循環(huán)流化床鍋爐論文

引言循環(huán)流化床鍋爐具有高效、低污染、調(diào)節(jié)靈活、煤種適應(yīng)廣、爐渣綜合利用率高等特點(diǎn)。特別是環(huán)保方面的實(shí)用性，使得這種鍋爐近年來在電站和熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目上應(yīng)用廣泛。循環(huán)流化床鍋爐與傳統(tǒng)的煤粉爐不同，在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中，含有燃料、燃料灰、石灰石及其反應(yīng)產(chǎn)物的固體床料，在爐膛---返料器---爐膛這一密閉循環(huán)回路里處于不停的高溫循環(huán)流化中；同時(shí)，在爐膛內(nèi)床料在重力的作用下，不斷地進(jìn)行上、下往復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)；因此，在循環(huán)回路的相應(yīng)部分會(huì)產(chǎn)生一定的磨損。磨損不僅影響鍋爐安全運(yùn)行，還有可能限制循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，使得鍋爐運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用增大，機(jī)組利用率低，給企業(yè)帶來損失。因此，調(diào)查、研究循環(huán)流化床鍋爐磨損問原因，針對(duì)磨損現(xiàn)象采取必要的措施，對(duì)安全生產(chǎn)、提高機(jī)組運(yùn)行效率、發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)勢(shì)等有重大意義。龍達(dá)化纖熱電廠三臺(tái)UG—130/5.3―-M6型循環(huán)流化床鍋爐自2009年投產(chǎn)以來，1#、2#鍋爐受熱面有不同程度的磨損，3#鍋爐投運(yùn)近半年，由于水冷壁磨損嚴(yán)重，水冷壁爆管頻繁發(fā)生，以至于最長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間很難達(dá)到三個(gè)月，嚴(yán)重影響了公司的經(jīng)濟(jì)效益。為此，本文從檢修質(zhì)量和運(yùn)行工藝調(diào)整兩方面進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的措施，控制磨損，以提高鍋爐的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。循環(huán)流化床鍋爐爐膛磨損機(jī)理與影響因素磨損的概念與形式在循環(huán)流化床鍋爐中大顆粒由于機(jī)械作用，或伴有化學(xué)或電的作用，物體工作表面材料在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中不斷損耗的現(xiàn)象稱為磨損。根據(jù)磨損機(jī)理不同，磨損一般可分為粘著磨損、磨料磨損、腐蝕磨損、接觸疲勞磨損、沖蝕磨損、微動(dòng)磨損等。流體或固體顆粒以一定的速度和角度對(duì)材料表面進(jìn)行沖擊所造成的磨損稱為沖蝕（或沖擊磨損）。沖蝕又有兩種基本類型，分別叫做沖刷磨損和撞擊磨損，這兩種磨損的沖刷表面流失過程的微觀形貌是完全不同的。沖刷磨損是顆粒相對(duì)固體表面沖擊角較小，甚至接近平行。顆粒垂直于固體表面的分速使得它鍥入被沖擊物體，而顆粒與固體表面相切的分速使得它沿固體表面滑動(dòng)，兩個(gè)分速合成的效果即起一種刨削的作用。如果被沖擊物體經(jīng)不起這種作用，即被切削掉一小塊，如此經(jīng)過大量、反復(fù)的作用，固體表面將產(chǎn)生磨損。撞擊磨損是指顆粒相對(duì)于固體表面沖擊角度較大，或接近垂直時(shí)，以一定的速度撞擊固體表面使其產(chǎn)生微小的塑性變性或顯微裂紋，在長(zhǎng)期大量的顆粒反復(fù)沖擊下，逐漸使塑性變性層整片脫落而形成的磨損。根據(jù)磨損方式不同，磨損又可分為兩物體磨損、三物體磨損。在兩物體磨損中，固體依靠自身動(dòng)量撞擊并沖刷壁面，如圖1-1。在三物體磨損中，沿壁面運(yùn)動(dòng)的固體粒子受到粒子團(tuán)的沖擊，而粒子團(tuán)則利用前者作為磨損介質(zhì)來磨損受熱面，如圖1-2。雖然現(xiàn)在還沒有充分理解循環(huán)流化床鍋爐的磨損機(jī)理，但可以預(yù)測(cè)物體磨損是造成循環(huán)流化床鍋爐磨損的主要原因三物體磨損可能發(fā)生在以下三種情況：顆粒富集以很大的密度沉降、供料足以產(chǎn)生很大的顆粒密度以及在顆粒流動(dòng)容許范圍內(nèi)很大顆粒密度在磨損表面附近區(qū)域可以存在。