CFB鍋爐風帽改造及試驗研究

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(華電大同第一熱電廠有限公司，山西 大同 037039)

CFB鍋爐風帽改造及試驗研究

趙建忠，李寶，趙勇東，黃永剛

(華電大同第一熱電廠有限公司，山西 大同 037039)

鐘罩式風帽存在的問題與現場安裝、運行控制和日常檢修息息相關，文中針對某廠循環流化床鍋爐鐘罩式風帽存在的問題進行分析研究，改造應用新型耐磨防漏渣風帽，完成了布風板阻力試驗和料層阻力試驗。結果顯示，改造后風室漏渣和流化不均徹底消除，改造取得了圓滿成功，相關研究可為今后循環流化床鍋爐同類改造參考。

循環流化床鍋爐；鐘罩式風帽；改造；試驗；研究

0 引 言

文中兩臺480 t/h循環流化床鍋爐自投產以來風帽磨損嚴重，每次檢修均需要大量更換，風室也長期存在漏渣，由于風帽外罩小孔容易堵塞，造成部分區域流化不良。在鍋爐日常檢修時，風帽是檢查的重點，消耗了大量備件，維護成本高。

為了徹底解決風帽存在的問題，這個廠委托中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司對鍋爐風帽進行了改造并開展了冷態試驗。改造后的運行結果顯示，鍋爐在各種風量下均可以安全穩定運行，磨損和漏渣問題得到了根治，風帽改造取得了良好效果。

1 鍋爐設備概述及風帽存在的問題

這個廠循環流化床鍋爐由爐膛、高溫絕熱分離器、自平衡“U”形回料器和尾部對流煙道組成。鍋爐主要技術規范見表1，結構示意圖如圖1所示。

鍋爐設計有水冷布風板，風帽采用鐘罩式(如圖2所示)，整個布風裝置上安裝風帽715個，風帽之間的水平節距和垂直截距均為270 mm，由于鍋爐已經累計運行8年，風帽磨損嚴重，在實際的使用過程中多次出現外罩小孔磨損和堵塞、外罩破裂、內芯管斷裂和脫落錯位。

表1 鍋爐主要技術規范

圖1 鍋爐結構示意圖

圖2 鐘罩式風帽結構圖

2 風帽問題分析

鐘罩式風帽是目前使用較多的一種風帽，該風帽由芯管和外罩兩部分組成，其芯管穿過布風板固定，風帽固定在芯管的上端，風帽的外罩四周開有數個外孔。由于孔徑較大，因此不易被顆粒堵塞，風帽一般鑄造而成。鐘罩式風帽特有的結構可以有效防止物料漏入風室，其風帽數量少、使用壽命長、便于檢修。

鐘罩式風帽存在的問題與現場安裝、運行控制和日常檢修息息相關。安裝時一般要求外罩小孔對沖布置，以減少灰渣沉積，防止氣流直接對相鄰風帽壁面的沖擊。風帽芯管與外罩的接觸部分有安裝螺紋，可以通過螺紋調節風帽高度并對風帽進行更換，但由于風帽所處工作環境惡劣，螺紋之間容易出現卡死、變形。因此，實際使用中并不能保證風帽的完全對沖布置，這就造成了一些風帽外罩小孔容易沖蝕磨損。

磨損發生后，往往會造成布風板阻力分區，即有些區域的阻力小、風量大，風帽磨損加重；有些區域的風量小、出現流化死區，甚至結焦，為了避免發生結焦，運行人員往往采用大風量運行，又加劇了風帽的磨損。

3 風帽改造實施方案

結合風帽運行現狀，該廠委托中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司對鍋爐設計了風帽改造方案(風帽結構如圖3所示)，應用了專利技術的新型耐磨防漏渣風帽。該方案選取了較低的風帽外罩小孔速度以降低外罩磨損，通過芯管小孔調節布風板阻力以保證布風板具有良好的阻力特性。特別對風帽外罩小孔區域進行了加厚，以提高其耐磨性和使用壽命。將風帽外罩風孔向下傾斜20°，減少相鄰風帽風孔的擾動，減少床料反竄；風帽芯管上端部利用端板焊死，防止風帽脫落從芯管漏渣，便于安裝施工。材質方面采用鑄造方式進行加工，外罩統一采用ZG40Cr25Ni20，芯管采用CPH20。

圖3 改造方案簡圖

4 改造后試驗

為衡量改造效果，進行了布風板阻力試驗和料層阻力試驗，通過這些試驗可以了解布風板阻力特性，為運行人員提供參考，同時還能夠獲取臨界流化風量等關鍵控制參數。

鍋爐布風板阻力曲線如圖4所示，可以看出鍋爐在180 000 Nm3/h風量下，冷態和熱風溫度200 ℃時的布風板阻力分別為3 317 Pa和5 037 Pa。 對于大型CFB鍋爐而言，熱態運行時的布風板阻力一般為4～5 kPa，顯然鍋爐布風板阻力適中，與設計值相當，不會出現風室漏渣和流化不均等問題。

圖4 布風板阻力特性曲線

從圖5的料層阻力特性曲線可以看出，在料層厚度為900 mm時的鍋爐的臨界流化風量約為70 000 Nm3/h，在流化風量為85 000 Nm3/h條件下，停運風機后進入爐內觀察，床面均勻性較好。相關技術指標均較改造前大幅度下降，由于改造方案消除了風帽漏渣問題，一次風量可以維持在較低水平。

圖5 料層阻力特性曲線

5 結 論

循環流化床鍋爐運行中需要建立起穩定的物料循環，布風板上的風帽對于實現這一過程至關重要。針對某廠風帽存在的問題，設計了改造方案，完成了改造，取得了圓滿成功，為國內同類型改造提供了很好的參考。

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RetrofitandExperimentalStudyofCFBBoilerAirNozzle

ZHAO Jian-zhong, LI Bao, ZHAO Yong-dong, HUANG Yong-gang

(HuadianDatongthefirstPowerPlantCo.,Ltd.,Datong037039,China)

Bell-type air nozzle problems and installation, operation control and daily maintenance is closely related to this paper circulating fluidized bed boiler factory bell-type air nozzle Problems were analyzed, the transformation of the application of new wear-resistant anti-leak bell-type air nozzle, completion of the air distribution plate resistance testing and material layer resistance tests. The results showed that, after the transformation of air box leakage flow of slag and eliminate inequality, the transformation was a complete success, and the research may transform circulating fluidized bed boiler of similar reference in the future.

CFB boiler; Bell-type air nozzle; Retrofit; Test; Research

10.3969/j.issn.1009-3230.2014.003.006

2014-01-11

：2014-01-28

趙建忠，山西大同人，工學學士，工程師，華電大同第一熱電廠有限公司副總經理。

TK229.4

：B

：1009-3230(2014)03-0026-03