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        結焦、磨損對循環(huán)流化床鍋爐運行的影響分析

        2015-05-30 15:23:18張永亮
        科技創(chuàng)新與應用 2015年16期
        關鍵詞:循環(huán)流化床鍋爐結焦磨損

        張永亮

        摘 要:我國的循環(huán)流化床鍋爐從1988年第一臺35t/h中溫中壓鍋爐發(fā)展今天1000多噸高溫超高壓鍋爐,已有將近20多年的發(fā)展史,目前國內循環(huán)流化床鍋爐運行中常見問題為結焦、磨損、積灰、出力不足,國際上這項技術在大型火力發(fā)電廠,小型垃圾處理廠,農林廢棄物處理利用等領域已得到廣泛的商業(yè)應用,并向更多的領域里面發(fā)展,可以這么認為,今后數年仍將是循環(huán)流化床高速發(fā)展的一個重要時期。

        關鍵詞:結焦、磨損;循環(huán)流化床鍋爐;運行分析

        1 循環(huán)流化床鍋爐的結焦問題

        1.1 鍋爐結焦原因

        循環(huán)流化床鍋爐結焦的部位一般多發(fā)在爐床或者是返料器,主要原因有循環(huán)流化床鍋爐采用的燃料煤種的灰熔點太低,鍋爐運行中流化工況不佳,運行中一次風量保持太小,低于最小流化風量,使物料不能很好流化而堆積,低于了最低流化風量,并且風壓不穩(wěn)定;鍋爐運行控制中床溫過高,運行人員調整失誤,燃料煤中大塊太多或有異物;鍋爐啟動前未對風帽詳細檢查,有局部堵塞現象;返料系統(tǒng)中返料器風門未開或風壓不夠;鍋爐放渣不及時,料層維持太厚,導致鍋爐局部流化不好;鍋爐放渣量過大會料層太薄,局部床料被吹穿,也會導致爐內局部溫度變化過大,引起結焦;燃料顆粒度變化,制備破碎設備有問題,未及時發(fā)現,未及時調整。而停爐結焦一般由于爐內的燃料未燃盡時而停止供給風量,例如:停止返料風機過早造成了結焦。煤種變化大引起,可以這么認為,煤的灰分大是一個有利條件,即使分離效率低,也能保持循環(huán)物料的平衡,而煤的揮發(fā)份低則不利,遇到揮發(fā)份低的煤種時可以將煤的顆粒調整細一些,便之能到懸浮段燃燒。

        1.2 鍋爐結焦的現象

        循環(huán)流化床內,從觀察孔中可以看到有白色的火花,鍋爐爐床上局部流化不好;從入孔或觀察孔可見渣塊物,鍋爐爐床上結焦嚴重時,鍋爐帶不上負荷,處理明顯降低,爐床溫度不正常地升高,鍋爐爐床結焦嚴重時整個流化床床面形成一片。鍋爐風壓表指顯示波動劇烈,鍋爐返料器結焦時,旋風返料器不返料形成堵灰,導致鍋爐床壓降低,床溫不能穩(wěn)定,返料器溫度測點不正常升高等等。

        1.3 鍋爐結焦處理及預防

        鍋爐操作人員及時調整燃燒,增大一次風量,加大流化速度;如果料層后引起的應加大放渣量,以排除爐床內焦塊和煤帶入的異物;如果是料層薄引起的結焦,及時關閉放渣系統(tǒng),適當降低流化風量,但是不能低于最低流化風量,從床料系統(tǒng)中補充床料,降低爐床內的溫度;旋風返料器結焦先用釬子捅,效果不明顯可待壓火或停爐時打開入孔門用鉤子將焦塊取出;結焦嚴重經多方處理無效可壓火或停爐處理,停爐后冷卻過程中禁止停一次風機,主要是要保護風帽,待溫度降至550℃以下方可停一次風機;待爐膛冷卻后組織人員清焦,清焦后全面檢查正??芍匦录哟擦宵c火。

        預防的手段主要有,煤種改變前,要提前針對煤種出臺調整措施,燃料分析要準確,燃料顆粒要控制好,運行人員加強技術培訓,減少誤操作的可能,每臺循環(huán)流化床鍋爐的燃料特性必須清楚,不能超過鍋爐設計的運行床溫也是防范結焦不可缺少的措施。燃料的制備系統(tǒng)的選擇不當,燃料級配過大,粗顆粒份額較大,造成密相床超溫而結焦。如果燃料級配過小,細顆粒太多,則會使循環(huán)流化床鍋爐變成煤粉爐的燃燒工況,所以選擇燃料的制備系統(tǒng)是一個防止結焦不容忽視的問題。

