循环流化床锅炉运行负荷调整,300MW循环流化床锅炉炉内管屏 变形的原因及分析

 2019-02-06 16:33:28   |    911   |    循环流化床锅炉   |      
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概述

自20世纪七十年代,CFB锅炉在国内兴起之初,由于其特有的燃料适应性广、燃烧效率高、负荷调节性能好、污染排放物低及灰渣综合利用等优势使其迅猛发展。随着全球节能减排压力的增大,CFB锅炉大型化已向超超临界方向发展,炉内需布置更多的屏式受热面。但长期以来,CFB锅炉炉内管屏变形甚至爆管一直是影响和制约CFB锅炉安全稳定运行的因素,本文通过对300MW循环流化床锅炉管屏变形原因的分析,提出解决管屏变形的措施,从设计、安装、运行等阶段进行优化和调整,有效解决管屏变形问题,并为CFB锅炉大型化发展提供借鉴。

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管屏变形的原因分析

2.1 现象

由于CFB锅炉大型化发展的需要,炉内需布置更多的屏式受热面。这种炉内管屏,国内的锅炉制造厂家都设计为膜式壁结构,有些项目在机组调试期间就出现了管屏变形现象,随着运行时间的增加,变形逐渐加剧,甚至出现爆管,且变形无法修复,后期只能更换管屏。图1为某电厂管屏变形的图片。

2.2 原因分析

2.2 原因分析

2.2.1炉顶密封设计及安装不合理,膨胀受阻

通常,设计上,炉内管屏下端与水冷壁固接,热态运行时管屏自下而上膨胀,考虑到管屏壁温与水冷壁壁温的差异,管屏上端采用膨胀节密封。但实际上,热态运行时由于密封设计安装不合理,膨胀节刚度过大等因素,使管屏的膨胀力无法克服其上部的重量而造成膨胀受阻。

2.2.2屏间管子壁温偏差较大

由于CFB锅炉炉膛内热负荷沿宽度和深度方向存在偏差,加之同屏内管子长度的差异,造成实际运行时同屏管间也存在较大的壁温偏差,热应力使管间膨胀不同,导致管屏变形。

2.2.3管屏吊挂装置选型不合理

由于管屏上端为自由端,对于过热器和再热器,管屏与水冷壁壁温差较大,管屏膨胀量较大,特别是低负荷运行时,管壁得不到介质的充分冷却,产生更大的膨胀差,吊架的选型上未考虑低负荷工况及管屏需要克服的膨胀力,使得吊架所选用的荷载及位移量偏小。同时,单点吊挂也易造长期低负荷运行,炉内高温管屏管子壁面得不到管内蒸汽的充分冷却,导致管壁温度升高,同时管间流量偏差增大,壁温偏差增加,造成炉内高温管屏变形。

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改进措施及效果

针对上述管屏变形的原因,采取相应的应对措施,可有效解决管屏变形问题

3.1 优化炉顶密封结构,避免膨胀受阻

管屏顶部密封结构设计时,既要考虑密封效果,防止烟气外漏,又要考虑制造安装阶段可能产生的偏差。设计阶段,改进顶部的密封板结构,选用合理的密封填料,避免管屏向上膨胀时的卡涩。为保证炉内管屏的自由膨胀,在过热器、再热器管屏穿顶棚处设置膨胀节,通常如果选用金属膨胀节,其刚度较大,而管屏热态运行时,随着壁温的提高,刚性下降,将金属膨胀节改为非金属膨胀节,既能保证密封效果,又可避免管屏因膨胀受阻而变形。

3.2 合理计算,减少管屏间壁温偏差

3.2.1减少蒸汽侧流量分配不均匀

炉内管屏的结构特点决定了其流量偏差远大

于尾部烟道对流过热器,因此管屏的设计时要选用较高的质量流速。另外,根据集箱长度内的静压特性,可通过调整蒸汽引进引出方式,调整蒸汽侧的流量偏差。

3.2.2建立传热模型,确定烟气侧传热偏差

建立烟气侧的传热模型,通过对炉内管屏的分段计算,得到不同负荷下工质温度和和管壁温度的分布特性。

3.2.3调研已投运机组的壁温数据,修正计算结果

调研已投运机组壁温情况,消除管屏壁温偏差。通过对已投运锅炉的壁温情况进行收集,对其炉内布置的再热器屏和过热器屏的壁温数据进行汇总,得到管屏壁温变化规律,通过计算分析,得到各负荷下管屏的热负荷偏差情况。在新工程设计时,用有限元法对管屏做壁温计算,通过改进蒸汽引进引出方式,调整集箱管接头规格,使汽水侧偏差与热力偏差相互抵消,防止内外侧吸热不均。

