1 定向風帽漏渣問題及對策
據(jù)不完全統(tǒng)計,我國現(xiàn)有兩千余臺大中小型循環(huán)流化床鍋爐應用于火力發(fā)電廠。風帽是循環(huán)流化床(CFB)鍋爐的重要部件,是爐內高溫高磨損下的易損部件,風帽的質量直接影響CFB鍋爐的流化工況和燃燒的穩(wěn)定性,是CFB鍋爐安全運行的保證。CFB鍋爐的布風板風帽一般有以下幾種型式:一種是“豬尾巴”式風帽(噴嘴);一種是定向風帽;另一種是鐘罩式風帽;還有一種是蘑菇式風帽?!柏i尾巴”式風帽非常適合于爐底中心排渣方式的CFB鍋爐。鐘罩式風帽在應用時不斷在材料、結構、連接方式上作加以改進,更趨合理、耐磨、不漏渣。蘑菇式風帽用在中小型的CFB鍋爐上居多。定向式風帽比較適合于風冷選擇性側排渣方式的CFB鍋爐,其缺點是在運行中“帽子”容易被吹破,如果大面積出現(xiàn)這種情,會導致濃相區(qū)的氣流紊亂和堵塞一次風通道。
1.2 定向風帽的磨損分析
采用Γ形定向風帽的440t/h級CFB鍋爐布風板風帽磨損和漏渣較嚴重。440t/h級CFB鍋爐內密布的Γ形定向風帽(見圖1 )約2600多只(見圖2 )。Γ形定向風帽即使不磨破也有漏渣現(xiàn)象,加上磨破的風帽引起嚴重漏渣,大量的灰渣(床料)經風帽漏至水冷風室及點火風道,越積越多,會堵塞一次風通道,對鍋爐正常運行流化危害極大,甚至會被迫停爐;漏渣還會在一次風的擾動下,對水冷風室內襯造成嚴重磨損,細小顆粒隨一次風進入風帽會使其內壁受到磨損。風帽磨損有以下幾種情況:
⑴流化的料粒碰撞沖刷風帽外壁使風帽外壁受到磨損,只要風帽材質較好,這種磨損比較緩慢。
⑵漏入水冷風室的灰渣的細小顆??呻S一次風進入風管使風帽內壁受到磨損,只要風帽材質較好,這種磨損比較緩慢。
⑶床上密布的Γ形定向風帽其外壁有可能受到臨近風帽的高速氣流吹掃會產生嚴重磨損,這種磨損不但嚴重而且快速。每次停爐都要仔細檢查風帽外壁磨損程度。
通過對近十臺已投產440t/h級CFB鍋爐定向風帽磨損和漏渣情況的多次調研發(fā)現(xiàn),普遍存在風帽磨損漏渣嚴重、防磨措施不力和檢修工藝不當?shù)膯栴}。最為嚴重的是上述第3種情況即臨近風帽的高速氣流吹掃產生的風帽嚴重磨損。
調研和綜合分析后發(fā)現(xiàn)Γ形定向風帽存在嚴重影響機組安全生產的兩大缺陷:㈠Γ形定向風帽即使不磨破也有比較嚴重的漏渣現(xiàn)象,㈡風帽密布導致因臨近風帽的高速氣流吹掃產生風帽的嚴重磨損漏渣。
CFB鍋爐的用戶們——電廠皆呼吁急需改進措施。提高布風板實際工作壓降(增大阻力)是減少漏渣的主要改進措施如風帽小孔直徑改小、下傾角(小孔軸線與水平夾角)改大、提高一次風量、風壓等;多年的實爐運行效果證明鐘罩式風帽(其內、外管間形成轉折的環(huán)縫風)不漏渣且磨損較輕(磨損仍不可避免);中科院研發(fā)的大口徑內嵌逆流柱型風帽結構獨特也可有效防止漏渣且磨損較輕(磨損仍不可避免)。但因風帽是循環(huán)流化床的核心和關鍵部件,對它的改造必須慎重,失敗了則直接和間接損失慘重。從根本上解決Γ形定向風帽磨損漏渣問題,還需鍋爐制造廠拿出改造方案,積極研究探索。許多電廠在鍋爐制造廠的指導下用鐘罩式風帽代替定向風帽。現(xiàn)在出廠的CFB鍋爐幾乎都采用了鐘罩式風帽。
