CFB锅炉布风板导风管磨损情况分析及技改优化

摘 要：通过分析某300MW循环流化床（CFB）锅炉布风板风帽导风管在运行中发生的问题以及处理方法，针对风帽导风管设备出现的问题进行了研究和改造，提出了彻底解决的办法，为以后300MW循环流化床锅炉布风板风帽导风管改造提供依据。

关键词：300MW循环流化床锅炉;布风板风帽导风管;磨损情况;技改

1引言

大型循环流化床锅炉布风板装置庞大，风帽数量多，风帽及导风管结构不一，所对应的阻力也不一，阻力的大小对锅炉的正常流化和燃烧起到关键的作用，它的阻力大小直接影响锅炉的安全稳定，布风板阻力大，增加风机电耗，流化质量下降，磨损加剧，布风板阻力小，床面稳定性不好，气流不均，流化恶化，床温偏差大等。所以只有保证布风装置中的布风板阻力合理，才能保证锅炉的正常流化和燃烧。

2风帽导风管磨损情况

某公司#4炉为引进型300MW循环流化床机组，锅炉布风板为水冷式布风板，风帽采用钟罩式，导风管为直管封口，管壁外开有三排小孔。布风板的阻力主要由导风管小孔和外罩小孔决定，合理的设计能够使得钟罩式风帽具有良好的阻力特性。经过6年的长时间运行，风帽及导风管发生了不用程度的磨损和变形，阻力变小，导致后期运行过程中，床压的不稳定性逐渐增大，翻床现象越来越严重，迫使一次风机出力增大，同时床温也发生了变化，前中后床温偏差大，严重影响机组安全稳定运行。停运后检查发现主要是导风管小孔磨损严重。如图1：

图1 导风管孔径磨损

3原因分析：

钟罩式风帽导风管的磨损与旋转式空预器漏风大，飞灰携带量大有直接关系，漏灰大导致一次风中灰份大，长期运行飞灰进入导风管小孔处进行冲刷，使导风管小孔呈不规则变形。右侧导风管磨损更加严重，主要由于空预旋转携带过来的飞灰首先进入右侧风道所致。布风板的阻力就会发生分区，阻力小的区域，风量大，风帽磨损继续加重，阻力大的区域，风量小，出现流化死区，甚至结焦。被迫运行人员采用大的一次风量运行，保证锅炉的安全稳定，更加恶化了风帽及导风管的磨损。

4 改造评价及方案：

改造的前提是一定要保证阻力合理的情况下进行，其次根据现场位置和停运的时间来共同进行实施。经过论证和计算决定将在布风板50cm以上的导风管切除，更换新的导风管，小孔直径不变，导风管管径由原来的￠59mm变为￠49mm，其风帽及导风管的高度不变，将新的导风管插入并焊接固定。小孔不变，阻力就不会变化，只是导风管管径处阻力有所增加。通过这样的方式，在兼顾考虑工程量和工期的同时达到解决导风管磨损的问题。相对于直接更换导风管的方法，省时、省力、省钱。

布风板阻力主要由两部分组成：沿程阻力损失和局部阻力损失。

4.1沿程阻力损失

导风管内阻力损失、导风口孔壁摩擦阻力损失、风帽腔内摩擦阻力损失、风帽孔壁摩擦阻力损失。计算公式如下：

式中，k-局部阻力系数

Wo-标准状态下气体流速

Yo-标准状态下气体平均重度，取（12.68）

β-气体体积膨胀系数，取273/1

t-气体平均温度

4.2局部阻力损失

流体进入导风管时的局部阻力损失、流体由导风口进入风帽的局部阻力损失、当流体经过风帽的局部阻力损失。局部阻力系数根据流体所流经的结构形式来进行考虑，

式中，λ-摩擦阻力系数

L-管道长度

de-通道的当量直径

布风板导风管阻力改造前后变化计算

通过导风管管径改造后在一次风量不变的情况下，导致阻力增加766.4Pa、风帽内

部流速降低19m/s、导风管内流速增加7.8m/s。

4.3改造方案如下图：

如图2、3：

图2 改造前风帽芯管 图3 改造后风帽芯管

5 改造后效果

5.1布风均匀性提高

布风板阻力的大小直接关系到布风均匀性的好坏，锅炉布风板阻力设计值为9.2kPa，管径缩小后布风板阻力由原来的7.4 kPa提高到9.4 kPa，改善了改造前阻力偏低的情況。

5.2改造后床温的影响

改造后由于布风均匀性得到提高，锅炉的床温较改造前降低了15℃左右，床温低运行对

于炉内脱硫、脱硝具有积极的影响。

6 结论

1）通过技术改造后，炉内流化质量提高，床压运行平稳，翻床现象得以解决，床温偏差减少，安全性大大提高。

2）通过技术改造后，床温整体较修前降低约15℃，对污染物的低排放起到了很大的作用。两台一次风机每年节电为6000V*30A*2*4000h=144万千瓦时，两台二次风机的年节电为108万千瓦时，风机电耗降低约0.3%，供电煤耗降低约1g/Kwh。

3）此次改造避免了打砸浇注料彻底更换导风管，减少了人力和财力的投入，检修时间也大大缩短，为机组早日启动创造了有利条件，节约检修费用约50万元。

参考文献

[1]蒋敏华，肖平.大型CFB锅炉技术[M].1版.中国电力出版社，2009.

[2]黄中.CFB锅炉钟罩式风帽磨损及漏渣原因分析.热力发电.2014

[3]黄中.循环流化床锅炉优化改造技术[M].1版.中国电力出版社，2019.

作者简介：刘建国（1980-），男，本科，中级工程师，主要研究方向为锅炉燃烧