淺談循環流化床鍋爐返料器風帽和風室優化改進

張中奇+叢斌

關鍵詞：循環流化床 返料器風帽 風室優化

前言：

山東豐源通達電力有限公司安裝的無錫華光鍋爐廠生產的240t/h循環流化床鍋爐的返料裝置為：返料區域的風帽為71個、風帽的出風孔為6孔、出風孔的直徑Φ=3mm。松動區域的風帽為79個、風帽的出風孔為3孔、出風孔的直徑也是Φ=3mm。單側為150個，雙側共計300個。

根據世界各國的循環流化床鍋爐返料器結構、風帽布局、風帽孔的大小和多少情況看，這種結構和形式的風帽不算太好。根據循環流化床鍋爐旋風分離器的分離原理和返料器內的風帽分工原則看也不算合適，總而言之應該改進一下。

優化改進方案分析：

我們都非常清楚的知道，循環流化床鍋爐與沸騰爐、鼓泡床鍋爐最大的區別就是物料的分離與循環系統。沸騰爐和鼓泡床就是由于沒有物料的分離與物料的循環系統已被淘汰?？梢娢锪系姆蛛x和循環系統重要性有多大。循環流化床鍋爐雖然是在沸騰爐的基礎上發展起來的，可是由于它增加了物料的分離與循環系統，發展的速度越來越快。在我國僅僅經過二十多年的時間，目前就有許多臺300MW高溫、高壓機組投入商業運行，可見循環流化床鍋爐的發展速度是非常快的。

循環流化床鍋爐的循環系統，主要是將旋風分離器分離下來的物料送回到流化床的密相區。我們又知道，流動的高溫煙氣和煙氣中攜帶的不同直徑的物料，在離開爐膛出口時該處的壓力基本是在0 ～ -10Pa左右，當沿著切線方向進入到旋風分離器內時，在旋風分離器內的高溫煙氣和攜帶的物料進行了有效的分離，分離后的煙氣和少量的較細的灰沿中心筒進入到了尾部煙道。而被旋風分離器分離出來的物料就會沿著分離器的內壁向下滑。根據工藝流程分析可知，在旋風分離器內煙氣和物料分離的整個過程中都是在負壓區里完成的。在負壓區分離出來的物料，再送入到具有一定微正壓力的流化床密相區是一個較難的技術問題。在目前各國諸多的循環流化床流派中，比較適用和優秀的而且被廣泛認可的，就是美國福斯特惠樂公司生產的外置式高溫旋風分離帶“U”型返料器的爐型，其他國家的許多流派都基本被淘汰，或者都靠攏到了這種流派上，我們國家生產的循環流化床鍋爐也是如此。

“U”型返料器肩負著將旋風分離器分離下來的。具有較高溫度和一定級配粒度的物料，源源不斷地送回到流化床密相區的任務。循環流化床鍋爐的燃燒理論，決定了爐膛下部的密相區是一個微正壓區域。把負壓區域的物料送入到微正壓區里去，這就是“U”型返料器的工作任務和特點。我們為了讓“U”型返料器能較好的完成這個任務，我們必須給“U”型返料器創造一個較好的工作環境和給“U”型返料器一個更大的返料力量，只有這樣才能確?！癠”型返料器的運行正常，才能完成鍋爐設計人員和使用人員交給他的任務，才能使爐子運行的更穩定，否則都是一句空話。我們改“U”型返料器內的風帽、風室、所有的配風、放灰管的目的就在這里。一是改善它的工作環境；二是充分提高它的返料能力；三是防止它把較細的物料再次產生二次飛揚，也就是說不能把這些細灰浪費掉；四是確保放灰系統的順暢和好用，從而確保爐子的安全、經濟、穩定運行。

貴廠的“U”型返料器內的風帽設計的出風孔太小和太多，不能有效的將分離下來的物料有效、及時的返送到爐膛的密相區。有時很可能會造成返料中止后堵返料器的事故發生，沒有設計出一個很好風帽出風孔、沒有一個合適的返料風量布置格局，想將鍋爐在運行中所有的物料都源源不斷送到爐內的密相區那是很難辦到的，所有的風帽都在一個風室同等壓力下一起工作非常亂。所以需要返料風大的地方，沒有大起來，而需要返料風較小的地方，卻沒有小下來。致使負荷大時一不注意就會產生堵灰，負荷小時容易產生物料的二次飛揚。不論返料器的堵灰還是物料的二次飛揚，對循環流化床鍋爐的安全、經濟、穩定的運行危害都非常大。所以我根據美國福斯特惠樂公司鍋爐設計的原理，又針對“U”型返料器的返料原理與理論、運行中極易出現的問題， 進行反復計算和多次試驗，經過改造后的返料器風帽、風室、和配風效果非常好。經過改造后的幾十臺爐子檢驗，一舉送走了返料器堵灰停爐事故。改造后的爐子運行負荷也有不同程度的提高，飛灰中的可燃物也有所下降，鍋爐運行效率和廠用電率都有相應的提高和下降。所以我建議您們一定將鍋爐廠配供的這種直吹的（出風孔雖有10°的下俯角度）小孔徑多眼式不銹鋼風帽，改造成我們用準奧氏體合金鋼鑄造的風帽，確保使用壽命在五年以上，風室永遠不落灰、風帽孔也不會堵、確保爐子的安全、經濟、穩定運行，確保改后不會發生堵灰事故。我們還建議在改風帽和風室的同時，一同把返料器內的放灰管改成我們用準奧氏體合金鋼鑄造的放灰管，這樣放灰管這一設備至少確保使用十年沒有問題。

結束語：

各位領導我一同傳去的第二頁上那個圖自下而上的那一束灰流，就是我們準備通過改返料器內風帽后，準備消滅的二次飛揚的較細的物料，這部分細灰對我們鍋爐的運行好處太多啦，對爐子帶負荷非常有用，我曾在多個電廠、多種場合、多次說過旋風分離器分離下來的這些細小的物料，就是循環流化床鍋爐的軟黃金，就是需要我們必須保護好的東西，如果不去進行改造風帽、不保護好這些軟黃金，讓這部分軟黃金白白的浪費掉實在是可惜和太不應該。從某各方面講也是一種失職和對事業的不關心。我設計出的風帽將對爐子的安全、經濟、穩定運行非常有好處。endprint