圖1.1二物體磨損圖1-2三物體磨損磨損的影響因素循環(huán)流化床鍋爐中煤灰顆粒對(duì)鍋爐耐火材料的磨損屬于顆粒流的沖蝕，既有顆粒對(duì)爐內(nèi)耐火材料的撞擊，又有高濃度含灰氣流對(duì)材料表面的沖刷。沖擊磨損是指由于顆粒流撞擊或在表面滑動(dòng)所引起的質(zhì)量損失，在很大程度上取決于顆粒的尺寸、顆粒的形狀、沖擊速度、沖擊角度、供料量、顆粒的強(qiáng)度及硬度等，下面簡(jiǎn)要討論這些因素對(duì)材料磨損的影響：⑴顆粒尺寸的影響：已有研究結(jié)果表明磨損程度受顆粒動(dòng)能的影響，大顆粒沖擊管壁的磨損能力較大。影響顆粒大小的因素有煤粒大小、石灰石顆粒大小、煤灰富集程度等。⑵顆粒形狀的影響：一般認(rèn)為帶有棱角的顆粒比近似球形的顆粒更具磨蝕性，通常認(rèn)為隨顆粒圓度的增加磨損量減少，然而顆粒的形狀并非設(shè)計(jì)人員能控制的。⑶顆粒撞擊表面可能性系數(shù)的影響：對(duì)表面有沖擊作用的顆粒份額是決定管壁磨損程度的關(guān)鍵因素。顆粒對(duì)壁面的沖擊行為沒有定論，至今仍不能精確度量顆粒的濃度、軌跡及其停留時(shí)間。顆粒濃度由爐膛高度及尺寸、流化速度、固體物料量、顆粒的大小形狀及其均勻度等共同決定，這些因素也是相互制約的。⑷顆粒硬度的影響：當(dāng)顆粒硬度比被磨材料的硬度低時(shí)，磨損率通常很低；當(dāng)顆粒硬度接近或高于被磨材料的硬度時(shí)，磨損率會(huì)迅速增加；此時(shí)顆粒硬度再繼續(xù)增加則對(duì)磨損影響不顯著。顆粒的硬度由進(jìn)入床層的煤粒、灰粒、石灰石顆粒等共同決定，又隨煤灰組分不同而變化，然而煤灰組分是很難確定的。對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐，必須引起注意的是床料在爐內(nèi)停留一段時(shí)間后其表面會(huì)生成一膜層，其硬度要大大高于新鮮床料的硬度，因此在循環(huán)流化床中，受熱面的磨損將主要取決于床料表面磨層的厚度。⑸供料量：供料量的增加意味著顆粒濃度的增加，其他條件相同情況下，顆粒濃度增加沖擊管壁的磨損能力隨之變大，循環(huán)流化床鍋爐高的循環(huán)倍率雖然可以提高燃燒效率，增強(qiáng)傳熱效果，但同時(shí)高的循環(huán)倍率也決定了煙氣中高濃度的固體顆粒和嚴(yán)重的磨損。⑹沖擊速度：顆粒的流速是在設(shè)計(jì)人員所能控制的，如二次風(fēng)噴嘴、床層橫截面及爐膛出口通向旋風(fēng)分離器處的顆粒速度等直接由設(shè)計(jì)人員控制著。沉降到管壁的顆粒沖擊速度由其自身重力及爐膛高度決定，設(shè)計(jì)人員可以通過選擇合適的流化速度及顆粒攜帶量來控制顆粒的沖擊速度。⑺沖擊角度：通常沖刷磨損隨沖擊角度的減小而減少，但鍋爐實(shí)際運(yùn)行中的沖擊角度是很難確定的，只有在流動(dòng)模型中可以控制沖擊角的大小從而減輕對(duì)磨損的影響。除上述各影響因素外，磨損程度還與被沖擊表面的材質(zhì)有關(guān)，同等條件下，材質(zhì)耐磨性能越好，磨損量愈小。此外，磨損程度還受燃料特性、運(yùn)行參數(shù)等的影響。燃料特性是指燃料對(duì)受熱面的影響程度可分為無磨損、低磨損、中磨損、高磨損、嚴(yán)重磨損等五個(gè)等級(jí)對(duì)磨損的影響程度由弱到強(qiáng)，運(yùn)行參數(shù)的影響包括煙氣速度、氣流湍流強(qiáng)度、煙氣溫度及煙氣成分等方面的影響。龍達(dá)化纖熱電廠循環(huán)流化床鍋爐簡(jiǎn)介鍋爐概況：(1)型號(hào)：UG—130/5.3—M6(2)制造廠家：無錫鍋爐股份有限公司(3)制造日期(4)安裝日期：(5)投產(chǎn)日期：2009年8月(6)安裝單位；湖北工建設(shè)備概述：本鍋爐是中溫，次高壓，單鍋筒橫置式，單爐膛，自然循環(huán)，全懸吊結(jié)構(gòu)全剛架n型布置。鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)層以上露天，運(yùn)轉(zhuǎn)層以下封閉，在運(yùn)轉(zhuǎn)層8.0米標(biāo)高設(shè)置混凝土平臺(tái)。爐膛采用膜式水冷壁，鍋爐中部是蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器，尾部豎井煙道布置兩級(jí)二組對(duì)流過熱器，過熱器下方布置三組光管式省煤器及一，二次風(fēng)各三組空氣預(yù)熱器。圖2-1本鍋爐采用中科院工程熱物理研究所的循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，結(jié)合無錫鍋爐廠多年生產(chǎn)循環(huán)流化床鍋爐的經(jīng)驗(yàn)，是雙方合作的新一代產(chǎn)品。