摘要:循環(huán)流化床鍋爐具有燃燒劣質燃料的特性,其承壓部件的磨損勢必增加,有針對性的對磨損部位進行原因分析和采取有效防范措施,可以提高機組的運行可靠性和經濟性。文章論述了循環(huán)硫化床鍋爐承壓部件磨損的原因及采取的措施。
關鍵詞:循環(huán)硫化床鍋爐;承壓部件磨損;鍋爐受熱面磨損;鍋爐檢修
中圖分類號:TK228 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2012)10-0107-02
循環(huán)流化床(簡稱CFB)鍋爐具有優(yōu)良的環(huán)保性能,調峰能力強,燃料適應性也很廣,不僅可以燃用煙煤等優(yōu)質煤種,而且可燃用發(fā)熱量較低的各種劣質燃料、煤矸石等。由于燃用煤矸石等劣質煤,勢必增加鍋爐的磨損,為減少爐內磨損,提高機組的運行可靠性、經濟性,對受熱面磨損的情況進行了認真的分析,并從多方位采取有效的措施,均不同程度地提高了受熱面的運行壽命。
一、鍋爐系統(tǒng)設備簡介
廣東寶麗華電力有限公司135MW循環(huán)流化床鍋爐系哈爾濱鍋爐廠有限責任公司生產,采用單汽包、自然循環(huán),一次再熱、高溫旋風分離器、平衡通風、后墻回料閥給煤技術。
鍋爐主要由爐膛,高溫絕熱分離器,自平衡“U”形回料閥和尾部對流煙道組成。采用床上床下聯(lián)合點火的啟動方式,位于爐前采用兩臺風冷鋼帶式冷渣器。
爐膛內的蒸發(fā)受熱面采用式水冷壁,同時布置了雙面水冷壁。爐膛內布置有8片屏式二級過熱器和六片屏式熱段再熱器,爐膛底部是水冷布風板,其上布有布風均勻防堵塞、防結焦的大直徑鐘罩式風帽。
高溫絕熱分離器、回料腿、自平衡“U”形回料閥構成了循環(huán)物料的返料系統(tǒng)。
尾部對流煙道只布置了三級過熱器、一級過熱器,冷段再熱器,省煤器和空氣預熱器。
過熱蒸氣、再熱蒸氣均采用噴水減溫的方式調節(jié)汽溫,過熱器系統(tǒng)布置二級噴水,再熱器系統(tǒng)布置一級。
配風分一、二風并由各自的風機供風,采用分級配風。一次風經布風板給入,二次風噴口布置于爐膛密相區(qū),給煤、石灰石系統(tǒng)的密封風均取自二次風。
啟動燃燒器共四只,其中床上兩只,床下兩只。油槍均為回油式機械霧化油槍,燃用#0輕柴油。
二、鍋爐受熱面磨損情況
#1機組自2004年投運以來,在不同部位有不同程度的磨損,最嚴重的磨損為爐前、后墻水冷壁、雙面水冷壁、風帽和尾部吊掛管,磨損和的主要部位有:
(一)吊掛管迎風面磨損
正對為部煙道入口第一排掉掛管的迎風面嚴重磨損成直角形,個別吊掛管爆管,主要原因是煙氣流速過高,加裝的防磨罩沒有按照施工工藝施工,所以在每次停爐時應嚴格檢查防磨板是否彎曲和脫落,有問題立即處理。
(二)爐膛下部防磨板區(qū)域的磨損
在防磨板的上端,大量的防磨板被磨成凹形缺口,這是由于廠內制造、運輸、儲存和運行膨脹受阻鼓起,其外表面超過φ60mm管子外表面被下降灰流磨損造成的。為防止防磨板的磨損,防磨板可采用δ=3mm不銹鋼制成,同時防磨板下沿與耐磨材料上沿有3mm的間隙。在防磨板區(qū)域水冷壁管間的,個別地方磨出孔洞,且許多地方都有磨損的痕跡,這可能是由于耐磨材料上沿因下降灰流形成的渦流磨損所致,究竟如何處理還有待研究。
(三)爐膛上部雙面水冷壁區(qū)域的磨損
