩排的風帽，平均每四到五個月就開始出現大量泄露，需要全面更換一次，造成巨大的人力和物資成本。而風帽泄露后造成的后果也十分嚴重。風帽泄露后，造成爐膛與一次風室的直通，大量爐膛內床料漏入一次風室，造成風室內積渣和超溫，不但影響鍋爐運行效率，還會影響一次風室安全，嚴重時會造成一次風室超溫坍塌的惡性事故。

二、原因分析

為解決上述循環流化床鍋爐風帽存在的磨損和漏渣問題，我們對風帽磨損形成的原因進行了認真分析和總結，最終確定了以下幾個方面：

（一）風帽制作和施工工藝

在使用過程中，我們發現，風帽的材質和制作工藝對風帽的硬度和強度影響很大。風帽一般在制作過程中采用一次澆注成型，制作過程中的工藝會對風帽材質的均勻、內部的缺陷產生等方面造成較大影響。而風帽在安裝過程中的工藝包括風帽的焊接質量、安裝精度等，也會對風帽的使用壽命造成較大

影響。

（二）風帽的結構

T型風帽分為1個進風口和4個出風口，進風口位于一次風室內，工作溫度低于200℃，主要接觸介質為一次風，使用壽命相對較高。而出風口位于爐膛下部，工作溫度高于800℃，接觸介質為爐膛內循環床料，環境惡劣，使用壽命較短。一旦出風口出現磨損和泄露，爐膛內床料將直接進入一次風室，造成一次風室積渣和結焦的發生。

（三）風帽位置的布風結構

循環流化床鍋爐的物料循環分為兩部分，即爐膛-分離器-回料器-爐膛的大循環和爐膛內部的物料內循環。爐膛內循環中，物料顆粒由爐頂開始沿爐膛四周爐墻向下運動，形成爐膛的貼壁流。向下循環的床料進入密相區后，部分被向上運動的氣流帶走，但爐膛前后墻部位由于其斜面結構的影響，仍有部分會直接流入爐膛底部，造成鍋爐前、后墻底部位置物料濃度相對較大的現象（如圖1）。

三、改造方案

針對以上原因分析，我們制定了以下的改造

方案。

（一）在爐膛底部前、后墻下部加裝風帽防磨梁

針對循環流化床鍋爐的內循環特點，為了減少爐膛前、后墻部位風帽的物料濃度和直接沖刷，我們在爐膛底部前、后墻下部加裝了風帽防磨梁。防磨梁高度300mm使用高溫搗打耐磨料敷設，內部使用1Cr25Ni20Si2耐高溫合金鋼銷釘支撐和固定。如

圖2所示：

加裝風帽防磨梁后，可以將爐膛內循環貼壁物流進行分流和阻擋，減少該部位風帽周圍的物料濃度，并避免大顆粒的下行高速物料對風帽造成直接沖刷，提高風帽使用壽命。

（二）在風帽下部進風口部位加裝防漏渣鋼筋網

為了防止爐膛風帽磨損或燒損后造成爐膛與一次風室的直通，我們在風帽下部進風口部位加裝了防漏渣鋼筋網。鋼筋網采用Q235材質普通鋼，規格為30*15菱形鋼筋網，裁制成100*100的方形塊，焊接在風帽進風管口處。

風帽下部進風口部位加裝防漏渣鋼筋網后，一旦爐膛內風帽磨損或燒損，爐膛內床料會經由風帽進入一次風室。當大顆粒物料下降至鋼筋網部位后，會在鋼筋網上被攔截。當鋼筋網上積沉的大顆粒物料達到一定數量時，就會在風帽進風口部位形成密封效果，攔截爐膛內床料進一步向風室內流動。

安裝防漏渣鋼筋網后，會避免風室積渣和結焦現象的發展和惡化。但如果損壞的風帽數量較多時，就會對爐膛內布風產生影響。因此，需在每次停爐后，將損壞的風帽及時更換，并清理沉積在鋼筋網上的

物料。

四、改造效果

我們在2011年1月對運河發電公司的2臺流化床機組進行了改造，安裝了風帽防磨梁和防漏渣鋼筋網。經過1年時間的使用，效果顯著。鍋爐前后墻部位的風帽使用壽命得到大幅度提高，平均使用壽命由改造前的4～5個月提高到10個月以上。一次風室積渣和結焦現象基本杜絕，有效提高了機組的運行效率和安全可靠性。

參考文獻

[1]楊延華．循環流化床鍋爐設備及運行[M]．中國電力出版社，2005.

[2]運河電廠#3、4機組檢修規程[S]．

（責任編輯：葉小堅）