75t/h循环流化床锅炉返料系统存在问题及改造措施

汤永平

（贵州开磷遵义碱厂，贵州 遵义 563000）

1 返料系统存在的问题

贵州开磷遵义碱厂现有四川锅炉厂生厂的C75-3.82/MX型循环流化床锅炉1台，该型锅炉的返料系统送风装置为绝热+母管支管式配风装置，返料气源来自锅炉控制床温、料层和流化的型号为SFG75—1NO18.4D 1350的一次风机，风压为19.4 kPa，系统流程示意简图见图1。

该系统存在的问题是返料不顺畅，返料系统每月都会出现一二次的返料系统堵塞，尤其在锅炉调整负荷一次风量改变时，极易发生堵塞，引起锅炉物料循环系统无法返料，导致锅炉床温无法控制，床温温差波动幅度达100℃左右，炉膛出口温度与床温相差300℃左右，床压波动达2.0～3.0 kPa，因无返料，床压很难控制，导致循环流化床锅炉无法运行，操作稍有不当，就会导致锅炉结焦事故的发生，此时，锅炉蒸发量严重下降，蒸发量为75 t/h的锅炉只有每小时十几吨的蒸发量，静电除尘器捕捉下来的飞灰全是灰黑色，飞灰烧失量达30%及以上，引起耗煤量增加，标煤耗量达170 kg/t（蒸汽），煤质消耗量增加，且严重影响后续生产系统的正常运行。一旦出现返料器堵塞，要疏通返料器，一般需要10人用3天左右时间进行疏通，将返料器内装满的不少于20 t的炉料通过Ø89的放料管放出，用手推车推向渣池，同时，还需另派6人进入炉内用2 h将床料清理干净，再派4人筛选床料，16人同时将新的经过筛选的七八吨的床料送入炉膛进行重新布料。然后，再按锅炉的启动程序重新启动锅炉。在处理此事故期间，为了不影响生产，只有开经改造后的2#锅炉维持生产。

2 原因分析

由于该炉的返料系统采用绝热+母管支管式配风装置，配风管一端固定在返料器的墙体上，一端悬空，返料风的流向向下，通过与返料器底面接触后再托起返料在输送风的作用下送回炉膛再次燃烧，冷态未变形前布风管示意，图见图2。由于返料的温度高（850～950℃），使配风管在高温环境作用下材质强度、硬度均降低，发生软化，在松动风和输送风共同反向力的作用下发生向上变形的翘曲反应，从而改变风的流向，见图3，使输送风无法将床料全部送回炉膛，而在料脚内发生反吹现象，导致料脚高度增加，此时，返料风压也同时增加，当料脚高度增加到一定程度时，完全克服了风机的风压，从而导致返料风机压头增高，返料风流量减少，直至流量为零，此时，返料系统完全停止返料，锅炉无法正常运行[1]。

3 改进措施

将绝热+母管支管式配风装置改造为绝热+风帽结构回料系统，由耐磨耐火层+绝热+保温层+钢板构成。耐磨耐火层采用耐磨耐火浇注料，绝热层采用绝热浇注料，保温层采用硅酸铝纤维毡。回料阀体支撑在构架的横梁上。回料风室焊接在回料阀体底部，回料风室上设有回料风的管。回料风总管上装有止回阀防止停炉时飞灰倒流影响罗茨风机的运行，同时，在各返料器支管上设有电动调节阀和流量计[2]。回料阀配风采用型号为3L4WC的高压罗茨风机（1开1备，带变频调速），风压为49.9 kPa。因接口变化，只需现场适当调整配风总管，从而保证连接。原回料阀的配风总管利用现有的部分，现场只需将罗茨风机出风口接入原配风总管即可使用。回料布风板采用20 mm的材质为12Cr1MoV的耐热珠光体不锈钢板开孔而成，防止飞灰的磨损。布风板上均匀开设回料风帽的插入孔，风帽接合现场实际，采用长柱形风帽，材质为耐高温耐磨损的ZG8Cr26Ni4Mn3NRe。现场安装只需将风帽插入布风板安装孔就位后点焊即可使用。返料系统改造后的示意图见图4。

4 改造后的使用效果

（1）回料阀用绝热非机械式回料密封阀，保证回料畅通，满足了锅炉的料脚高度密封和防止炉内布风床上料层反窜的需要，密封效果良好，返料动力足够，床压无踊动现象，床压平衡；

（2）回料通道保证回料通畅，耐高温、耐磨损和防粘结。回料系统改造后运行至今，未出现返料器堵塞现象，保证了锅炉的长周期安全稳定运行，为后续生产装置提供了可靠的用汽保证；

（3）回料阀结构设计中通过控制回料风给入方式、位置和风量，松动风和输送风用中间墙隔开，避免了因局部温度过高而结焦。保证了运行中料位自平衡能力，防止在压力脉冲时，烟气反窜，保证了物料传输的稳定性。

（4）回料阀及回料管外壁温度低、强度高、热应力小，能有效避免回料阀和回料管开裂，保证回料阀长周期稳定运行。

（5）回料器改造部分外表温度低于55℃，达到了国家节能要求。

5 效益核算

（1）如每月最少发生1次返料系统堵塞事故，则返料系统清灰人工费用为10（人）×3（每天3班次）×3（天）×100（100 元/人·班次）=9 000（元/次）。

（2）清理风帽、筛渣、往炉膛装渣，每次需20人，0.5个班次，则每次发生的费用为 20×0.5×100=1 000（元/次）。

（3）锅炉停炉置换用脱盐水20 t/h，置换时间3 h，脱盐水 6.25元/t，则脱盐水费用为 20×3×6.25=375（元/次）。

（4）锅炉点火用0#轻柴油，锅炉点火时间为4 h，每小时耗油 400 kg/h，轻柴油 7 500 元/t，则每次点火用轻柴油费用为：400×4÷1 000×7 500=1.2（万元/次）。

（5）每次点火时，一次风机 450 kW，引风机500 kW，需4 h；高压给水泵250 kW需1 h，每次点火电费耗用量为（450+500）×0.55×0.8×4+250×0.55×0.8×1=1 782（元/次）。

（6）1#锅炉停用，为了不影响生产，必须开经过改造的2#锅炉，由于2#锅炉型号为C180-3.82/MX，蒸发量为180 t/h，经改造后型号为C100-3.82/MX，蒸发量为100 t/h，由于是大改小（未改前的最低蒸发量为130 t/h），改造后最低蒸发量为70 t/h，由于受下游生产负荷的影响，每小时需要的蒸发量为35 t/h左右，则每小时需排掉蒸汽35 t/h，则每次停炉损失费用为 35×6.25×24×3（脱盐水费用）+35×（119×7 000÷5 500÷1 000）×24×3×560（煤耗）+（1 250+1 000+500+500）（风机、泵功率）×60%（调速后的效率）×80%（机械效率）×24×3×0.55÷2（电费）=26.03（万元/次）。

综上所述，全年按每月至少1次停炉计算，则返料系统改造后每年可节约费用计算如下：（0.9+0.1+0.037 5+1.2+0.178 2+26.03）×12=341.35（万元/年）。

［1］路春美，程世庆，王永征.循环流化床锅炉及设备与运行.北京：中国电力出版社，2003.

［2］郝继红，李建锋.循环流化床锅炉磨损机理及防治.北京：中国电力出版社，2008.

［3］岑可法，倪明江，等.循环流化床锅炉理论设计与运行.北京：中国电力出版社，1998.