對75 t/h循環流化床鍋爐給煤系統的改造

何 鵬，尤 奎

(1.安徽電氣工程職業技術學院，安徽 合肥 230022;2.奇瑞汽車有限股份有限公司，安徽 蕪湖 220000)

1 概況

奇瑞汽車有限股份公司動能公司2007年投產了蕪湖金鼎鍋爐廠生產的WHG－75/3.82－Mx型循環流化床鍋爐，該鍋爐為75 t/h中溫中壓、高溫旋風分離循環流化床鍋爐，單鍋筒、自然循環，半露天布置。

1.1 鍋爐設備主要技術規范參數(見表1):

1.2 設計燃料煤種煤質

設計燃料為中煤和矸石混燒，對設計煤種煤質的適應范圍 Car=45% ～58%，War=4% ～8%，Aar=28% ～33%，Vr≥24%，Qnet.ar=18 841 ～20 934 kJ/kg。

表1 鍋爐設備規范及技術參數

2 鍋爐給煤系統運行中暴露的問題及改造措施

WHG－75/3.82－Mx型循環流化床鍋爐自2007年投產伊始至2008年期間，鍋爐運行狀況始終不理想。具體體現在以下幾個方面:燃料堵塞，運行周期短;負荷調整困難，根本達不到額定負荷。鍋爐運行周期一般在10～15天;負荷在50 t/h左右，最高日小時平均負荷均沒超過60 t/h。

針對鍋爐現狀，2008年底和2009年初利用鍋爐大修之際，根據生產需要，對鍋爐給煤系統有關部位進行了技術改造，采用了先進的滾筒篩分設備，有效地控制住入爐燃料的顆粒度，減少濕度的影響;將給煤機改造成螺旋給煤結構，大大降低了設備的損壞頻次。

2.1 鍋爐給煤用篩分機改造

由于廠里沒有立式煤倉，受天氣影響，鍋爐給煤濕度經常超過10%，而給煤系統原采用的篩網式振動篩對濕煤篩分能力較差，設備本身無自清理裝置，特別是在梅雨季節或水分超過9%的時候，煤容易堵塞，特別是大煤塊多的情況下，導致篩網故障率高。為保證鍋爐供料，不得不放寬破碎粒度要求，造成部分入爐煤粒度遠大于12 mm。

能否控制好入爐煤的粒徑，將對鍋爐的燃燒效率和熱效率產生直接的影響。據統計分析計算，入爐煤的平均當量粒徑每上升1 mm，將直接導致爐效下降0.5%[1]。實際運行證明，尺寸超過了10 mm的煤粒，進入爐膛后很難燒透，揮發份低灰分大的劣質無煙煤更難燒透[2];而煤的粒度越細出力越大[3]。由于入爐煤顆粒度較大，鍋爐排渣顆粒度也較大，導致排渣溫度較高，不僅造成物料浪費，以75 t/h鍋爐為例，每小時耗煤11.2 t，由于爐效下降年損失達2%計算，每年將損失超過1 900 t原煤。而且影響物料流化，增大爐膛金屬受熱面的磨損，排渣顆粒大、溫度高，運渣皮帶故障率高，給鍋爐運行帶來了嚴重的后果。

針對上述問題，在#1段皮帶(原煤斗)入口前將原篩網式振動篩更換為籠式滾筒篩分機，該設備的主體結構為滾筒，它是由若干個圓環狀扁鋼組成的篩網，與地面呈傾斜狀態，外部被密封罩所密封，以防止污染環境。滾筒旋轉時，燃煤自上而下得到分離，細料從前端下部排出，粗料從滾筒尾部排出。它設有梳型清篩機構，在篩分過程中，通過梳型清篩機構與滾筒的相對運動，達到對篩體不間斷清理的效果，使篩分筒在整個過程中始終保持清潔，不粘，不堵，不影響篩分效率。在設計時，有針對性的選用Q345#鋼做為篩條鋼以防出現磨損速度過快，對篩分顆粒的保證上，結合實際情況采用篩條間距為15 mm，此間隙能保證入爐煤粒顆粒度有效控制在0～15 mm以內，為避免篩條間隙間的堵塞，在設計上加裝了一清篩裝置，在滾動篩滾動時，能徹底克服篩條堵塞現象。

經過一年來的運行，入爐煤顆粒度完全達到了設計要求，降低了一次風量，從而減輕了各處的磨損。保證了機組的正常運行。延長了機組安全運行周期。

該設備性能特點主要有:(1)煤種適應性廣，該設備適用于各種煤質，且使用效果良好。(2)特有的梳型自清堵裝置圓滿解決了其他篩分機無法解決的濕煤、臟煤、粘煤篩分時的堵塞問題。(3)篩分效率高，在來煤裝置上使用的滾筒篩分效率達到了99%以上。(4)篩分量大，能耗小，使用的篩分機小時篩分量為200 t，而功率僅為5.5 kW;(5)設備噪聲低，工作環境好。由于設備易于密封，大大降低了噪聲及物料泄漏。

