循环流化床锅炉风帽存在问题及对策.doc

循环流化床锅炉风帽存在问题及对策

摘要：分析了CFB锅炉各种风帽的优缺点。提出在设计、制造方面优化解决风帽磨损、漏渣、定向排渣综合问题的对策。提出了新型优化风帽-环缝回流多喷口定向风帽的设想。
关键词：风帽CFB锅炉
1定向风帽漏渣问题及对策
据不完全统计，我国现有两千余台大中小型循环流化床锅炉应用于火力发电厂。风帽是循环流化床（CFB）锅炉的重要部件，是炉内高温高磨损下的易损部件，风帽的质量直接影响CFB锅炉的流化工况和燃烧的稳定性，是CFB锅炉安全运行的保证。CFB锅炉的布风板风帽一般有以下几种型式：一种是“猪尾巴”式风帽（喷嘴）；一种是定向风帽；另一种是钟罩式风帽；还有一种是蘑菇式风帽。“猪尾巴”式风帽非常适合于炉底中心排渣方式的CFB锅炉。钟罩式风帽在应用时不断在材料、结构、连接方式上作加以改进，更趋合理、耐磨、不漏渣。蘑菇式风帽用在中小型的CFB锅炉上居多。定向式风帽比较适合于风冷选择性侧排渣方式的CFB锅炉，其缺点是在运行中“帽子”容易被吹破，如果大面积出现这种情，会导致浓相区的气流紊乱和堵塞一次风通道。
1.2定向风帽的磨损分析
采用Γ形定向风帽的440t/h级CFB锅炉布风板风帽磨损和漏渣较严重。440t/h级CFB锅炉内密布的Γ形定向风帽(见图1)约2600多只(见图2)。Γ形定向风帽即使不磨破也有漏渣现象，加上磨破的风帽引起严重漏渣，大量的灰渣（床料）经风帽漏至水冷风室及点火风道，越积越多，会堵塞一次风通道，对锅炉正常运行流化危害极大，甚至会被迫停炉；漏渣还会在一次风的扰动下，对水冷风室内衬造成严重磨损，细小颗粒随一次风进入风帽会使其内壁受到磨损。风帽磨损有以下几种情况：
⑴流化的料粒碰撞冲刷风帽外壁使风帽外壁受到磨损，只要风帽材质较好，这种磨损比较缓慢。
⑵漏入水冷风室的灰渣的细小颗粒可随一次风进入风管使风帽内壁受到磨损，只要风帽材质较好，这种磨损比较缓慢。
⑶床上密布的Γ形定向风帽其外壁有可能受到临近风帽的高速气流吹扫会产生严重磨损，这种磨损不但严重而且快速。每次停炉都要仔细检查风帽外壁磨损程度。
通过对近十台已投产440t/h级CFB锅炉定向风帽磨损和漏渣情况的多次调研发现，普遍存在风帽磨损漏渣严重、防磨措施不力和检修工艺不当的问题。最为严重的是上述第3种情况即临近风帽的高速气流吹扫产生的风帽严重磨损。
调研和综合分析后发现Γ形定向风帽存在严重影响机组安全生产的两大缺陷：㈠Γ形定向风帽即使不磨破也有比较严重的漏渣现象，㈡风帽密布导致因临近风帽的高速气流吹扫产生风帽的严重磨损漏渣。
CFB锅炉的用户们——电厂皆呼吁急需改进措施。提高布风板实际工作压降（增大阻力）是减少漏渣的主要改进措施如风帽小孔直径改小、下倾角（小孔轴线与水平夹角）改大、提高一次风量、风压等；多年的实炉运行效果证明钟罩式风帽（其内、外管间形成转折的环缝风）不漏渣且磨损较轻（磨损仍不可避免）；中科院研发的大口径内嵌逆流柱型风帽结构独特也可有效防止漏渣且磨损较轻（磨损仍不可避免）。但因风帽是循环流化床的核心和关键部件，对它的改造必须慎重，失败了则直接和间接损失惨重。从根本上解决Γ形定向风帽磨损漏渣问题，还需锅炉制造厂拿出改造方案，积极研究探索。许多电厂在锅炉制造厂的指导下用钟罩式风帽代替定向风帽。现在出厂的CFB锅炉几乎都采用了钟罩式风帽。
1.3定向风帽的漏渣问题与对策
在Γ形定向风帽彻底改造前：可采用焊防磨套的技术措施解决风帽磨损漏渣问题。
与电厂目前采用的更换风帽的办法相比焊风帽防磨套（耐磨罩）的方案在效果、造价、工期、工艺上都有较突出的优点（见表格）：检修工艺简单、检修费用低廉、检修工期很短、更换件较小，不需要打掉和重浇浇注料因而也不需要考虑烘干养护，施工完后可立即启动机组。每次停炉只要仔细检查风帽外壁磨损程度，对磨损量大于2mm的风帽立即焊上防磨套（瓦），对因磨穿而更换的新风帽也立即焊上防磨套（瓦）。用防磨套的磨损来代替风帽的磨损，不再需要更换风帽。防磨套（瓦或耐磨罩）见图4、5、6。在点焊时选用耐热不锈钢CHE402焊条，耐磨浇注料不平的地方可先围绕风帽根部凿出适当环形槽使防磨套与风帽上部紧密接触。成都兴宇精密铸造有限公司生产的风帽防磨套（耐磨罩）系在给东锅长期配套供货的基础上根据电厂使用情况加以改进，可避免风帽被拦腰磨断。
安装时需注意检查每一个定向风帽的通流面积应相同，消除各定向风帽间存在的阻力不平衡。
更换风帽的办法焊防磨套的方案检修
工艺复杂（打掉浇注料、磨掉点焊处松动风帽、更换风帽、点焊、重浇浇注料、考虑烘干养护）简单（直接点焊防磨套）。检修
费用大（需大量人力加班加点，需要雇佣临工，费用可达风帽采购价的30%左右，因多是抢修、工作环境污染大且苦、脏、累，比预算规定的费用要大）小（只需少量焊工和力工，不需要雇佣临工，