【锅炉圈】循环流化床锅炉风帽经常掉怎么办,如何预防?

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循环流化床锅炉效率高、污染低、煤种适应性好。它几乎可燃用各种品质燃料，如泥煤、烟煤(包括高硫煤)、无烟煤、矸石、焦炭、工业废料、城市垃圾等。床内直接添加石灰石等脱硫剂，投资小、脱硫效率高(当Ca/S＝1.5～2.0时，脱硫效率可达85%～90%)。这种炉型是目前环保节能型电厂的发展方向。国际上循环流化床锅炉已进入大型化、商品化生产阶段，国内越来越多的厂家也投入了循环流化床锅炉的研制和生产，安装循环流化床锅炉的坑口电站遍及全国各地。循环流化床燃烧技术是一种新技术，锅炉结构特殊，燃烧方式与煤粉炉有本质的区别，国内在安装技术方面与煤粉炉相比还有一定差距。本文只对几个突出的问题提出自己的看法，与煤粉炉类似的问题不再涉及。

磨损问题 

循环流化床锅炉燃用粒径在13 mm以下的煤粒，流化风速很大(通常为5～10 m/s)。磨损问题是该锅炉最大的问题。 

一， 燃烧带的磨损 

炉膛布风板周围为四侧水冷壁，在布风板上部3.5 m高度范围内水冷壁的内外侧全部焊接销钉，整体浇注“耐高温耐磨浇注料”，外侧安装金属护板。向火面的浇注料层厚度通常为20 mm。这个区域称为“燃烧带”。 

燃烧带包围的空间称为“燃烧井”，燃烧井是循环流化床锅炉燃烧的中心，进行煤粒流化、燃烧、燃尽全过程。燃烧带的磨损全部由耐高温耐磨浇注料来承担，浇注料的材质和施工质量是减小磨损的重点。 

首先是选材问题，国内生产耐高温耐磨浇注料的厂家很多，材料的种类也很多，浇注料在不同温度下的耐磨度相差很大。有的材料在1 400～1 600℃范围内耐磨度最高，但在800～1000℃温度区耐磨度很低，故材料的选用很关键。循环流化床锅炉的燃烧温度为800～1 000℃，因此要选用在这个温度区耐磨度最大的材料。 

施工质量也是一个重要问题，在施工中需注意以下几点： 

(1) 水灰比必须控制好，一般浇注料加水7%～8%，要严格按材料使用说明书施工。加水量增加1%，浇注料强度降低20%左右(未加考证)。施工用水必须洁净，酸碱度要符合要求。 

(2) 搅拌要均匀，使用强制性搅拌机，搅拌至糊状。搅拌好的浇注料不可存放时间过长。 

(3) 使用小直径振捣棒或片式振捣棒，将浇注料振捣实。 

(4) 烘炉温升曲线严格按材料供应厂家提供的资料进行 

二， 水平烟道的磨损 

水平烟道是烟气从炉膛进入旋风分离器的通道，结构一般为底面和两侧墙砌耐高温耐磨砖，顶部为耐高温耐磨浇注料。水平烟道入口四周的水冷壁，其向火面焊接销钉，敷设耐高温耐磨浇注料。高速烟气携带十几倍于进煤量的未燃尽的煤粒和飞灰，旋转90°进入水平烟道，在入口处对水冷壁形成冲击，因此在入口处水冷壁向火面必须敷设400 mm宽的浇注料。水平烟道通流面积小，烟气从炉膛进入水平烟道后流速增大。同时水平烟道截面为渐缩喷嘴状，烟气流速在水平烟道内逐渐增大，在旋风分离器进口风速达到12～18 m/s，对四壁的磨损很大，也有可能引起四壁振动。 

此处耐高温耐磨浇注料的选材和施工要求与燃烧带相同。 

耐高温耐磨砖和砌砖用耐火泥也存在选材问题，必须选用800～1 000℃温度区耐磨度最大的材料。选材的失误会造成永久的后患，严重影响电厂的安全经济运行。 

水平烟道侧墙不可砌筑成单墙，增加牵连砖也不能解决根本问题，长时间冲刷、振动会造成墙体倒塌。侧墙与护板之间要用耐热钢筋连接，在高度方向每500 mm至少连接一道。无护板的墙体要将相邻两墙连成整体，同样在高度方向每500 mm至少连接一道。 

