75t/h循環(huán)流化床鍋爐返料系統(tǒng)存在問題及改造措施

湯永平

（貴州開磷遵義堿廠，貴州 遵義 563000）

1 返料系統(tǒng)存在的問題

貴州開磷遵義堿廠現(xiàn)有四川鍋爐廠生廠的C75-3.82/MX型循環(huán)流化床鍋爐1臺，該型鍋爐的返料系統(tǒng)送風(fēng)裝置為絕熱+母管支管式配風(fēng)裝置，返料氣源來自鍋爐控制床溫、料層和流化的型號為SFG75—1NO18.4D 1350的一次風(fēng)機，風(fēng)壓為19.4 kPa，系統(tǒng)流程示意簡圖見圖1。

該系統(tǒng)存在的問題是返料不順暢，返料系統(tǒng)每月都會出現(xiàn)一二次的返料系統(tǒng)堵塞，尤其在鍋爐調(diào)整負(fù)荷一次風(fēng)量改變時，極易發(fā)生堵塞，引起鍋爐物料循環(huán)系統(tǒng)無法返料，導(dǎo)致鍋爐床溫?zé)o法控制，床溫溫差波動幅度達100℃左右，爐膛出口溫度與床溫相差300℃左右，床壓波動達2.0～3.0 kPa，因無返料，床壓很難控制，導(dǎo)致循環(huán)流化床鍋爐無法運行，操作稍有不當(dāng)，就會導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦事故的發(fā)生，此時，鍋爐蒸發(fā)量嚴(yán)重下降，蒸發(fā)量為75 t/h的鍋爐只有每小時十幾噸的蒸發(fā)量，靜電除塵器捕捉下來的飛灰全是灰黑色，飛灰燒失量達30%及以上，引起耗煤量增加，標(biāo)煤耗量達170 kg/t（蒸汽），煤質(zhì)消耗量增加，且嚴(yán)重影響后續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運行。一旦出現(xiàn)返料器堵塞，要疏通返料器，一般需要10人用3天左右時間進行疏通，將返料器內(nèi)裝滿的不少于20 t的爐料通過?89的放料管放出，用手推車推向渣池，同時，還需另派6人進入爐內(nèi)用2 h將床料清理干凈，再派4人篩選床料，16人同時將新的經(jīng)過篩選的七八噸的床料送入爐膛進行重新布料。然后，再按鍋爐的啟動程序重新啟動鍋爐。在處理此事故期間，為了不影響生產(chǎn)，只有開經(jīng)改造后的2#鍋爐維持生產(chǎn)。

2 原因分析

由于該爐的返料系統(tǒng)采用絕熱+母管支管式配風(fēng)裝置，配風(fēng)管一端固定在返料器的墻體上，一端懸空，返料風(fēng)的流向向下，通過與返料器底面接觸后再托起返料在輸送風(fēng)的作用下送回爐膛再次燃燒，冷態(tài)未變形前布風(fēng)管示意，圖見圖2。由于返料的溫度高（850～950℃），使配風(fēng)管在高溫環(huán)境作用下材質(zhì)強度、硬度均降低，發(fā)生軟化，在松動風(fēng)和輸送風(fēng)共同反向力的作用下發(fā)生向上變形的翹曲反應(yīng)，從而改變風(fēng)的流向，見圖3，使輸送風(fēng)無法將床料全部送回爐膛，而在料腳內(nèi)發(fā)生反吹現(xiàn)象，導(dǎo)致料腳高度增加，此時，返料風(fēng)壓也同時增加，當(dāng)料腳高度增加到一定程度時，完全克服了風(fēng)機的風(fēng)壓，從而導(dǎo)致返料風(fēng)機壓頭增高，返料風(fēng)流量減少，直至流量為零，此時，返料系統(tǒng)完全停止返料，鍋爐無法正常運行[1]。

3 改進措施

將絕熱+母管支管式配風(fēng)裝置改造為絕熱+風(fēng)帽結(jié)構(gòu)回料系統(tǒng)，由耐磨耐火層+絕熱+保溫層+鋼板構(gòu)成。耐磨耐火層采用耐磨耐火澆注料，絕熱層采用絕熱澆注料，保溫層采用硅酸鋁纖維氈?；亓祥y體支撐在構(gòu)架的橫梁上?；亓巷L(fēng)室焊接在回料閥體底部，回料風(fēng)室上設(shè)有回料風(fēng)的管?；亓巷L(fēng)總管上裝有止回閥防止停爐時飛灰倒流影響羅茨風(fēng)機的運行，同時，在各返料器支管上設(shè)有電動調(diào)節(jié)閥和流量計[2]。回料閥配風(fēng)采用型號為3L4WC的高壓羅茨風(fēng)機（1開1備，帶變頻調(diào)速），風(fēng)壓為49.9 kPa。因接口變化，只需現(xiàn)場適當(dāng)調(diào)整配風(fēng)總管，從而保證連接。原回料閥的配風(fēng)總管利用現(xiàn)有的部分，現(xiàn)場只需將羅茨風(fēng)機出風(fēng)口接入原配風(fēng)總管即可使用。回料布風(fēng)板采用20 mm的材質(zhì)為12Cr1MoV的耐熱珠光體不銹鋼板開孔而成，防止飛灰的磨損。布風(fēng)板上均勻開設(shè)回料風(fēng)帽的插入孔，風(fēng)帽接合現(xiàn)場實際，采用長柱形風(fēng)帽，材質(zhì)為耐高溫耐磨損的ZG8Cr26Ni4Mn3NRe?，F(xiàn)場安裝只需將風(fēng)帽插入布風(fēng)板安裝孔就位后點焊即可使用。返料系統(tǒng)改造后的示意圖見圖4。

