行
业
产
品
功
能
北极星电力网技术频道 作者:佚名 2008/1/23 19:50:37
摘要：本文着重阐述了B＆W-75/5.3-M(F)3#锅炉在96年更换风帽后锅炉出力降低保证不了安全连续稳定运行。因此，提出一系列的改造方案，在具体的实施中达到了预期的目的。
关键词：问题、措施、效果
一、概述B＆W-75/5.3-M(F)3#锅炉为低倍率循环流化床锅炉，该锅炉1993年12月投产至今累计运行时间为29031小时(截止1999年12月底)。在96年上半年更换风帽后(原设计风帽孔为7个出风孔，而更换的风帽为6个出风孔)锅炉出力由原70吨/时降为60吨/时；锅炉运行中常出现结焦而停炉，尤其是在炉点火时，由于炉料沸腾不好，点火非常困难。因此，锅炉不能保证安全稳定运行97年处于半停运状态。
3#锅炉运行时间统计表
年度小时
93年
94年
95年
96年
97年
98年
99年
2000年
备注
第一季度
264小时
2087小时
1812小时
2088小时
1824小时
1104小时
1320
/
98年
3#
锅炉进入
大修
第二季度
888
1609
392
576
144
/
1368
/
第三季度
888
896
1080
648
168
/
1008
/
第四季度
1200
1499.26
1416
1608
696
1104
1344
/
全年累计
3240
6091.25
4700
4920
2832
2208
5040
/
该锅炉采用风帽式布风板，分为六个床，单床尺寸为1927×1620毫米。每个床装有风帽628个，风帽直径为60毫米；每一风帽有7个出风孔，其中102个风帽小孔直径为Φ6，526个风帽小孔为Φ5.5；小孔直径较大的风帽在布风板四周及排渣口周围；布风板上风帽的排列为正方形，节矩70毫米，风帽沿与布风板之间用浇注料浇注。
改造后风帽直径为Φ60毫米，每一风帽共有6个小孔，小孔直径为Φ6；风帽小孔中心5毫米下设有台阶，台阶与布风板用浇注料浇注。
由于3#锅炉改进型的风帽少一个出风孔，使原设计参数发生变化，锅炉点火时频繁结焦，锅炉不能正常投入运行，97年该锅炉最短运行累计时间为第二季度144小时。为了解决98年供暖问题，就要求3#锅炉应保证安全稳定连续运行，因此，厂部组织专业人员对3#锅炉进行测试，找出相应的措施，使3#锅炉正常运行。
二、布风试验分析结果
97年10月22日和23日对3#锅炉进行两次布风试验结果同93.4.83#锅炉原设计状态时的布风试验进行比较(此次试验是北京巴威公司工程部设计人员及测试人员共同试验)。其结果如下表
工况项目
改造后97、10、23、10：30
原设计状态93、4、8日9：00北京巴威公司测试结果
关风机A额定64A
①51A60
②58A70
③62A55
①36A55
②44A60
③52.5A68
④58A75
⑤52.5A68
⑥47.5A74
⑦37.5A58
停运
引风机A额定47A
35A25
38A36
40A50
28A10
30A50
32.5A25
37.5A38
32.5A20
32.5A20
29A15
负压Pa
-60
-30
-65
-30
-30～-40
-30～-40
-30～-40
-30～-20
-30～-70
-30
空进口风压
9600Pa
9800～Pa
9000Pa
8000Pa
9000Pa
9000Pa
9500Pa
8500
8500
8500
空出口出压
9000Pa
8800Pa
7500Pa
8000Pa
8500Pa
8500Pa
8500Pa
8000Pa
8500Pa
8000Pa
二次风测试风
1050
1050
1050
3020
3020
3020
3020
3020
3020
3020
回灰H一次风
4000Pa30
4000Pa40
4000Pa50
3500Pa20
3500Pa30
3500Pa40
3500Pa40
3500Pa40
3500Pa35
3500Pa25
1#风压
3500Pa
4500Pa
5000Pa
1800Pa
3500Pa
2500Pa
2500Pa40
2500Pa40
2500Pa
1500Pa
2#风压
4000Pa
5000Pa
5700Pa
1500Pa
3000Pa
4500Pa
5500Pa60
4000Pa45
3500Pa
