淺談75T/hCFB 鍋爐改進經驗和運行技術交流
摘要: 本文主要介紹了神東煤炭公司熱電公司對上熱電廠UG — 75/3.82 — M29 鍋爐通過防磨治理、技術管理、設備管理,通過一系列措施該爐由運行時數短、磨損嚴重等問題, 經過優化運行參數、技術改造后效果非常明顯, 問題也基本得到解決。
關鍵詞: 防磨改造,參數控制,運行時數
1 設備簡介
UG — 75/3.82 — M29 鍋爐采用了清華大學水冷方形分離器的專利技術,75T/h 中溫中壓循環流化床鍋爐,單爐膛、高溫分離,前墻給煤、后墻進灰,U 型返料器, 返料風來源與一次風。
2 造成磨損的原因
2 . 1 磨損主要部位
主要磨損部位集中在:1)爐膛給煤口下方100mm 耐磨層的失效剝落。2)爐膛四角水冷壁。3)噴涂層與水冷壁交界處。4)熱電偶下部80～100mm 兩側水冷壁。5)煙氣入口耐磨層的剝落失效。
爐膛四周水冷壁距布風板有3800mm 高的耐磨澆注料,在耐磨澆注料以上鍋爐出廠自帶有200mm 的噴涂層。噴涂層與水冷壁交界處出現不同程度的磨損,爐管原來壁厚為5mm,從某次泄漏停運后測量,爐管壁厚為3.4～ 4.2mm 不等,磨損情況如圖1。
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2 . 2 受熱面磨損分析
(1)受熱面的磨損主要是沖刷和沖擊磨損造成。沖刷磨損是指煙氣、固體物料的流動方向與受熱面平行時固體物料沖刷受熱面造成的磨損。雖然煙氣、物料流動方向與管束總體方向布置一致,但因管束局部存在凹、凸致使流動在其附近發生突變,進而對該部位造成快速磨損,直到凹、凸與附近區域平緩過渡,磨損才迅速減緩。再者就是某一部位存在凸臺或堆積物料致使物料流動方向發生轉向,并在附近區域產生渦流,進而對其部位造成嚴重磨損。
沖擊磨損是指煙氣、固體物料的流動方向與受熱面呈一定角度或垂直時固體物料沖碰撞受熱面而造成的磨損。當攜帶物料的煙氣以切向或一定角度掠過管束時, 物料將從切向或角向撞擊管壁,產生較大面積的磨損。
(2)影響受熱面磨損速率的因素。影響鍋爐受熱面磨損的因素較多,主要有燃料特性、床料特性、運行參數、物料循環方式、受熱面結構與布置方式。
循環流化床鍋爐煤種的適應性好,不同的煤種,會產生不同的磨損。床料粒經、顆粒形狀、床料硬度、顆粒成分、床層溫度、煙氣速度不同,磨損速率就不同。
2 . 3 防止磨損的措施
(1)改變煤種。嚴格控制給煤粒徑 改變之前使用的煤的發熱量在3000 大卡/ 公斤,灰份在43% 左右,且煤中含有大量的沙子。大量沙子的存在導致床料成分中的Si 含量增大,床料的硬度增大,磨損就增大。因為煤中含水量偏大,破碎機篩板經常堵塞,后來使用的篩板進行了擴孔,導致給煤粒徑大于8mm,平均在11mm。給煤粒徑達不到設計要求,顆粒太粗,導致燃燒室下部溫度偏高,上部溫度偏低。為解決這一問題,作為運行中的手段之一,就是提高一次風量,這樣使鍋爐磨損加劇。認識到這一問題我們變化煤種,更換破碎機篩板,使煤種及煤的粒徑符合設計要求。現在使用煤的發熱量在4200 大卡/ 公斤,灰份在30% 以下,達到設計使用煤種的要求。
(2)適當拆取溫度測點。該爐在左右兩側墻各布置6 對共12 支熱電偶。而爐膛下部和爐膛中下部熱電偶處水冷壁磨損嚴重,根據測點布置的密度,拆除了爐膛中下部熱電偶。
(3)提高耐磨澆注料的高度。爐膛四周耐磨層高度由原來的3.8m 提高到5.3m, 四角由原來的3.8m 提高到6.8m。實施后鍋爐負荷沒有受到影響。
(4)改變吹掃風和布煤風。該爐在給煤口下100mm 耐磨澆注料經常磨損剝落,導致該部位水冷壁磨損泄漏。兩股風通過給煤管進入爐膛,但進入的角度不同,吹掃風的角度小于播煤風的角度。調整兩股風的擋板開度,吹掃風的擋板全開,播煤風根據煤的濕度進行調整,以煙氣不反竄為宜。
3 控制參數的必要性
UG — 75/3.82 —— M29 鍋爐從2004 年投運以來,在三年多的運行中,因受熱面磨損造成13 次非停,導致連續運行時數較低, 一般在30 天至90 天不等。期間對運行參數控制的也不是很嚴格,常出現主蒸汽流量超、床料流化風量大、爐膛負壓大等情況。對因受熱面磨損造成泄露時有發生,在不同程度上造成人力和物力的浪費。
針對以上出現的問題,公司在2007 年中旬開始,通過生產技術部牽頭,進行了一系列的整改措施。
(1)加強技術人員管理,使技術人員有充分的時間進行技術進行管理。同時每月進行一次運行與檢修分析會,解決運行和檢修中存在一些較難解決的問題。
( 2 )注重員工的培訓工作,積極參加 CFB 協作網舉辦的各種培訓,讓操作骨干參加了西安、北京的技術提高班,技術管理人員參加年會、各類研討會。同時全公司班組長以上人員到國華臺山電廠參觀、學習,通過一系列的舉措,使員工的思想意識發生了改變,操作技能得到了提高。
(3)加強專項資金投入和點檢定修工作,通過公司每年對鍋爐檢修專項資金的投入、通過點檢定修的實施。針對鍋爐檢修方面,配備鍋爐專職點檢員,將責任落實到人,點檢員在設備運行正常時,每天在規定的時間內進行點檢,及時發現設備隱患, 有計劃的進行消除,杜絕了因輔機故障造成的鍋爐非停。
(4)優化風量、改變爐膛負壓 最低運行風量一般與床料顆粒度大小、密度及料層堆積孔隙率有關。所以我們在改變煤種后,對臨界流化風量進行從新測定,原來是 3.6km3/h,現在是3.1km3/h。運行中的一次風量由原來的4.0km3/h,降為3.1km3 以內/h。二次風量的控制滿足鍋爐負荷需求,總體控制煙氣含氧量在3%～4.5%。調整前爐膛出口負壓為-240～ -300Pa,調整后的爐膛負壓為＜ -100Pa 在保證爐膛不冒正壓時盡可能降低負壓。通過對一次風、爐膛負壓的調整,大大降低了煙氣流速,不僅降低了磨損,而且延長了顆粒在爐膛內的停留時間,使非灰可燃物含量得到有效控制。
4 結語
通過從人力資源配置到技術管理、優化參數、改變煤種、提高耐磨層高度等一系列措施的有效實施,上灣熱電廠#4 爐能達到額定出力,飛灰可燃物下降到2% 以內,而且連續運行時數達到了291 天的全國記錄。
參考文獻
[1] 郝繼紅等.循環流化床鍋爐磨損機理及防治.中國電力出版社,2008,3.
[2] 劉德昌,陳漢平等.循環流化床鍋爐運行及事故處理.中國電力出版社,2006,4.
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