內(nèi)容摘要：介紹我廠兩臺(tái)CG—35／5．30—MX循環(huán)流化床鍋爐，  由于設(shè)計(jì)、選型等原因，致使鍋爐出力低、能耗高、受熱面磨損快、運(yùn)行可靠性差，  經(jīng)過(guò)一年多時(shí)間不斷調(diào)試、改造，認(rèn)真分析原因后決定將循環(huán)流化床鍋爐造成低煙速、加埋管的低倍率CG-35／5．30—MXD鼓泡型榍環(huán)鍋爐，并介紹改造后運(yùn)行情況。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐  改造  旋風(fēng)分離器

l  鍋爐技術(shù)參數(shù)

1．1  設(shè)計(jì)參數(shù)

型號(hào)：CG-35／5．30—MX

額定蒸發(fā)量：35t／h

過(guò)熱蒸汽出口溫度：450℃

給水溫度：105℃

冷風(fēng)溫度：30℃

熱風(fēng)溫度：一次風(fēng)溫度：70℃

    二次風(fēng)溫度：110℃

主床布風(fēng)板面積：6．7m2

副床布風(fēng)板面積：3．5m2

1．2  設(shè)計(jì)燃料特性：

    2  總體布置、結(jié)構(gòu)：

    鍋爐采用單鍋筒橫置式自然循環(huán)水管鍋爐，室外布置，風(fēng)室、爐膛、水平煙道及轉(zhuǎn)向室均采用膜式壁結(jié)構(gòu)，鍋爐爐墻為膜式壁，輕型爐墻，尾部豎井煙道為護(hù)板爐墻，除尾部豎井段外，整臺(tái)鍋爐為全懸吊結(jié)構(gòu)。

    爐膛內(nèi)由中間水冷壁一分為二 … 一個(gè)主床，一個(gè)副床，副床上部為回灰?jiàn)A道。主床、副床四周為水冷壁，水平煙道下部由水冷壁構(gòu)成，水平煙道上部、左、右和整個(gè)轉(zhuǎn)向室均由過(guò)熱器包墻管組成。高溫過(guò)熱器布置在爐膛上部，轉(zhuǎn)向室下部布置低溫過(guò)熱器。在爐膛出口設(shè)置槽型擋板式第一級(jí)分離器，在水平段裝設(shè)砌筑平面流分離器。分離器分離下來(lái)的灰經(jīng)鎖樂(lè)器——灰斗——灰?jiàn)A道——回料閥送入副床。副床為低速床，副床灰通過(guò)溢流口流入主體，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)燃燒。平面流分離器后的煙氣經(jīng)轉(zhuǎn)向室自上而下依次沖刷低溫過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器后排出鍋爐本體，尾部布置兩級(jí)除塵器。第一級(jí)為多管陶瓷除塵器，第二級(jí)為文丘里水膜除塵器。

    3  存在的問(wèn)題、原因分析：

3．1  存在的問(wèn)題

    自1995年11月烘爐試運(yùn)行至1997年6月一年半多的調(diào)試，鍋爐暴露了許多問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

    3．1．1  鍋爐出力不足：1號(hào)鍋爐出力由試車(chē)時(shí)15t／h(燃用無(wú)煙煤)提高到96年底的20t／L(燒內(nèi)蒙古神府優(yōu)質(zhì)煙煤，并在前墻加豎埋管)，2號(hào)鍋爐出力由試車(chē)時(shí)20t／h(燃用無(wú)煙煤)提高到96年底的25t／h(燒內(nèi)蒙古神府煤田優(yōu)質(zhì)煙煤，并在前墻加豎埋管)。出力不足嚴(yán)重影響了集團(tuán)公司的生產(chǎn)。

    3．1．2  燃燒不穩(wěn)定：燒Ⅱ類(lèi)無(wú)煙煤時(shí)燃燒不穩(wěn)定，床溫波動(dòng)很大，司爐工勞動(dòng)強(qiáng)度很大。鍋爐正常連續(xù)運(yùn)行的能力差，  自96年9月不得不燒內(nèi)蒙優(yōu)質(zhì)煙煤。96年全年帶汽輪發(fā)電機(jī)的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間只有29天，97年1-10月燃用內(nèi)蒙古神府煤田優(yōu)質(zhì)煤煙，帶汽輪發(fā)電機(jī)的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間不足三個(gè)月。

