CFB鍋爐布風(fēng)板導(dǎo)風(fēng)管磨損情況分析及技改優(yōu)化

摘 要：通過分析某300MW循環(huán)流化床（CFB）鍋爐布風(fēng)板風(fēng)帽導(dǎo)風(fēng)管在運(yùn)行中發(fā)生的問題以及處理方法，針對風(fēng)帽導(dǎo)風(fēng)管設(shè)備出現(xiàn)的問題進(jìn)行了研究和改造，提出了徹底解決的辦法，為以后300MW循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)板風(fēng)帽導(dǎo)風(fēng)管改造提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：300MW循環(huán)流化床鍋爐;布風(fēng)板風(fēng)帽導(dǎo)風(fēng)管;磨損情況;技改

1引言

大型循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)板裝置龐大，風(fēng)帽數(shù)量多，風(fēng)帽及導(dǎo)風(fēng)管結(jié)構(gòu)不一，所對應(yīng)的阻力也不一，阻力的大小對鍋爐的正常流化和燃燒起到關(guān)鍵的作用，它的阻力大小直接影響鍋爐的安全穩(wěn)定，布風(fēng)板阻力大，增加風(fēng)機(jī)電耗，流化質(zhì)量下降，磨損加劇，布風(fēng)板阻力小，床面穩(wěn)定性不好，氣流不均，流化惡化，床溫偏差大等。所以只有保證布風(fēng)裝置中的布風(fēng)板阻力合理，才能保證鍋爐的正常流化和燃燒。

2風(fēng)帽導(dǎo)風(fēng)管磨損情況

某公司#4爐為引進(jìn)型300MW循環(huán)流化床機(jī)組，鍋爐布風(fēng)板為水冷式布風(fēng)板，風(fēng)帽采用鐘罩式，導(dǎo)風(fēng)管為直管封口，管壁外開有三排小孔。布風(fēng)板的阻力主要由導(dǎo)風(fēng)管小孔和外罩小孔決定，合理的設(shè)計(jì)能夠使得鐘罩式風(fēng)帽具有良好的阻力特性。經(jīng)過6年的長時(shí)間運(yùn)行，風(fēng)帽及導(dǎo)風(fēng)管發(fā)生了不用程度的磨損和變形，阻力變小，導(dǎo)致后期運(yùn)行過程中，床壓的不穩(wěn)定性逐漸增大，翻床現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，迫使一次風(fēng)機(jī)出力增大，同時(shí)床溫也發(fā)生了變化，前中后床溫偏差大，嚴(yán)重影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。停運(yùn)后檢查發(fā)現(xiàn)主要是導(dǎo)風(fēng)管小孔磨損嚴(yán)重。如圖1：

圖1 導(dǎo)風(fēng)管孔徑磨損

3原因分析：

鐘罩式風(fēng)帽導(dǎo)風(fēng)管的磨損與旋轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)大，飛灰攜帶量大有直接關(guān)系，漏灰大導(dǎo)致一次風(fēng)中灰份大，長期運(yùn)行飛灰進(jìn)入導(dǎo)風(fēng)管小孔處進(jìn)行沖刷，使導(dǎo)風(fēng)管小孔呈不規(guī)則變形。右側(cè)導(dǎo)風(fēng)管磨損更加嚴(yán)重，主要由于空預(yù)旋轉(zhuǎn)攜帶過來的飛灰首先進(jìn)入右側(cè)風(fēng)道所致。布風(fēng)板的阻力就會(huì)發(fā)生分區(qū)，阻力小的區(qū)域，風(fēng)量大，風(fēng)帽磨損繼續(xù)加重，阻力大的區(qū)域，風(fēng)量小，出現(xiàn)流化死區(qū)，甚至結(jié)焦。被迫運(yùn)行人員采用大的一次風(fēng)量運(yùn)行，保證鍋爐的安全穩(wěn)定，更加惡化了風(fēng)帽及導(dǎo)風(fēng)管的磨損。