三， 旋风分离器和料腿的磨损 

旋风分离器的作用是利用离心力分离烟气中的灰粒，分离后烟气进入后竖井；灰粒下降至料腿，通过返料器进入燃烧井再次燃烧。旋风分离器上部圆顶和下部锥体为耐高温耐磨浇注料，中部直筒砌筑耐高温耐磨砖，旋风分离器外部安装护板。料腿为一圆筒状，内部打浇注料，中部为料腿水冷套，外部安装护板。烟气夹带灰粒进入旋风分离器形成高速旋转气流，形成对分离器内壁的磨损，特别是水平烟道对面的部分筒壁，气流直冲，是磨损最严重的部位。 

旋风分离器在安装过程中需注意几点： 

(1) 分离器外部护板要保持同心度，托砖架、拉钩安装牢固且保证尺寸。 

(2) 耐高温耐磨砖和耐高温耐磨浇注料除保证内在质量外，安装尺寸也要保证。筒体、锥体和顶部任一截面都要保证同心度，表面整齐光滑，避免发生局部严重磨损。与料腿的连接部位要平滑过度，避免发生喉部结焦，引起旋风分离器堵塞。 

(3) 膨胀缝整齐、尺寸正确、填料合适。膨胀缝太小，机组运行中因膨胀不畅，造成炉墙或浇注料脱落；膨胀缝太大，会从膨胀缝引起局部磨损。 

料腿内部敷浇注料，其选材和施工质量要求与其它部位相同。这里需特别指出的是，料腿内部空间很小，是保证施工质量的难点。往往因为质量问题导致料腿磨损，从膨胀缝破坏开始，直至露出承压部件。因此对料腿部位浇注料的施工质量需特别注意。 

四 ，受热面的磨损 

旋风分离器后部安装有过热器、省煤器等，管排与护板之间砌炉墙或浇筑耐火混凝土，管排与炉墙之间的间隙要严格控制。间隙过小影响受热面的正常膨胀，间隙过大会形成“烟气走廊”。“烟气走廊”内烟气流速比平均流速大3～4倍，磨损量与飞灰浓度成正比，与烟气流速的3.5次方成正比，如下式： 

T＝Kμω3.5·τ 

式中T——磨损量，g/m2； 

μ——飞灰浓度，g/m3； 

ω——烟气流速，m/s； 

τ——时间，h； 

K——磨损系数，K＝Cη； 

其中C——飞灰磨损系数，与飞灰性质和管束结构有关； 

η——飞灰撞击机会率，与灰粒所受惯性力和气流阻力有关。 

在“烟气走廊”，磨损量比正常磨损量增大几十倍。省煤器区域管排密布，烟气流速较高，因此，消除“烟气走廊”是减小省煤器管排磨损的十分关键的环节。在管排施工期间，控制管排与立柱之间的间距，管排与护板之间的距离；在炉墙砌筑期间，控制托砖架、拉钩与管排之间的距离，最后控制炉墙与管排之间的距离。如果还有误差，可以把炉墙一层砖向内伸出一定距离，或加装防磨板，使各处烟气流通面积一致。 

 返料器 

返料器是循环流化床主要的组成部分之一。烟气携带的灰粒和正在燃烧的煤粒，通过炉膛进入分离器，在分离器内大部分固体颗粒被分离下来，经返料器又回到炉内，而烟气则通过分离器上部进入尾部受热面。一般循环流化床锅炉的循环倍率为5～20，十几倍于给煤量的返料灰需经过返料器返回燃烧室再次燃烧，同时循环倍率的大小也靠返料器来调节。因此返料器是关系到锅炉燃烧、过热汽温和负荷的重要部件。 

