早期國產35t/h循環流化床鍋爐的改造

楊憲奎

【摘 要】二十世紀八十年代中期國內生產的循環流化床鍋爐是我國第一批自行設計，制造的循環流化床鍋爐。本文指出了這種早期國產循環流化床鍋爐存在的問題，分析了引起這些問題的原因，提出了改造方法。通過對鍋爐實施改造，達到了預期的效果，證明文中提出的改造方法是行之有效的。

【關鍵詞】鍋爐；循環流化床；缺陷；改造

The Reform of Early Home 35t/h CyclicFluidized bed boider

Yang Xian -Kui

(HnDan Design Engineering Chinacoal CO.,LTD HanDan Hebei 056031)

【Abstract】Cycle fluidized bed boider Produced at hone during the 80s,twentieth Century was the first one designed and manufacted by ourselves.The faults existing in the early home cyclic fluidized bed boider are pointed out inthis passagt.Tuo causes resulting from are analysed and the ways of improvement are presented.

【Key words】Boider;Cyclic fluidizer bed boider;Fault;Reform

1. 引言

（1）20世紀80年代中期，濟南鍋爐廠生產的35t/h循環流化床鍋爐（型號為YG-35/3.82-M2）是首批國產循環流化床鍋爐。

（2）由于當時對循環流化床鍋爐的規律認識深度不夠，設計、制造經驗不足，造成早期35t/h循環流化床鍋爐存在著出力嚴重不足，效率低下等多項重大缺陷。

（3）這批早期循環流化床鍋爐若繼續使用，不但浪費能源，而且還影響用戶的生產，給用戶造成負擔；若將其拆除更新，用戶必須重新投入數百萬元的資金，而且重建周期也長，影響使用，這不論對企業，還是對國家都是一筆不小的損失。

（4）因此，能否和如何對早期循環流化床鍋爐進行完善改造，就成為一個急需解決的問題。

2. 早期35t/h循化流化床鍋爐存在的問題

2.1 蒸發量不足。正常運行蒸發量只有21t/h。相當于設計蒸發量的60%。

2.2 鍋爐效率低。鍋爐實際效率只能達到77~78%，比設計效率81.5%低4個百分點。

2.3 漏灰，漏煙，漏風嚴重。鍋爐運行時，周圍環境很差。

2.4 運行周期短，維修工作量大。早期35t/h循環流化床鍋爐一般運行周期只有30天至45天，根本無法做到計劃檢修。這不僅影響了用戶的正常供汽，而且增加了維修工作量和維修費用。

3. 對早期35t/h循化流化床鍋爐存在問題的分析

3.1 蒸發量不足的原因。與現在制造的35t/h循環流化床進行對比，可以發現早期循環流化床鍋爐蒸發量不足主要是蒸發受熱面面積不夠造成的。早期35t/h循環流化床鍋爐蒸發量受熱面面積為120m2。而現在生產的35t/h循環流化床鍋爐蒸發受熱面面積為155m2，兩者相差20%。

3.2 鍋爐效率低的原因。

3.2.1 飛灰含碳量高。早期的35t/h循環流化床鍋爐飛灰含碳量高達16~18%，比現在生產的同規格鍋爐的飛灰含碳量7%約高出10個百分點。飛灰含碳量高的原因是進入鍋爐的微細煤粒在爐膛內的燃燒時間不夠。計算發現其在爐膛內的燃燒時間只有3秒。而現在生產的同規格鍋爐為4秒。鍋爐分離器的分離效率只有90~95%，那些微細的煤粒分離不下來，不能參加循化，隨煙氣排出爐外，因此，要求極細煤粒一次經過爐膛就基本燃燼。顯然燃燒時間過短，極細煤粒來不及燃燼就排出爐外，造成飛灰含碳量高，使固體未燃燒損失（q4）增大。造成極細煤粒在爐膛內停留時間短的原因是爐膛高度不夠，。現在生產的同規格鍋爐爐膛高度為15m，早期鍋爐的爐膛高度只有10.5m。

3.2.2 漏風嚴重，過量空氣系數過高。由于漏風嚴重，運行中氧量表（安裝位置在過熱器后）指示在9%左右，（折算過量空氣系數1.4）不能降到正常值5~6%（折算過量空氣系數1.3）過量空氣系數過大使排煙量增大，煙氣帶出的熱量增加，使排煙損失（q2）增加，降低了鍋爐效率。

3.2.3 旋風返料器的返料效果差，鍋爐漏灰嚴重。該種爐型旋風返料器采用風帽式流化床布置方式，由于流化效果不好，返料效果差。另外，鍋爐密封不好，漏灰嚴重。對于以熱灰循環方式工作的循環流化床，返料效果不好和漏灰嚴重必然造成鍋爐效率的下降。

