75th循环流化床锅炉防磨技术研究及应用

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实用节能技术

75t/h循环流化床锅炉防磨技术研究与应用

张建华,孙飞虹,郭楚文

(中国矿业大学机电学院,江苏徐州221008)

摘　要:介绍了矸石热电厂针对两台75t/h循环流化床锅炉在运行、检修和维护中所出现的锅炉对流受热面、炉墙内衬及旋风分离器等严重磨损问题进行了技术分析,并采取防磨措施和技术革新改造,有效地减缓了锅炉受热面等部位的磨损速度,提高了循环流化床锅炉的燃烧效率和热效率,降低了劳动强度和维修费用,从而保证了循环流化床锅炉运行的安全性、可靠性、稳定性和经济性。关键词:循环流化床锅炉;磨损;改造措施;安全运行

中图分类号:TK299.6+6　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1004-3950(2003)06-0039-03

Study&applicationonanti2weartechniquefor75t/hCFBboilers

ZHANGJian2hua,SUNFei2hong,GUOChu2wen

(ChinaUniversityofMining&Technology,XuzhouJiangsu221008,China)

Abstract:ThispaperanalyzedthewearproblemsappearedduringrunningandmaintainingfortwoCFBboilers,suchaswearsontheconvectiveheatingsurface,theinnerwallsoftheboiler,andwhirlwindseparator.Techniquemeasuresweretakentoreducethewearontheheatexchangesurfacesinordertoensurethesafetyandreliabilityoftheboilers.Afterthetechnicalreform,theburningefficiencyandheatexchangeefficiencywereincreasedwhilelabordensityandmaintaincostwerelow2ered.

Keywords:CFBboiler;wear;measuresoftransformation;saferunning

0　概　述

大屯煤电(集团)有限责任公司矸石热电厂为节能、环保和综合利用型热电联产机组,设计规模为三炉两机,三台75t/h循环流化床锅炉,配两台12MW抽汽凝汽式汽轮机组,将来计划发展为五炉四机。一期工程两炉两机已于2000年10月建成并投入运行,其中两台锅炉为北京锅炉厂设计制造的75t/h次高压、中温循环流化床锅炉(型号规格为:BG-75/5.29-M1;额定流量为75t/h;额

)。在锅定压力为5.29MPa;额定温度为450℃

炉机组的前期运行、检修和检查维护中发现:两台循环流化床锅炉及其系统设备由于燃料流速高和运行工况、特性等对水冷壁、蒸发管、高低温过热器、炉墙内衬、布风装置、旋风分离器和空气预热器等受热面的冲刷和磨损非常严重,经常出现炉墙内衬磨损脱落、锅炉对流受热面因磨损而爆管、旋风分离器两侧灰位不平衡、回送装置回灰不畅

收稿日期:2003-08-07

等问题,多次造成锅炉被迫紧急停炉而抢修,严重

影响了锅炉的安全、稳定运行。为此,针对受热面等磨损严重问题进行了探索、研究和分析,对易受磨损的系统设备或部位采取了一系列的防磨措施和技术革新改造。目前经防磨处理和技术革新改造的锅炉生产情况基本正常,锅炉超负荷能力达到15%左右,每台炉2002年运行时数均大于6500h,各项经济技术指标基本达到了设计要求。

1　锅炉磨损机理的研究与分析

北锅设计生产的BG-75/5.29-M1型锅炉为Circofluid型CFB75t/h循环流化床锅炉,其受热面按布置方式分为蒸发受热面、半辐射受热面和对流受热面等,受热面存在的主要问题是磨损,而锅炉的磨损主要与运行参数、固体物料的浓度和速度、烟气中的含灰量、灰颗粒度、温度、颗粒的特性和流道几何形状及与受热面的碰撞角度等密切相关,影响受热面磨损的因素较多。

作者简介:张建华(1969-),男,工程师,现为中国矿业大学在读硕士研究生,长期从事热电厂生产技术工作和研究。

～2003⑥能源工程　-ν　-

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实用节能技术

1.1　炉内物料总体循环形式造成的磨损

所有管束弯头内外两侧对半包裹焊接,形成保护套。改造后,对流受热面管束的磨损程度和高温氧化腐蚀未发现明显变化。2.2　炉墙内衬防磨处理与技术改造

循环流化床锅炉受热面的磨损与流经其表面的固体物料运动形式和速度密切相关,炉内物料总体循环形式由锅炉系统的几何形状和各种流动决定。流动因素包括布风送入的一次风、炉膛中部送入的二次风和三次风、燃料给入时的播煤风以及循环物料流化的返料风等等。1.2　运行参数调整不当造成的磨损