在燃燒系統(tǒng)中，三臺(tái)給煤機(jī)將煤送入落煤管進(jìn)入爐膛，鍋爐燃燒所需空氣分別由一、二次風(fēng)機(jī)提供。一次風(fēng)機(jī)送出的空氣經(jīng)一次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后由左右兩側(cè)風(fēng)道引入水冷風(fēng)室，通過水冷布風(fēng)板上的風(fēng)帽進(jìn)入燃燒室；二次風(fēng)機(jī)送出的風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后，通過分布在爐膛前、后墻上的噴口噴入爐膛，補(bǔ)充空氣，加強(qiáng)擾動(dòng)與混合。燃料在爐膛內(nèi)與流化狀態(tài)下的循環(huán)物料摻混燃燒。床內(nèi)濃度達(dá)到一定值后，大量物料在爐膛呈中間上升，貼壁下降的內(nèi)循環(huán)方式，沿爐膛高度與受熱面進(jìn)行熱交換，隨煙氣飛出爐膛的眾多細(xì)小顆粒經(jīng)汽冷分離器之后，絕大部分物料又被分離出來，從返料器返回爐膛，再次實(shí)現(xiàn)循環(huán)燃燒。比較潔凈的煙氣經(jīng)轉(zhuǎn)向室、高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器、一、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器由尾部煙道排出。并通過向爐內(nèi)添加石灰石來降低煙氣中二氧化硫的排放，采用低溫和空氣分級(jí)供風(fēng)的燃燒技術(shù)能夠顯著抑制氮氧化物的生成。鍋爐的水、汽側(cè)流程如下：給水經(jīng)過水平布置的三組光管式省煤器加熱后進(jìn)入鍋筒。鍋筒內(nèi)的鍋水由集中下降管、分配管進(jìn)入水冷壁下集箱、上升管、上集箱，然后從引出管進(jìn)入鍋筒。鍋筒內(nèi)設(shè)有汽水分離裝置。飽和蒸汽從鍋筒頂部的蒸汽連接管引至汽冷旋風(fēng)分離器，然后依次經(jīng)過尾部汽冷包墻管、吊掛管、低溫過熱器、噴水減溫器、高溫過熱器，最后將合格的過熱蒸汽引入汽輪機(jī)。二-:A◎二」I二-:A◎二」I靈dI心社:.nW4IKfcN4tr4?-ltMl.j.Wf-Wi-m4khWmulmau^i^iPh.vtim：圖2-2鍋爐各部件簡(jiǎn)介1）鍋筒及鍋筒內(nèi)部設(shè)備鍋筒內(nèi)徑為1600mm，壁厚為60mm,封頭厚度為60mm，筒體全長(zhǎng)9940mm，材料為20g。鍋筒內(nèi)正常水位在鍋筒中心線以下85mm處，最高、最低安全水位距正常水位為上下各75mm。鍋筒內(nèi)部裝置布置有旋風(fēng)分離器、均汽孔板和頂部百葉窗等內(nèi)部設(shè)備。鍋筒內(nèi)裝有37只直徑為0294mm的旋風(fēng)分離器。鍋筒給水管座采用套管結(jié)構(gòu)，避免進(jìn)入鍋筒的給水與溫度較高的鍋筒壁直接接觸，降低鍋筒壁溫溫差與熱應(yīng)力。由旋風(fēng)分離器出來的蒸汽穿過上部波形板分離器，再經(jīng)鍋筒頂部梯形波形板分離器，然后進(jìn)入鍋筒的汽空間進(jìn)行重力分離，再經(jīng)過頂部百葉窗和多孔板進(jìn)行二次汽水分離，最后蒸汽引出管到過熱器系統(tǒng)。為防止大口徑下降管入口產(chǎn)生漩渦和造成下降管帶汽，在下降管入口處裝有柵格及十字板。為保證蒸汽品質(zhì)在鍋筒內(nèi)還裝有加藥管和連排管；為防止鍋筒滿水還裝有緊急放水管。鍋筒上設(shè)有上下壁溫的測(cè)量點(diǎn)，在鍋筒點(diǎn)火啟動(dòng)升壓過程中，鍋筒上下壁溫差允許最大不得超過40°C。同樣，啟動(dòng)前鍋爐上水時(shí)為避免產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,進(jìn)水溫度不得超過90C，并且上水速度不能太快，尤其在進(jìn)水初期更應(yīng)緩慢。鍋筒采用兩個(gè)U型吊架，懸吊在頂板梁下，吊點(diǎn)對(duì)稱布置在鍋筒兩端，相距7010mm2） 水冷系統(tǒng)爐膛橫截面為7010X4850m^,爐膛四周由管子和扁鋼焊成全密封膜式水冷壁。前后及兩側(cè)水冷壁分別各有87—屮60X5與60—屮60X5根管子。前后水冷壁下部密相區(qū)處的管子與垂直線成一夾角，構(gòu)成上大下小的錐體。錐體底部是水冷布風(fēng)板，布風(fēng)板下面有水冷壁管片向前彎與二側(cè)墻組成水冷風(fēng)室。布風(fēng)板至爐膛頂部高度約29米，爐膛煙氣截面流速約為4.5m/s。后水冷壁上部?jī)蓚?cè)管子在爐膛出口處向分離器側(cè)外突出形成導(dǎo)流加速段，下部錐體處部分管子對(duì)稱讓出二只返料口。前水冷壁下方有三只下煤口，側(cè)水冷壁下部設(shè)置有供檢修用的專用人孔，爐膛密相區(qū)前、后側(cè)水冷壁還布置一排二次風(fēng)噴口。