2000Pa
3#风压
3000Pa
4500Pa
4500Pa
1500Pa
3000Pa
3500Pa
4000Pa40
3800Pa40
3500Pa
2000Pa
4#风压
4500Pa
6000Pa
6200Pa
3800Pa
4000Pa
5250Pa60
4000Pa45
3500Pa
3000Pa
1800Pa
5#风压
4500Pa
6000Pa
6000Pa
3800Pa
4000Pa
5000Pa60
4000Pa453
500Pa
3000Pa
1800Pa
6#风压
4000Pa
5000Pa
5200Pa
2500Pa
3500Pa
3800Pa
4250Pa40
3500Pa40
3200Pa
3500Pa
沸腾状态
局部不沸
1#2#局部不沸腾
2#6#局部不沸腾
沸腾
沸腾
沸腾
沸腾
沸腾
沸腾
沸腾
平面
试验前料厚
1#2#3#4#5#6#
试验前料厚
1#2#3#4#5#6#
毫米
350310315280320350
毫米
360380310330300260
试验后的料厚
285325360310290396
试验后的料厚
390351330295270279
毫米
毫米
从上述对比表分析看，改造后风帽出风口为6个比原设计风帽出风孔少一个，也就是说风帽小孔总面积变小，则小孔风速增加，使锅炉送风机电流增加，在做冷态试验时，只有在接近送风机额定电流下(62～64A)各床才能进入近临界沸腾状态，如果料层全部沸腾，则送风机电流就要超出额定电流。所以3#锅炉送风机额定电流为64.4A，在锅炉运行时，没有可调整的余地，因而导致锅炉点火中频繁结焦。
1、设计状态的小孔风速在试验中可知平均料层在350毫米，原设计风帽为7个出风孔，当送风机挡板开度在75时，各床沸腾良好，送风机电流为58A。而在同样状态下，改造后风帽为6个出风孔，则各床沸腾不好，其送风机电流为62A。说明改造后风帽风速增加，使其布风板阻力增加
布风板阻力简化公式：
n=ΣF2/ΣF1＜1F2：风帽小孔面积F1：风帽大孔面积
测试ζ2=1.8～1.95＞＞0.5n2
从公式看：布风板阻力决定于风帽的阻力系数ζ2和风帽小孔平均风速W2，当ζ2为定值时，布风板阻力△PR随着W2增加而增加。布风板阻力太小各床沸腾不稳，布风板阻力过大则锅炉送风机电耗大。该锅炉原设计布风板阻力为161.6毫米水柱，风帽小孔风速为41.1905米/秒。
小孔风速计算简化公式：
=41.1905米/秒
K：一次风占总风量比例，0.83；
：空预器出口空气过剩系数，1.18；
Bj：计算燃料消耗量14620.7kg/h；
Vo：理论空气见量4.1995Nm3/h；
tm：热风温度161.88℃
ΣF2：风帽小孔总面积0.640m2
2、改造后风帽的小孔风速
从公式分析看，当给定设计参数不变时，即K、、Bj、Vo、tm为定值，ΣF2变小(风帽小孔总面积)则W2增加，布风板阻力△PR增加，风机耗电量增加。
改造后风帽小孔总面积：
每个风帽开6个孔，每孔为Φ6，每个床风帽共628个，共6个床。
ΣF2改=6×628×6×(〖SX(〗3.41×0.00624)=0.6389m2
将改造后风帽小孔总面积代入W2公式其它参数为设计参数。
W2改=[0.83×1.18×14620.7×4.1995×(161.88 273)]/3600×0.6389×273=41.6483米/秒
3、布风板阻力
设计状态布风板阻力
ζk：穿孔阻力系数2.3
rk：空气参数kg/m3
rk=（1.293×273）/（273 tm)=(1.293×273)/(273 161.88)=0.8117kg/m3
Po：动压头
△PR：布风板阻力
△PR=ζkPo=2.3×689.3=1585.39Pa=161.6毫米水柱
改造后布风板阻力
△PR=ζkPo=2.3×704.698=1620.805Pa=[SX(]1620.805[]9.81[SX)]=165.2197毫米水柱
4、对比论证
改造后风帽小孔平均风速比原设计风帽小孔平均风速高。
△W2=W2改-W2设=41.64829725-41.1905528=0.45775m/s
△Po=Po改-Po设=704.69791-689.3=15.39791Pa
△PR=PR改-PR设=1620.805-1585.39=35.415Pa=3.61毫米水柱相对比较：