循环流化床磨损程度与烟气速度成n(n>3)次方关系,冲蚀磨损之所以产生,就是由于灰粒具有动能,颗粒动能与其速度的平方成正比,风速越高磨损越大;磨损还与灰浓度密切相关,灰浓度越高磨损越大;同时,由于锅炉运行人员的循环流化床锅炉运行经验不足,锅炉运行参数控制及调整不当,也是循环流化床锅炉严重磨损的原因之一。1.3　锅炉燃料特性对磨损的影响

两台75t/h循环流化床锅炉在密相区原装设的是氮化硅异形砖,运行一年来暴露的主要问题是:密相区域内衬多次发现大面积拱起和掉砖,尤其落煤管附近脱落频繁,而悬浮段高铝砖表面冲刷磨损也较严重,致使脱落的异形砖经常堵塞落渣口和事故放渣口,或使得床料不能流化,多次造成紧急停炉抢修。分析其原因:一是在过度区域内由于沿壁面下流的固体物料与向上运动的固体物料运动方向相反,在局部产生涡流造成磨损;二是沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变,对炉衬产生冲刷磨损;三是在密相区的氮化硅异形砖采用砖边相互压接的整体结构,且砖缝未做密封处理,仅靠单个螺丝固定在膜式水冷壁上,此区域温度高、运行环境恶劣,高温灰分容易进入砖后,一旦螺丝被高温氧化或碳化而脱离,只要有其中一块砖掉下,就会引起相邻的砖大面积拱起、脱落。针对上述情况,在落煤管、二次风入口、锅炉墙角及人孔门等复杂区域,不再使用砖结构,改用耐高温、耐磨损的铬钢玉可塑料或亚白刚玉浇注料材料,利用不锈钢龟甲网或抓钉综合浇注捣打施工;在燃烧室密相区域和悬浮段改用双孔磷酸盐刚玉砖,并利用硅酸铝棉板、高温胶泥、亚白刚玉浇注料及耐热不锈钢螺栓、抓钉等综合防磨处理。双孔磷酸盐刚玉砖采用双只耐热不锈钢螺丝固定在膜式水冷壁上,砖边不再采用相互压接方式,砖与砖之间互为独立,且砖缝用高温胶泥进行密封处理以防止螺丝高温氧化和碳化,防磨效果非常理想。

2.3　炉膛布风板风帽防磨处理与技术改造

大屯矸石热电厂的燃料煤种为大屯矿区的原煤、洗煤厂的洗次煤和煤矸石按一定的比例进行混合燃烧,其灰含量和浓度较高,达38.5%,固体出渣量也较大,属于中等磨损燃料,对循环流化床锅炉受热面的磨损程度也相对增加。1.4　锅炉床料特性对磨损的影响

循环流化床受热面的磨损程度与床料的直径大小有关,床料颗粒直径很小时,受热面所受的冲蚀磨损程度很小;随着床料直径的增大,磨损量随之增加;颗粒形状对磨损的影响是带有棱角的颗粒比近似球形的颗粒更具磨蚀性。同时,床料硬度对磨损也有严重的影响,当颗粒硬度比被磨材料的硬度低时,磨损率较低;当颗粒硬度接近或高于被磨材料的硬度时,磨损率就迅速增加。

2　锅炉防磨损措施的实施和技术革新改造

2.1　锅炉受热面防磨处理与技术改造

两台75t/h循环流化床锅炉自2000年10月投产以来,在锅炉运行、检修、检查维护中多次发现对流受热面等磨损非常严重,严重威胁锅炉机组的安全、稳定运行。一年来蒸发管壁厚由原来的3mm减少到2.7mm左右(局部弯头处不足1mm),过热器壁厚由原来的3.5mm减少到3.2mm左右。为此,对蒸发管全部管束、高低温过热器、高温省煤器的迎风面和锅炉对流受热面管束所有弯头的迎风面和背风面、以及与锅炉前后水冷壁交叉处的直管段部位 …… 此处隐藏：4283字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……