    3．1．3  熱效率低：燒n類(lèi)無(wú)煙煤時(shí)，鍋爐正千衡熱效率約45-50％。尾部除塵器灰量很多，致使多管除塵器排灰來(lái)不久，常發(fā)生堵塞。以下為1996年7月5日入爐煤、灰、渣分析數(shù)據(jù)。

表l：入爐無(wú)煙煤篩分特性    1996年7月5日

表2：多管除塵器篩分特性    1996年7月5日

表3：入爐無(wú)煙煤、灰、渣含碳分析    1996年7月5日

    3．1．4  磨損嚴(yán)重  加有有防磨鰭片Φ57× 5的豎埋管累計(jì)僅運(yùn)行了48天就磨穿。低溫過(guò)熱器磨損也很?chē)?yán)重，運(yùn)行不到800小時(shí)，管壁磨損達(dá)lmm。

    3．2  在這一年多時(shí)間，我們請(qǐng)來(lái)科研機(jī)構(gòu)、高校、制造廠的專(zhuān)家、教授、工程技術(shù)人員，對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行充分探討、分析，同時(shí)考察國(guó)內(nèi)其它兄弟運(yùn)行廠的成功經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為鍋爐出現(xiàn)這些問(wèn)題的主要原因是：

    3．2．1  鍋爐分離器工作不正常，分離并循環(huán)的灰量很少，爐膛內(nèi)顆粒濃度低，上部爐溫低(650℃左右)，鍋爐尾部作為第二級(jí)除塵的文丘里水膜除塵器灰的篩分表明，大于100微米的顆粒高達(dá)40％以上，作為第一級(jí)除塵的多管除塵器的灰粒度更粗(見(jiàn)上表多管除塵器篩分特性)，由于分離器對(duì)飛灰不能實(shí)行有效分離，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)循環(huán)燃燒，鍋爐燃燒狀況很糟，灰渣測(cè)試表明，燃用FCad=67．64、Qy gn=5683kg／㎏的無(wú)煙煤時(shí)，多管除塵器灰含碳高達(dá)62．80％，由此可以推算出，僅固體未完全燃燒損失一項(xiàng)就達(dá)40％。

    3．2．2  煙氣流速高    由于床面小，爐膛內(nèi)煙氣速度高，使燃料在爐內(nèi)停留時(shí)間很短，煤在爐內(nèi)的一次燃燼率低，同時(shí)由于豎井段煙氣速度也較高，使得磨損速度大大提高。

    4  整改方案

    鍋爐分離器效率低；沒(méi)有建立起正常的飛灰循環(huán)燃燒；爐膛內(nèi)顆粒濃度低；煙氣溫度低；出力低；飛灰含碳顆粒燃燼度差；煙氣流速高是鍋爐存在的主要問(wèn)題。福建無(wú)煙煤粒度細(xì)、煤質(zhì)脆、強(qiáng)度低，顆粒進(jìn)入高溫爐膛時(shí)，揮發(fā)份受熱析出，內(nèi)部的壓力升高。此外，受到高溫粒子群的碰撞、擠壓和顆粒內(nèi)部溫度分布不均勻引起的熱應(yīng)力，使得顆粒進(jìn)入高溫爐膛后，馬上爆裂成很多細(xì)片、細(xì)粉，大部份立即被吹離床面，煙氣流速過(guò)高就無(wú)法維持床內(nèi)煤量，為了維持正常支持，只能加大給煤量。過(guò)高的煙氣速度，會(huì)使飛灰含碳量迅速增加，煙氣中CO含量增加(曾作過(guò)一次測(cè)試，千面流分離器放口處CO含量：l號(hào)鍋爐1．2％；2號(hào)鍋爐1％)，鍋爐效率下降。為此整改方案的核心就是用可靠、效率較高的旋風(fēng)分離器代替糟型擋板分離器和平面流分離器，用J閥代替副床溢流返料循環(huán)，增加床內(nèi)埋管，    降低主床和爐膛煙氣流速。豎井段的省煤器和空氣預(yù)熱器重新設(shè)計(jì)，盡可能降低煙氣速度，并采取可靠的防磨措施。這樣，既可以明顯改善鍋爐燃燒狀況，提高燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，提高燃料一次燃燼率，提高鍋爐燃燒效率和熱效率，又能提高爐膛上部顆粒濃度和溫度，提高出力，降低磨損。

