內(nèi)容摘要：1997年由四川鍋爐廠對(duì)福州二化的兩臺(tái)35t／h循環(huán)化流床鍋爐進(jìn)行了比較深入的改造，投運(yùn)后鍋爐運(yùn)行情況良好，受到了用戶的好評(píng)。

1  鍋爐改造前狀況

  改造前鍋爐是1994年四川鍋爐廠生產(chǎn)制造的第一代平面流循環(huán)流化床鍋爐，從95年投入運(yùn)行后，鍋爐出現(xiàn)了如下問題：

    1．1  鍋爐負(fù)荷達(dá)不到額定參數(shù)，運(yùn)行中鍋爐出力一般只有15～25t／h之間。

    1．2  熱效率低下，尾部飛灰含碳量特別高，用戶通過測(cè)量計(jì)算熱效率只有40～50％，鍋爐燃燒不充分。

    1．3  鍋爐尾部煙道內(nèi)低溫過熱器管，省煤器管磨損情況嚴(yán)重。

    1．4  鍋爐運(yùn)行不連續(xù)穩(wěn)定，最長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間為一個(gè)月。

    2  鍋爐改造的總體設(shè)想

    根據(jù)低攜帶率循環(huán)流化床的特點(diǎn)，指導(dǎo)鍋爐改造工作。

    低攜帶率循環(huán)流化床鍋爐采用了略低于循環(huán)流化床鍋爐沸騰層的截面流速，增加了鍋爐排渣量從而減少了飛灰攜帶出爐膛的量，有利于降低污染，在爐膛出口布置高效分離器，煙氣中飛灰經(jīng)分離器后大部分被分離下來送回爐膛再燃燒，這樣不僅提高了燃燒效率，還降低了尾部飛灰含碳量。在沸騰層中布置有足夠數(shù)量的埋管受熱面，因此鍋爐具有高燃燒強(qiáng)度、高傳熱系數(shù)、低溫燃燒、壓火方便等特點(diǎn)，其煤種適應(yīng)能力比循環(huán)床鍋爐大大提高；操作控制也比較簡(jiǎn)便。

    由于本爐燃燒的煤種是福建Ⅱ類無煙煤，煤的揮發(fā)份特別低：Vr=4．23，煤的著火性差，硬度大，鍋爐燃燒系統(tǒng)性能的優(yōu)劣將明顯影響到鍋爐的負(fù)荷及熱效率。加上鍋爐結(jié)構(gòu)的因素，所以在改造時(shí)除了必須對(duì)鍋爐進(jìn)行調(diào)整的同時(shí)，還要盡可能多利用原設(shè)備以提高其經(jīng)濟(jì)性。

  3鍋爐改造措施

  3．1  由于無煙煤特性決定了它不易著火，不易燃燒等因素，因此將沸騰層溫度提高到1000℃左右，沸騰層流化速度在3．47m／s，以使大部分原煤處于高溫的沸騰層。這提高煤在鍋爐內(nèi)的停留時(shí)間，達(dá)到充分燃燒的目的。結(jié)構(gòu)上是將原鍋爐的爐膛中間水冷壁取消，主副床合并為一個(gè)沸騰層，在沸騰層區(qū)域，鍋爐前墻向前擴(kuò)大600mm，以保證其流化速度在3．47m／s左右，在沸騰層布風(fēng)板上采用“7”形單孔風(fēng)帽，輔以不同風(fēng)帽布風(fēng)方式，從而加強(qiáng)了床內(nèi)物料的橫向運(yùn)動(dòng)，使之充分混合，強(qiáng)化燃燒，床內(nèi)布置Φ57×10的20G管子制成的埋管受熱面，埋管順列布置，橫向17排，縱向5排，總計(jì)埋管受熱面積為58．5m2左右，埋管在沸騰層的高傳熱系數(shù)(約230kcal／m2．h．℃)和足夠的面積能確保鍋爐的負(fù)荷。由于沸騰層屬于粒子密相區(qū)，埋管和四周水冷壁的防磨是十分必要的。埋管除采用順列布置，厚壁管等措施外，還在埋管上焊有防磨鰭片，材料1Cr20Nil4Si2，厚度5mm，高度16mm，靠前墻最后一排管子中心距風(fēng)帽中心高度為450mm，四周水冷壁管采用Φ51× 5的厚壁管，管子焊2米高的防磨銷釘區(qū)，在銷釘區(qū)敷設(shè)傳熱較高的耐磨澆注料，這些措施的采用基本能解決沸騰層的磨損，以配合鍋爐整體達(dá)到連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