返料器的安装要点： 

(1) 保证返料器与料腿的相对尺寸。 

(2) 返料器各个风帽小孔的孔径不同，相互只差0.5 mm。一般情况下孔径大的风帽安装在返料侧，孔径小的风帽安装在料腿侧。风帽小孔必须全部畅通，最下一层孔与返料器下平面保持10 mm的距离。不分清风帽类型安装的返料器，返料不畅。 

(3) 返料器内部几何尺寸要严格控制，上部舌板的高度和前后距离、下部返料板的高度和角度、上下两板的重合高度等都是关键尺寸，上下两板的重合高度一般为40～50 mm。这几个关键尺寸有一个存在误差，便会导致返料不畅或不返料。 

(4) 返料器砌筑材料为耐高温耐磨砖，材料选用为800～1 000℃温度区耐磨度最高的材料。材料不合格，返料器不能承受持续高温而发生故障，只能停炉处理。 

漏风问题 

漏风问题对循环流化床锅炉影响很大。既给锅炉调节带来困难，又降低电厂的热效率，同时也污染环境。 

一， 流化床风室漏风 

风室漏风使其不能形成等压风室，布风不均匀，流化床存在局部死区。死区内燃料着火缓慢，一旦燃烧后热量又难以及时带走，形成局部热点，导致结焦。 

床下点火的锅炉，其风室易发生漏风部位及处理办法： 

(1) 点火装置与风室连接处。点火装置在点火时受热膨胀，与风室炉墙以及护板之间留有一定的膨胀间隙，容易发生泄露。安装时点火装置与炉墙之间应将填料安装合适；点火装置与护板之间需加装膨胀吸收装置，密封焊接。 

(2) 风室人孔门。风室在点火时内部温度很高，密封填料容易烧坏，人孔门在高温下会产生变形，这两种情况下都会发生漏风。因此，要安装耐高温的密封填料，人孔门增加刚度；点火时，适当缩短点火时间，控制点火温度。

 二， 旋风分离器漏风 

旋风分离器内气流高速旋转，使飞灰及物料从烟气中分离出来。分离器漏风破坏了分离器内空气动力场，使分离器效率降低，旋风分离器出口飞灰浓度增大，尾部竖井磨损增大。

消除分离器漏风的关键在于： 

(1) 分离器外护板焊缝严密，炉墙砌筑砖缝不透风； 

(2) 料腿观测窗密封严密。

 三， 一次风机出口挡板内漏 

锅炉点火前须启动一次风机，观测流化，增加氧量。锅炉点火时关闭一次风机出口挡板，待点火器正常燃烧后开启一次风机挡板。如果挡板不严密，给点火造成困难，只能停一次风机后再点火。风机频繁启动，对风机安全运行不利。锅炉运行中需要不断调节一次风量和风压。

因此出口挡板的严密性、准确性至关重要。 

(1) 风机选型时，要考虑一次风机挡板的严密性和可调性。 

(2) 风机安装后，调节出口挡板开度范围为0～100%，如果不能调节到零位，加装毡垫或胶垫。 

 风帽 

流化床风帽应用较广的有蘑菇型和柱型两种，风帽上均匀开8～12个小孔，小孔直径一般为5～6 mm，所有小孔流通面积的总和与布风板面积之比叫做“开孔率”。通常开孔率为2.2%～3.0%左右。通过小孔的风速在30～40 m/s之间。

风帽制造一般有两种方法：

(1)整体式，风帽整体铸造一次成型；

(2)加工式，风帽铸造后再行加工、钻孔、热处理。 

停炉后检查，床面平整，但是经常会发现有的风帽自小孔处裂缝或脱落。

分析其原因有3条： 

(1) 加工式风帽热处理不彻底，有残余应力存在。 

(2) 风帽破裂时间一般在停炉压火过程中(如果发生在运行期间，由于布风不匀会导致结焦)，说明停炉压火方法不正确。 

(3)启动点火时使用点火装置时间过长，风室温度过高，使风帽内部金相组织发生了变化。

 因此，在安装过程中尽量采用整体式风帽，风帽下部与耐火层结合部位严密牢固。启动点火时严格控制点火时间和点火温度，停炉压火严格执行规程。

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