    由于原爐型為第一代循環(huán)流化床鍋爐，  鍋爐基本尺寸小，鍋筒中心標(biāo)高20800mm，鍋爐寬度(柱中心線)4780mm。鍋爐整改受到許多條件限制，與川鍋協(xié)商后確定整改方案，并由川鍋設(shè)計(jì)制造：

    4．1  分離器和回灰系統(tǒng)：拆除槽型擋板分離器、平面流分離器，拆除鎖氣器、回料閥等回灰系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)向室布置兩個(gè)1600 ×1600的異型膜式壁下排氣旋風(fēng)分離器，分離器由頂棚和包墻管過(guò)熱器組成。分離器入口和四周及頂部均布密集銷(xiāo)釘并敷設(shè)耐火耐磨材料分離器分離下來(lái)的飛灰經(jīng)灰斗、立管和J閥進(jìn)入爐內(nèi)。

    4．2  爐膛部份：拆除中間水冷壁，爐膛截面由原來(lái)3570 × 1850增大到3570 ×2850，前墻擴(kuò)出600mm，布風(fēng)板面積由原來(lái)4m2增大到3570×3410。設(shè)計(jì)風(fēng)速控制在3—4m／s之間。布置足夠數(shù)量的埋管，埋管采用Φ57×10，20G鋼管，并設(shè)防磨鰭片。爐膛下部布風(fēng)板以上2000mm，四周布置密集銷(xiāo)釘并敷設(shè)耐火耐磨材料或砌筑高耐磨磚。

    4．3  過(guò)濾器：高溫過(guò)熱器不作改動(dòng)，  將低溫過(guò)熱器移至平面流分離器原來(lái)所在的水平煙道內(nèi)，低溫過(guò)熱器入口增設(shè)防磨瓦。

    4．4  省煤器：尾部堅(jiān)井布置三級(jí)省煤器，尾部煙道前后護(hù)板外移，省煤器Φ32×3，20#，錯(cuò)列布置，每級(jí)省煤器入口四排及兩側(cè)管子加防磨瓦，彎頭加防磨罩。

    4．5  燃燒設(shè)備：布風(fēng)裝置由雙床雙風(fēng)室改為單床風(fēng)室，保留7字型風(fēng)帽和啟動(dòng)方便、成功率極高的床下油點(diǎn)火系統(tǒng)。

    5  改造后運(yùn)行情況和問(wèn)題

    5．1  鍋爐出力和運(yùn)行穩(wěn)定性：鍋爐運(yùn)行情況良好，燃燒穩(wěn)定，具備了正常連續(xù)運(yùn)行的能力，鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性和帶負(fù)荷能力大大提高，鍋爐出力達(dá)到額定值。在煤質(zhì)變化不大，化工工藝用汽負(fù)荷較穩(wěn)定時(shí)，鍋爐負(fù)荷、蒸汽參數(shù)、床溫都非常穩(wěn)定(改造后運(yùn)行初期，  由于低溫過(guò)熱器受熱面多，出現(xiàn)低溫過(guò)熱器出口蒸汽溫度超溫，將低溫過(guò)熱器受熱面蛇管減少18％后低溫過(guò)熱器出口蒸汽溫度正常)。

    5．2  鍋爐熱效率：鍋爐運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的計(jì)算表明，鍋爐負(fù)荷在30t／h—33 t／h 時(shí)，燃用龍巖蘇邦無(wú)煙煤正平衡熱效率在70％左右，較佳工況的正平衡熱效率73％，排煙溫度140℃。1999年3月15日對(duì)1號(hào)鍋爐引風(fēng)機(jī)入口煙氣進(jìn)行測(cè)試，煙氣含氧為6．9％，換算過(guò)剩空氣系數(shù)1．53。以下數(shù)據(jù)為改造前后循環(huán)灰篩分特性、入爐煤篩分特性、煤的工業(yè)分析。

