75t/h循環流化床鍋爐返料系統存在問題及改造措施

湯永平

（貴州開磷遵義堿廠，貴州 遵義 563000）

1 返料系統存在的問題

貴州開磷遵義堿廠現有四川鍋爐廠生廠的C75-3.82/MX型循環流化床鍋爐1臺，該型鍋爐的返料系統送風裝置為絕熱+母管支管式配風裝置，返料氣源來自鍋爐控制床溫、料層和流化的型號為SFG75—1NO18.4D 1350的一次風機，風壓為19.4 kPa，系統流程示意簡圖見圖1。

該系統存在的問題是返料不順暢，返料系統每月都會出現一二次的返料系統堵塞，尤其在鍋爐調整負荷一次風量改變時，極易發生堵塞，引起鍋爐物料循環系統無法返料，導致鍋爐床溫無法控制，床溫溫差波動幅度達100℃左右，爐膛出口溫度與床溫相差300℃左右，床壓波動達2.0～3.0 kPa，因無返料，床壓很難控制，導致循環流化床鍋爐無法運行，操作稍有不當，就會導致鍋爐結焦事故的發生，此時，鍋爐蒸發量嚴重下降，蒸發量為75 t/h的鍋爐只有每小時十幾噸的蒸發量，靜電除塵器捕捉下來的飛灰全是灰黑色，飛灰燒失量達30%及以上，引起耗煤量增加，標煤耗量達170 kg/t（蒸汽），煤質消耗量增加，且嚴重影響后續生產系統的正常運行。一旦出現返料器堵塞，要疏通返料器，一般需要10人用3天左右時間進行疏通，將返料器內裝滿的不少于20 t的爐料通過?89的放料管放出，用手推車推向渣池，同時，還需另派6人進入爐內用2 h將床料清理干凈，再派4人篩選床料，16人同時將新的經過篩選的七八噸的床料送入爐膛進行重新布料。然后，再按鍋爐的啟動程序重新啟動鍋爐。在處理此事故期間，為了不影響生產，只有開經改造后的2#鍋爐維持生產。

2 原因分析

由于該爐的返料系統采用絕熱+母管支管式配風裝置，配風管一端固定在返料器的墻體上，一端懸空，返料風的流向向下，通過與返料器底面接觸后再托起返料在輸送風的作用下送回爐膛再次燃燒，冷態未變形前布風管示意，圖見圖2。由于返料的溫度高（850～950℃），使配風管在高溫環境作用下材質強度、硬度均降低，發生軟化，在松動風和輸送風共同反向力的作用下發生向上變形的翹曲反應，從而改變風的流向，見圖3，使輸送風無法將床料全部送回爐膛，而在料腳內發生反吹現象，導致料腳高度增加，此時，返料風壓也同時增加，當料腳高度增加到一定程度時，完全克服了風機的風壓，從而導致返料風機壓頭增高，返料風流量減少，直至流量為零，此時，返料系統完全停止返料，鍋爐無法正常運行[1]。

3 改進措施

將絕熱+母管支管式配風裝置改造為絕熱+風帽結構回料系統，由耐磨耐火層+絕熱+保溫層+鋼板構成。耐磨耐火層采用耐磨耐火澆注料，絕熱層采用絕熱澆注料，保溫層采用硅酸鋁纖維氈。回料閥體支撐在構架的橫梁上。回料風室焊接在回料閥體底部，回料風室上設有回料風的管。回料風總管上裝有止回閥防止停爐時飛灰倒流影響羅茨風機的運行，同時，在各返料器支管上設有電動調節閥和流量計[2]。回料閥配風采用型號為3L4WC的高壓羅茨風機（1開1備，帶變頻調速），風壓為49.9 kPa。因接口變化，只需現場適當調整配風總管，從而保證連接。原回料閥的配風總管利用現有的部分，現場只需將羅茨風機出風口接入原配風總管即可使用。回料布風板采用20 mm的材質為12Cr1MoV的耐熱珠光體不銹鋼板開孔而成，防止飛灰的磨損。布風板上均勻開設回料風帽的插入孔，風帽接合現場實際，采用長柱形風帽，材質為耐高溫耐磨損的ZG8Cr26Ni4Mn3NRe。現場安裝只需將風帽插入布風板安裝孔就位后點焊即可使用。返料系統改造后的示意圖見圖4。

