循环流化床锅炉结焦 330MW循环流化床锅炉前墙稀相区磨损分析及策略

 2019-02-08 14:57:53   |    633   |    循环流化床锅炉   |      
[导读]:本文(《330MW循环流化床锅炉前墙稀相区磨损分析及策略》)由来自禹州的网友投稿,并经由本站(循环流化床锅炉)结合主题:循环流化床锅炉结焦,收集整理了众多资料而成。主要记述了水冷壁,循环流化床锅炉等方面的信息。相信从本文您一定可以获得自己所需要的!

1

锅炉的主要参数 

本文研究的某电厂的两台CFB锅炉为东方锅炉有限公司生产的循环流化床锅炉。该锅炉采用循环流化床燃烧方式,高温分离物料,固态排渣,干式输灰,自然循环,平衡通风。锅炉前墙配备十二片屏式过热器管屏和六片屏式再热器管屏,后墙配备两片水冷蒸发屏和十五片膜式小蒸发屏。锅炉采用前墙给煤的布置方式,后墙与尾部竖井之间装备返料系统,后墙有4台冷渣器,每台锅炉配套三路石灰石给料系统。锅炉的主要参数如下表。

表1锅炉主要参数

锅炉主要参数

数据

锅炉主要参数

数据

过热蒸汽流量(B-MCR)/(t/h)

1100

再热蒸汽进/出口温度(B-MCR)/(℃)

331.6/541

过热蒸汽流量(BRL)/(t/h)

1047.6

再热蒸汽进/出口温度(BRL)/(℃)

325.6/541

过热蒸汽压力/(Mpa.g)

17.4

给水温度/(℃)

280.7

过热蒸汽温度/(℃)

541

石灰石耗量/(Kg/h)

17.68×10

3

再热蒸汽流量(B-MCR)/(t/h)

916.413

空气量(m3/h)

989.15×10

3

再热蒸汽流量(BRL)/(t/h)

870.214

烟气量(m3/h)

1054.27×10

3

再热蒸汽进/出口压(B-MCR)/(Mpa.g)

3.9/3.72

床温(℃)

920

再热蒸汽进/出口压(BRL)/(Mpa.g)

3.698/3.523

2

锅炉磨损分析

2.1磨损机理

    CFB锅炉水冷壁磨损机理一般分为三种:

(1)贴壁磨损:沿四壁下落的物料颗粒对管壁的磨损,其磨损量较小。其中有下落过程中遇到到耐火材料与水冷壁的交界台阶位置、遇到穿墙位置、遇到变形位置等情况,只要不形成大的涡流,其磨损量均较小。

(2)冲击磨损:在风的作用下,上行的物料根据分离器的出口情况,产生的侧向磨损,其磨损量较大。

(3)旋流磨损:沿四壁下流的物料颗粒与上升的物料颗粒之间形成旋流,对水冷壁管产生旋流磨损,包括与相关突出位置的方向改变,其磨损量较大。

如果物料颗粒度小且均匀,则磨损量小,如果颗粒度大,磨损会比较严重。

 2.2 磨损位置及现象

CFB锅炉水冷壁常规磨损区域主要集中在炉膛耐火材料交界处的水冷壁管、炉膛四角水冷壁管以及后墙烟窗。本文研究分析的锅炉磨损位置发生了较大变化,两台炉均在前墙水冷壁的稀相区至顶棚区域发生大面积的切削磨损,其中1#锅炉的磨损程度大于2#锅炉(下文均以1#锅炉举例)。炉左侧的磨损程度远大于炉右侧。炉内前墙密相区、后墙及左右侧墙水冷壁磨损轻微属常规磨损区本文不再详述。

图1前墙水冷壁磨损区域

图1前墙水冷壁磨损区域

 2.3磨损原因分析

下面从锅炉运行调整方式发生变化、锅炉设计构造的影响,锅炉设备构造改变三个方面分析磨损的成因,因为磨损程度不同,所以从两台炉的共性和非共性方面进行分析,非共性主要是锅炉设备构造改变方面存在。2.3.1锅炉运行调整方式发生变化

