循環流化床鍋爐布風系統的優化設計改造

摘 要：文章根據一臺150t/h循環流化床鍋爐在運行中由于流化不均使鍋爐出現結焦、風帽磨損嚴重、受熱面磨損嚴重等情況，因此對其進行改造，即在鍋爐南北風室內共3個位置增加不同尺寸、角度導流板，調整鍋爐布風情況。改造后以上情況均得到改善，并取得了較大的經濟效益和社會效益，對循環流化床鍋爐布風系統的設計與技術改造具有一定的參考價值。

關鍵詞：循環流化床鍋爐；流化不均；導流板；布風系統

我公司現一臺150t/h循環流化床鍋爐，由于1次風系統的4個風室靜壓不均衡、取消2次風、布風板壓力不均等因素，鍋爐在長周期運行過程中出現爐床流化差、風帽及受熱面磨損嚴重等現象，從而影響鍋爐機組的安全與經濟運行，因此文章針對該情況對鍋爐一次送風口進行優化設計改造。

1 CFB鍋爐簡介

1.1 CFB鍋爐的工作原理及結構

CFB鍋爐是從鼓泡床發展起來的一種新型燃燒技術[1]。其工作原理是：將煤破碎成10mm以下的顆粒后送入爐膛，同時爐內存在大量床料，有爐膛出口安裝旋風分離器，將分離下來的固體顆粒通過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稱布置，鍋爐采用單汽包、自然循環、循環流化床燃燒方式，露天布置，爐頂布置有遮雨板。該循環流化床鍋爐主要由四部分組成：燃燒室、水冷旋風分離器、物料送回裝置、尾部對流煙道。

1.2 布風系統存在問題的主要原因

布風板特性與流態化質量密切相關，其設計是否合理是流化操作成敗的關鍵因素之一。流化床鍋爐的布風裝置必須具備以下特點：均勻分布來流氣流，有助于產生均勻而平穩的流態化及阻力損失比較合理。布風板阻力是指在無料層時燃燒空氣通過布風板的壓力損失。要使空氣按設計要求通過布風板形成穩定的流化床層，要求布風板具有一定阻力。從節能角度考慮，布風板的阻力是個不利因素，應降的越低越好。但它對布風的均勻化、穩定性又是個有益的因素[4]。沒有一定的阻力，布風均勻化難以維持，尤其當布風板在流化床系統中所占的比例過小時，床層一旦出現偏流，氣流將更加趨向于阻力較小之處，以致出現勾流，其他地方形成死區。

2 優化設計改造方案

該鍋爐在長周期運行過程中出現爐床流化差、風帽磨損嚴重以及偶爾有漏渣現象，主要是由于布風均勻化難以維持，尤其當布風板在流化床系統中所占的比例過小時，床層一旦出現偏流，氣流將更加趨向于阻力較小之處，以致出現勾流，其他地方形成死區，從而引起以上現象的出現。因此對該鍋爐的布風系統進行優化設計改造：即在鍋爐南北風室內共3個位置增加不同尺寸、角度導流板，調整鍋爐布風情況，一方面改善鍋爐爐床流化差及爐床風帽磨損嚴重的情況，其次降低送、引風機運行電流，減少鍋爐運行能耗。

3 改造效果

在對鍋爐3個位置增加不同尺寸、角度導流板后，作者對比改造前后鍋爐的運行情況發現，本次改造不僅取得了一定的經濟效益，而且也收獲了很大的社會效益。

3.1 經濟效益

3.1.1 直接經濟效益

改造前：送風機運行電流85-87A，兩臺引風機電流50A

改造后：目前送風機運行電流82-84A，兩臺引風機電流46A

目前大能耗設備運行電流共降低3+4*2=11A，降低能耗為：

月降低能耗支出=節省電量*電價=（天數*24*降低電流*設備運行電壓）*電價=（30*24*11*6000/1000）*0.3=14256元

作者僅對比改造前后送風機和引風機的運行電流發現每年至少節約10萬元以上。

3.1.2 間接經濟效益

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焦，延長鍋爐運行周期；降低了爐床風帽磨損，延長風帽檢修周期；同時也降低了鍋爐運行煙氣流速，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生誘發安全事故的可能性，事故的發生不但會直接導致經濟損失，還要計算停產所導致的間接經濟損失和所增加的維修費用。

3.2 社會效益

（1）減小鍋爐高溫結焦的可能性，降低工人勞動強度。由于灰垢導熱性能很差，即使較輕的積灰也能夠產生很大的熱阻，能夠明顯降低鍋爐的出力，在積灰嚴重時能夠使鍋爐處理大幅度降低。本次加裝導流板后，有效解決了鍋爐結焦嚴重的問題，保障了設備安全運行，極大降低了鍋爐放渣工的勞動強度和燙傷風險。

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

4 結束語

（1）在鍋爐南北風室內共3個位置增加不同尺寸、角度導流板，調整鍋爐布風情況，一方面改善鍋爐爐床流化差及爐床風帽磨損嚴重的情況，其次降低送、引風機運行電流，減少鍋爐運行能耗。

（2）改造后的鍋爐在運行過程中，不僅取得了一定的經濟效益，而且也收獲了很大的社會效益。此改造方案對循環流化床鍋爐布風系統的設計與技術改造具有一定的參考價值。

參考文獻

[1]閻維平，殷立寶，丁希寧，等.循環流化床燃煤鍋爐爐內密相區動態特性改進模型[J].電力科學與工程，2004，20（2）：4-8.

[2]路春美，程世慶.循環流化床鍋爐設備與運行[M].北京：中國電力出版社，2003.

[3]范從振.鍋爐原理[M].北京：水利電力出版社，1995.

[4]朱皚強，芮新紅.循環流化床鍋爐設備及系統[M].北京：中國電力出版社，2004.