CFB锅炉风帽改造及试验研究

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(华电大同第一热电厂有限公司，山西 大同 037039)

CFB锅炉风帽改造及试验研究

赵建忠，李宝，赵勇东，黄永刚

(华电大同第一热电厂有限公司，山西 大同 037039)

钟罩式风帽存在的问题与现场安装、运行控制和日常检修息息相关，文中针对某厂循环流化床锅炉钟罩式风帽存在的问题进行分析研究，改造应用新型耐磨防漏渣风帽，完成了布风板阻力试验和料层阻力试验。结果显示，改造后风室漏渣和流化不均彻底消除，改造取得了圆满成功，相关研究可为今后循环流化床锅炉同类改造参考。

循环流化床锅炉；钟罩式风帽；改造；试验；研究

0 引 言

文中两台480 t/h循环流化床锅炉自投产以来风帽磨损严重，每次检修均需要大量更换，风室也长期存在漏渣，由于风帽外罩小孔容易堵塞，造成部分区域流化不良。在锅炉日常检修时，风帽是检查的重点，消耗了大量备件，维护成本高。

为了彻底解决风帽存在的问题，这个厂委托中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司对锅炉风帽进行了改造并开展了冷态试验。改造后的运行结果显示，锅炉在各种风量下均可以安全稳定运行，磨损和漏渣问题得到了根治，风帽改造取得了良好效果。

1 锅炉设备概述及风帽存在的问题

这个厂循环流化床锅炉由炉膛、高温绝热分离器、自平衡“U”形回料器和尾部对流烟道组成。锅炉主要技术规范见表1，结构示意图如图1所示。

锅炉设计有水冷布风板，风帽采用钟罩式(如图2所示)，整个布风装置上安装风帽715个，风帽之间的水平节距和垂直截距均为270 mm，由于锅炉已经累计运行8年，风帽磨损严重，在实际的使用过程中多次出现外罩小孔磨损和堵塞、外罩破裂、内芯管断裂和脱落错位。

表1 锅炉主要技术规范

图1 锅炉结构示意图

图2 钟罩式风帽结构图

2 风帽问题分析

钟罩式风帽是目前使用较多的一种风帽，该风帽由芯管和外罩两部分组成，其芯管穿过布风板固定，风帽固定在芯管的上端，风帽的外罩四周开有数个外孔。由于孔径较大，因此不易被颗粒堵塞，风帽一般铸造而成。钟罩式风帽特有的结构可以有效防止物料漏入风室，其风帽数量少、使用寿命长、便于检修。

钟罩式风帽存在的问题与现场安装、运行控制和日常检修息息相关。安装时一般要求外罩小孔对冲布置，以减少灰渣沉积，防止气流直接对相邻风帽壁面的冲击。风帽芯管与外罩的接触部分有安装螺纹，可以通过螺纹调节风帽高度并对风帽进行更换，但由于风帽所处工作环境恶劣，螺纹之间容易出现卡死、变形。因此，实际使用中并不能保证风帽的完全对冲布置，这就造成了一些风帽外罩小孔容易冲蚀磨损。

磨损发生后，往往会造成布风板阻力分区，即有些区域的阻力小、风量大，风帽磨损加重；有些区域的风量小、出现流化死区，甚至结焦，为了避免发生结焦，运行人员往往采用大风量运行，又加剧了风帽的磨损。

3 风帽改造实施方案

结合风帽运行现状，该厂委托中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司对锅炉设计了风帽改造方案(风帽结构如图3所示)，应用了专利技术的新型耐磨防漏渣风帽。该方案选取了较低的风帽外罩小孔速度以降低外罩磨损，通过芯管小孔调节布风板阻力以保证布风板具有良好的阻力特性。特别对风帽外罩小孔区域进行了加厚，以提高其耐磨性和使用寿命。将风帽外罩风孔向下倾斜20°，减少相邻风帽风孔的扰动，减少床料反窜；风帽芯管上端部利用端板焊死，防止风帽脱落从芯管漏渣，便于安装施工。材质方面采用铸造方式进行加工，外罩统一采用ZG40Cr25Ni20，芯管采用CPH20。

图3 改造方案简图

4 改造后试验

为衡量改造效果，进行了布风板阻力试验和料层阻力试验，通过这些试验可以了解布风板阻力特性，为运行人员提供参考，同时还能够获取临界流化风量等关键控制参数。

锅炉布风板阻力曲线如图4所示，可以看出锅炉在180 000 Nm3/h风量下，冷态和热风温度200 ℃时的布风板阻力分别为3 317 Pa和5 037 Pa。 对于大型CFB锅炉而言，热态运行时的布风板阻力一般为4～5 kPa，显然锅炉布风板阻力适中，与设计值相当，不会出现风室漏渣和流化不均等问题。

图4 布风板阻力特性曲线

从图5的料层阻力特性曲线可以看出，在料层厚度为900 mm时的锅炉的临界流化风量约为70 000 Nm3/h，在流化风量为85 000 Nm3/h条件下，停运风机后进入炉内观察，床面均匀性较好。相关技术指标均较改造前大幅度下降，由于改造方案消除了风帽漏渣问题，一次风量可以维持在较低水平。

图5 料层阻力特性曲线

5 结 论

循环流化床锅炉运行中需要建立起稳定的物料循环，布风板上的风帽对于实现这一过程至关重要。针对某厂风帽存在的问题，设计了改造方案，完成了改造，取得了圆满成功，为国内同类型改造提供了很好的参考。

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RetrofitandExperimentalStudyofCFBBoilerAirNozzle

ZHAO Jian-zhong, LI Bao, ZHAO Yong-dong, HUANG Yong-gang

(HuadianDatongthefirstPowerPlantCo.,Ltd.,Datong037039,China)

Bell-type air nozzle problems and installation, operation control and daily maintenance is closely related to this paper circulating fluidized bed boiler factory bell-type air nozzle Problems were analyzed, the transformation of the application of new wear-resistant anti-leak bell-type air nozzle, completion of the air distribution plate resistance testing and material layer resistance tests. The results showed that, after the transformation of air box leakage flow of slag and eliminate inequality, the transformation was a complete success, and the research may transform circulating fluidized bed boiler of similar reference in the future.

CFB boiler; Bell-type air nozzle; Retrofit; Test; Research

10.3969/j.issn.1009-3230.2014.003.006

2014-01-11

：2014-01-28

赵建忠，山西大同人，工学学士，工程师，华电大同第一热电厂有限公司副总经理。

TK229.4

：B

：1009-3230(2014)03-0026-03