4 改造評價(jià)及方案：

改造的前提是一定要保證阻力合理的情況下進(jìn)行，其次根據(jù)現(xiàn)場位置和停運(yùn)的時(shí)間來共同進(jìn)行實(shí)施。經(jīng)過論證和計(jì)算決定將在布風(fēng)板50cm以上的導(dǎo)風(fēng)管切除，更換新的導(dǎo)風(fēng)管，小孔直徑不變，導(dǎo)風(fēng)管管徑由原來的￠59mm變?yōu)椤?9mm，其風(fēng)帽及導(dǎo)風(fēng)管的高度不變，將新的導(dǎo)風(fēng)管插入并焊接固定。小孔不變，阻力就不會(huì)變化，只是導(dǎo)風(fēng)管管徑處阻力有所增加。通過這樣的方式，在兼顧考慮工程量和工期的同時(shí)達(dá)到解決導(dǎo)風(fēng)管磨損的問題。相對于直接更換導(dǎo)風(fēng)管的方法，省時(shí)、省力、省錢。

布風(fēng)板阻力主要由兩部分組成：沿程阻力損失和局部阻力損失。

4.1沿程阻力損失

導(dǎo)風(fēng)管內(nèi)阻力損失、導(dǎo)風(fēng)口孔壁摩擦阻力損失、風(fēng)帽腔內(nèi)摩擦阻力損失、風(fēng)帽孔壁摩擦阻力損失。計(jì)算公式如下：

式中，k-局部阻力系數(shù)

Wo-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體流速

Yo-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體平均重度，取（12.68）

β-氣體體積膨脹系數(shù)，取273/1

t-氣體平均溫度

4.2局部阻力損失

流體進(jìn)入導(dǎo)風(fēng)管時(shí)的局部阻力損失、流體由導(dǎo)風(fēng)口進(jìn)入風(fēng)帽的局部阻力損失、當(dāng)流體經(jīng)過風(fēng)帽的局部阻力損失。局部阻力系數(shù)根據(jù)流體所流經(jīng)的結(jié)構(gòu)形式來進(jìn)行考慮，

式中，λ-摩擦阻力系數(shù)

L-管道長度

de-通道的當(dāng)量直徑

布風(fēng)板導(dǎo)風(fēng)管阻力改造前后變化計(jì)算

通過導(dǎo)風(fēng)管管徑改造后在一次風(fēng)量不變的情況下，導(dǎo)致阻力增加766.4Pa、風(fēng)帽內(nèi)

部流速降低19m/s、導(dǎo)風(fēng)管內(nèi)流速增加7.8m/s。

4.3改造方案如下圖：

如圖2、3：

圖2 改造前風(fēng)帽芯管 圖3 改造后風(fēng)帽芯管

5 改造后效果

5.1布風(fēng)均勻性提高

布風(fēng)板阻力的大小直接關(guān)系到布風(fēng)均勻性的好壞，鍋爐布風(fēng)板阻力設(shè)計(jì)值為9.2kPa，管徑縮小后布風(fēng)板阻力由原來的7.4 kPa提高到9.4 kPa，改善了改造前阻力偏低的情況。

5.2改造后床溫的影響

改造后由于布風(fēng)均勻性得到提高，鍋爐的床溫較改造前降低了15℃左右，床溫低運(yùn)行對

于爐內(nèi)脫硫、脫硝具有積極的影響。

6 結(jié)論

1）通過技術(shù)改造后，爐內(nèi)流化質(zhì)量提高，床壓運(yùn)行平穩(wěn)，翻床現(xiàn)象得以解決，床溫偏差減少，安全性大大提高。

2）通過技術(shù)改造后，床溫整體較修前降低約15℃，對污染物的低排放起到了很大的作用。兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)每年節(jié)電為6000V*30A*2*4000h=144萬千瓦時(shí)，兩臺(tái)二次風(fēng)機(jī)的年節(jié)電為108萬千瓦時(shí)，風(fēng)機(jī)電耗降低約0.3%，供電煤耗降低約1g/Kwh。

3）此次改造避免了打砸澆注料徹底更換導(dǎo)風(fēng)管，減少了人力和財(cái)力的投入，檢修時(shí)間也大大縮短，為機(jī)組早日啟動(dòng)創(chuàng)造了有利條件，節(jié)約檢修費(fèi)用約50萬元。

參考文獻(xiàn)

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[3]黃中.循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)化改造技術(shù)[M].1版.中國電力出版社，2019.

作者簡介：劉建國（1980-），男，本科，中級工程師，主要研究方向?yàn)殄仩t燃燒