圖13.3 漏煙、漏灰、漏風的原因。

3.3.1 膨脹間隙造成泄漏。與爐膛連接的個別部件，在鍋爐運行中，由于熱膨脹與爐膛產生間隙，從而引起泄漏。例如：在早期鍋爐設計方式是床體向上膨脹，而水冷壁向下膨脹，這樣他們之間必須產生泄漏間隙，其它如慣性返料器，旋風返料器，爐膛穿墻管，給煤機和二次風噴嘴等部件與爐膛的聯接部件都存在膨脹間隙。

3.3.2 爐膛裂紋引起泄漏。早期鍋爐的下部爐墻，慣性分離器外墻和爐頂等處都沒有水冷壁保護，運行中容易受高溫影響而產生裂紋，引起泄漏。

3.4 鍋爐運行周期短的原因。

3.4.1 管壁磨損速度高。循化流化床鍋爐的衛燃帶與膜式水冷壁交界部位，由于爐內循環灰的貼壁下流作用。在此產生渦流，水冷壁磨損速度高，管壁在不長時間內就會磨穿，造成停爐。

3.4.2 爐墻破壞。前面3.3.2條提到早期鍋爐下部。慣性分離器外墻和爐頂容易產生裂紋，運行中這些裂紋逐漸擴大，嚴重時引起爐膛破壞，造成停爐。

4. 改造措施（見圖1）

4.1 加高爐膛。

4.1.1 保持原來的布風板面積不變，將布風板連同風室一起下移3.2m，使爐膛向下增長1.5m。

4.1.2 將爐頂上移1.5m，使爐膛高度向上增長1.5m。

爐膛高度向上和向下增加后，由原來的10.5m增加至15.2m。爐膛高度的增加使燃料的燃燒時間得以延長，燃燒更充分，減少了飛灰含碳量，降低了鍋爐的固體未完全燃燒損失（q4）。

4.2 增加蒸發受熱面面積。

4.2.1 爐膛加高給增加蒸發受熱面面積提供了條件。改造時將原來布置在運轉層以上3m處的膜式水冷壁向下延長與布風道相連，將布風板四周以焊接方式吊在水冷壁下端。這樣不但增加了蒸發受熱面面積，而且整個爐膛形成箱體結構，運行時整體向下膨脹，避免了原先床體向上膨脹，水冷壁向下膨脹造成的密封缺 陷。

4.2.2 爐頂增加膜式水冷壁，水冷壁后彎進入新增加的中間集箱。這樣不但增加了蒸發受熱面面積，而且還保護了頂墻，同時使爐膛箱體結構達到封閉。

4.2.3 慣性分離器的后墻增加膜式水冷壁。水冷壁上部和爐頂水冷壁一起進入中間集箱。這樣在保護和封閉其后墻的同時，又增加了蒸發受熱面面積。改造后鍋爐的蒸發受熱面面積由原來的120m2增加到146m2。

4.3 解決密封問題。除爐膛全部采用膜式水冷壁焊接成整體的箱式結構外，慣性返料器，旋風返料器，爐頂穿墻管，給煤機和二次風噴嘴等部件與爐膛連接處，全部采用金屬膨脹節與水冷壁焊接相連的結構形式。這種結構既保證了水冷壁的自由膨脹，又起到了完全密封的作用。

4.4 解決旋風返料器返料效果差的問題。分析其原因是流化效果不準引起的。旋風返料器采用風帽式的流化床布置方式。改造時將風帽孔徑擴大，以增加返料器風板開孔率，從而提高流化強度，改善返料效果。

4.5 解決管壁磨損問題。在衛燃帶與膜式水冷壁交界部位，采用向爐墻側讓彎的水冷壁形式。同時用鎳鉻合金對該部位長度200mm的水冷壁管段進行噴涂，以提高防磨效果。在慣性分離器內部，用耐火材料對水冷壁進行覆蓋，防止濃度較大的灰流直接沖刷管壁。

5. 改造效果

采用上述方案，分別對河北省趙縣熱電廠、永年焦窯電廠河南省臨穎化肥廠自備熱電廠、博愛化肥廠自備熱電廠等單位多臺早期35t/h循環流化床鍋爐進行了改造，效果都很令人滿意。現將改造后的幾臺鍋爐運行參數匯總后與改造前進行比較：鍋爐出力由改造前21t/h，改造后上升為38t/h；鍋爐效率由77%上升到84~85%（原設計效率81.5%）；飛灰含碳量由16~18%降到7~8%；運行中氧量表指數由9%降至5~6%；漏灰、漏煙、漏風情況由嚴重到不漏；運行周期由30~45天提高到150天以上。其中最早按此方案改造的一臺鍋爐，已運行4年多，運行參數仍能達到改造設計要求。

6. 結束語

早期國產循環流化床鍋爐是可以改造的。改造后的效果是令人滿意的，從而證明本文所述改造方案是行之有效的。該方案對改造早期循環流化床鍋爐有參考價值。但鍋爐改造要因爐而異，需根據被改造鍋爐的安裝，運行情況和燃用煤種特性，制定有針對性的改造方案

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