摘要:本文以某循环流化床锅炉设备为对象,首先简要分析了其改造后所呈现出的主要优点,探讨了改造前所存在的突出问题,指出了改进措施,望能为此领域研究有所借鉴。
关键词:循环流化床;锅炉设备;管理问题
1.某厂锅炉概况
某场UG35/39-M8锅炉于1991年投产,原先各设计参数主要为:过热蒸汽温度440℃,额定蒸发量34t/h,给水温度103℃,锅筒内蒸汽工作压力42kgf/cm2,给水压力46kgf/cm2,连续排污率5%,热空气温度139℃。而在燃煤要求上,即WP5.52%,P0.62%,HP3.15%,CP57.60%,AP28.085%,QHP3458kcal/kg,干燥无基挥发分为Vr14.11%。由于链条锅炉在煤种方面有着比较严格、苛刻的要求,在当前能源日趋短缺,烟煤价格持续走高的大环境下,经系统化论证于考察,最终选择对此锅炉实施全面改造,将其改造成更加高效、实用的循环流化床锅炉。
2.循环流化床锅炉改造后的主要优点
(1)将流化床锅炉炉膛的分离器数量增加之后,能够收集一些飞灰,将其返回至炉膛,来增加燃烧,因而可以促进燃煤燃烧效率的提升,并且还能有效降低灰渣的含碳量,增大燃煤的煤种范围。(2)将前后拱及布风板拆除掉,并安装在负3m层,这样可使炉膛有效容积得到增加,并且还能增加总有效容积,扩大吨气有效容积。(3)下部适当增加埋管,而在整个蒸发吸热量当中,埋管占比>40%;因此,当选用的燃料有着低热值时,能使锅炉满负荷出力,并且还能获得超负荷能力。(4)有着比较高的燃烧效率。
3.锅炉改造前所存在的突出问题
(1)锅炉从之前的链条锅炉改造成更加高效且低倍率、低温分离的循环流化床锅炉,此时的循环燃料系统没有处于正常的运行状态,另外,飞灰回燃系统有着比较短的寿命周期。(2)在埋管上面设置飞灰回料口,当系统处于运行状态时,埋管上部炉膛的热量,被埋管吸收,因此,此部位始终保持着较低的温度,且相比固定碳最低着火的温度还要低。受此影响,会出现回燃效果比较差的情况出现,难以实现循环燃烧。(3)由于将锅炉给煤口设置于埋管的上方,使得送入到燃烧室中的细煤在进炉后,便落于料层上,在短时间内烘干后,被烟气快速且大量带走,因而造成了比较高的煤耗以及较低的锅炉热效率,此外,还存在比较差的煤质适应性。这不仅会造成煤口没有设计播煤风,而导致燃烧出现不均匀情况。(4)埋管有着比较多的受热面,太低的埋管位置,导致燃料区有着比较快的降温速度,较大程度影响着煤炭燃尽质量。另外,还需要指出的是,因料面上层处在进管中间位置,存在过大的吸热,这对煤炭的燃烧十分不利,会造成烟气将大量煤炭飞灰带走的情况。(5)炉门位置设计欠佳,在煤口下方设置炉门,非常容易出现被高温炉料烧毁的情况,除此之外,还会引起停炉情况,这对于设备的高效生产,会造成较大影响。
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4.改进措施
(1)针对飞灰循环回燃系统来讲,其所选择的是中温分离方式,也就是在低过后面安装分离器,选择高耐磨并且多管高效的旋风分离器。而对于多管分离器来讲,其结构可以选择平行四边形,即各管有着相等的长度,有一致的阻力,以及相同的烟气流场。将梯型结构的分离器形式予以改变,比如各根管有着不等的阻力与长度,较低的分离效率,导向叶片与分离筒相连接,没有间隙,没有出现烟气短路状况。为了能使分离效率得到大幅提升,可以采用高温陶瓷材料来制作出烟管、导向叶片与分离筒,此种材料除了耐磨、耐热之外,还有着比较长的使用寿命,通常情况下,其使用寿命长达5年。而针对支撑板来讲,可以选择耐热合金钢,其可耐温度大于600℃,且抗氧化,有着比较高的强度。针对分离筒而言,其分离半径大于125mm,而在具体的烟气流速上,可达30m/s,另外还有比较小的切割半径,较高的分离效率。(2)在在一、二段省煤器间安装原分离器,把分离器安装于低过后分离温度大于500℃,旋风分离能够借助旋转烟气的扰动,使其原先的灰包碳结构被打破,还会引起高温返料情况。因此,这对于飞灰的燃尽非常有利,可获得较高的分离效率,通常能够达到97%,热效率大于86%,循环倍率可以达到6~7倍。另外,还需要指出的是,将循环系统回料口设置在后床埋管的下方位置,使其与风帽之间的距离达100~120mm,这样有助于回料飞灰进入高温炉料区,提高燃烧充分率。(3)因有着比较多的埋管,这些埋管会在炉料当中不断传热,且有着比较大的降温,形成较差的燃烧稳定性;另外,针对上层炉料来讲,其质量较轻的细煤于埋管空隙中沸腾,因可以快速吸热,且不容易燃烧,因而会大量带走烟气,造成比较大的煤耗量。尤其是提高负荷,或者是增大风量时,此情况会更加严重。对此,割掉下层埋管,将料层燃烧空间增大,并使埋管受热面积适当性的减少,从而达到有效控制埋管受热面积的目的。(4)将后水冷壁原先被割掉的水冷壁管恢复,这样能使炉膛蒸发量、受热面得到提升。因炉膛有着比较大的燃烧空间,而且还能在中心带燃烧,因此,水冷壁不会较大程度影响到燃烧空间,可以吸收大部分的辐射热。(5)对炉膛下部混凝土上梁柱进行重新设计与改造,把布风板、风室设置于工字钢梁上,并留一定的膨胀空间,能够保证锅炉处于高温运行状态下的稳定、安全运行。
5.结语
综上,循环流化床锅炉作为一种应用比较宽泛的设备类型,其在整个工业生产中发挥着举足轻重的作用。但在对其进行管理时,如果出现不妥当的情况,那么会出现各种各样的问题。因此,需要及时进行改进与创新,提高其运作质量与效率,将其作用与效能最大化发挥出来。
参考文献:
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[3]张鲜俊,刘长禄,钱宏利,等.循环流化床锅炉受热面磨损控制和预防[J].设备管理与维修,2010(4):26-28.
论文作者:高伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/26
标签:锅炉论文; 流化床论文; 炉膛论文; 烟气论文; 较高论文; 情况论文; 分离器论文; 《电力设备》2018年第29期论文;