前、后、側(cè)水冷壁分成4個(gè)循環(huán)回路，由鍋筒底部水空間引出2根屮377X16集中下降管，通過8根屮133X6和4根屮159X8的分配下降管向爐膛水冷壁供水。其中兩側(cè)水冷壁下集箱分別由2根屮159X8的分配下降管引入，前后墻水冷壁下集箱分別由4根屮133X6的分配下降管引入.兩側(cè)水冷壁上集箱相應(yīng)各有3根屮159X8連接管引至鍋筒，前后墻水冷壁上集箱有12根屮133X6引出。水冷壁系統(tǒng)的集箱除前后上集箱合并成屮273的集箱外，其余均為屮219X20水冷壁、集箱、連接管的材料均為20G/GB5310。整個(gè)水冷壁重量由水冷壁上集箱的吊桿裝置懸吊在頂板上，鍋爐運(yùn)行時(shí)水冷壁向下熱膨脹，最大膨脹量110mm。3） 高效蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器本鍋爐采用的是高效蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器專利技術(shù)，在爐膛出口并列布置兩只汽冷旋風(fēng)分離器，分離器直徑3600mm，用屮38X5的管子和鰭片組成膜式壁作為旋風(fēng)分離器的外殼，并采用蝸殼進(jìn)口的方式形成結(jié)構(gòu)獨(dú)特的旋風(fēng)分離器。旋風(fēng)分離器將被煙氣夾帶離開爐膛的物料分離下來。通過返料口返回爐膛，煙氣則流向尾部對(duì)流受熱面。整個(gè)物料分離和返料回路的工作溫度為910C左右。包覆分離器的汽冷受熱面能夠有效吸收物料后燃燒所產(chǎn)生的熱量，防止高溫結(jié)焦，同時(shí)由于耐火層薄還可縮短鍋爐的啟動(dòng)時(shí)間。分離器內(nèi)表面焊有密排抓釘，并澆注一層60毫米厚的特種耐磨可塑料，使整個(gè)分離器內(nèi)表面得到保護(hù)，從而使分離器具有較長(zhǎng)的使用壽命。分離器出口管采用高溫耐熱合金制造，材料為16Cr25Ni20Si2分離器入口設(shè)檢修孔，并保證其密封性。返料器和立管內(nèi)設(shè)有熱電偶插孔及觀察窗，以監(jiān)視物料流動(dòng)情況。汽冷分離器為過熱器受熱面的一部分。4）燃燒設(shè)備燃燒設(shè)備主要有給煤裝置，布風(fēng)裝置，排渣裝置，給石灰石裝置，點(diǎn)火系統(tǒng)和返料回灰系統(tǒng)。給煤裝置給煤機(jī)與落煤管通過膨脹節(jié)相連，解決給煤機(jī)與爐膛水冷壁之間的膨脹差。給煤裝置的給煤量能夠滿足在一臺(tái)給煤裝置故障時(shí)，另兩臺(tái)給煤裝置仍能保證鍋爐100%額定出力。一定粒度的燃煤經(jīng)給煤機(jī)進(jìn)入布置在前墻的三根0325X10間距1.8m的落煤管，落煤管上部有送煤風(fēng)，下部靠近水冷壁處有播煤風(fēng)，給煤借助自身重力和引入的送煤風(fēng)沿著落煤管滑落到下端在距布風(fēng)板1.5m處進(jìn)入爐膛。給煤量通過改變給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整，給煤管內(nèi)通入一次風(fēng)冷風(fēng)作為密封風(fēng)。播煤風(fēng)接一次熱風(fēng)。布風(fēng)裝置風(fēng)室由向前彎的水冷壁及兩側(cè)水冷壁組成，風(fēng)室內(nèi)澆注100毫米厚的中質(zhì)保溫混凝土。防止點(diǎn)火時(shí)鰭片超溫，并降低風(fēng)室的水冷度。燃燒室一次風(fēng)從左右兩側(cè)風(fēng)道引入風(fēng)室。風(fēng)室與爐膛被布風(fēng)板相隔，布風(fēng)板系水冷壁與扁鋼焊制而成，布風(fēng)板斷面積為7010X2580，其上均勻布置有636個(gè)風(fēng)帽。一次風(fēng)通過這些風(fēng)帽均勻進(jìn)入爐膛，流化床料。風(fēng)帽采用耐磨耐高溫合金，布風(fēng)板上的耐火、保溫澆注料厚度共150毫米。排渣裝置煤渣燃后的灰分別以底渣形式從爐膛底部排出和以飛灰形式從尾部排出。煤的種類、粒度和成灰特性等會(huì)影響底渣和飛灰所占份額。按本鍋爐設(shè)計(jì)煤種和粒度要求底渣占30%及粒度0.1—10mm，飛灰占總灰量70%及粒度0—0.1mm。