#1機組爆管發(fā)生于2005年8月15日,雙面水冷壁下集箱穿后墻處右側澆筑料上平臺及前側面上部不同程度脫落,使平臺上表面變得凹凸不平,物料在下落過程中反彈到后墻中部水冷壁上,致使水冷壁管子(20G、Φ60×6.5)被挖鑿減薄爆管,鑿口約有兩個黃豆粒大小,高壓水流噴出并進一步沖刷雙面水冷壁的右側和附近的后墻中部水冷壁管,造成十余根管子磨削相當嚴重,共換管7根,因為磨口靠近澆筑料上平臺,在更換水冷壁管子時,不得不將上部分澆筑料打去以便于施工,在更換完管子后,重新澆筑。開始我們也沒有找到真正原因,而是認為下降過程中的物料在此處形成漩渦造成對對受熱面的急劇磨削,所以處理措施為:在雙面水冷壁東側面和后墻夾角的受熱面上首先采取噴涂措施,后加上1Cr18Ni9Ti的防磨蓋板,但在2006年1月份的停爐檢查中發(fā)現(xiàn),防磨蓋板的頂端和水冷壁管過渡處,均有被物料挖鑿形成的凹坑,有1~2mm深不等,若任其發(fā)展,不久還會造成磨損爆管,所以我們將防磨蓋板取下的同時對凹坑進行補焊并打磨光滑。結合大小修,我們對鍋爐雙面水冷壁在爐前、爐后第一、二、三根在骨料上部局部磨損,靠近骨料前后墻的第一根水冷壁磨損,更換成變徑管10根,屏式再熱器穿墻處骨料附近的4根管子更換為變徑管,并加裝防磨防罩,取得了較好的效果。
三、防止循環(huán)硫化床鍋爐承壓部件磨損的措施
循環(huán)硫化床鍋爐受熱面磨損原因、現(xiàn)象、程度與煤粉爐相比相差很大,如何將這種磨損降到最低點是擺在我們面前的一個課題,下面淺論關于減少水冷壁磨損的一些措施:
(一)在日常運行過程中應注意的問題
1.控制適宜的風量。循環(huán)流化床鍋爐的運行基于流態(tài)化的高溫物料懸浮燃燒。風量的大小將直接影響到鍋爐的安全運行;理論上講,運行風量略高于最小流化風量即可。
2.杜絕野蠻啟、停爐。強行降溫、急劇升溫、快速升壓都危及到鍋爐的安全運行。鍋爐故障停爐后,急于檢修,強制通風降溫,由于各部位的膨脹系數不一致、溫度不一致,很容易造成爐墻、爐管的損壞。另外,在鍋爐啟動時,急于求成,快速升壓、升溫,膨脹不到位,損壞鍋爐。特別是點火初期,過早投煤造成煤炭爆燃,床溫驟然升高。強大的熱沖擊,造成耐火材料快速膨脹,產生皸裂或金屬焊縫拉傷。
3.控制好入爐煤。循環(huán)流化床鍋爐的安全運行要求有良好的燃燒破碎、篩分系統(tǒng),以保證進入流化床的煤粒在要求的顆粒度范圍內(一般要求顆粒度在0~13mm范圍內)。如顆粒度過大、過小,甚至超大,都會給運行操作帶來困難,另外,顆粒度增大,則會加劇水冷受熱面的磨損,從而導致鍋爐運行周期大大縮短。因此,燃料顆粒度的大小,對循環(huán)流化床鍋爐的正常運行有著非常直接的影響。
(二)鍋爐檢修方面
1.嚴格執(zhí)行鍋爐檢修規(guī)程,做到鍋爐逢停必檢,每次停爐都對爐內受熱面進行認真檢查,主要檢查澆注料的完整性以及雙面水冷壁、過熱器、再熱器與澆注料相臨的管子的磨損情況,密相區(qū)與水冷壁交界處水冷壁磨損減薄情況,鰭片的密封情況,更換處理不合格的防磨護瓦。
2.認真檢查清理水冷壁管影響物料流動的障礙物,如清理打磨鰭片搭接凸臺、澆注料的突出部分等。
3.通過熱處理使表面硬化,提高易磨部件的耐磨性;通過噴涂工藝,提高管子表面的耐磨性能。
四、結語
上述方法均不同程度地提高了鍋爐受熱面的壽命,綜上所述,磨損問題應從主動性和被動性兩方面來解決。主動性是指從設計上降低煙氣流速和降低粒子的濃度、避免容易引起磨損的結構。被動性是指增加易磨損部位的耐磨性來延長鍋爐的壽命,從而被動地解決磨損。
關于循環(huán)流化床的磨損問題我們已經有了基本的認識,但要徹底地解決磨損,達到和煤粉爐同樣的壽命,還要做進一步的努力。
參考文獻
[1]哈爾濱制造廠135MW循環(huán)流化床鍋爐說明書[S].
[2]黨梨軍.循環(huán)流化床鍋爐的啟動調試與安全運行[M].中國電力出版社,2002.
[3]廣東寶麗華電力有限公司集控運行規(guī)程[S].
作者簡介:廖祥國(1969-),河南商城人,廣東寶麗華電力有限公司梅縣荷樹園電廠總工程師,電氣工程師,研究方向:電廠管理。
(責任編輯:葉小堅)