(1)输煤系统管理不到位,筛子的选型不合理,使得入炉煤的颗粒度过大。从煤的颗粒度分析结果来看,13mm以上的要求是0--1%,实际最大达到7%以上,平均在4%,6mm以上的要求是5--10%,实际最大达到28%以上,平均在20%。从煤的颗粒度分布来说,笔者认为流化床锅炉分为四种并互相交叉,分别是1、大颗粒主要在密相区分布,通过排渣排出,部分携带上扬。这类很少。2、较大的煤颗粒,主要形成内循环,到达稀相区再下落,部分进入返料系统,这类也较少。但这两类对炉内的磨损是非常致命的。3、较细颗粒,主要形成外循环,进入返料系统,部分进入尾部烟道。这类本身对锅炉磨损不大,但会对前两类形成携带作用。4、细颗粒,进入尾部烟道。 而从化验结果来看,大颗粒和较大颗粒远远超标。  

(2)风量,由于煤的颗粒度大,为了维持流化,需要加大一次风量。

但是许多厂没有因为煤的颗粒度大和一次风量大造成稀相区大量磨损,而且这两台锅炉在前几年的运行过程中,也出现较长时间颗粒度大和一次风量大的情况,也没有出现稀相区大量磨损。这里再继续分析。

(3)床压,因为出现过锅炉的结焦事故,所以一段时间以来,采取高床压运行方式,床压维持在10KPA左右,目的是为了解决大颗粒多造成的流化不良,低负荷的床温较低,以及减少波动和方便运行控制,但这样会加大一次风量的投入,烟气流速提高,携带能力较大提高,对炉膛稀相区的磨损威胁增大。

(4)上二次风的控制。在低负荷时,上二次风开度较小,一般在5%左右,负荷到250MW时,才风门全开。主要原因是因为一次风量增大后,低负荷时,容易出现下二次风管的物料反串,一次下二次风管超温,所以关小上二次风进行憋压。结果造成二次风不能压制上升烟气,不能对稀相区形成保护。前几年锅炉的磨损主要发生在后墙的密相区。

(5)锅炉长期运行,导致风帽孔眼磨损增大,炉内布风板阻力的大幅下降。这一问题运行中未引起运行人员的重视。进一步加剧了一次风对物料的携带作用,使炉内的磨损情况恶化。

(6)差压,一段时间以来,锅炉的差压较高,其原因是风量、床压、上二次风、分离器提效等原因共同形成,比前几年要高出30%--40%左右,只是差压高对锅炉磨损并没有大的影响,只是反应稀相区的物料浓度,反而会提高锅炉效率,但上述原因加上煤的颗粒度大,形成携带大量大颗粒的高浓度物料,也就是粗颗粒的差压高,对稀相区的旋流加冲击磨损就非常大。

2.3.2锅炉设计构造的影响

(1)锅炉分离器设计为三只非对称布置,左侧两个出口,右侧一个出口,物料循环流向如图2所示,左边和中间的分离器是顺时针出风,右边的分离器是逆时针出风,从物料的分布来说,左边的物料浓度最大,右边的次之,中间的最小,造成左侧磨损区域和磨损程度明显比右侧严重。

图2 锅炉烟窗处物料循环流向

图2 锅炉烟窗处物料循环流向

(2)锅炉在后墙布置有三个“U”阀回料器,每个“U”阀回料器与炉膛之间有两个料口,通过旋风分离器捕捉下料的物料,通过六个料口向前墙冲击,使得炉内物料浓度靠近前墙区域大于后墙区域,炉内的物料分布不均,同时炉内的风帽未针对炉内物料量做特殊布置,炉内流化的均匀性较差。

(3)下二次风管的设计较低,下二次风进入炉膛下部,位于床层下方,相当于一次风直接上扬,而没有发挥应有的混合扰动作用。

2.3.3锅炉设备构造改变

共性方面

(1)为提高锅炉的效率,解决原先炉膛差压低的问题,对锅炉旋风分离器进行提效改造。这样锅炉的物料循环倍率得到了提高,外循环量增加,炉内物料量增多,炉膛差压升高,携带能力增强,物料浓度的提高造成磨损的加剧。