由于小孔面积减少，则小孔风速增加，动压头增加。布风板阻力增加，风机电耗增加。
三、解决办法
1、做漏风试验，查出漏风点：经试验查出多处漏风点(H阀灰循环系统)并进行了密封处理。2、打开各床对应的风箱，清除风帽与布风板接触处残余浇注料使其风帽通风管畅通。
3、保证燃煤粒度，将原设计的10×10筛网改造为20×20，使其筛网下煤畅通煤粒在10～15毫米左右。
4、在低温段空气预热器前加装一个增连扩容装置以克服布风板阻力，使其送风机电流下降为58～60A运行，保证料层正常沸腾。
经上述的解决办法，3#锅炉于11月7日再次试验以证明采取办法是可行的。在同等条件下，静料厚度为350毫米，当送风机挡板开度为75时，各床沸腾良好，其送风机电流在60A，如果锅炉热态运行其送风机电流在58A以下，这说明3#锅炉通过采取措施可以安全稳定的运行。
97.11.7日下午14：30(一值)3#锅炉冷态布风试验数据表
项目工况
送风机A
引风机A
负压Pa
空顶器进口Pa
空顶器出口Pa
二次风播煤风
H阀回灰Pa
①Pa
②Pa
③Pa
④Pa
⑤Pa
⑥Pa
静料层厚度mm
/
/
沸腾状态
7/97.11下午14：30
55A65
40A48
-30
7500
6500
1020
20004000
504000
504000
504000
505000
505000
504000
350
/
/
2#床有一处凸
7/97.11下午14：30
65A75
45A100
-40
9000
7500
1020
50002000
504500
504800
504300
505500
505500
504000
350
/
/
全沸腾
5、在密相区水冷壁处加装耐高温防磨护瓦，原设计密相区加装900毫米长护瓦，材料为20#钢，由于该材料耐热程度差，在锅炉试运中近一个多月就脱落，为了保护密相区水冷壁，我们原采用耐磨浇注料。由于敷设耐磨浇注料较厚使密相区吸热量降低，床温升高。为了降低床温，我们在密相区水冷壁处加装长为370毫米的耐高温耐磨护瓦(该护瓦由大连市金州特种合金铸造厂生产)经过3个月试验，该炉瓦完全使用在循环流化床锅炉受热面常磨损部位，所以我厂的埋管防磨护瓦及水冷壁防磨护瓦都是该厂提供并跟踪试验及根据现场提供图纸进行加工，保证我厂锅炉的正常运行。(另外我们将原设计10米卫燃带减少为5米)。
四、改造后的效果3#锅炉由于风帽改造后锅炉不能安全稳定连续运行，经过生技科专业人员对问题分析并提出一系列措施，现3#锅炉能安全稳定的连续运行，锅炉带负荷能力提高，经济效益明显增强。
97～99年3#锅炉改造前后对比表
项目时间
97.5.19日3#锅炉风帽改造后运行状态表
项目时间
99.5.19日3#锅炉一系列改造后运行状态表
主蒸汽MPa/℃
主蒸汽量吨/时
床温℃(最高)
悬净段℃
送风机A
主蒸汽MPa/℃
主蒸汽量吨/时
床温℃(最高)
悬净段℃
送风机A
1:
5.0/440
50
889
675～663
55A70
1:
5.0/400
80
927
721～712
55A80
2:
5.0/440
44
839
624～619
55A70
2:
5.0/400
82
970
731～718
55A80
3:
5.0/440
46
856
630～618
55A70
3:
5.0/440
82
974
725～704
55A80
4:
5.0/440
44
879
640～626
55A70
4:
5.0/440
84
956
750～715
55A80
5:
5.0/440
44
876
623～615
55A70
5:
5.0/440
82
940
741～709
55A80
6:
m5.0/440
46
876
625～609
55A70
6:
5.0/440
82
968
742～715
55A80
7:
5.0/440
46
887
635～617
55A70
7:
5.0/440
84
972
740～719
55A80
8:
5.0/440
46
873
649～625
55A70
8:
5.0/400
80
968
712～703
55A80
参考文献：
1、锅炉设计计算书2、锅炉运行日报表
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