锅炉尾部烟道包墙过热器技改论文

锅炉尾部烟道包墙管技改

一、我厂循环流化床概述：

我厂480t/h CFB锅炉采用超高压参数中间再热机组设计，与135MW等级汽轮发电机组相匹配，可配合汽轮机定压(滑压)启动和运行。锅炉采用循环流化床燃烧技术，循环物料的分离采用高温绝热旋风分离器。锅炉采用平衡通风。

锅炉主要由炉膛、高温绝热分离器、自平衡“U”形回料阀和尾部对流烟道组成。燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁，水循环采用单汽包、自然循环、单段蒸发系统。采用水冷布风板，大直径钟罩式风帽，具有布风均匀、防堵塞、防结焦和便于维修等优点。燃烧室内布置水冷屏来增加蒸发受热面。燃烧室内布置屏式Ⅱ级过热器和屏式热段再热器，以提高整个过热器系统和再热器系统的辐射传热特性，使锅炉过热汽温和再热器温具有良好的调节特性。

锅炉采用2个内径为8.3米的高温绝热分离器，布置在燃烧室与尾部对流烟道之间，外壳由钢板制造，内衬绝热材料及耐磨耐火材料,分离器上部为圆筒形，下部为锥形。防磨绝热材料采用拉钩、抓钉、支架固定。

高温绝热分离器回料腿下布置一个非机械型回料阀，回料为自平衡式，流化密封风用高压风机单独供给。回料阀外壳由钢板制成，内衬绝热材料和耐磨耐火材料。耐磨材料和保温材料采用拉钩、抓钉和支架固定。

以上三部分构成了循环流化床锅炉的核心部分——物料热循环回路，煤与石灰石在燃烧室内完成燃烧及脱硫反应。经过分离器净化过的烟气进入尾部烟道。尾部对流烟道中布置Ⅲ级、Ⅰ级过热器、冷段再热器、省煤器、空气预热器。过热蒸汽温度由在过热器之间布置的两级喷水减温器调节，减温喷水来自于给水泵出口，高加前。冷段再热器和热段再热器中间布置有一级喷水减温器，减温水来自于给水泵中间抽头。Ⅲ级、Ⅰ级过热器、冷段再热器，烟道采用的包墙过热器为膜式壁结构，省煤器、空气预热器烟道采用护板结构。

为防止因炉内爆炸引起水冷壁和炉墙的破坏，燃烧室与尾部烟道包墙均采用水平绕带式刚性梁来防止内外压差作用造成的变形。

锅炉设有膨胀中心，各部分烟气、物料的连接烟道之间设置性能优异的非金属膨胀节，解决由热位移引起的密封问题，各受热面穿墙部位均采用国外成熟的密封技术设计，确保锅炉的密闭性。

锅炉钢构架采用高强螺栓连接，按Ⅶ度地震裂度设计。

锅炉采用支吊结合的固定方式，除分离器筒体和空气予热器为支撑结构外，其余均为悬吊结构。

二、包墙下联箱未改造前的状况：

1、锅炉尾部烟道飞灰磨损状况：

循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，这是一种界于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。所谓的流态化是指固体颗粒在空气的作用下处于流动状态，从而具有许多流体性质的状态。在循环流化床锅炉炉内存在着大量的床

料（物料），这些床料在锅炉一次风、二次风的作用下处于流化状态，并实现炉膛内的内循环和炉膛外的外循环，从而实现锅炉不断的往复循环燃烧。

循环流化床锅炉的不同部位处于不同的气固两相流动形式，炉内处于快速床的工作状态，具有颗粒间存在强烈扰动和返混等性质；回料阀进料管内处于负压差移动填充床状态，返料管内处于鼓泡床流动状态；尾部烟道处于气力输送状态。

而我厂先用到煤种所产生的灰分中二氧化硅、三氧化二铝的含量远大于设计煤种的含量（见下表）。加之尾部烟道的气力输送的作用，飞灰对尾部烟道的磨损巨大。

灰分分析表

序号 名 称 符号 单位 设计煤种 校核煤种 灰 成 分

1 二氧化硅 SiO

2 % 51.9 53.8 2 三氧化二铝 Al 2O

3 % 34.7 37.9 3 三氧化二铁 Fe 2O 3 % 4.6 2.6

4 二氧化钛 TiO 2 % 1.

5 1.55 5 氧化钙 CaO % 0.43 0.32

6 氧化镁 MgO % 0.38 0.28

7 氧化钾 K 2O % 0.97 0.82

8 氧化钠 Na 2O % 0.11 0.0

9 9 三氧化硫 SO 3 % 1.14 0.2 10

五氧化二磷

P 2O 5

%

0.04

0.11

2、包墙下联箱四角弯管磨损原因：

原炉包墙下联箱四角弯管处的结构（见下图），在运行过程中，炉膛燃烧产生的飞灰，会不断在包墙下联箱四角部位产生漩涡，加上四角包墙管弯曲布置，弯管部位管壁会较薄，长时间的漩涡磨损，会导致弯管部位冲刷直至爆管，如停炉不及时，会冲刷周围包墙管、冷段再热器管排。这种恶性故障的产生，直接影响发电机组的安全稳定运行。

原包墙管布置图

3、造成的经济损失：

自2012.6主机设备接手以来，发生#1、#2机组在运行过程中发生两次（2012.6.21#2炉包墙下联箱西北角、2012.10.2#1炉包墙下联箱东北角）由于包墙四角弯管爆管，造成机组被迫停运的故障。两次爆管严重的影响了电厂机组的安全稳定运行，不论在人力、物力、财力上都带来了巨大的经济损失。

2012.6.21#2炉爆管#2机组被迫停运照片

2012.10.02#1炉爆管#2机组被迫停运照片

三、技术改造措施：

面对机组运行出现的严重不良态势，经与电建四公司技术人员沟通，最终决定将产生漩涡严重的四角弯管绕至尾部烟道外侧，这样既保证包墙四角管不被磨损，又不影响包墙受热面换热。

技改前

技改后

技改前后比较图

技改后的包墙照片（侧面）技改后的照片（俯视）

四、技改后成效：

现#1机组自2012.11.10至2013.3.10连续四个月运行以来，观察发现四角包墙弯管状况良好。达到了预期的技改效果。有效的阻止了由于包墙弯管爆管机组被迫停运故障的发生。保障了我厂发电机组安全稳定运行。