1.3 定向風帽的漏渣問題與對策
在Γ形定向風帽徹底改造前:可采用焊防磨套的技術措施解決風帽磨損漏渣問題。
與電廠目前采用的更換風帽的辦法相比焊風帽防磨套(耐磨罩)的方案在效果、造價、工期、工藝上都有較突出的優(yōu)點(見表格):檢修工藝簡單、檢修費用低廉、檢修工期很短、更換件較小,不需要打掉和重澆澆注料因而也不需要考慮烘干養(yǎng)護,施工完后可立即啟動機組。每次停爐只要仔細檢查風帽外壁磨損程度,對磨損量大于2mm的風帽立即焊上防磨套(瓦),對因磨穿而更換的新風帽也立即焊上防磨套(瓦)。用防磨套的磨損來代替風帽的磨損,不再需要更換風帽。防磨套(瓦或耐磨罩)見圖4、5、6。在點焊時選用耐熱不銹鋼CHE402焊條,耐磨澆注料不平的地方可先圍繞風帽根部鑿出適當環(huán)形槽使防磨套與風帽上部緊密接觸。成都興宇精密鑄造有限公司生產的風帽防磨套(耐磨罩)系在給東鍋長期配套供貨的基礎上根據(jù)電廠使用情況加以改進,可避免風帽被攔腰磨斷。
安裝時需注意檢查每一個定向風帽的通流面積應相同,消除各定向風帽間存在的阻力不平衡。
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? | 更換風帽的辦法 | 焊防磨套的方案 |
檢修 工藝 | 復雜(打掉澆注料、磨掉點焊處松動風帽、更換風帽、點焊、重澆澆注料、考慮烘干養(yǎng)護) | 簡單(直接點焊防磨套)。 |
檢修 費用 | 大(需大量人力加班加點,需要雇傭臨工,費用可達風帽采購價的30%左右,因多是搶修、工作環(huán)境污染大且苦、臟、累,比預算規(guī)定的費用要大) | ?。ㄖ恍枭倭亢腹ず土?,不需要雇傭臨工,只有風帽采購價的3%左右) |
工期 | 長(因檢修工藝復雜導致檢修工期較長) | 檢修工期短 |
易損件費用 | 較多 | 較少(只有風帽價格的約60%) |
●使用效果
河南某電廠在采取上述措施后,解決了Γ形定向風帽磨損漏渣問題,內漏也大大減小。通過對定向風帽加裝防磨罩,鍋爐連續(xù)運行近180多天沒有出現(xiàn)風帽嚴重漏渣現(xiàn)象!
其它防止風帽嚴重漏渣對策:在點火風道底部安裝放渣插板門以方便排渣(被動的辦法)。 1.4定向風帽的內漏渣問題與對策
1.4.1定向風帽的內漏渣問題
諸多電廠采用定向風帽的循環(huán)流化床鍋爐在運行中出現(xiàn)了爐膛布風板嚴重內漏渣的問題,必須頻繁停爐進行風室(水冷風室和點火風道平衡風室)清渣,是困擾該種風帽的CFB機組穩(wěn)定運行的最主要的原因之一,嚴重影響了鍋爐機組的安全與經濟運行。由于該種CFB鍋爐漏渣嚴重,大多電廠雖都經過多次改造,均未得到理想改善。后來不得不將風帽改為鐘罩式風帽。
嚴重漏渣發(fā)生在鍋爐停用油槍進入投煤熱態(tài)運行后(床層變厚床壓較大),在較短的時間內就在水冷風室中積存大量的爐渣,漏渣的顆粒粒徑與組成的分布與排入冷渣器的底渣完全相同,而且漏渣的位置并不完全固定。在鍋爐冷態(tài)實驗與點火投油槍階段定向風帽均沒有明顯內漏(此時一次風密度較大,床壓較?。?;采用同樣的風帽結構和接近的開孔率的冷渣器風帽,卻完全不發(fā)生內漏渣(該風帽出風孔徑小的多且孔徑與風嘴軸向長度比大于
2.5)。