CFB鍋爐布風板導風管磨損情況分析及技改優化

摘 要：通過分析某300MW循環流化床（CFB）鍋爐布風板風帽導風管在運行中發生的問題以及處理方法，針對風帽導風管設備出現的問題進行了研究和改造，提出了徹底解決的辦法，為以后300MW循環流化床鍋爐布風板風帽導風管改造提供依據。

關鍵詞：300MW循環流化床鍋爐;布風板風帽導風管;磨損情況;技改

1引言

大型循環流化床鍋爐布風板裝置龐大，風帽數量多，風帽及導風管結構不一，所對應的阻力也不一，阻力的大小對鍋爐的正常流化和燃燒起到關鍵的作用，它的阻力大小直接影響鍋爐的安全穩定，布風板阻力大，增加風機電耗，流化質量下降，磨損加劇，布風板阻力小，床面穩定性不好，氣流不均，流化惡化，床溫偏差大等。所以只有保證布風裝置中的布風板阻力合理，才能保證鍋爐的正常流化和燃燒。

2風帽導風管磨損情況

某公司#4爐為引進型300MW循環流化床機組，鍋爐布風板為水冷式布風板，風帽采用鐘罩式，導風管為直管封口，管壁外開有三排小孔。布風板的阻力主要由導風管小孔和外罩小孔決定，合理的設計能夠使得鐘罩式風帽具有良好的阻力特性。經過6年的長時間運行，風帽及導風管發生了不用程度的磨損和變形，阻力變小，導致后期運行過程中，床壓的不穩定性逐漸增大，翻床現象越來越嚴重，迫使一次風機出力增大，同時床溫也發生了變化，前中后床溫偏差大，嚴重影響機組安全穩定運行。停運后檢查發現主要是導風管小孔磨損嚴重。如圖1：

圖1 導風管孔徑磨損

3原因分析：

鐘罩式風帽導風管的磨損與旋轉式空預器漏風大，飛灰攜帶量大有直接關系，漏灰大導致一次風中灰份大，長期運行飛灰進入導風管小孔處進行沖刷，使導風管小孔呈不規則變形。右側導風管磨損更加嚴重，主要由于空預旋轉攜帶過來的飛灰首先進入右側風道所致。布風板的阻力就會發生分區，阻力小的區域，風量大，風帽磨損繼續加重，阻力大的區域，風量小，出現流化死區，甚至結焦。被迫運行人員采用大的一次風量運行，保證鍋爐的安全穩定，更加惡化了風帽及導風管的磨損。

4 改造評價及方案：

改造的前提是一定要保證阻力合理的情況下進行，其次根據現場位置和停運的時間來共同進行實施。經過論證和計算決定將在布風板50cm以上的導風管切除，更換新的導風管，小孔直徑不變，導風管管徑由原來的￠59mm變為￠49mm，其風帽及導風管的高度不變，將新的導風管插入并焊接固定。小孔不變，阻力就不會變化，只是導風管管徑處阻力有所增加。通過這樣的方式，在兼顧考慮工程量和工期的同時達到解決導風管磨損的問題。相對于直接更換導風管的方法，省時、省力、省錢。

布風板阻力主要由兩部分組成：沿程阻力損失和局部阻力損失。

4.1沿程阻力損失

導風管內阻力損失、導風口孔壁摩擦阻力損失、風帽腔內摩擦阻力損失、風帽孔壁摩擦阻力損失。計算公式如下：

式中，k-局部阻力系數

Wo-標準狀態下氣體流速

Yo-標準狀態下氣體平均重度，?。?2.68）

β-氣體體積膨脹系數，取273/1

t-氣體平均溫度

4.2局部阻力損失

流體進入導風管時的局部阻力損失、流體由導風口進入風帽的局部阻力損失、當流體經過風帽的局部阻力損失。局部阻力系數根據流體所流經的結構形式來進行考慮，

式中，λ-摩擦阻力系數

L-管道長度

de-通道的當量直徑

布風板導風管阻力改造前后變化計算

通過導風管管徑改造后在一次風量不變的情況下，導致阻力增加766.4Pa、風帽內

部流速降低19m/s、導風管內流速增加7.8m/s。

4.3改造方案如下圖：

如圖2、3：

圖2 改造前風帽芯管 圖3 改造后風帽芯管

5 改造后效果

5.1布風均勻性提高

布風板阻力的大小直接關系到布風均勻性的好壞，鍋爐布風板阻力設計值為9.2kPa，管徑縮小后布風板阻力由原來的7.4 kPa提高到9.4 kPa，改善了改造前阻力偏低的情況。

5.2改造后床溫的影響

改造后由于布風均勻性得到提高，鍋爐的床溫較改造前降低了15℃左右，床溫低運行對

于爐內脫硫、脫硝具有積極的影響。

6 結論

1）通過技術改造后，爐內流化質量提高，床壓運行平穩，翻床現象得以解決，床溫偏差減少，安全性大大提高。

2）通過技術改造后，床溫整體較修前降低約15℃，對污染物的低排放起到了很大的作用。兩臺一次風機每年節電為6000V*30A*2*4000h=144萬千瓦時，兩臺二次風機的年節電為108萬千瓦時，風機電耗降低約0.3%，供電煤耗降低約1g/Kwh。

3）此次改造避免了打砸澆注料徹底更換導風管，減少了人力和財力的投入，檢修時間也大大縮短，為機組早日啟動創造了有利條件，節約檢修費用約50萬元。

參考文獻

[1]蔣敏華，肖平.大型CFB鍋爐技術[M].1版.中國電力出版社，2009.

[2]黃中.CFB鍋爐鐘罩式風帽磨損及漏渣原因分析.熱力發電.2014

[3]黃中.循環流化床鍋爐優化改造技術[M].1版.中國電力出版社，2019.

作者簡介：劉建國（1980-），男，本科，中級工程師，主要研究方向為鍋爐燃燒