大型循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)帽改造研究課件

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1、大型循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)帽改造研究中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)部黃中2011年11月2日成都報(bào)告內(nèi)容CFB鍋爐風(fēng)帽的功能作用CFB鍋爐風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)形式風(fēng)帽常見問題與成因磨損燒毀漏渣風(fēng)帽設(shè)計(jì)方法及要求風(fēng)帽改造案例總結(jié)CFB鍋爐風(fēng)帽的功能作用冷態(tài)及運(yùn)行時(shí)與布風(fēng)板共同承托床料維持布風(fēng)均勻、流化穩(wěn)定避免出現(xiàn)流化死區(qū)防止大顆粒沉積產(chǎn)生合理阻力CFB鍋爐風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)形式最早的風(fēng)帽形式孔板圓柱形風(fēng)帽CFB鍋爐風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)形式早期應(yīng)用的CFB鍋爐風(fēng)帽結(jié)構(gòu)形式豬尾巴型風(fēng)帽定向風(fēng)帽劍型風(fēng)帽鐘罩型風(fēng)帽風(fēng)帽數(shù)量外孔尺寸布風(fēng)均勻性磨損特性防漏渣性能使用周期柱形風(fēng)帽多小

2、好較輕一般一般豬尾形風(fēng)帽多—好最輕較好較長定向風(fēng)帽多大較好較重弱較短箭形風(fēng)帽少大較好較輕弱較短鐘罩形風(fēng)帽較少較大好輕好較長CFB鍋爐風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)形式目前應(yīng)用的CFB鍋爐風(fēng)帽結(jié)構(gòu)形式定向風(fēng)帽及其改進(jìn)形式鐘罩式風(fēng)帽及其改進(jìn)形式風(fēng)帽常見問題與成因磨損磨損普遍發(fā)生，運(yùn)行條件決定風(fēng)帽磨損不可避免磨損主要位置是外罩出口、頂部、芯管磨損與運(yùn)行維護(hù)密切相關(guān)磨損因素分析磨損因素分析設(shè)計(jì)因素為了保證流化避免顆粒沉積，需要較大的動(dòng)量動(dòng)量越大，衰減的越慢↓傳遞給顆粒的動(dòng)量越大↓對相鄰風(fēng)帽的沖擊越大↓相互磨損越大磨損因素分析安裝因素節(jié)距小，風(fēng)帽布置數(shù)量多，布風(fēng)越均勻上游風(fēng)帽氣流對

3、下游風(fēng)帽沖擊越大，磨損越大設(shè)計(jì)、安裝精度造成下游風(fēng)帽某一部分位于上游風(fēng)帽射流流場中錯(cuò)列布置和順列布置也有影響P.,Mirek,etal.CirculatedFluidizedBedTechnologyVIII（2005）ChemicalEngineeringandProcessing(2011)磨損因素分析磨損因素分析維護(hù)因素風(fēng)帽定期進(jìn)行更換維護(hù)頻率煤質(zhì)特性灰分、粒徑分布、摻矸率運(yùn)行因素是否大風(fēng)量運(yùn)行E=Kμd2U3風(fēng)量增加15%，磨損增加50%風(fēng)帽常見問題與成因燒毀燒毀是主因的無法通風(fēng)冷卻材質(zhì)和制造不合格有一定影響燒毀與運(yùn)行操作也有關(guān)燒毀因素分析燒毀

4、的預(yù)防認(rèn)識到風(fēng)帽的惡劣工作環(huán)境選用性能更好的耐高溫、耐磨損材料早期采用ZG8Cr33Ni9N，高溫使用發(fā)生組織變化，風(fēng)帽脆性增加目前外罩多采用ZG8Cr26Ni4Mn3N、ZG40Cr25Ni20，性能有保證芯管多采用1Cr18Ni9Ti、CPH20、HHT點(diǎn)火、壓火時(shí)選用合理的運(yùn)行參數(shù)（通風(fēng)冷卻）啟停機(jī)組加強(qiáng)對風(fēng)帽的檢修、疏通風(fēng)帽常見問題與成因漏渣設(shè)計(jì)因素（結(jié)構(gòu)、阻力特性）運(yùn)行環(huán)境（流化風(fēng)量、風(fēng)溫）運(yùn)行維護(hù)（破損、脫落）危害嚴(yán)重（經(jīng)濟(jì)性、安全性、磨損加?。┞┰蛩胤治鲥仩t大型化后爐膛的變化漏渣因素分析風(fēng)帽阻力決定布風(fēng)板阻力一定的阻力是保證鍋爐正常運(yùn)行