非共性方面

(1)由于#1锅炉水冷壁有大面积变形。为了对炉内变形区域水冷壁管进行防磨,在炉内前后墙水冷壁上方各加装了六道防磨梁,各防磨梁相距2米。这一措施有效减轻防磨梁区域水冷壁磨损情况,但最上部的那道防磨梁上部,物料上升到顶部,下降时遇到防磨梁的阻碍,形成局部旋流,加重防磨梁上方的磨损,从磨损区域来看,六道防磨梁之间磨损很少,防磨梁上方磨损严重,而且通过对比#2炉(没装防磨梁)的磨损情况,可以发现磨损情况明显好于#1炉,所以防磨梁对此位置的磨损有加重作用。。

(2)炉内各种孔眼风帽的布置,对锅炉工况的影响很大。由于锅炉孔眼风帽布置的不合理,炉内床温过高,而且不均匀,为解决这一问题,在从前墙到后墙共14排风帽,选择中间8排风帽进风处加装了30mm的圆钢,提高风帽阻力,降低床温。但是使得炉内的布风不均,前后墙区域风速加大,后墙由于返料量远远大于前墙的给煤量,所以对前墙的影响较大。

(3)由于锅炉的床温高,为解决此问题,后墙原有两片水冷蒸发屏的基础上,又加装15片小膜式水冷屏。加装的水冷屏阻挡了稀相区的物料侧向移动,反而减轻了后墙希相区水冷壁管的磨损。

综上所述,由于煤的颗粒度控制不力,加上运行的调整习惯形成高床压,大风量的运行方式,物料携带能力加强,后墙返料进入炉膛,在一次风的作用(也有下二次风的作用)下上扬,携带了大量的大颗粒燃料,由于上二次风的压制减少,物料继续上扬(原来上二次风压制时,后墙的密相区磨损较重),一直到达锅炉顶棚,然后部分进入水平烟道,其余则贴壁向下落,在下落过程中遇到上升的物料,形成旋流,又由于最上方防磨梁的阻碍作用,加上分离器的布置设计,使物料一直处于旋流和从中间向两侧侧向冲击状态,造成稀相区水冷壁管的大面积磨损。

图3水冷壁切削磨损示意图

图3水冷壁切削磨损示意图

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水冷磨损防治措施

3.1运行调整方面

(1)选择合适型号的振动筛,严格控制入炉煤的颗粒度。

图4入炉煤颗粒分布图

图4入炉煤颗粒分布图

只有煤的颗粒度控制严格了,流化才能均匀,风量才可以降低,床压才可以降下来。

(2)结合布风板阻力及最小流化风量,控制合理的床料厚度,降低床压,保持合理的一次风速,减少总风量,减少炉内的水冷壁的磨损。

(3)对于二次风的开度,保持足够的上二次风的压制作用,减少对炉内稀相区水冷壁的磨损。

 3.2 设备构造方面

(1)在每次停炉时,加强对风帽的检查和更换,进行布风板阻力试验,做好数据统计与分析,掌握布风板的阻力情况。针对炉内的阻力特性和物料分布,优化炉内的风帽布置。另外,局部风帽加装圆钢,增加了风帽的阻力,降低床温,但阻碍了大量一次风的通过,增加其它风帽的风量,使得炉内流化不均匀,所以更换风帽后不再加装圆钢。

(2)厂内做过上二次风位置的上移(想解决氮氧化物的问题,但没有成功,出现了差压降低和床温升高的现象,又进行了复位),从会出现差压降低的情况分析,上二次风的适当上移从理论可以降低稀相区的物料浓度从而减少磨损。

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结语 

  针对CFB锅炉前墙水冷壁稀相区大面积磨损这一问题,本文从设备结构,运行方式调整方面进行针对性分析,制定防磨措施。前墙水冷壁稀相区的大面积旋流加冲击磨损情况虽然出现较少,但对锅炉的安全稳定运行威胁极大,原因也非常复杂,只有针对性的进行有效控制,才能为机组的安全长周期运行打下了基础,不断提高循环流化床锅炉的连续运行时间。

循环流化床锅炉结焦视频

480th循环流化床锅炉汽温偏低的原因分析

拓展阅读

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[循环流化床低负荷结焦]75t/h循环流化床CFB锅炉低氮燃烧改造:http://www.guoluliuhuachuang.cn/xh/89.html

相关问答

问:如何避免循环流化床锅炉启动时发生结焦事故

答:1、流化床锅炉启动时必须在主床及外置床中加有足够床料。2、保证风量大于临界流化风量,保请证主床流化良好。3、控制好升炉过程中温升率,用油启动时可控制在150度/小时,投煤后严格控制在100度/小时。4、投煤时切不可大量连续投煤,应间断投煤根据氧量、床温变化情况再来进行适合的投煤操作。5、床压低时要及时添加床料。

问:如何预防循环流化床锅炉结焦?