圖1 改造前振動篩設計示意圖

圖2 改造后滾動篩設計示意圖

2.2 刮板式給煤機改造

WHG－75/3.82－Mx型循環流化床鍋爐原安裝有三臺GX－300(u)型埋刮板式給煤機。由于煤潮濕，這就造成給煤機下部溜煤筒靠近火焰的部位經常粘煤，進而導致給煤堵塞，造成鍋爐斷煤事故頻發，這嚴重影響了鍋爐的穩定運行。為保證給煤機不斷煤工人們只好采用水沖的辦法進行解決。一時間解決了堵煤事故，但給鍋爐的正常運行帶來堵多不利因素。

螺旋輸送軸長2.4 m，使用4個月后，螺旋片磨損嚴重，必須更換，兩臺鍋爐年約更換螺旋軸18根，按每根4 000元計算，費用約7.2萬元;進煤口和落煤口容易被潮濕的煤堵塞，造成輸送困難;由于煤濕，經常發生堵塞現象，聯軸器防過載的銷子容易切斷，同時，極易造成減速機機座損壞，運行兩年來，兩臺鍋爐共計損壞減速機機座4臺。

針對上述問題及75 t/h循環流化床鍋爐使用雙鏈條刮板式給煤機的種種缺陷，將給煤機改造成單鏈條刮板式給煤機。該型給煤機具有結構簡單、物料輸送均勻、使用壽命長、維修簡單等特點。

為節約費用及減少備件儲備，改造用原給煤機的電機、減速機等動力運行控制部分。

3 仍可改造的方面

安徽蕪湖地處皖南，氣候濕潤多雨，梅雨季節常有3～7天連陰雨，對燃料影響極大。有資料表明，煤的應用基水分超過12%，粘著性很大[4]。對于循環流化床鍋爐來講，控制好入爐燃料的水分是十分關鍵的，最好設法避免濕煤進入輸煤系統及CFB鍋爐給煤系統，同時還可在其它方面做些工作以改善上述的堵煤斷煤問題，如原煤斗內襯采用微晶鑄石板或者不銹鋼板、原煤斗內設計安裝液壓疏松機、給煤機出口去掉旋轉給料閥后加裝鎖氣器、改進原煤斗下煤口狹窄、煤倉四壁與水平面的傾斜角＞70°、原煤倉的容積適當減小等。原煤倉的容積適當減小或煤濕度大(＞12%以上)時半倉儲煤等[5]。

4 兩項改造的效果

給煤用篩分機改造效果:改造前的煤粒顆粒最大達到50 mm，改造后煤粒粒度小于15 mm，在入爐煤的顆粒度上有效的得到了保證。鍋爐燃燒后的排渣顆粒變化顯著(見圖3、圖4)。

圖3 改造前鍋爐燃燒后的排渣

圖4 改造后鍋爐燃燒后的排渣

技術經濟比較:改造前，振動篩因篩網損壞更新，一年需3～4萬維修費;此項改造為自主設計、制造安裝、調試，投入成本(含標準件、鋼材等采購成本)1.74萬元，與滾動篩整體采購價25萬元相比，節約23.26萬元;改造后，鍋爐年可節約煤量1 900 t原煤，以到廠煤的價格為750元/t，年直接節省經濟效益達142.5萬元。

刮板式給煤機改造效果:2009年初改造后，平穩運行13個月，沒有發生任何維修工作，運轉良好，達到鍋爐給煤輸送量的要求，鍋爐運行平穩。單鏈條刮板式給煤機長度2.6 m，磨損量較小，與原采用螺旋片磨損情況相對比，兩臺鍋爐年可節約費用7.2萬元。在進煤口和落煤口被濕煤局部堵塞時，不會造成輸送設備(如減速機)的損壞。在落煤口處增設兩路播煤風，大大緩解落煤口因煤濕而堵塞的現象。

鍋爐給煤系統的兩項改造，鍋爐運行質量得到明顯提高:負荷由改造前65 t/h提高至穩定的75 t/h，最大負荷可達87 t/h;分離效率得到提高，爐渣可燃物及飛灰可燃物含量得到了不同程度的降低，爐渣可燃物小于2%，飛灰可燃物小于10%，鍋爐效率始終保持在85%以上，水冷壁管使用時間大大延長，避免了因燃煤堵塞而造成鍋爐停爐，鍋爐運行時間由原來最多連續運行3個月提高至連續運行201天，同時，降低了檢修強度，縮短了檢修時間。改造后鍋爐的出力和運行穩定性有了顯著提高，經濟、社會效益非常顯著。

[1]岑可法.循環流化床鍋爐理論設計與運行[M].北京:中國電力出版社，1998.

[2]洪邦俊.國產75 t/h循環流化床鍋爐運行現狀淺析及改進對策[J].動力工程.1993.13(6).

[3]孟兆龍，王少棟.75 t/h循環流化床鍋爐試運行中暴露出的問題及改進方法[J].節能技術，2002，20(2):37－38.

[4]楊圣春，呂德友.循環流化床鍋爐安全運行的若干問題[J].冶金動力.2004(4).

[5]劉全勝，吳志.440 t/h循環流化床鍋爐試運行中暴露出的問題及改進方法[J].節能技術，2006(3)，24(3):270－275.