循环流化床锅炉给煤方式的研究

杨大勇

锦州节能热电股份有限公司，辽宁锦州 121001

1 概述

锦州节能热电股份有限公司有5台北锅产的75t/h循环流化床锅炉，原设计的给煤方式为刮板输送，煤仓布置在炉前，有两个煤仓，一个煤仓下有一条15.6m的长刮板，把煤从炉侧送到炉后5.6m的短刮板上，煤再经过短刮板进入到炉后的下煤管，与旋风分离器下来的回送灰一起进到炉膛，见图1所示。经过多年运行，我们发现这种给煤方式存在许多问题。

图1 改造前给煤平面系统图

2 存在问题

1）落煤口处返灰严重。 一是在短刮板进入下煤管处，由于从短刮板落下来的煤和回送灰进到炉膛的过程是开放的，回送灰是通过返料器用二次风吹到下煤管的，在下煤管里有一定压力，因此，一部分回送灰和细煤粉就从下煤口冒出来；二是长刮板到短刮板的落料口处，也存在扬尘现象，对锅炉厂房里的环境造成严重影响，时常造成附近给煤系统的转动机械轴承损坏，锅炉被迫减负荷，同时也影响到锅炉零米的送风机、一次风机，造成轴承损坏，致使锅炉被迫停炉；2）刮板输煤存在的问题，一是磨损严重，从锦州节能热电股份有限公司的运行情况来看，刮板一年至少要更换一次，通常一年更换两次，维护费用大；二是运行过程中故障较多，特别是在煤湿的时候，堵煤严重，一到夏季，就需要运行人员长时间在现场清埋堵煤的情况，影响到锅炉的正常运行，给公司的生产运行带来严重困难。

3 问题研究

1）对落煤口返灰的研究。一种方法是采用封闭的办法，把刮板槽上加盖，落煤口用钢板围严，防止粉尘飞出来，这种方法在煤干的时候效果较好，起到了防尘的作用，但是，在煤湿的时候，煤有时堵在落煤口位置，处理堵煤困难大，时间长，对锅炉负荷的影响较大；另一种方法是提高炉膛负压，把炉膛负压从100Pa提到400Pa时，下煤口处的返灰明显减少，但引风机电流增加4A，每小时多耗电12度，五台炉全年运行3万小时，增加耗电量36万度。同时，由于风量的增加，对锅炉受热面的磨损更加严重；2）对刮板磨损问题的研究。刮板的磨损主要是刮板本身的磨损和底板的磨损，刮板本身的磨损采用埋刮板的形式后磨损有所改善；底板的磨损采用加铸石板的方法，但多次出现铸石板脱落造成断煤故障；3）改变给煤方式。从以上的研究和试验分析，必须从系统上对给煤方式进行改造，才能彻底解决问题，总体上思路是把返送灰与下煤分开，返送灰和给煤系统分别封闭独立进行；缩短输送距离；使用故障率少的设备。见图2所示。

图2 改造后给煤平面系统图

4 改造过程

1）改造方案的提出。根据多年的工作经验，我提出的改造方案是：（1）把炉后给煤改为炉前给煤，不仅能够缩短输送距离，而且一套输送机就能完成，可以使设备的故障率降到最低；（2）采用2个入煤口进煤，由于现有的空间限制，在输送机下安装给料阀后距离入炉口只有不到2.5m，再分支则上煤管的角度不够，容易堵煤；（3）在落煤管上安装旋转给料阀，给料阀起到密封作用，防止炉膛里的热烟气上返，既能防尘，也起到保护皮带不被热烟气点燃；（4）采用皮带输送机，能够克服刮板机磨损大、易堵煤、耗电量大的问题；（5）加装皮带称取代原有的冲板流量计，提高了计量精度，为锅炉经济运行、合理燃烧调整提供依据；（6）采用变频调速控制系统，通过变频调整皮带机转数来调节给煤量的大小，代替原来的振动式给料机，能够精确、平稳控制给煤量，同时能够提高给煤的可靠性，保证锅炉安全运行。