4 改造后的使用效果

（1）回料閥用絕熱非機械式回料密封閥，保證回料暢通，滿足了鍋爐的料腳高度密封和防止爐內布風床上料層反竄的需要，密封效果良好，返料動力足夠，床壓無踴動現象，床壓平衡；

（2）回料通道保證回料通暢，耐高溫、耐磨損和防粘結。回料系統改造后運行至今，未出現返料器堵塞現象，保證了鍋爐的長周期安全穩定運行，為后續生產裝置提供了可靠的用汽保證；

（3）回料閥結構設計中通過控制回料風給入方式、位置和風量，松動風和輸送風用中間墻隔開，避免了因局部溫度過高而結焦。保證了運行中料位自平衡能力，防止在壓力脈沖時，煙氣反竄，保證了物料傳輸的穩定性。

（4）回料閥及回料管外壁溫度低、強度高、熱應力小，能有效避免回料閥和回料管開裂，保證回料閥長周期穩定運行。

（5）回料器改造部分外表溫度低于55℃，達到了國家節能要求。

5 效益核算

（1）如每月最少發生1次返料系統堵塞事故，則返料系統清灰人工費用為10（人）×3（每天3班次）×3（天）×100（100 元/人·班次）=9 000（元/次）。

（2）清理風帽、篩渣、往爐膛裝渣，每次需20人，0.5個班次，則每次發生的費用為 20×0.5×100=1 000（元/次）。

（3）鍋爐停爐置換用脫鹽水20 t/h，置換時間3 h，脫鹽水 6.25元/t，則脫鹽水費用為 20×3×6.25=375（元/次）。

（4）鍋爐點火用0#輕柴油，鍋爐點火時間為4 h，每小時耗油 400 kg/h，輕柴油 7 500 元/t，則每次點火用輕柴油費用為：400×4÷1 000×7 500=1.2（萬元/次）。

（5）每次點火時，一次風機 450 kW，引風機500 kW，需4 h；高壓給水泵250 kW需1 h，每次點火電費耗用量為（450+500）×0.55×0.8×4+250×0.55×0.8×1=1 782（元/次）。

（6）1#鍋爐停用，為了不影響生產，必須開經過改造的2#鍋爐，由于2#鍋爐型號為C180-3.82/MX，蒸發量為180 t/h，經改造后型號為C100-3.82/MX，蒸發量為100 t/h，由于是大改小（未改前的最低蒸發量為130 t/h），改造后最低蒸發量為70 t/h，由于受下游生產負荷的影響，每小時需要的蒸發量為35 t/h左右，則每小時需排掉蒸汽35 t/h，則每次停爐損失費用為 35×6.25×24×3（脫鹽水費用）+35×（119×7 000÷5 500÷1 000）×24×3×560（煤耗）+（1 250+1 000+500+500）（風機、泵功率）×60%（調速后的效率）×80%（機械效率）×24×3×0.55÷2（電費）=26.03（萬元/次）。

綜上所述，全年按每月至少1次停爐計算，則返料系統改造后每年可節約費用計算如下：（0.9+0.1+0.037 5+1.2+0.178 2+26.03）×12=341.35（萬元/年）。

［1］路春美，程世慶，王永征.循環流化床鍋爐及設備與運行.北京：中國電力出版社，2003.

［2］郝繼紅，李建鋒.循環流化床鍋爐磨損機理及防治.北京：中國電力出版社，2008.

［3］岑可法，倪明江，等.循環流化床鍋爐理論設計與運行.北京：中國電力出版社，1998.