    3．2  爐膛速度控制在4．5m／s左右，爐膛煙速太低不利于傳熱，太高對(duì)爐膛磨損太大，針對(duì)無煙煤的特性，在爐膛上部預(yù)留了3m高的銷釘區(qū)，一方面可以提高局部溫度，另一個(gè)方面可以保證爐膛出口煙溫，確保過熱蒸汽的額定參數(shù)，由于鍋爐原水冷壁管采用Φ60 × 5的管子，改造時(shí)除下部水冷壁，上部水冷壁仍用Φ60×5的管子，中間用過度集箱連接。

    3．3  將低溫過熱器移到原平面流分離器所占的水平煙道內(nèi)，后包墻、后側(cè)包墻、頂棚管全部為過熱系統(tǒng)，管子為中42× 5，20／GB3087—82鍋爐管；高溫段過熱器布置在爐膛上部，以提高鍋爐低負(fù)荷能力，低過煙速為6．1m／s，在低過迎風(fēng)面加防磨瓦，在高溫過熱器下部加防磨瓦，防磨瓦為耐熱不銹鋼材料，在高低溫過熱器之間設(shè)有面式減溫器，設(shè)計(jì)減溫焓降83．7kJ／kg，調(diào)溫范圍34℃。

    3．4  由于低攜帶率循環(huán)流化床鍋爐的飛灰循環(huán)量對(duì)鍋爐負(fù)荷、熱效率有非常明顯的影響，因此鍋爐對(duì)飛灰系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)作了較深入徹底的改動(dòng)，具體措施是將原效率低下的平面流分離器，更換為效率高簡(jiǎn)單緊湊的下排氣分離器，  在轉(zhuǎn)向室布置兩個(gè)1600mmXl600mm的膜式壁組成的方形下排氣旋風(fēng)分離裝置，分離器入口煙速控制在22m／s左右，在分離器內(nèi)部采用耐磨磚、耐磨澆注料防磨，分離器中下部布置芯管，材料為1Crl8Ni9Ti，規(guī)格為Φ800 ×10。后我廠根據(jù)其它用戶的運(yùn)行情況，將芯管材料改為  0Cr25Ni20，芯管磨損問題可得到解決。回灰閥采用低壓頭，小風(fēng)量，  自平衡“J”形閥，回料風(fēng)為冷風(fēng)，在運(yùn)行中對(duì)“J”形閥無須調(diào)整。

    3．5  在尾部豎井煙道內(nèi)布高溫省煤器一級(jí)，低溫省煤器兩級(jí)，每級(jí)省煤器之間留有850mm的間隙，以便于檢修，高溫省煤器設(shè)計(jì)煙速6．8m／s，直管部分加磨蓋板、彎頭部分加防磨罩，以保證省煤器足夠的運(yùn)行周期。經(jīng)運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)省煤器入口處磨損較嚴(yán)重，我們經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)將芯管減短一部分，使分離器出口煙速充分?jǐn)U散均勻后到達(dá)省煤器。另外還可將上部煙道深度、寬度擴(kuò)大至3480mm×l650mm，以適當(dāng)降低省煤器煙速，減少省煤器磨損。在省煤器后布置—級(jí)管式空預(yù)器，空預(yù)器入口處設(shè)有防磨套管，出口空氣溫度為120℃，以利于沸騰床的燃燒。

    3．6  布風(fēng)床的改造，原鍋爐從兩側(cè)進(jìn)風(fēng)，因此兩個(gè)布風(fēng)床存在著送風(fēng)量的不均勻性，操作控制也較復(fù)雜，并且送風(fēng)量風(fēng)壓風(fēng)量的不均勻性也容易使鍋爐產(chǎn)生結(jié)焦等問題，所以此次改造將布風(fēng)床改為一個(gè)床，送風(fēng)由鍋爐前墻進(jìn)入——個(gè)等壓風(fēng)室。從而使鍋爐燃燒控制簡(jiǎn)便、鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定。

    4  結(jié)束語

通過以上改進(jìn)措施，從運(yùn)行情況來看，該鍋爐總的運(yùn)行情況良好；鍋爐的負(fù)荷能夠達(dá)到額定負(fù)荷，熱效率運(yùn)行時(shí)基本接近設(shè)計(jì)參數(shù)，鍋爐能連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，使我廠低攜帶率循環(huán)床鍋爐在燃燒福建無煙煤方面上了一個(gè)新的臺(tái)階。特別是下排氣異型水冷分離器的采用，不僅飛灰分離效率提高了，而且充分利用了鍋爐轉(zhuǎn)向室，達(dá)到了鍋爐整體結(jié)構(gòu)合理化，還利于解決分離器的膨脹密封。如果能將送風(fēng)機(jī)的壓頭提高，鍋爐效率還將進(jìn)一步提高。當(dāng)然，由于本爐是改造鍋爐，還有許多未盡之處有待進(jìn)一步解決提高。 

文章作者：趙曉星 羅康義(四川鍋爐廠 610401) 岳光溪(清華大學(xué))