底渣從水冷布風(fēng)板上的三根0219水冷放渣管排出爐膛，其中兩根接冷渣機(jī)，每臺(tái)冷渣機(jī)按3t/h冷渣量配置，另一根為事故排渣管，水冷放渣管中的水參與鍋爐水循環(huán)。底渣通過冷卻輸送裝置可實(shí)現(xiàn)連續(xù)排渣。除渣量以維持合適的風(fēng)室壓力為準(zhǔn)。般來講定期排渣的大渣含碳量較低，連續(xù)排渣的大渣含碳量會(huì)有所升高。給石灰石本公司鍋爐按添加石灰石脫硫設(shè)計(jì)，石灰石通過氣力輸送經(jīng)二次風(fēng)口送入爐膛。脫硫的石灰石耗量1669公斤/小時(shí)，按鈣硫比2.5計(jì)算。脫硫效率90％二次風(fēng)裝置二次風(fēng)通過分布在爐膛前后墻的二次風(fēng)管分別送入爐膛下部。噴口風(fēng)速〉60米/秒。運(yùn)行時(shí)風(fēng)壓一般不小于5000帕點(diǎn)火燃燒器兩臺(tái)床下點(diǎn)火燃燒器并列布置在爐膛水冷風(fēng)室后側(cè)，兩臺(tái)床上點(diǎn)火燃燒器對(duì)稱布置在爐膛兩側(cè)。有點(diǎn)火油槍，高能電子點(diǎn)火器及火檢裝置組成。點(diǎn)火油槍為機(jī)械霧化，燃料為0＃輕柴油。每只油槍出力500千克/小時(shí)，油壓2.5兆帕，油槍所需助燃空氣為一次風(fēng)。空氣和油燃燒后形成850°C左右的熱煙氣。從水冷風(fēng)室上的布風(fēng)板均勻送入爐膛。為了便于了解油槍點(diǎn)火情況，點(diǎn)火燃燒器設(shè)有觀察孔。本鍋爐能滿足程控點(diǎn)火要求，其中火槍探頭的冷卻采用儀表風(fēng)（壓縮空氣）吹掃。點(diǎn)火用油量及風(fēng)量：2.5兆帕2.5兆帕每只油槍噴油量：500千克/小時(shí)點(diǎn)火總風(fēng)量每只油槍噴油量：500千克/小時(shí)點(diǎn)火總風(fēng)量55000立方米/小時(shí)其中燃燒風(fēng)40000立方米/小時(shí)點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)，風(fēng)室內(nèi)溫度監(jiān)視采用直讀式數(shù)字溫度計(jì)，冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)間一般4小時(shí)。鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)順序：首先在流化床內(nèi)加裝啟動(dòng)惰性床料，粒徑0－5毫米，并且使床料保持在微流化狀態(tài)，啟動(dòng)高能點(diǎn)火器，把油點(diǎn)燃，850C左右的熱煙氣通過水冷布風(fēng)板進(jìn)入流化床加熱床料。床料在流化狀態(tài)下升至450C（煙煤）以上，維持穩(wěn)定后開始投煤?？上葦嗬m(xù)少量給煤，當(dāng)床料溫度持續(xù)上升后，加大給煤量并連續(xù)給煤直到鍋爐啟動(dòng)完畢。返料回灰系統(tǒng)旋風(fēng)分離器下接有返料器，均由鋼外殼與耐火材料襯里組成，耐火材料分內(nèi)，外三層結(jié)構(gòu)，里層為高強(qiáng)度耐磨澆注料，外層為保溫澆注料和硅酸鋁纖維板。返料器內(nèi)的松動(dòng)風(fēng)與返料風(fēng)采用高壓冷風(fēng)〔由專用返料風(fēng)機(jī)提供），由小風(fēng)帽送入，松動(dòng)風(fēng)與返料風(fēng)的風(fēng)帽開孔數(shù)量及孔徑有差別，返料風(fēng)大，松動(dòng)風(fēng)小，并采用分風(fēng)室送風(fēng)。小風(fēng)帽的材質(zhì)為ZGCr25Ni20,入口風(fēng)管母管上裝設(shè)有流量計(jì)，壓力計(jì)和風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門。運(yùn)行時(shí)總風(fēng)量 346nm3/h，其中返料風(fēng)總風(fēng)量220nm3/h，松動(dòng)風(fēng)量126nm3/h。返料器的布風(fēng)板還設(shè)有一根屮108X6放灰管.5）過熱器系統(tǒng)及其調(diào)溫裝置本鍋爐采用對(duì)流過熱器，并配以一級(jí)噴水減溫器的過熱器系統(tǒng)。飽和蒸氣從鍋筒由6根屮133X6的管子引至汽冷分離器環(huán)形上集箱，蒸汽經(jīng)分離器膜式壁下行到下環(huán)形集箱后引至尾部包墻的前包墻下集箱，隨后上行，到前包墻上集箱，流經(jīng)頂棚管到后包墻下集箱，再由轉(zhuǎn)角集箱進(jìn)入二側(cè)包墻下集箱，再上行至側(cè)包墻上集箱〔包墻管均為屮51X5〕，通過4根屮159X8連接管引入吊掛管入口集箱，蒸汽再進(jìn)入吊掛管管束，至低溫過熱器入口集箱進(jìn)入低溫過熱器，低溫過熱器屮42X4光管順列布置。為減少磨塤，一方面控制煙速，另一方面加蓋防磨蓋板。過熱蒸汽從低溫過熱器出來后，進(jìn)入噴水減溫器進(jìn)行減溫，減溫幅度可以通過調(diào)節(jié)減溫水量來實(shí)現(xiàn)。過熱汽經(jīng)減溫后進(jìn)入高溫過熱器，高溫過熱器采用屮38X4、12CrIMoVG管子。減溫器噴水量為2.116t/h。減溫水調(diào)節(jié)范圍控制在減溫水設(shè)計(jì)值的50—150%以內(nèi)。