浅谈循环流化床锅炉布风系统的改造优化

浅谈循环流化床锅炉布风系统的改造优化摘要：循环流化床锅炉(以下简称“CFB”)以其燃料适应性广、负荷调节能力强、环保性能优良等优点而得到广泛应用。近年来，许多企业采用FB锅炉进行垃圾焚烧发电。为确保CFB锅炉能够适应燃用垃圾废弃物，并稳定燃烧运行，最基本的条件是保证炉膛中燃料的充分流化，这不仅取决于物料特性，更与布风关键词：循环流化床；布风系统；改造系统承担着保证炉膛内床料充分均匀流化的重要任务。布风系统必须能够均匀分布来流气流，有助于产生均匀而平稳的流态化以及压力损失较为合理。布风板及风帽布风不均将导致炉内流化质量变差，影响燃料的燃烧效率，严重时甚至出现某公司3#锅炉为XD-100/9.8-T循环流化床垃圾焚烧锅炉，锅炉纯烧煤的时候，运行情况良好，锅炉排渣畅通。实际生产中，该锅炉用以掺烧造纸垃圾。由于造纸垃圾混有铁丝铁钉等杂物，日常运行中会出现排渣管堵塞、排渣不畅的现一次改造前，对于混有铁丝等杂物的造纸垃圾，锅炉一次风在燃烧过程中不能使铁丝浮动起来，导致物料非常态流化；其次，炉膛受热面较多和炉膛燃烧温改造前的布风板上部呈“V”形，“V”形布风板与水平线呈6°夹角采用前低后高倾斜式布置，437只风帽风管布置为前后高、中间低，使得料层高度沿径向产生一定的差异，从而使床内按某一规律分布的压力差，颗粒在该压力差的作也有利于锅炉排渣。但由于布风板不平整及风管风帽带来的问题，导致炉膛燃烧不完全。为防止排渣口周围铁丝等杂质较多、流化不均，特在排渣口周围布置12只定向风帽，加强底料流化输送能力。但缺点是定向风帽布置同时也会造成排渣改造后的布风系统如图1所示。本次改造的方案是拉平锅炉布风板，使其呈“一”字形，风帽采用八角型风帽，风帽数量由原来的437只改为280只。“一”字形布风设计能有效提高布风系统的布风均匀性，同时，降低两床压差，降低风由于一次改造后锅炉的运行效果较差，锅炉运行基本只能够维持连续运行2个月左右，改造后锅炉正常投运一周就会出现排渣口结焦、排渣管堵塞现象，锅炉运行时，锅炉排渣完全靠人工捅渣，人工捅渣需付出较多的人力且难以维持锅二次改造的方案为拆除一次改造风管风帽重新布置，布风板采用“一”字型布置，风帽采用竹节式风帽，数量增加一倍为454只，减少风帽之间的距离，这样有利于增加一次风和风帽的接触面积，从而优化炉膛的燃烧状况，风帽出风口采用向下倾斜式设计，能够将布风板底部较粗的底料吹起，保持流化状态，风管由上部敞口出风改为侧出风。风管上部封堵，设三排8～8.5mm出风孔，这样可以保证风帽在脱落的情况下不漏渣，有效改善锅炉的排渣堵塞现象。针对锅炉运行时一次风偏大的问题，本次改造减小了布风板面积，由原设计的为14.4m²,减至12.76m²,面积减少了12%,从而有效降低锅炉的氧量。此外，为了便于排帽小孔直径改为φ18mm。同时，改变滚筒冷渣机的出渣口方向，包括冷却水管道二次改造后，发现在锅炉运行过程中，造纸垃圾中的铁丝仍未能随底渣排出，进行了第三次优化改造。本次改造方案为在二次改造的基础上，打通风管上端，降低布风板阻力，改善流化质量。从最终的改造试验效果来看，在锅炉实际运行当中的含碳量，保证了锅炉长期稳定运行，提高了生产效率，增加了生产效益。2.1布风系统改造对布风板阻力的影响布风板阻力是指流化风通过布风板时布风板上下的静压差。从中可以发现，随着一次风风量的增加，布风板阻力逐渐增加，这是因为虽然风量增加，但布风板的过风面积不变，布风板上下的压差增加。对比改造前后的布风板阻力曲线，随着风管打通上部封堵，风管中一次风由侧出风变为敞口出风，增加了和风帽的2.2布风系统改造对一次风机风压的影响需要增加一次风机压力，才能较好完成炉内的流态化。在三次改造打通风管后，一次风机的风压得到了有效降低，大致控制在8.1kPa～8.6kPa。这是因为随着风一次改造后一次风风量大致维持在73000Nmyh,经过二次改造后，一次风风量随着锅炉运行时间的增加逐渐增大，这是由于随着锅炉运行时间的增加，排渣改造后锅炉氧量比改造前增加较明显，这是因为二次改造风管数量增加了一2.5布风系统改造对炉膛温度的影响布风系统布置对锅炉炉膛温度具有直接的影响。测点1、测点6为锅炉两侧温度测点，测点2～5为锅炉前墙温度测点。一次改造后锅炉两侧墙温差接近120℃,通过三次改造两侧墙温差降低至20℃左右，说明三次改造有效改善炉膛温度分布，使炉膛两侧温度维持在相对平稳的水平。同时，分析三次改造后的前墙测温点数据可以发现，前墙温度较改造前均匀性增加，说明三次改造明显提高(1)良好的布风系统是保证CFB锅炉炉内流化质量的关键。本文研究发现，(2)二次改造通过布风板水平布置、增加风帽数量的方式，有效降低了布风板阻力，但一次风风量、风压均较改造前增加，并且排渣管堵塞现象并未得到(3)三次改造通过打通风管的方式，降低了布风板阻力，有效优化了床内流化质量，同时，降低了一次风风量和风压，降低了风机能耗，锅炉的各项运行数据都得到了明显改善。(4)本文提出的改造方法简单易行，可供在运行中存在排渣管堵塞现象的CFB锅炉改造借鉴。参考文献[1]马来福