        2 循環(huán)流化床鍋爐磨損問題

        2.1 存在的問題

        循環(huán)流化床磨損問題是困擾循環(huán)流化床鍋爐的一個難題,據資料統(tǒng)計循環(huán)流化床鍋爐停爐原因有,30%是因為金屬磨損后發(fā)生泄漏,或是澆柱料脫落后所引起的磨損造成的,磨損嚴重的部位一般發(fā)生在爐膛上部出口區(qū)域、爐膛內四個角落、爐膛內澆注料和水冷壁結合處及尾部煙道內布置的受熱面:過熱器、省煤器等等。

        2.2 預防辦法

        怎樣預防這些問題的發(fā)生呢?首先是制造廠應在易磨損的部位應用噴涂的技術,在鋼管表面噴涂國產45CT金屬合金絲材涂層,絲材主要成份:Cr(含量40-45%)、Ti(<4%)、余量為Ni及其他微量等,硬度:HRC≥45,噴涂層厚度一般為0.6-0.7mm。噴砂工藝要求,噴涂前首先清理金屬物表面污雜物,例如:氧化皮、油漆涂層、鐵銹、油脂、污垢等,金屬物必須看到非常均勻的金屬光澤度。工作面清潔度達到GB8923-88《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》中規(guī)定的Sa2.5-3.0級。粗化表面:為了使熱噴涂涂層與基體的結合以機械結合為主,這就要求金屬面有一個粗糙度,或者說是粗化表面。表面粗糙度達到GB11373-89《熱噴涂金屬表面預處理通則》規(guī)定的RZ30-50μm。

        其次是在爐膛煙氣轉彎處,旋風分離器及回料閥等部位應用耐高溫的防磨銷釘和防磨耐火材料,使這些地方的澆柱料更堅硬、結實、耐磨,澆柱耐火材料施工時所選用的水源不能是含鹽份較高的海水,而必須采用自來水或者可飲用的淡水,因為含鹽高的海水不利于澆柱料的凝結,影響澆柱料的使用壽命,所以選擇好澆柱料的水源也至關重要。

        再次烘爐鍋爐必須嚴格執(zhí)行烘爐方案,不能隨意更改烘爐階段的溫度及升溫曲線,鍋爐啟停是否合理也是關系到耐火材料使用是否正常關鍵環(huán)節(jié),尾部煙道的磨損關鍵是選擇好吹灰器設備,防止尾部受熱面積灰,最后強調的是必須嚴格執(zhí)行鍋爐啟停操作規(guī)程。

        最后是鍋爐設計過程中,應根據燃料的特性,布置好尾部的受熱面,粘結性的燃料或者水分大的燃料,應考慮順列布置受熱面,減少鍋爐運行過程中的尾部省煤器處的積灰可能。

        3 結論

        循環(huán)流化床鍋爐結焦、磨損主要做好以前工作:(1)燃料分析的時候,認真分析灰的特性,選擇好燃料的制備系統(tǒng)。(2)鍋爐設計選型很關鍵,鍋爐材質要考慮妥當,受熱面布置方式要合理。(3)鍋爐煙道內吹灰器選型也是非常關鍵的。(4)鍋爐澆注料施工及養(yǎng)護要根據鍋爐的實際情況進行。(5)鍋爐的防磨噴涂要全面考慮鍋爐的部位及噴涂的工藝和材質等因素。(6)提高運行操作技能,加強技術培訓,減少誤操作。

        4 建議

        當前為了確保循環(huán)流化床鍋爐能夠滿負荷乃至超負荷運行,徹底解決循環(huán)流化床鍋爐結焦、磨損等問題,這是鍋爐設計工程師,制造廠家和使用鍋爐的企業(yè)三者共同攜手才能解決好的問題,經過多年的實踐和反復的論證,循環(huán)流化床已經在不斷總結創(chuàng)新,變成了比較成熟的階段,對很多問題的原因分析及其看法也逐漸達成了一個共識,設計單位對設計的鍋爐要跟蹤使用情況,鍋爐制造廠家要總結鍋爐使用過程中暴露的問題,鍋爐使用單位要做好總結及反饋工作。

        參考文獻

        [1]ISBN7-5083-1677-0.鍋爐設備運行技術問答[M].中國電力出版社,2004,3.

        [2]ISBN978-7-122-08108-7.生物質發(fā)電[M].化學工業(yè)出版社,2010,6.

        [3]ISBN7-120-02339-X/TK.333.鍋爐運行[Z].遼寧省電力工業(yè)局,1994,6.

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