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发电设备循环硫化床锅炉的技术

发布时间:2010-1-7 13:33:26  

循环流化床锅炉效率高、污染低、煤种适应性好。它几乎可燃用各种品质燃料,如泥煤、烟煤(包括高硫煤)、无烟煤、矸石、焦炭、工业废料、城市垃圾等。床内直接添加石灰石等脱硫剂,投资小、脱硫效率高(当Ca/S=1.5~2.0时,脱硫效率可达85%~90%)。这种炉型是目前环保节能型电厂的发展方向。国际上循环流化床锅炉已进入大型化、商品化生产阶段,国内越来越多的厂家也投入了循环流化床锅炉的研制和生产,安装循环流化床锅炉的坑口电站遍及全国各地。循环流化床燃烧技术是一种新技术,锅炉结构特殊,燃烧方式与煤粉炉有本质的区别,国内在安装技术方面与煤粉炉相比还有一定差距。本文只对几个突出的问题提出自己的看法,与煤粉炉类似的问题不再涉及。

1 磨损问题

循环流化床锅炉燃用粒径在13 mm以下的煤粒,流化风速很大(通常为5~10 m/s)。磨损问题是该锅炉最大的问题。

1.1 燃烧带的磨损

炉膛布风板周围为四侧水冷壁,在布风板上部3.5 m高度范围内水冷壁的内外侧全部焊接销钉,整体浇注“耐高温耐磨浇注料”,外侧安装金属护板。向火面的浇注料层厚度通常为20 mm。这个区域称为“燃烧带”。

燃烧带包围的空间称为“燃烧井”,燃烧井是循环流化床锅炉燃烧的中心,进行煤粒流化、燃烧、燃尽全过程。燃烧带的磨损全部由耐高温耐磨浇注料来承担,浇注料的材质和施工质量是减小磨损的重点。

首先是选材问题,国内生产耐高温耐磨浇注料的厂家很多,材料的种类也很多,浇注料在不同温度下的耐磨度相差很大。有的材料在1 400~1 600℃范围内耐磨度最高,但在800~1000℃温度区耐磨度很低,故材料的选用很关键。循环流化床锅炉的燃烧温度为800~1 000℃,因此要选用在这个温度区耐磨度最大的材料。

施工质量也是一个重要问题,在施工中需注意以下几点:

(1) 水灰比必须控制好,一般浇注料加水7%~8%,要严格按材料使用说明书施工。加水量增加1%,浇注料强度降低20%左右(未加考证)。施工用水必须洁净,酸碱度要符合要求。

(2) 搅拌要均匀,使用强制性搅拌机,搅拌至糊状。搅拌好的浇注料不可存放时间过长。

(3) 使用小直径振捣棒或片式振捣棒,将浇注料振捣实。

(4) 烘炉温升曲线严格按材料供应厂家提供的资料进行

1.2 水平烟道的磨损

水平烟道是烟气从炉膛进入旋风分离器的通道,结构一般为底面和两侧墙砌耐高温耐磨砖,顶部为耐高温耐磨浇注料。水平烟道入口四周的水冷壁,其向火面焊接销钉,敷设耐高温耐磨浇注料。高速烟气携带十几倍于进煤量的未燃尽的煤粒和飞灰,旋转90°进入水平烟道,在入口处对水冷壁形成冲击,因此在入口处水冷壁向火面必须敷设400 mm宽的浇注料。水平烟道通流面积小,烟气从炉膛进入水平烟道后流速增大。同时水平烟道截面为渐缩喷嘴状,烟气流速在水平烟道内逐渐增大,在旋风分离器进口风速达到12~18 m/s,对四壁的磨损很大,也有可能引起四壁振动。

此处耐高温耐磨浇注料的选材和施工要求与燃烧带相同。

耐高温耐磨砖和砌砖用耐火泥也存在选材问题,必须选用800~1 000℃温度区耐磨度最大的材料。选材的失误会造成永久的后患,严重影响电厂的安全经济运行。

水平烟道侧墙不可砌筑成单墙,增加牵连砖也不能解决根本问题,长时间冲刷、振动会造成墙体倒塌。侧墙与护板之间要用耐热钢筋连接,在高度方向每500 mm至少连接一道。无护板的墙体要将相邻两墙连成整体,同样在高度方向每500 mm至少连接一道。

1.3 旋风分离器和料腿的磨损

旋风分离器的作用是利用离心力分离烟气中的灰粒,分离后烟气进入后竖井;灰粒下降至料腿,通过返料器进入燃烧井再次燃烧。旋风分离器上部圆顶和下部锥体为耐高温耐磨浇注料,中部直筒砌筑耐高温耐磨砖,旋风分离器外部安装护板。料腿为一圆筒状,内部打浇注料,中部为料腿水冷套,外部安装护板。烟气夹带灰粒进入旋风分离器形成高速旋转气流,形成对分离器内壁的磨损,特别是水平烟道对面的部分筒壁,气流直冲,是磨损最严重的部位。

旋风分离器在安装过程中需注意几点:

(1) 分离器外部护板要保持同心度,托砖架、拉钩安装牢固且保证尺寸。

(2) 耐高温耐磨砖和耐高温耐磨浇注料除保证内在质量外,安装尺寸也要保证。筒体、锥体和顶部任一截面都要保证同心度,表面整齐光滑,避免发生局部严重磨损。与料腿的连接部位要平滑过度,避免发生喉部结焦,引起旋风分离器堵塞。

(3) 膨胀缝整齐、尺寸正确、填料合适。膨胀缝太小,机组运行中因膨胀不畅,造成炉墙或浇注料脱落;膨胀缝太大,会从膨胀缝引起局部磨损。

料腿内部敷浇注料,其选材和施工质量要求与其它部位相同。这里需特别指出的是,料腿内部空间很小,是保证施工质量的难点。往往因为质量问题导致料腿磨损,从膨胀缝破坏开始,直至露出承压部件。因此对料腿部位浇注料的施工质量需特别注意

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