300MW CFB鍋爐旋風分離器中心筒變形脫落問題分析

練純青+陳浩+鄭秀平

摘 要：旋風分離器是循環流化床鍋爐的重要部件，分離器的分離效率直接關系到鍋爐的安全經濟運行。旋風分離器中心筒變形下移，造成氣體短路引起分離器分離效率下降，分離器中心筒脫落，影響了鍋爐的安全經濟運行。本文針對這些問題，分析了原因并采取了一系列措施，取得了一定的效果。

關鍵詞：旋風分離器；中心筒變形；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.168

循環流化床鍋爐的旋風分離器是循環流化床鍋爐的核心部件之一，中心筒是連接安裝在旋風分離器上部部件，即排氣管。它不僅排出分離后的煙氣，與分離器的外筒體形成環形通道，進入分離器的煙氣繞著中心筒旋轉，在離心力和重力作用下，大部分灰粒被分離出來，送回爐膛，以保證燃料多次循環燃燒反應，含有細灰的煙氣向上折轉成為旋流，由中心筒排出進入尾部煙道。

1 300 MW CFB鍋爐及其分離器

內蒙古京泰電廠采用DG1089/17.45-II1 型鍋爐，鍋爐為循環流化床、亞臨界參數，一次中間再熱自然循環汽包爐、緊身封閉、平衡通風、固態排渣、全鋼架懸吊結構、爐頂設密封罩殼。鍋爐主要由一個膜式水冷壁爐膛，三臺汽冷式旋風分離器和一個由汽冷包墻包覆的尾部豎井（HRA）三部分組成。

2 分離器出現問題分析

2.1 13分離器中心筒變形及參數變化

中心筒變形的影響：

（1）中心筒變形后，爐膛上部差壓低，帶來床溫升高，回料器溫度升高、分離器入口煙溫升高。

（2）影響煙氣流旋轉速度和分布，導致分離效率下降，循環物料濃度降低，鍋爐煙氣飛灰含碳量升高，鍋爐不完全燃燒損失增大，鍋爐效率降低。煙氣中的固體顆粒增加還會使過熱器和煙道受熱面磨損加劇，影響鍋爐的安全運行。

（3）中心筒嚴重變形引起的澆注料脫落，進而使中心筒與煙道接口處超溫燒紅。脫落的澆注料引起回料器回料不暢，回料器振動。

具體參數變化如下：機組負荷315MW，13分離器中心筒脫落時參數有較為明顯的波動，脫落前后參數變化如下：回料器入口靜壓由-0.5KPa突升至1.2KPa；分離器出入口差壓由1369Pa降至1235Pa；回料器料位有波動，由22.5KPa降至20KPa后升高至25.5KPa，穩定約2分鐘后又降至至21.6KPa左右達到平衡狀態；伴隨床壓由5.6KPa降至4.5KPa，爐膛上部差壓由1.15KPa降至0.99KPa，鍋爐床溫由942℃升高至958℃。飛灰含碳量由正常運行時的2.0%左右，降至1.3%左右。

2.2 13分離器中心筒脫落

負荷272MW，鍋爐床壓由5.59KPa快速降低至2.32KPa，降低負荷后無上升，爐膛上部差壓由0.96KPa降至0.15KPa。13回料器入口靜壓值為1.35KPa，床溫由937℃升至981℃。發現參數異常后，采取了降負荷，減少給煤量，同時投入風道油槍穩燃等措施。仍無法維持床壓穩定， 機組解列停機。

2.3 13分離器中心筒變形及脫落分析

變形原因：中心筒上口變形原因為支撐筋板處受力過大，中心筒與出口煙道接口處的耐火材料下沉擠壓中心筒上口處，同時高溫煙氣竄入支撐筋板處，在長時間高溫下引起變形。中心筒下口變形主要原因為下口受熱不均，產生膨脹應力，在煙氣溫度急劇變化情況下，加劇膨脹受力不均。

中心筒脫落原因：中心筒吊掛方式為自由膨脹吊掛式結構，中心筒與出口煙道接口處的耐火材料下沉擠壓中心筒上口處，同時高溫煙氣竄入支撐筋板處，使與中心筒與支架大筋板長時間高溫運行，中心筒與出口煙道接口處耐火材料整體下墜導致中心筒膨脹受阻，中心筒上口變形嚴重，上部密封遭到破壞，在高溫煙氣作用下，導致支架與中心筒之間形成裂紋，在長期的作用下，最終導致完全開裂，支撐起不到作用，中心筒脫落。

3 采取的防范措施及對策

（1）中心筒與煙道接口處采用雙密封，第一層密封采用在支撐支架焊接完后使用扇形板連接成一體，與中心筒大筋板緊密結合；第二層密封在中心筒與分離器下沿結合處增加環形鋼板，中心筒筒體與錐形板之間除膨脹間隙外使用耐火材料填充其余空間。

（2） 支撐支架設計為雙面焊接結構。

（3）為了保護中心筒上口及大筋板，不被耐火材料擠壓變形，一方面在中心筒上口設置δ=10mm環形耐熱鋼板與錐板焊接固定；另一方面中心筒上口筒壁采取加厚鑄造。

（4）中心筒的固定方式為自由吊掛，受溫度影響下膨脹不受阻。

（5）中心筒筒體與錐形板之間除膨脹間隙外使用耐火材料填充其余空間。

（6）鍋爐啟動中，嚴格控制床壓不低于7KPa，床溫溫升率不大于3℃/min，控制床溫；保證煤泥摻煤50%左右；加強飛灰含碳量監測；加強鍋爐排煙溫度，煙氣含氧量不低于2.5%參數監視；加強疏灰系統監視。

（7）正常運行中，維持分離器入口溫度小于980℃運行，入口靜壓不冒正，分離器料位密度正常。

4 結論

經過對旋風分離器中心筒變形和脫落問題分析，采取可靠的應對措施解決了中心筒運行中存在的隱患，保證了旋風分離器的分離效果，延長了鍋爐連續運行的時間，有效提高了鍋爐效率。

參考文獻：

[1]呂俊復，岳光溪，張建勝，楊海瑞等.循環流化床鍋爐運行與檢修[M].北京：中國水利水電出版社，2004.

[2]劉德昌，陳漢平，張世紅，赫俏.循環流化床鍋爐運行及事故處理[M].北京：中國電力出版社，2006.endprint