大型CFB锅炉运行中磨损和排渣问题的解决[1]

布风装置的磨损主要有 ’ 种情况 & 一种是风帽 的磨损 ! 其中风帽磨损最严重的区域发生在循环物 料回料口 ! 其主要原因是由于较高颗粒浓度的循环 物料以较大的平行于布 风 板 的 速 度 分 量 冲 刷 风 帽 ’ 第 ! 种是风帽小孔的扩大 ! 这类磨损会改变布风特 性 ! 同时造成固体物料漏至风室 " 这类磨损是风帽漏 渣和一次风压波动造成的 " 华电淄博公司采用的大 直径钟罩式风帽 ! 目前尚未发现这类磨损 "
此外 ! 因炉膛密相区下二次风管设计及操作因 素 ! 运行初期多次出现炉内喷口烧损变形缺陷 ! 造成 送风困难 ! 而炉外由于膨胀补偿不足 ! 导致多次将风 管与喷口结合部位拉裂 ! 运行中大量外泄灰渣 ! 严重 影响现场安全文明生产 "
’ 台锅炉 运 行 后 均 存 在 悬 挂 管 屏 弯 曲 变 形 问 题 !对
%,,$ 年上半年华电淄博公司 )"$ 号机组
非计划停机一览表
-./+( 01- 23 45678 ) .59 $ 65 7:; 36<87 :.=3 23 %,,$
序 机组 号 编号 发生时间 持续时 间 %& 事故原因 排渣困难 排渣困难
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! 3 ! ! 3 3 ! !
$, % 炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁 的磨损 " 这类磨损的机理有以下 ’ 方面 & 一是过渡区 域内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的 固体物料运动方向相反 ! 在局部产生涡旋流 ’ 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 ! 对水冷壁管产生冲刷 ! 卫燃带与水冷壁过渡 区域内水冷壁管的磨损并不是在炉膛四周均匀发生 的 ! 而是与炉内物料总体流动形式有关 " $’ % 不规则区域管壁的磨损 " 不规则管壁包括穿 墙管 # 炉墙开孔处的弯管 # 管 壁 上 的 焊 缝 等 ! 此 外 一 些炉内的测试元件 ! 如热电偶等 " 运行经验表明即使 很小的几何尺寸不规则也会造成局部严重磨损 "
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炉膛水冷壁管
水冷壁管的磨损是循环流化床锅炉中与材料有 关的最严重的问题 " 炉内水冷壁管磨损可分为 ! 种 情况 & 炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的 磨损 ’ 炉膛四角区域的管壁磨损 ’ 一般水冷壁管的磨 损’ 不规则区域管壁的磨损" 目前华电淄博公司
()* 锅炉中发现有以下 ’ 类水冷壁管磨损 "
华 电 淄 博 公 司 ()* 锅 炉 下 二 次 风 口 紧 邻 于 炉 膛下部浓相区的上方 ! 浓相区内物料的脉动将床料 带入二次风喷嘴 ! 并磨蚀附近的耐磨耐火浇铸料 ! 产 生二次风喷嘴磨损 "
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炉内受热面的磨损
华 电 淄 博 公 司 ()* 锅 炉 炉 内 布 置 有 屏 式 过 热 器和屏式再热器 ! 在一般情况下磨损较轻 ! 仅是发现 被磨亮 " 由于设计中在悬吊及膨胀补偿方面的缺陷 !
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* 侧高再入口联箱疏水管焊缝开裂 !
安装不良 密相区炉墙密封装置泄漏 排渣困难 屏式过热器超温过热爆管 屏式过热器磨损超标爆管 汽包 * 侧人孔门垫子泄漏 ! 安装不良
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下二次风喷口的磨损
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锅炉主要设计参数中#过热蒸汽系统)流量
" 引言
近 年 来 # 循 环 流 化 床 !+,- " 锅 炉 在 电 力 生 产 中 的 应 用 日 益 广 泛 #大 型 化 进 程 日 趋 加 快 #而 目 前 国 内 首 批 投 产 的 &%% (D* 以 上 容 量 的 流 化 床 锅 炉 均 存 在炉内承压部件磨损速度快% 排渣堵塞等共性问 题 # 机组连续安全运行周期短 # 可 靠 性 差 # 非 计 划 停 运故障突出 $ 针对循环流化床锅炉运行中存在的实 际 问 题#华 电 淄 博 热 电 有 限 公 司 !以 下 简 称 华 电 淄 博 公 司"进 行 了 专 题 攻 关 #使 锅 炉 在 投 运 初 期 存 在 的问题不同程度得到了 缓 解 和 遏 制 # 锅 炉 连 续 稳 定 运 行 时 间 创 国 内 同 类 机 组 较 高 水 平 #E 号 锅 炉 实 现 连 续 不 间 断 运 行 " &&3 * # 正 常 停 运 检 查 后 恢 复 运 行 #& 号 锅 炉 检 修 后 也 已 连 续 运 行 ! ’3% * # 目 前 " 台机组运行稳定 $
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发电技术