4 改造后的使用效果

（1）回料閥用絕熱非機械式回料密封閥，保證回料暢通，滿足了鍋爐的料腳高度密封和防止?fàn)t內(nèi)布風(fēng)床上料層反竄的需要，密封效果良好，返料動力足夠，床壓無踴動現(xiàn)象，床壓平衡；

（2）回料通道保證回料通暢，耐高溫、耐磨損和防粘結(jié)?；亓舷到y(tǒng)改造后運行至今，未出現(xiàn)返料器堵塞現(xiàn)象，保證了鍋爐的長周期安全穩(wěn)定運行，為后續(xù)生產(chǎn)裝置提供了可靠的用汽保證；

（3）回料閥結(jié)構(gòu)設(shè)計中通過控制回料風(fēng)給入方式、位置和風(fēng)量，松動風(fēng)和輸送風(fēng)用中間墻隔開，避免了因局部溫度過高而結(jié)焦。保證了運行中料位自平衡能力，防止在壓力脈沖時，煙氣反竄，保證了物料傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

（4）回料閥及回料管外壁溫度低、強度高、熱應(yīng)力小，能有效避免回料閥和回料管開裂，保證回料閥長周期穩(wěn)定運行。

（5）回料器改造部分外表溫度低于55℃，達到了國家節(jié)能要求。

5 效益核算

（1）如每月最少發(fā)生1次返料系統(tǒng)堵塞事故，則返料系統(tǒng)清灰人工費用為10（人）×3（每天3班次）×3（天）×100（100 元/人·班次）=9 000（元/次）。

（2）清理風(fēng)帽、篩渣、往爐膛裝渣，每次需20人，0.5個班次，則每次發(fā)生的費用為 20×0.5×100=1 000（元/次）。

（3）鍋爐停爐置換用脫鹽水20 t/h，置換時間3 h，脫鹽水 6.25元/t，則脫鹽水費用為 20×3×6.25=375（元/次）。

（4）鍋爐點火用0#輕柴油，鍋爐點火時間為4 h，每小時耗油 400 kg/h，輕柴油 7 500 元/t，則每次點火用輕柴油費用為：400×4÷1 000×7 500=1.2（萬元/次）。

（5）每次點火時，一次風(fēng)機 450 kW，引風(fēng)機500 kW，需4 h；高壓給水泵250 kW需1 h，每次點火電費耗用量為（450+500）×0.55×0.8×4+250×0.55×0.8×1=1 782（元/次）。

（6）1#鍋爐停用，為了不影響生產(chǎn)，必須開經(jīng)過改造的2#鍋爐，由于2#鍋爐型號為C180-3.82/MX，蒸發(fā)量為180 t/h，經(jīng)改造后型號為C100-3.82/MX，蒸發(fā)量為100 t/h，由于是大改?。ㄎ锤那暗淖畹驼舭l(fā)量為130 t/h），改造后最低蒸發(fā)量為70 t/h，由于受下游生產(chǎn)負(fù)荷的影響，每小時需要的蒸發(fā)量為35 t/h左右，則每小時需排掉蒸汽35 t/h，則每次停爐損失費用為 35×6.25×24×3（脫鹽水費用）+35×（119×7 000÷5 500÷1 000）×24×3×560（煤耗）+（1 250+1 000+500+500）（風(fēng)機、泵功率）×60%（調(diào)速后的效率）×80%（機械效率）×24×3×0.55÷2（電費）=26.03（萬元/次）。

綜上所述，全年按每月至少1次停爐計算，則返料系統(tǒng)改造后每年可節(jié)約費用計算如下：（0.9+0.1+0.037 5+1.2+0.178 2+26.03）×12=341.35（萬元/年）。

［1］路春美，程世慶，王永征.循環(huán)流化床鍋爐及設(shè)備與運行.北京：中國電力出版社，2003.

［2］郝繼紅，李建鋒.循環(huán)流化床鍋爐磨損機理及防治.北京：中國電力出版社，2008.

［3］岑可法，倪明江，等.循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計與運行.北京：中國電力出版社，1998.