答:结焦分高温结焦和低温结焦.
高温结焦:任何物质都有它的熔点,煤是,钢铁是,黄金也是,煤的熔点大约在1020℃左右,每种煤的熔点都是不一样的,但大约在这个温度,一般稍大点的电厂每次换煤时都会检测此次煤种的熔点,若没有条件,应该尽量避免超过1000℃。到了熔点就熔化了就形成了结焦,结焦后就会影响锅炉的流化,想避免高温结焦就要控制床温不要超过此次煤种的熔点。
低温结焦:所谓低温结焦是指锅炉正常运行时,床料突然遭遇低温淬冷,比如:炉膛下部水冷壁爆管,水冷壁内水与床料相遇就会形成低温结焦,所以一般确定为水冷壁爆管,应立即停炉并清空床料(除非你能确定是在浇注料以上区域爆管),防止低温结焦扩大以免造成长时间停炉;有的锅炉在料腿与炉膛之间安装高温过热器,有的锅炉设水冷式旋风分离器,这些管子爆管都有可能造成低温结焦,应及时放掉其中的灰。
不管是低温结焦还是高温结焦,对于流化床锅炉来说都是极具杀伤力的,一旦结焦形成就会导致流化不良,其结焦块温度就会进一步上升,从而加剧结焦速度,这是一个恶性循环,严重时甚至整个布风板都会结焦。

问:循环流化床锅炉低温结焦和高温结焦如何形成、处理及防护?

答:高温结焦:任何物质都有它的熔点,煤是,钢铁是,黄金也是,煤的熔点大约在1020℃左右,每种煤的熔点都是不一样的,但大约在这个温度,一般稍大点的电厂每次换煤时都会检测此次煤种的熔点,若没有条件,应该尽量避免超过1000℃。到了熔点就熔化了就形成了结焦,结焦后就会影响锅炉的流化,想避免高温结焦就要控制床温不要超过此次煤种的熔点。
低温结焦:所谓低温结焦是指锅炉正常运行时,床料突然遭遇低温淬冷,比如:炉膛下部水冷壁爆管,水冷壁内水与床料相遇就会形成低温结焦,所以一般确定为水冷壁爆管,应立即停炉并清空床料(除非你能确定是在浇注料以上区域爆管),防止低温结焦扩大以免造成长时间停炉;有的锅炉在料腿与炉膛之间安装高温过热器,有的锅炉设水冷式旋风分离器,这些管子爆管都有可能造成低温结焦。
不管是低温结焦还是高温结焦,对于流化床锅炉来说都是极具杀伤力的,一旦结焦形成就会导致流化不良,其结焦块温度就会进一步上升,从而加剧结焦速度,这是一个恶性循环,严重时甚至整个布风板都会结焦,据说还有人受不了清除大面积结焦把布风板整体换掉,呵呵!

用户评论

来自[菏泽]的客户:2019-03-07 20:45:40
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[辽宁]的客户:2019-02-22 13:19:59
发货很快,卖家态度也很好,很满意!

来自[江苏]的客户:2019-02-15 08:13:09
质量没得说,价格还很便宜便宜,客服小姐姐很热情的,服务周到。物流也超级快的。打满分

来自[德令哈]的客户:2019-02-12 01:21:34
看你锅炉结焦里从哪儿引起的,煤种啊、锅炉工况啊、锅炉烟道啊等等,都有可以引起结焦。

来自[东兴]的客户:2019-02-10 19:08:18
质量可靠 操作方便

来自[福建]的客户:2019-02-09 13:03:12
价联物美

来自[武安]的客户:2019-02-09 01:59:13
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

来自[汝州]的客户:2019-02-09 01:56:14
启动时要微流化状态,要是床上点火,要控制好引火煤的量,适当加减风量,防止温度过高

来自[廉江]的客户:2019-02-08 21:07:28
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[讷河]的客户:2019-02-08 20:23:23
机器不错,洗得很干净!以后会推荐给朋友!