主蒸汽出口電動(dòng)閘閥PN10,DN250.在高，低過熱器管組之間均布置有人孔門。本鍋爐主蒸汽出口在鍋爐的左側(cè)。防磨結(jié)構(gòu)上采用如下布置形式：高低溫過熱器均采用順列布置，第1排管子加防磨蓋板，彎頭處加裝擋板防止煙氣走廊。高溫過熱器處的煙速為8.8米/秒，低溫過熱器處的煙速為8.2米/秒。6）省煤器⑴尾部豎井煙道中設(shè)有三組光管省煤器，均采用屮32X4蛇形管組成的省煤器，錯(cuò)列布置，橫向節(jié)距82毫米，具有較好的抗磨性能。材質(zhì)為20G/GB5310。給水沿蛇形管自下而上，與煙氣成逆向流動(dòng)。⑵省煤器管束最上排裝設(shè)防磨蓋板，省煤器的平均煙氣流速在8.0米/秒左右。⑶在鍋筒和下級(jí)省煤器進(jìn)口集箱之間設(shè)有再循環(huán)管道，以確保鍋爐在啟動(dòng)過程中省煤器有必要的冷卻。⑷鍋爐尾部煙道內(nèi)的省煤器管組之間均留有人孔門，供檢修之用。⑸省煤器出口集箱設(shè)有排放空氣的管座和閥門，省煤器入口集箱上設(shè)有兩只串聯(lián)DN20的放水閥。7） 空氣預(yù)熱器⑴在省煤器后布置6組空氣預(yù)熱器，分別加熱一次風(fēng)和二次風(fēng)。采用臥式順列布置。每組之間均留有檢修空間。⑵空氣預(yù)熱器管子迎風(fēng)面第一排管子采用屮42X3的厚壁管。⑶每級(jí)空氣預(yù)熱器及相應(yīng)的聯(lián)通箱均采用全焊接的密封框架，以確?？諝忸A(yù)熱器的嚴(yán)密性。⑷空氣預(yù)熱器進(jìn)口段加裝防磨套管。⑸空預(yù)器每級(jí)漏風(fēng)系數(shù)保證第一年運(yùn)行不超過0.03，長(zhǎng)期運(yùn)行不超過0.05。8） 鍋爐范圍內(nèi)管道本鍋爐給水操縱臺(tái)的布置為三路管道給水，分別用于啟動(dòng)、低負(fù)荷、滿負(fù)荷工況時(shí)的給水。給水通過給水操縱臺(tái)從鍋爐右側(cè)引入省煤器進(jìn)口集箱。鍋筒上裝有各種監(jiān)督、控制裝置：一只高讀玻璃管水位表，一只雙色水位表，兩個(gè)低讀電接點(diǎn)水位表，兩只供自控用平衡容器。兩只安全閥以及壓力表、連續(xù)排污管、緊急放水管、加藥管、再循環(huán)管、自用蒸汽管等管座。定期排污設(shè)在集中下降管下端以及各水冷壁下集箱。匯汽集箱上裝有生火和反沖洗管路、2個(gè)安全閥、壓力表、疏水、放汽、旁路等管座。減溫器和匯汽集箱上均裝有供監(jiān)測(cè)和自控用的熱電偶插座。為監(jiān)督運(yùn)行并裝設(shè)了鍋水、飽和蒸汽和過熱蒸汽取樣裝置。在匯汽集箱右端裝有電動(dòng)閘閥，作為主蒸汽出口閥門。9）吹灰裝置為清除受熱面上的積灰，保證鍋爐的效率和出力，在鍋爐尾部煙道側(cè)墻布置有吹灰器，高、低溫過熱器各2只，省煤器4只，空預(yù)器4只；采用蒸汽出口閥門。10）密封裝置本鍋爐的頂棚管及包墻管分別采用060X5和051X5的管子與扁鋼焊接組裝成膜式壁，再將各組件拼接在一起構(gòu)成與爐膛水冷壁一樣的全密封型壁面。尾部煙道對(duì)流過熱器蛇形管穿出處，安裝時(shí)在穿管部位局部切割扁鋼，管子就位后與密封板進(jìn)行拼焊。在此區(qū)域還采用了密封套，以加強(qiáng)密封效果。頂棚管、水冷風(fēng)室與側(cè)水冷壁之間的密封采用密封填塊加梳形板的結(jié)構(gòu)。分離器與爐膛及尾部煙道之間的聯(lián)接采用耐高溫非金屬膨脹節(jié)。返料器下端采用耐高溫不銹鋼金屬波形膨脹節(jié)。11）爐墻爐膛、汽冷分離器及尾部包墻均采用膜式壁結(jié)構(gòu)，管壁外側(cè)為保溫材料并罩上梯形波紋外護(hù)板。爐墻上設(shè)有人孔門、觀察孔和測(cè)量孔。爐膛內(nèi)密相區(qū)四周、分離器內(nèi)、料腿、返料器等磨損嚴(yán)重區(qū)采用敷設(shè)高溫耐磨澆注料、可塑料、內(nèi)襯等措施。分離器出口連接煙道、省煤器區(qū)域采用輕型護(hù)板爐墻。爐墻厚度如下：爐膛和包墻管：頂棚：分離器出口聯(lián)接煙道省煤器：200毫米280毫米350毫米前后側(cè)380毫米；兩側(cè)240毫米鍋爐本體各部位熱電偶伸進(jìn)長(zhǎng)度如下鍋爐室內(nèi)的熱電偶伸進(jìn)耐磨層150mm；爐膛上部的熱電偶伸進(jìn)水冷壁管中心線350mm；分離器出口水平煙道的熱電偶伸進(jìn)爐墻內(nèi)壁350mm尾部豎井煙道上的熱電偶伸進(jìn)包墻管中心線400mm；返料器內(nèi)熱電偶伸進(jìn)爐墻內(nèi)壁350mm；床下點(diǎn)火燃燒器內(nèi)熱電偶伸進(jìn)爐墻內(nèi)壁350mm；12）構(gòu)架鍋爐為室外布置，鍋爐本體采用全鋼構(gòu)架，構(gòu)架主要承受以下荷載：鍋爐前部、中部、尾部的全部懸吊重量，尾部的支撐重量，鍋爐本體管道和檢修的有效荷栽，鍋爐房范圍內(nèi)各汽水管道煙風(fēng)管道、運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)的局部荷栽，司水小室、爐頂輕型屋蓋及爐頂單軌吊的荷載。