3.3 精准计算,合理选用吊架

按管屏的实际尺寸,建立力学模型(见图2),准确确定受热管屏的几何中心,充分考虑不同负荷下的管屏与水冷壁的壁温差,合理确定吊架的型式和位置。由于管屏上端为自由端,对于过热器和再热器,管屏与水冷壁壁温差较大,吊架选型上,要考虑管屏的自重、膨胀力及实际运行状态需要克服的阻力。同时,单点吊挂易造成管屏的失稳,可根据管屏的宽度,设计为双吊架或多点吊挂结构(见图3)。

结合热力计算,确定合理几何尺寸

结合热力计算,确定合理几何尺寸

3.4 结合热力计算,确定合理几何尺寸

通过对不同负荷下对受热面的传热计算,充分考虑管屏烟气速度、质量流速,炉膛温度等对传热系数及壁温的影响,合理确定管屏几何尺寸,包括管径、节距、管屏长度及材质,既要满足壁温不超温,又要保证壁温偏差不超差。

3.5 调整运行,避免长时间低负荷运行

通常,低负荷下,CFB锅炉炉膛下部燃烧减弱,上部温度升高,容易出现管屏超温。为防止炉内管屏超温,应尽量避免长时间低负荷运行,同时增加壁温测点,密切监视壁温变化情况,及时做燃烧调整。

3.6 改进效果

实践证明,采用上述优化措施后,管屏变形问题可得到有效解决。

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结论

1)通过优化和改进炉顶密封结构,加强对安装过程的控制和检查,采用柔性更好的非金属膨胀节,可有效避免管屏上部热态膨胀受阻。

2)通过计算蒸汽侧流量分配、烟气侧传热偏差,并根据实际已投运机组的运行数据修正,消除管屏壁温偏差。

3)增大吊架荷载,考虑不同工况下管屏的热态位移,根据管屏宽度选用双吊架或多吊架。

4)确定管屏几何尺寸时,需充分考虑管屏的刚度,增强抗变形能力。

5)考虑低负荷运行的风险,尽量避免上时间的低负荷运行。

文献信息

郎丽萍,郭建明,侯学伟.300MW循环流化床锅炉炉内管屏变形的原因及分析[J].锅炉制造,2018(06):10-12.

循环流化床锅炉运行负荷调整视频

www.paleishi.com循环流化床锅炉低负荷运行经验.flv

拓展阅读

循环流化床锅炉负荷,循环流化床锅炉技术问答:http://www.guoluliuhuachuang.cn/xh/50.html

循环流化床锅炉系统图,循环流化床锅炉燃烧优化:http://www.guoluliuhuachuang.cn/xh/43.html

[75t循环流化床锅炉原理]某热电厂扩建项目的环保节能型循环流化床锅炉选型方案分析研究:http://www.guoluliuhuachuang.cn/xh/18.html

相关问答

问:循环倍率与循环流化床锅炉负荷的关系是什么?

答:对于循环流化床锅炉,改变循环倍率可以改变锅炉负荷。降低循环倍率可使理论燃烧温度上升,降低水冷壁的传热系数,保持炉膛出口温度不变。随着负荷不降,循环倍率随之下降。当循环倍率达到1/3~1/4负荷时,循环流化床锅炉按鼓泡流化床方式运行、物料循环量为零,这样可以保证汽温、汽压在允许范围内。

问:循环流化床锅炉如何调整燃烧温度

答:主要有给煤调节;配风调节;排渣调节;返料量调节等四种基本手段。影响炉温的主要因素是给煤和配风,排渣量和返料量也会直接影响床温。一般控制床温不使用改变物料循环量的方法,主要是通过调整给煤量和风量配比来实现。稳定负荷运行时,可以小幅改变风量和煤量,或同时改变来调节床温。温度太高则减煤或增风,太低则相反。

