循环流化床锅炉布风系统的优化设计改造

循环流化床锅炉布风系统的优化设计改造

文章根据一台150t/h循环流化床锅炉在运行中由于流化不均使锅炉出现结焦、风帽磨损严重、受热面磨损严重等情况，因此对其进行改造，即在锅炉南北风室内共3个位置增加不同尺寸、角度导流板，调整锅炉布风情况。改造后以上情况均得到改善，并取得了较大的经济效益和社会效益，对循环流化床锅炉布风系统的设计与技术改造具有一定的参考价值。

标签：循环流化床锅炉；流化不均；导流板；布风系统

我公司现一台150t/h循环流化床锅炉，由于1次风系统的4个风室静压不均衡、取消2次风、布风板压力不均等因素，锅炉在长周期运行过程中出现炉床流化差、风帽及受热面磨损严重等现象，从而影响锅炉机组的安全与经济运行，因此文章针对该情况对锅炉一次送风口进行优化设计改造。

1 CFB锅炉简介

1.1 CFB锅炉的工作原理及结构

CFB锅炉是从鼓泡床发展起来的一种新型燃烧技术[1]。其工作原理是：将煤破碎成10mm以下的颗粒后送入炉膛，同时炉内存在大量床料，有炉膛出口安装旋风分离器，将分离下来的固体颗粒通过飞灰送回装置再次送入炉膛燃烧[2、3]。

文章所研究的锅炉整体呈左右对称布置，锅炉采用单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式，露天布置，炉顶布置有遮雨板。该循环流化床锅炉主要由四部分组成：燃烧室、水冷旋风分离器、物料送回装置、尾部对流烟道。

1.2 布风系统存在问题的主要原因

布风板特性与流态化质量密切相关，其设计是否合理是流化操作成败的关键因素之一。流化床锅炉的布风装置必须具备以下特点：均匀分布来流气流，有助于产生均匀而平稳的流态化及阻力损失比较合理。布风板阻力是指在无料层时燃烧空气通过布风板的压力损失。要使空气按设计要求通过布风板形成稳定的流化床层，要求布风板具有一定阻力。从节能角度考虑，布风板的阻力是个不利因素，应降的越低越好。但它对布风的均匀化、稳定性又是个有益的因素[4]。没有一定的阻力，布风均匀化难以维持，尤其当布风板在流化床系统中所占的比例过小时，床层一旦出现偏流，气流将更加趋向于阻力较小之处，以致出现勾流，其他地方形成死区。

2 优化设计改造方案

该锅炉在长周期运行过程中出现炉床流化差、风帽磨损严重以及偶尔有漏渣

现象，主要是由于布风均匀化难以维持，尤其当布风板在流化床系统中所占的比例过小时，床层一旦出现偏流，气流将更加趋向于阻力较小之处，以致出现勾流，其他地方形成死区，从而引起以上现象的出现。因此对该锅炉的布风系统进行优化设计改造：即在锅炉南北风室内共3个位置增加不同尺寸、角度导流板，调整锅炉布风情况，一方面改善锅炉炉床流化差及炉床风帽磨损严重的情况，其次降低送、引风机运行电流，减少锅炉运行能耗。

3 改造效果

在对锅炉3个位置增加不同尺寸、角度导流板后，作者对比改造前后锅炉的运行情况发现，本次改造不仅取得了一定的经济效益，而且也收获了很大的社会效益。

3.1 经济效益

3.1.1 直接经济效益

改造前：送风机运行电流85-87A，两台引风机电流50A

改造后：目前送风机运行电流82-84A，两台引风机电流46A

目前大能耗设备运行电流共降低3+4*2=11A，降低能耗为：

月降低能耗支出=节省电量*电价=（天数*24*降低电流*设备运行电压）*电价=（30*24*11*6000/1000）*0.3=14256元

作者仅对比改造前后送风机和引风机的运行电流发现每年至少节约10万元以上。

3.1.2 间接经济效益

改造后的锅炉改善了炉床的流化情况，避免流化不均造成的锅炉结焦，延长锅炉运行周期；降低了炉床风帽磨损，延长风帽检修周期；同时也降低了锅炉运行烟气流速，减少锅炉受热面磨损情况。改造之后一定程度上降低了锅炉发生诱发安全事故的可能性，事故的发生不但会直接导致经济损失，还要计算停产所导致的间接经济损失和所增加的維修费用。

3.2 社会效益

（1）减小锅炉高温结焦的可能性，降低工人劳动强度。由于灰垢导热性能很差，即使较轻的积灰也能够产生很大的热阻，能够明显降低锅炉的出力，在积灰严重时能够使锅炉处理大幅度降低。本次加装导流板后，有效解决了锅炉结焦严重的问题，保障了设备安全运行，极大降低了锅炉放渣工的劳动强度和烫伤风险。

（2）提高锅炉使用寿命。改造前由于布风均匀化难以维持，以致出现勾流，其他地方形成死区，从而引起锅炉结焦、风帽磨损严重、受热面磨损严重等情况，改造后的锅炉以上情况都得到了较大的改善，延长锅炉运行周期，提高锅炉的使用寿命。

4 结束语

（1）在锅炉南北风室内共3个位置增加不同尺寸、角度导流板，调整锅炉布风情况，一方面改善锅炉炉床流化差及炉床风帽磨损严重的情况，其次降低送、引风机运行电流，减少锅炉运行能耗。

（2）改造后的锅炉在运行过程中，不仅取得了一定的经济效益，而且也收获了很大的社会效益。此改造方案对循环流化床锅炉布风系统的设计与技术改造具有一定的参考价值。

参考文献

[1]阎维平，殷立宝，丁希宁，等.循环流化床燃煤锅炉炉内密相区动态特性改进模型[J].电力科学与工程，2004，20（2）：4-8.

[2]路春美，程世庆.循环流化床锅炉设备与运行[M].北京：中国电力出版社，2003.

[3]范从振.锅炉原理[M].北京：水利电力出版社，1995.

[4]朱皑强，芮新红.循环流化床锅炉设备及系统[M].北京：中国电力出版社，2004.