浅谈循环流化床锅炉返料器风帽和风室优化改进

张中奇+丛斌

关键词：循环流化床 返料器风帽 风室优化

前言：

山东丰源通达电力有限公司安装的无锡华光锅炉厂生产的240t/h循环流化床锅炉的返料装置为：返料区域的风帽为71个、风帽的出风孔为6孔、出风孔的直径Φ=3mm。松动区域的风帽为79个、风帽的出风孔为3孔、出风孔的直径也是Φ=3mm。单侧为150个，双侧共计300个。

根据世界各国的循环流化床锅炉返料器结构、风帽布局、风帽孔的大小和多少情况看，这种结构和形式的风帽不算太好。根据循环流化床锅炉旋风分离器的分离原理和返料器内的风帽分工原则看也不算合适，总而言之应该改进一下。

优化改进方案分析：

我们都非常清楚的知道，循环流化床锅炉与沸腾炉、鼓泡床锅炉最大的区别就是物料的分离与循环系统。沸腾炉和鼓泡床就是由于没有物料的分离与物料的循环系统已被淘汰。可见物料的分离和循环系统重要性有多大。循环流化床锅炉虽然是在沸腾炉的基础上发展起来的，可是由于它增加了物料的分离与循环系统，发展的速度越来越快。在我国仅仅经过二十多年的时间，目前就有许多台300MW高温、高压机组投入商业运行，可见循环流化床锅炉的发展速度是非常快的。

循环流化床锅炉的循环系统，主要是将旋风分离器分离下来的物料送回到流化床的密相区。我们又知道，流动的高温烟气和烟气中携带的不同直径的物料，在离开炉膛出口时该处的压力基本是在0 ～ -10Pa左右，当沿着切线方向进入到旋风分离器内时，在旋风分离器内的高温烟气和携带的物料进行了有效的分离，分离后的烟气和少量的较细的灰沿中心筒进入到了尾部烟道。而被旋风分离器分离出来的物料就会沿着分离器的内壁向下滑。根据工艺流程分析可知，在旋风分离器内烟气和物料分离的整个过程中都是在负压区里完成的。在负压区分离出来的物料，再送入到具有一定微正压力的流化床密相区是一个较难的技术问题。在目前各国诸多的循环流化床流派中，比较适用和优秀的而且被广泛认可的，就是美国福斯特惠乐公司生产的外置式高温旋风分离带“U”型返料器的炉型，其他国家的许多流派都基本被淘汰，或者都靠拢到了这种流派上，我们国家生产的循环流化床锅炉也是如此。

“U”型返料器肩负着将旋风分离器分离下来的。具有较高温度和一定级配粒度的物料，源源不断地送回到流化床密相区的任务。循环流化床锅炉的燃烧理论，决定了炉膛下部的密相区是一个微正压区域。把负压区域的物料送入到微正压区里去，这就是“U”型返料器的工作任务和特点。我们为了让“U”型返料器能较好的完成这个任务，我们必须给“U”型返料器创造一个较好的工作环境和给“U”型返料器一个更大的返料力量，只有这样才能确保“U”型返料器的运行正常，才能完成锅炉设计人员和使用人员交给他的任务，才能使炉子运行的更稳定，否则都是一句空话。我们改“U”型返料器内的风帽、风室、所有的配风、放灰管的目的就在这里。一是改善它的工作环境；二是充分提高它的返料能力；三是防止它把较细的物料再次产生二次飞扬，也就是说不能把这些细灰浪费掉；四是确保放灰系统的顺畅和好用，从而确保炉子的安全、经济、稳定运行。

贵厂的“U”型返料器内的风帽设计的出风孔太小和太多，不能有效的将分离下来的物料有效、及时的返送到炉膛的密相区。有时很可能会造成返料中止后堵返料器的事故发生，没有设计出一个很好风帽出风孔、没有一个合适的返料风量布置格局，想将锅炉在运行中所有的物料都源源不断送到炉内的密相区那是很难办到的，所有的风帽都在一个风室同等压力下一起工作非常乱。所以需要返料风大的地方，没有大起来，而需要返料风较小的地方，却没有小下来。致使负荷大时一不注意就会产生堵灰，负荷小时容易产生物料的二次飞扬。不论返料器的堵灰还是物料的二次飞扬，对循环流化床锅炉的安全、经济、稳定的运行危害都非常大。所以我根据美国福斯特惠乐公司锅炉设计的原理，又针对“U”型返料器的返料原理与理论、运行中极易出现的问题， 进行反复计算和多次试验，经过改造后的返料器风帽、风室、和配风效果非常好。经过改造后的几十台炉子检验，一举送走了返料器堵灰停炉事故。改造后的炉子运行负荷也有不同程度的提高，飞灰中的可燃物也有所下降，锅炉运行效率和厂用电率都有相应的提高和下降。所以我建议您们一定将锅炉厂配供的这种直吹的（出风孔虽有10°的下俯角度）小孔径多眼式不锈钢风帽，改造成我们用准奥氏体合金钢铸造的风帽，确保使用寿命在五年以上，风室永远不落灰、风帽孔也不会堵、确保炉子的安全、经济、稳定运行，确保改后不会发生堵灰事故。我们还建议在改风帽和风室的同时，一同把返料器内的放灰管改成我们用准奥氏体合金钢铸造的放灰管，这样放灰管这一设备至少确保使用十年没有问题。

结束语：

各位领导我一同传去的第二页上那个图自下而上的那一束灰流，就是我们准备通过改返料器内风帽后，准备消灭的二次飞扬的较细的物料，这部分细灰对我们锅炉的运行好处太多啦，对炉子带负荷非常有用，我曾在多個电厂、多种场合、多次说过旋风分离器分离下来的这些细小的物料，就是循环流化床锅炉的软黄金，就是需要我们必须保护好的东西，如果不去进行改造风帽、不保护好这些软黄金，让这部分软黄金白白的浪费掉实在是可惜和太不应该。从某各方面讲也是一种失职和对事业的不关心。我设计出的风帽将对炉子的安全、经济、稳定运行非常有好处。endprint