UG－75/3.82－M23型循环流化床锅炉技术改造工艺

2012-08-15郑宏利李延磊

科技视界 2012年21期

郑宏利李丽李延磊

（兖矿国宏化工公司山东邹城 273500）

0 前言

随着煤炭资源的开采不断深入，劣质煤所占比例上升。劣质煤存在高硫高灰分，发热值低，难以利用特性。但中小型循环流化床锅炉具有高效洁净燃烧各种劣质煤的特点，得到了快速的发展。在中小型锅炉的发展实践中，还存在着一些结构弊端，影响企业正常的生产。华聚能源电厂UG－75/3.82－M23型锅炉于1997年9月投运，通过5年多运行，存在一些问题，主要表现：（1）锅炉出力不足，实际运行热效率低；（2）埋管损坏严重，故障率高。

1 主要事故原因分析

1.1 锅炉出力不足与热效率低

从原炉膛结构尺寸与下排气旋风分离器的布置来看，炉膛高度不够，飞灰在炉膛内燃烧时间短，造成锅炉机械不完全燃烧损失。炉内一级导槽分离器存在二次夹带现象，实际分离效率不足30%，尾部二级中温下排气旋分离器的分离效率也较低，不足80%，造成整个灰循环系统中灰量少，炉内灰浓度不够，使炉膛的传热系数大大降低，造成锅炉出力不足。根据锅炉整体设计布置分析及实际运行情况来说，显得锅炉受热面积不足。

1.2 锅炉埋管系统损坏严重

从原炉床面积和炉膛截面积以及炉膛烟气流速来看，原炉埋管的两端与前后墙膜式壁相接，高沸腾率的床面底料强烈冲刷埋管，埋管受热后膨胀极为困难，易胀弯，胀裂造成焊缝金属疲劳，易裂而造成泄漏现象。另外，埋管与前墙水冷壁共用一条前墙下集箱上的6根Φ133×6mm下降管作为供水管路，前墙水冷壁总流通截面积为：158430.52mm2，埋管总流通截面积为：119773.22mm2，下降管总流通截面积与前墙水冷壁和埋管流通截面积之和的比值为0.248，而下降管与埋管截面积安全比值为0.55左右。这样对埋管来说有可能供水不足产生管壁超温造成管材抗磨损能力下降，加剧了埋管的磨损。

2 改造技术措施

2.1 提高锅炉出力和热效率

锅炉循环倍率的提高必须由热灰循环系统中三个主要因素来保证：一是炉膛内烟气的高循环流速以保证烟气对灰的携带上升能力；二是高效率的灰分离装置进入，以提高烟气中的细灰的分离率，保证锅炉高的循环倍率所要求的灰量，减轻尾部受热面的磨损；三是高性能的细灰返送装置，将灰分离装置铺捉下来的细灰及时返送回炉膛进行循环燃烧，确保热灰循环系统的畅通。

根据原炉的结构布置条件，对一级槽型分离器不做结构上的变动，将二级中温下排气旋风分离器改造为上排气旋风分离器，这种标准的旋风分离器的分离效率可以达到98%，烟气中大于50μm的细微颗粒都可以捕捉下来，完全可以保证改造后锅炉15～20倍循环倍率所要求的灰量。在旋风分离器与锅炉炉膛之间再增加布置U型返料器，可以根据旋风分离器分离下来大的灰量的多少自动调节返料量。当锅炉煤种发生变化或负荷发生变化时，旋风分离器分离下来的灰量也会发生变化，自动调节返料量以维持灰循环系统的压力平衡，确保灰循环系统的畅通。

2.2 增加埋管耐磨性能

1）将锅炉的埋管系统与膜式水冷壁分开布置，增加埋管上集箱和埋管下集箱，重新布置下降管。埋管有独立的水循环回路，受热时向后能自由膨胀。增大了埋管系统下降管与埋管之间的总截面积比，提高了补给水能力，确保了埋管的冷却要求，使埋管系统的水循环回路的安全性得到保证。

2）变更埋管规格和鳍片的数量与材质，将埋管管子规格变更为Φ51×10、材质为 GB3087-1999；埋管上鳍片材质为1Cr18Ni9Ti，增加埋管的抗磨损时间，延长埋管的使用寿命。

3 改造后的效果

采用高效率的上排气旋风分离器、返料器和埋管技术改造后，锅炉运行床温始终控制在900℃±50℃的范围内，确保了锅炉的75t/h额定出力，锅炉热效率为84%；大大延长了50μm以下的颗粒在一次性通过10多米高的炉膛内，燃烧效率达到95%～99%，飞灰的含碳量控制在6%以下，有效地减轻了埋管损坏严重的问题，保证锅炉的长期稳定运行。