5、的關(guān)鍵爐內(nèi)流態(tài)化的穩(wěn)定由布風(fēng)板阻力和料層阻力兩部分共同決定如果布風(fēng)板阻力偏低，總阻力就會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)某一操作氣速下會(huì)出現(xiàn)三工作點(diǎn)某些區(qū)域氣體以u（未充分流化）或u2（充分流化）速度通過一些區(qū)域氣體以u1速度通過（固定床狀態(tài)）漏渣因素分析漏渣因素分析綜合成因單爐膛結(jié)構(gòu)使用的大床面對風(fēng)室壓力均勻性有影響風(fēng)帽阻力不足以克服風(fēng)壓、流量波動(dòng)造成的床層不穩(wěn)定流化較差區(qū)域的床料在爐內(nèi)壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入風(fēng)帽造成漏渣解決途徑合理的阻力（低負(fù)荷下的流化及布風(fēng)均勻性）選擇良好的風(fēng)帽結(jié)構(gòu)及參數(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)帽阻力與風(fēng)速的獨(dú)立避免風(fēng)帽脫落合理控制燃料風(fēng)帽設(shè)計(jì)方法及要求選擇合理的阻力分布阻

6、力越大，布風(fēng)越均勻，但能耗相應(yīng)增加布風(fēng)板阻力占總阻力的1/3方可維持床層穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)帽設(shè)計(jì)要求壽命長（外罩、芯管）風(fēng)帽結(jié)構(gòu)及阻力特性優(yōu)良，不漏渣檢修維護(hù)便捷選擇良好的及參數(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)帽阻力與風(fēng)速的獨(dú)立阻力和出口速度獨(dú)立控制首選鐘罩風(fēng)帽具體項(xiàng)目具體分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理利用數(shù)值模擬軟件重視制造加工和現(xiàn)場安裝風(fēng)帽設(shè)計(jì)方法及要求內(nèi)蒙某廠4×200MWCFB鍋爐鍋爐型號SG-690/13.6-M451風(fēng)帽改造案例問題表現(xiàn)四臺鍋爐自投產(chǎn)后普遍存在風(fēng)室漏渣問題先后進(jìn)行過四次改造試驗(yàn)改造后漏渣情況得到一定程度緩解，但始終沒有得到徹底解決低負(fù)荷工況下風(fēng)帽漏渣嚴(yán)重、磨損加劇，

7、檢修更換量大風(fēng)帽改造案例風(fēng)室結(jié)構(gòu)等壓絕熱風(fēng)室，一次風(fēng)由四根支管進(jìn)入床面尺寸22.74×3.53m風(fēng)帽初始結(jié)構(gòu)大直徑逆流柱狀風(fēng)帽布風(fēng)板上均勻布置風(fēng)帽2615個(gè)（節(jié)距170mm）布風(fēng)板阻力3.8kPa（設(shè)計(jì)4.5kPa）芯管出口直徑43mm，芯管壁厚6mm外罩下部均等布置有8個(gè)直徑15mm的圓孔出口外罩材質(zhì)為ZG8Cr26Mn7N，芯管材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti改造試驗(yàn)第一次改造試驗(yàn)原因分析：風(fēng)帽阻力太小，芯管結(jié)構(gòu)不合適改造方案：風(fēng)帽芯管由向上開口（φ43×6）改為側(cè)向開孔（三排24個(gè)φ8.5小孔）風(fēng)帽頭結(jié)構(gòu)不變改造結(jié)果：布風(fēng)板阻力提高至4.8kPa，風(fēng)帽

8、漏渣有所緩解風(fēng)量低于280km3/h后布風(fēng)板四周仍有漏渣現(xiàn)象機(jī)組停運(yùn)后布風(fēng)板前后3~4排風(fēng)帽存