郭志兵

(河北華電石家莊熱電有限公司，石家莊 050041)

河北華電石家莊熱電有限公司(簡稱“石家莊熱電公司”)4臺DG 410 t/h循環(huán)流化床鍋爐原布風(fēng)板風(fēng)帽為“Γ”型定向風(fēng)帽，自2003年投產(chǎn)以來，風(fēng)帽漏渣、磨損的問題一直未能從根本上解決，對鍋爐連續(xù)、安全、可靠運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重影響。

1 風(fēng)帽改造前存在的問題

改造前，在爐膛布風(fēng)板上順列布置了3 293顆“?！毙投ㄏ蝻L(fēng)帽，見圖1。

圖1 “Γ”型定向風(fēng)帽結(jié)構(gòu)示意(單位：mm)

1.1 風(fēng)帽磨損

原設(shè)計采用的定向風(fēng)帽在結(jié)構(gòu)布置上為后排風(fēng)帽噴口直接對前排風(fēng)帽，造成了風(fēng)帽直接吹損。風(fēng)帽吹損后，失去定向作用，形成無規(guī)則射流，引起空氣動力場紊亂，不僅影響流化質(zhì)量，而且加劇了風(fēng)帽的磨損，形成惡性循環(huán)。同時，一次風(fēng)攜帶漏入風(fēng)室的細(xì)床料高速通過風(fēng)帽，加速了對風(fēng)帽的沖擊磨損。

1.2 風(fēng)帽漏渣

由于“?！毙投ㄏ蝻L(fēng)帽的結(jié)構(gòu)原因，其自身阻力較小，當(dāng)風(fēng)壓波動時，部分物料會被回吸進(jìn)入風(fēng)室，導(dǎo)致風(fēng)室內(nèi)積渣。漏入水冷風(fēng)室的渣在一次風(fēng)的作用下，對水冷風(fēng)室和點火風(fēng)道內(nèi)耐火澆注料造成強(qiáng)烈沖刷，導(dǎo)致大量耐火澆注料層損壞、脫落。大量漏渣在平衡風(fēng)室和水冷風(fēng)室被一次流化風(fēng)攜帶高速通過風(fēng)帽，加速了對風(fēng)帽的沖擊磨損?！哀ぁ毙投ㄏ蝻L(fēng)帽使用壽命較短，每次停爐(每年2次)檢修均需要更換和補(bǔ)焊風(fēng)帽200～300個，耗費(fèi)大量人力、財力。

2 風(fēng)帽的改造情況

小口徑柱狀式鐘罩風(fēng)帽可使?fàn)t膛布風(fēng)更加均勻，有效改善流化質(zhì)量，提高燃燒效率；能從根本防止風(fēng)帽磨損、漏渣，因此石家莊熱電公司在此次鍋爐改造方案中采用此種改進(jìn)型鐘罩風(fēng)帽。小口徑柱狀式鐘罩風(fēng)帽分為風(fēng)管、套管、鐘罩三部分，見圖2，風(fēng)管材質(zhì)為ZG1Cr20Ni14Si2，套管的材質(zhì)為ZG1Cr20Ni14Si2，鐘罩的材質(zhì)為A297HK。此類風(fēng)帽的尺寸較小，可以在布風(fēng)板上布置更多風(fēng)帽，提高了風(fēng)帽間隙區(qū)氣流速度，避免了粗顆粒的沉積，改善了布風(fēng)質(zhì)量。

在風(fēng)帽間距改造設(shè)計中，受布風(fēng)板結(jié)構(gòu)的限制，風(fēng)帽橫向間距無法改變，只能調(diào)整縱向間距。在保證風(fēng)速恒定、床料流化均勻的情況下，不僅應(yīng)避免間距近導(dǎo)致風(fēng)帽對吹產(chǎn)生的磨損，以及流化不良產(chǎn)生流化死區(qū)，影響正常燃燒，而且還應(yīng)

圖2 小口徑柱狀鐘罩風(fēng)帽結(jié)構(gòu)示意(單位：mm)

兼顧布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，使改造工作量達(dá)到最小。經(jīng)反復(fù)計算各部分的尺寸及阻力，采用下列方案進(jìn)行安裝改造：工地安裝風(fēng)帽時，在原布置風(fēng)帽的基礎(chǔ)上每隔1個點取消1個風(fēng)帽，用鋼板封焊，并將布風(fēng)板風(fēng)帽開孔擴(kuò)大，風(fēng)帽總數(shù)由3 293個減少至1 700個；安裝柱狀風(fēng)帽時，將相鄰風(fēng)帽開孔錯開(錯列布置)。

3 風(fēng)帽改造后運(yùn)行效果分析

3.1 布風(fēng)均勻性試驗

通常布風(fēng)板阻力越大，布風(fēng)越趨于均勻，但布風(fēng)板阻力大到一定程度時，對布風(fēng)均勻性改善的意義不大，反而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的電耗過大。此次改造設(shè)計中布風(fēng)板的阻力計算值取為5 500 Pa。在鍋爐分系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束后，進(jìn)行流化試驗，依次啟動各風(fēng)機(jī)對床料進(jìn)行流化，當(dāng)流化風(fēng)量達(dá)到臨界值時，床壓開始明顯上升，平衡風(fēng)室壓力下降，爐內(nèi)開始呈現(xiàn)流化狀態(tài)。采取大風(fēng)量對床層進(jìn)行2次擾動后，迅速減小所有一次風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)出力直至停止。通過人孔門觀察爐內(nèi)情況，料層十分平整，說明布風(fēng)均勻性非常良好。

3.2 點火初期溫度檢測

點火初期，由于沒有排渣，床料橫向流動弱，床層溫度測點指示(共13個床溫測點)最高與最低點偏差不大，只有在單側(cè)油槍投運(yùn)時，造成爐膛兩側(cè)整體床溫偏差。隨著負(fù)荷的升高，給煤機(jī)全部投運(yùn)，鍋爐連續(xù)排渣后，床溫逐步趨向一致，爐膛溫度梯度分布合理，未發(fā)生過熱器超溫、排煙溫度升高現(xiàn)象。

3.3 風(fēng)帽排渣情況監(jiān)測

由于新安裝風(fēng)帽外觀結(jié)構(gòu)簡單，且風(fēng)帽數(shù)量比原系統(tǒng)減少一半，風(fēng)帽間隙增大，有利于粗渣的排放。通過排渣試驗以及冷渣器正常投運(yùn)后排渣情況來看，小口徑柱狀式鐘罩風(fēng)帽排渣順暢。而且此次改造將冷渣器出口與尾部煙道強(qiáng)負(fù)壓區(qū)用管道連接，在冷渣器中形成一股從爐內(nèi)高壓區(qū)至尾部煙道的強(qiáng)氣流，使冷渣器過渣順暢，不容易在入口堵渣。

4 結(jié)束語

小口徑柱狀式鐘罩風(fēng)帽有效改善了爐內(nèi)空氣動力工況，布風(fēng)、流化均勻，排渣順暢，無漏渣現(xiàn)象，磨損程度降低，灰渣、飛灰含碳量明顯減少，避免了定向風(fēng)帽形成的旋流、渦流、射流造成的爐內(nèi)空氣動力流場紊亂對水冷壁的沖刷磨損。改造后的鍋爐風(fēng)帽流化特性好，布風(fēng)均勻，床壓在7～10 kPa時運(yùn)行穩(wěn)定，在煤質(zhì)發(fā)熱量較低時，可維持滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。