⑴各承重梁的撓度與本身跨度的比值不超過以下數(shù)值：大板梁：1／850. 次梁：1／500 空預(yù)器支撐大梁：1／1000⑵平臺(tái)和扶梯為柵格式。⑶鍋爐鋼結(jié)構(gòu)采用框架式全鋼結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)7度地震。⑷鍋爐各部件及相互之間有一定的膨脹間隙，可防止受熱面由于膨脹受約束而變形。⑸水冷壁四周外側(cè)沿高度方向設(shè)置剛性梁。⑹本體爐墻范圍的外護(hù)板設(shè)計(jì)采用鍍鋅波紋板。13）鍋爐過程監(jiān)控循環(huán)流化床鍋爐屬于低溫燃燒，注重對(duì)爐膛的床溫、床壓的控制，以及風(fēng)煤比的監(jiān)視、調(diào)節(jié)與聯(lián)鎖保護(hù)，注重對(duì)影響物料流化、循環(huán)、燃燒的各股風(fēng)量的監(jiān)控，從而確保建立一個(gè)穩(wěn)定的循環(huán)量，保證鍋爐燃燒的灰平衡和熱平衡。本鍋爐燃燒系統(tǒng)調(diào)控的基本原則是：按負(fù)荷要求調(diào)整給煤量；調(diào)煤的原則是加煤前先加風(fēng)，減煤后再減風(fēng)。按負(fù)荷、煤和氧量調(diào)一、二次風(fēng)總風(fēng)量，一次風(fēng)保證物料流化和維持一定的物料循環(huán)量，通過調(diào)整一、二次風(fēng)比例控制爐膛溫度，調(diào)整引風(fēng)機(jī)開度控制爐膛出口的負(fù)壓值。14）鍋爐脫硫鍋爐在燃用含硫量較高的燃料時(shí)，脫硫是通過二次風(fēng)管向爐內(nèi)添加0~2mm的細(xì)粒石灰石來實(shí)現(xiàn)的，由于本燃燒系統(tǒng)采用低溫燃燒，該溫度區(qū)對(duì)脫硫最有利。細(xì)粒石灰石在高流化風(fēng)速下在整個(gè)爐膛內(nèi)與煙氣充分混合接觸，又經(jīng)分離器和返

料器多次循環(huán)利用，石灰石利用率高，脫硫效率高。煤中所含硫分在燃燒后被固化在爐渣中，隨爐渣排出。2.4鍋爐主要參數(shù)（表2-1）表2-1鍋爐主要參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)值備注1額定烝發(fā)量T130調(diào)峰范圍為50-110%2過熱蒸汽壓力MPa5.30允許變化范圍土0.053汽包工作壓力MPa5.754過熱蒸汽溫度°C450允許變化范圍±5C5料層溫度°C850-950不高于1000C，不低于800C6料層差壓KPa7-9正常為&0左右7爐膛差壓KPa0.5-1.08給水溫度C1509一次風(fēng)預(yù)熱溫度C18010二次風(fēng)預(yù)熱溫度C18011冷風(fēng)溫度C20-3012排煙溫度C14013鍋爐效率%90.6714脫硫效率%28715鈣硫比2.516石灰石顆粒度MmW117燃料顆粒度MmW818飛灰含碳量%<819爐渣含碳量%<220燃料消耗量t/h17.48負(fù)荷為130T/H21鍋爐循環(huán)倍率25-3022水壓實(shí)驗(yàn)容積m310123入爐煤粒度要求mm0—102.5設(shè)計(jì)煤種成份分析（表2-2）表2-2鍋爐設(shè)計(jì)煤種成份分析序號(hào)內(nèi)容符號(hào)單位數(shù)值1收到基碳Car%54.392收到基氫Har%3.523收到基氧Oar%6.474收到基氮Nar%0.775收到基全硫Sar%1.16收到基灰份Aar%29.257水分Mar%58揮發(fā)份Var%22.29收到基低位發(fā)熱量QarNET,arKJl/kg21400龍達(dá)化纖熱電廠130t/h鍋爐爐膛磨損原因分析及對(duì)策爐膛磨損現(xiàn)象及原因分析龍達(dá)化纖熱電廠三臺(tái)UG—130/5.3―-M6型循環(huán)流化床鍋爐自2009年投產(chǎn)以來，1#、2#鍋爐受熱面有不同程度的磨損，3#鍋爐投運(yùn)近半年，由于水冷壁磨損嚴(yán)重，水冷壁爆管頻繁發(fā)生，以至于最長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間很難達(dá)到三個(gè)月，嚴(yán)重影響了公司的經(jīng)濟(jì)效益。通過實(shí)際觀察與分析得出，由于衛(wèi)燃帶與水冷壁交界的過渡區(qū)內(nèi)固體物料沿壁面下流，而已爐內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的物料運(yùn)動(dòng)方向相反，因此在這個(gè)區(qū)域會(huì)產(chǎn)生渦流，而下行物料在此區(qū)域流動(dòng)方向改變，對(duì)水冷壁產(chǎn)生沖刷（如圖3-1、圖3-2）。