中 国 电 力
管在耐火材料交界部位由 !!" ## 变为 !$% ## ! 然 后覆以高硬度耐磨护板防磨 ! 在运行一定周期护板 磨损超标后可更换护板 " 护板表面要求与水冷壁管 外壁平齐 # 见图 & $% 但制造时由于对护板安装工艺 不重视 ! 护板与管子不贴实 ! 错位 & 闪缝 ! 导致在试生 产初期 ’ 号锅炉护板被内循环物料冲刷 & 磨损 ! 尤其 因护板安装不规范使该部位物料流动变向 & 加速 ! 导 致鳍片磨损严重 ! 锅炉本体运行中大量泄漏火灰 ! 严 重影响现场安全文明生产 " 同时施工单位在施工中 对该部位现场补焊鳍片时施工工艺不良 ! 也导致了 上下鳍片错位 ! 局部冲刷严重 "
等问题 # 通过改造及试验调整 # 逐步遏制了上述问题的频繁发生 $ 在控制炉内磨损方面 # 着重解决 炉 内 弯 管% 穿墙管% 浇注料边缘等不规则部位因物料流向变化引起的局部冲刷% 磨损# 并通过完善密相区上部 &软 着 陆.防 磨 护 板 ’ 的 特 殊 防 磨 设 计 # 缓 解 了 涡 流 对 管 壁 及 鳍 片 的 磨 损 $ 在 排 渣 方 面 # 重 点 解 决 燃 煤 石 块 % 铁块超标和粒级匹配问题 # 消除布风板及冷渣器内部结焦 # 并通过对炉内排渣口处风帽流化风源改造 # 提高了流化风对物料流化和排出的能力 # 同时在调整方面不断优化 # 维持低床压运行和单侧冷渣器 交 错 排 渣方式 # 少排勤排 # 实现了排渣正常 $ 为防止下二次风管烧损 # 对风管型式进行了改进 # 并尝试改 造 了 风 管的膨胀补偿方式 # 取得了良好效果 $ 关键词 ! 循环流化床锅炉 ( 磨损 ( 排渣 ( 故障 中图分类号 ! /0""12’.’ 文献标识码 ! 文章编号 ! "#$%&’(%’!)$$$"%&&$$"%&%’
# $%& 锅炉概况及运行中存在的问题
华 电 组 配 用 的
&’$ *D+ 超高压一次中间再热循环流化床锅炉为芬兰
奥斯龙炉型 # 由哈尔滨锅炉厂引进 H9A(=6 公司循环 流 化 床 锅 炉 技 术 进 行 设 计 制 造 #" 台 机 组 分 别 于
布风装置
%+% 炉内防磨处理措施 %&%&( 炉膛下部水冷壁与耐火材料交界处防磨
$, % 改变该区域的流体动力特性 " 目前较新型的 方法是改变水冷壁管的几何形状 ! 耐火材料结合简 易弯管使耐火材料区域 与 上 部 水 冷 壁 管 保 持 平 直 ! 这样固体物料沿壁面平直下流 ! 消除了局部易磨区 域 " 另外可在水冷壁管上加焊挡板来破坏向下流动 的固体物料流 " $’ % 采取防磨护板等被动防磨措施 " 哈尔滨锅炉 厂采用 -./$01 公司改进后的防磨结构 ! 下部水冷壁
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刘晓东等 ! 大型 !"# 锅炉运行中磨损和排渣问题的解决
发电技术
工况下运行稳定 ! 最高蒸发量超过 !"# $%& " 但由于目 前国内大型循环流化床锅炉在运行管理经验上的匮 乏 ! 对燃烧机理和运行规律认识上存在较大差距 ! 在 运行初期 ’ 台机组均出现了各种影响安全运行的问 题 ! 主要表现在炉内受热面磨 损 严 重 # 本 体 漏 灰 # 煤 仓堵煤 # 排渣不畅 # 下二次风 管 烧 损 变 形 等 方 面 ! 造 成机组连续稳定运行时间短 # 可靠性差 " ’##! 年上 半年 ! 华电淄博公司 ’ 台 ()* 锅炉发生多次非计划 停运事故 ! 其中因排渣困难 # 炉内承压部件磨损超标 爆管共造成停炉 + 次 ! 其他因安装质量等问题造成 的停炉偶然发生事件 ! 通过处理后不再重复出现 $ 见 表 , %" 表(
&’$ (D* % 压 力 !EI4 FJ7 % 温 度 $&% - ( 再 热 蒸 汽 系 统 )
流量 &!! (D*%进口压力 &#%’ FJ7%出口压力 E#1E FJ7 % 进口温度 E4E#3 . % 出口温度 $&%#% . $ 设 计 燃 用 淄 博 贫 煤 # 收 到 基 灰 分 E’ # %3 K % 干 燥 无 灰 基 挥 发 分 !&244K % 收 到 基 低 位 发 热 量 !3 ’$% LM)L? $ 煤 种 粒 径 ) 最 大 允 许 粒 径 小 于 等 于 4 66 #! N"%% !6 不 大 于 "$ / $ 锅炉利用高温绝热旋风分离器 % 自平衡 O 型回 料阀组成返料系统 # 采用单独的高压流化风机供风 $ 燃烧室采用膜式水冷壁 # 内部布置有双面水冷壁 # 将 炉膛中上部等分为 " 部分 # 在靠近前墙上部空间均 匀布置 3 片屏式过热器 和 ’ 片 屏 式 高 温 再 热 器 # 采 用前墙中部支撑和顶部悬吊结合的固定方式 $ 布风 板由前墙水冷壁弯制而成 # 并与后墙及侧墙组成水 冷风室 $ 风帽采用大直径钟罩式 # 流化均匀 # 抗磨损 性能好 # 且能防止床料漏入床下预燃室 $ 锅炉两侧墙 分别安装锥形阀控制排渣 # 热渣进入下部的风水联 合冷渣器冷却后排入刮板除渣机运至渣仓 $ 床下 % 床 上各布置 & 只启动燃烧器 # 采用床上和床下结合的 联合启动方式 $ 给煤方式为前墙 & 点皮带给煤 # 并使 用一次热风作为播煤风 $ 密相区水冷壁防磨采用浇 注料形成的软着陆区加水冷壁管变径后加装防磨护 板方式 $ 投产 ! 7 来 # 锅炉各参数均满足设计要求 # 各种