表4：改造后入爐無(wú)煙煤工業(yè)分析    1998年7月31日

表5：改造后入爐無(wú)煙煤篩分特性    1998年7月31日

表6：改造后循環(huán)灰篩分    1998年7月31日

表7：改造前循環(huán)灰篩分    1996年7月5日

    由改造前后循環(huán)灰篩分可以看出(表6、表7)，改造前循環(huán)灰粒徑小于0．2mm僅占4．89％，改造后循環(huán)灰粒徑小于0．2mm占41．53％，改造前循環(huán)灰粒徑大于0．2mm占74．83％，改造后循環(huán)灰粒徑大于0．2mm占14．10％。達(dá)到了降低爐膛煙氣速度從而提高燃料一次燃燼率目地。

    鍋爐熱效率偏低，主要原因是：無(wú)煙煤細(xì)末多，入爐煤中小于0．9mm細(xì)顆多達(dá)44．74％(見(jiàn)表5)，下排氣旋風(fēng)分離器效率不夠高，使細(xì)粒無(wú)法分離下來(lái)，回到爐內(nèi)燃燒，循環(huán)灰量偏少，爐膛出口溫度(840℃一870℃)比設(shè)計(jì)值(908℃)低，因而機(jī)械未完全燃燒損失偏大。

    5．3  鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)性能

    由于鍋爐布置較多數(shù)量的埋管，鍋爐負(fù)荷適應(yīng)能力不很強(qiáng)，鍋爐負(fù)荷變化在70—100％(25t／h—35t／h)范圍內(nèi)，如化工工藝用汽負(fù)荷變化，能通過(guò)及時(shí)調(diào)整風(fēng)、煤量來(lái)適應(yīng)，但負(fù)荷響應(yīng)速度不快。鍋爐負(fù)荷變化在55—70％(19t／h—25t／h)范圍內(nèi)，除了調(diào)整風(fēng)、煤量外，還需調(diào)整回料閥松動(dòng)風(fēng)，通過(guò)控制返回爐內(nèi)回灰量來(lái)調(diào)整負(fù)荷。

    5．4  J閥運(yùn)行

    J閥運(yùn)行可靠，具有自平衡特性，鍋爐投入正常后，將J閥松動(dòng)風(fēng)調(diào)整好，在運(yùn)行過(guò)程中，基本不需要再調(diào)整。

    5．5  鍋爐的磨損情況

    在鍋爐改造時(shí)對(duì)分離器、爐內(nèi)、埋管和低溫過(guò)熱器前排管的防磨設(shè)計(jì)非常重視。鍋爐運(yùn)行至今，埋管受熱面的磨損較小、情況良好?，F(xiàn)在磨損的主要問(wèn)題是：低溫過(guò)熱器最后一排管，即靠近分離器入口處，磨損嚴(yán)重，尤其是低溫過(guò)熱器正對(duì)分離器入口的最后一排管靠頂棚管處，磨損特別突出；上級(jí)省煤器上二排管局部磨損嚴(yán)重，特別是2號(hào)鍋爐西側(cè)靠后包墻處，有一塊600×600mm，運(yùn)行至今已磨穿防磨瓦，省煤器爆管。

    6  結(jié)束語(yǔ)

我廠兩臺(tái)CG-35／5．30—MX循環(huán)流化鍋爐改造成低煙速、加埋管的低倍率CG—35／5．30—MXD鼓泡循環(huán)床鍋爐，從1998年7月14日投運(yùn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和調(diào)整，鍋爐運(yùn)行狀況已經(jīng)達(dá)到了改造目的，鍋爐參數(shù)基本上達(dá)到設(shè)計(jì)值，具備了正常連續(xù)運(yùn)行能力，滿(mǎn)足了集團(tuán)化工生產(chǎn)。由于整改受到許多具體條件限制，還存在一些問(wèn)題。希望通過(guò)以后的整改逐步解決存在的問(wèn)題，進(jìn)一步提高鍋爐熱效率，降低磨損。 

文章作者：陸  青(福州二化集團(tuán)有限公司熱電分廠  350011)