由于此處水冷壁施工工藝不完善，噴涂工藝不合格，存在噴涂死角，不能有效起到提高水冷壁表面耐磨性的作用。并且在噴涂區(qū)域存在不平結(jié)構(gòu)，因此加劇了局部管壁磨損。在運(yùn)行過程中，風(fēng)量過大，使得過渡區(qū)上部物料濃度偏高，物料在下行過程中沖擊水冷壁管，造成此處薄弱環(huán)節(jié)的水冷壁爆管。因此，可以分別從改變近壁流體流動(dòng)形式（降低顆粒下滑高度.使交界區(qū)域表面平滑）提高受熱面硬度角度進(jìn)行防磨，而為了更有效節(jié)約成本，應(yīng)提高運(yùn)行水平來進(jìn)行防磨。圖3-1圖3-1圖3-2防磨措施3.2.1被動(dòng)防磨措施為減輕防磨，通常可以分別從降低顆粒下滑高度，降低灰濃度角度，保持受熱面表面平滑，提高水冷壁表面硬度等方面來采取防磨措施。通常采用的措施有：（1）通過加焊擋板，增加耐火平臺(tái)，加焊直向和橫向防磨片，加焊防磨槽可以降低顆粒下滑高度，使下行物料在下行過程中減慢速度，破壞穩(wěn)定的邊壁層，并能在擋板，平臺(tái)上自然堆積，形成軟著陸區(qū)，減緩煙氣與物料對(duì)水冷壁的沖刷。（2）通過采用改變水冷壁幾何形狀的方式可以保持受熱面表面平滑，讓管防磨可以使固體物料沿壁面平直下流，消除了易磨區(qū)。（3）通過對(duì)易磨區(qū)水冷壁管進(jìn)行防磨噴涂可以提高水冷壁表面硬度,在金屬表面形成硬致密的氧化層,有效減少水冷壁管的磨損和爆管。通過對(duì)以上被動(dòng)防磨措施的分析與選擇，并結(jié)合考慮成本及廠內(nèi)設(shè)備的維修周期問題，龍達(dá)化纖熱電廠從被動(dòng)防磨角度來考慮，在更換了磨損的水冷壁管后，在爐膛前墻拐角進(jìn)行磨損后補(bǔ)焊措施。具體是在耐火防磨以上1.5m范圍內(nèi)采用超音速電弧防磨噴涂技術(shù)進(jìn)行耐磨噴涂，尤其對(duì)水冷壁焊口等局部不規(guī)則表面中噴涂耐磨材料。通過技術(shù)論證，其噴涂材料采用目前國內(nèi)比較先進(jìn)的LX88A超硬耐磨電弧噴涂材料。該噴涂材料是由陶瓷硬質(zhì)相與塑性向相組成的粉粉芯絲材，涂層硬度很高。由于電弧噴涂的噴涂速度越高，涂層化學(xué)成分和硬質(zhì)相含量易調(diào)整，沉積效率高等優(yōu)點(diǎn)以及熱膨脹系數(shù)與普通低碳鋼和低合金的熱膨脹系數(shù)接近，可避免再熱循環(huán)過程中由于熱應(yīng)力作用而造成涂層剝落。并且電弧噴涂與火焰噴涂相比較為靈活，操作成本較低，與此同時(shí)加強(qiáng)了水冷壁的檢修質(zhì)量，徹底消除水冷壁表面存在的缺陷。3.2.2主動(dòng)防磨措施從主動(dòng)防磨角度來講，需要調(diào)整灰濃度、風(fēng)量、灰粒粒度等運(yùn)行參數(shù)以降低受熱面的磨損。此130T/H循環(huán)流化床鍋爐在滿負(fù)荷下的一、二次風(fēng)比例5.5：4.5,爐膛出口含氧量偏高，達(dá)到了4.8%，且爐膛負(fù)壓偏大?？梢钥吹?，由于風(fēng)量過大,使得爐膛過?？諝膺^多,含氧量偏高,并且相應(yīng)增大了爐內(nèi)煙氣流量,使得爐膛內(nèi)煙氣流速過高,造成煙氣攜帶物料量過多,顆粒動(dòng)能增加,使得循環(huán)流化床鍋爐稀相區(qū)顆粒濃度偏高,造成了爐膛過渡區(qū)上部稀相區(qū)磨損較為嚴(yán)重。而由于此循環(huán)流化床鍋爐中摻燒了部分硬度非常高的爐渣，這部分燃料更加劇了受熱面的磨損。因此調(diào)整了部分運(yùn)行參數(shù)，在保證鍋爐出力的情況下，降低了一、二次風(fēng)總量，并調(diào)整了一、二次風(fēng)的比例，比例調(diào)整為5:5左右，而在控制爐膛出口含氧量在3—4%之間。降低了爐膛內(nèi)煙氣流速，會(huì)使得磨損量大大降低。防磨效果通過從被動(dòng)防磨和主動(dòng)防磨兩個(gè)角度來進(jìn)行改進(jìn)，在爐膛及尾部煙道等易磨區(qū)域都采取了相應(yīng)的防磨措施，尤其對(duì)衛(wèi)燃帶與水冷壁管過渡區(qū)域進(jìn)行了技術(shù)的改造，并在被動(dòng)防磨的基礎(chǔ)上對(duì)鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行控制降低磨損。在爐膛過渡區(qū)采用讓管技術(shù)，效果良好，并在上部噴涂了1m高防磨涂層。其噴涂方法采用超音火焰(HVOF)噴涂金屬陶瓷粉末材料(Nicr-cr3c2)，是目前的最佳方案。采用了上述措施后，龍達(dá)化纖熱電廠130t/h循環(huán)流化床鍋爐基本上消除了水冷壁磨損嚴(yán)重的情況，運(yùn)行近6個(gè)月沒有發(fā)生有爆