问:循环流化床锅炉怎样降低煤耗

答:如何降低供电煤耗,针对锅炉专业主要是控制燃煤煤质及入炉煤颗粒度和运行中的燃烧调整。
在运行中,控制好燃煤煤质,保证入炉煤的颗粒度70~80%在9mm以内,避免大颗粒的煤进入炉膛;同时严格控制燃煤的水分,保证水分含量合格。如果条件允许的话,建议尽量烧4200大卡以上的煤,保证燃煤的发热量。
  下一步,在运行调整中,应根据锅炉负荷需要调整一、二次风量,但风室风量不允许低于最低流化风量,二次风量作为氧量的调节手段同时也是燃烧调整的辅助手段。在低负荷时,床温不易控制,二次风对床温的影响较大,应尽可能关小。播煤风风量也应减少,以保证一次风量,以满足床料流化均匀。当根据煤质及给煤颗粒度、锅炉负荷、床温因素影响进一步优化锅炉一次风量、二次风量、氧含量及一二次的配比

用户评论

来自[宜州]的客户:2019-03-06 14:01:15
包装很严实,安装卖家很细心讲解,好产品,

来自[贵州]的客户:2019-02-27 18:28:58
非常好用,价格比别的厂优惠,上门安装,在犹豫的朋友们可以果断下单了。

来自[云浮]的客户:2019-02-17 12:49:19
炉子很早之前就和这边联系过了 也到厂里实地考察过了 周围的一些淋浴圈的朋友 也是使用的这种炉子而且效果很不错 之前我也去过别的厂去考察了解过这边专业知识和产品使用真正效果 才是真的打动我的 很不错 我自己也很不屑于做托 好就是好

来自[牡丹江]的客户:2019-02-16 23:09:36
发货非常及时,第2天上午就送到了,安装师傅认真仔细,安装到位,特意用了几天再来评价,使用效果非常好。

来自[彭州]的客户:2019-02-12 21:38:38
用了才上来评价,这个炉子很好用,很方便,厂家服务也很好。

来自[阿图什]的客户:2019-02-09 13:10:32
机器不错,洗得很干净!以后会推荐给朋友!

来自[图们]的客户:2019-02-08 15:33:48
发货很快,卖家态度也很好,很满意!

来自[九江]的客户:2019-02-08 11:53:06
看到卖家有锅炉证才决定买的,装好后用起来确实不错,谢谢卖家!

来自[句容]的客户:2019-02-07 21:58:03
我家的是去年买的,去年最冷的时候,房间里暖暖的,看孩子穿着运动衫在房间里轮滑,幸福感爆棚。 附近好多自家有小楼房的都去我家观摩、询问, 这一台是帮大伯哥买的,可惜不能上传照片,他家为了迎接锅炉做了个豪华版底座。 真的很棒,店家也很棒,天津到淄博运送这个大家伙,三天就到了。 专业的我不懂,就知道有了这台锅炉,这几年都不用畏惧严寒,当然,还要准备好充足的煤炭。

来自[昆山]的客户:2019-02-07 15:42:11
造型新颖,操作方便,经济实惠

来自[琼海]的客户:2019-02-07 14:02:02
操作简单,服务好,技术型老板,合作愉快!

来自[增城]的客户:2019-02-07 12:34:35
温度直线上升的话 可以考虑断煤处理 但要注意断煤时间 一般温度上升不是很快了 就应该适量给煤了 还有就是排渣 减少料床厚度

来自[上虞]的客户:2019-02-07 10:07:19
质量可靠 操作方便

来自[唐山]的客户:2019-02-07 01:54:10
不错 !

来自[十堰]的客户:2019-02-07 01:03:30
试用了很好,比想象中的还要好,很满意

来自[福清]的客户:2019-02-06 20:30:46
价联物美

来自[铁力]的客户:2019-02-06 17:29:14
非常好 非常满意 还会再来

来自[调兵山]的客户:2019-02-06 16:44:29
锅炉已经安装好了,开始烧了,真的很省煤,客户经理很好,有问必答,如宣传的一样好