2）改造方案的论证：改造方案提出后得到了公司领导的充分重视，但方案是否可行，还要征得相关部门的认可，重点是炉前给煤口是否能开？由原来的4个给煤口改为2个，对锅炉燃烧的影响？因此，我们征求了有锅炉设计能力的锅炉厂家的意见，锅炉厂经过分析研究，认可了我们的改造方案。锦州节能热电股份有限公司又组织了相关专业课的技术人员进行方案论证，从锅炉的整体安全性、设备的保证方面、经济运行的角度进行分析，特别是下煤口由后墙改为前墙、由四个改为二个对锅炉的燃烧造成影响、锅炉带负荷的能力及锅炉效率是否有影响的题进行了研究，在论证可行的情况下，公司决定用一台炉进行试验。

3）改造方案的设计及设备选型。

（1）工艺方案

（2）设备选型

插板门：方形手动插板门、规格300mm×300mm

皮带输送机：进出料口距离9.2m、皮带宽度500mm，要求带裙边

旋转给料阀：出入口尺寸¢300mm×300mm、6叶

下煤管：¢273×10

皮带称：量程0t/h～20t/h 4）改造方案的实施：首先在炉前做一钢平台，由于炉前没有支撑，只能利用炉两侧的柱子作为平台的主要支撑点，仔细核算平台钢梁的荷载，以保证安全稳定。（见图3所示）其次在安装过程中要注意下煤管的角度，角度大下煤速度慢，可能造成堵管；角度小，进入炉膛后撒播的距离近，可能是会出现炉膛内温度分布不匀，对锅炉的燃烧造成严重影响，同时，下煤速度太快对下煤管冲刷大，影响下煤管的使用寿命，根据相关理论，下煤管的合理角度确定在45° ～60°。

图3 在炉前新增加的钢平台

5 改造前后运行数据分析

床 温 浓相区 稀相区 炉膛出口炉前 炉后 炉前 炉后 炉前 炉后 左 右改造前 890 892 930 927 916 915 880 882

表1 各部温度情况统计表

表2 锅炉效率计算表（1个月）

通过各部温度数据可以看出，改造前后锅炉的床温、浓相区温度、稀相区温度、炉膛出口温度变化都在5℃以内，各部的温差没有明显变化，说明下煤口前后位置的改变对锅炉的燃烧没有太大影响，各部位的热负荷基本保持不变。

通过效率计算可以看出，改造前后锅炉效率几乎没有变化，变化率小于10%，这一点小的差异，可能是测量设备允许误差，或是煤质等条件变化的结果。

6 改造后的效果

1）解决了下煤口返灰问题，改造后回送灰从炉后进人炉膛，是独立封闭的系统，不会出现漏灰问题，给煤从炉前经给料阀进入炉膛，炉膛里的煤灰也返不上来，锅炉的生产环境得到根本改变，由此产生的间接效益是巨大的；2）减少了给煤系统的检修维护工作量，皮带输送比刮板输送的故障率大大降低，特别是在大负荷和煤湿的情况下，刮板经常出现故障，运行维护和检修处理的工作量都很大，改成皮带输送后从运行一年的情况统计维护工作很少，降低了运行和检修工人的劳动强度，同时也节省了维护费用。

7 结论

到2006年锦州节能热电股份有限公司对五台炉全部进行了给煤改造，事实证明改造是成功的，达到了预期的目的，解决了下煤口冒灰和刮板故障多的问题，锅炉厂房内的环境有了明显改变，给煤设备的故障率大大降低，锅炉能够达到长期安全、稳定、经济运行，为公司经济效益的提高做出贡献，同时也为相同炉型的改造起到借鉴作用。

[1]东北电业管理局编.火力发电实用技术手册.辽宁科学技术出版社.

[2]BG-75/5.29-M1循环流化床锅炉热力计算书.