分析嚴(yán)重漏渣原因顯然是由于布風(fēng)板產(chǎn)生的壓降在總壓降中所占的比例太小。根據(jù)布風(fēng)板的工作原理,當(dāng)布風(fēng)板的工作壓降偏低時(shí),流化床會(huì)運(yùn)行在不穩(wěn)定狀態(tài)。在不穩(wěn)定狀態(tài)下,接近布風(fēng)板的顆粒濃相區(qū)在流化床與固定床兩個(gè)狀態(tài)下隨機(jī)轉(zhuǎn)換,部分風(fēng)帽在工作狀態(tài)與非工作狀態(tài)間轉(zhuǎn)換,存在顆粒的擾動(dòng)或脈動(dòng),極易發(fā)生漏料,但并不會(huì)造成結(jié)渣。同時(shí),阻力較低的布風(fēng)板,其氣體出布風(fēng)板風(fēng)帽氣流速度也會(huì)偏低(局部),不足以托住床料顆粒,易形成局部漏料。當(dāng)床層厚度增加時(shí)漏渣的可能性隨之增加。另外,鍋爐的運(yùn)行中,一次風(fēng)運(yùn)行風(fēng)量偏低也是定向風(fēng)帽內(nèi)漏渣一個(gè)原因(風(fēng)帽實(shí)際阻力較?。?。
對(duì)高阻力布風(fēng)板,只存在唯一的穩(wěn)定工作點(diǎn),任何偏離工作點(diǎn)的擾動(dòng)都將自動(dòng)回復(fù);當(dāng)床層某一部位由于偶然因素是氣泡流量增大,則壓降降低,流速隨之趨于增大,但布風(fēng)板的阻力壓降將以更大的幅度增加,從而控制流速增加,抑制布風(fēng)惡化。
1.4.2對(duì)策
委托有資質(zhì)單位對(duì)風(fēng)帽進(jìn)行阻力測(cè)試,冷態(tài)達(dá)鍋爐正常流化對(duì)應(yīng)的風(fēng)速時(shí),定向風(fēng)帽阻力應(yīng)有5000Pa左右,這種風(fēng)帽在熱態(tài)時(shí)幾乎不漏渣。這種風(fēng)帽應(yīng)能采購(gòu)得到,河南某電廠(chǎng)已使用這種定向風(fēng)帽多年,保證了鍋爐正常運(yùn)行,參見(jiàn)1.3 定向風(fēng)帽的漏渣問(wèn)題與對(duì)策。需注意的是要保證風(fēng)帽內(nèi)孔粗糙度和幾何尺寸的均勻性以便保證出口風(fēng)速的均勻性。
提高布風(fēng)板阻力(實(shí)際工作壓降)是減少漏渣的主要改進(jìn)方法。理論上講如減小布風(fēng)板開(kāi)孔率、運(yùn)行中盡量提高一次風(fēng)風(fēng)量、提高一次風(fēng)溫等措施也有效但實(shí)際調(diào)節(jié)的幅度受到限制因而效果不很明顯。還是要在風(fēng)帽的設(shè)計(jì)制造上找原因。
2 克服漏渣又能定向排渣的風(fēng)帽——環(huán)縫回流多噴口定向風(fēng)帽
2.1兩種風(fēng)帽優(yōu)缺點(diǎn)分析
我國(guó)目前已是世界上在電廠(chǎng)使用循環(huán)流化床鍋爐(CFB鍋爐)最多的國(guó)家,已經(jīng)運(yùn)行的大小循環(huán)流化床電站鍋爐有2000多臺(tái),其中410t/h以上大型循環(huán)流化床電站鍋爐有140多臺(tái)。循環(huán)流化床電站鍋爐靠布風(fēng)裝置使固體床料流化,而風(fēng)帽是布風(fēng)裝置中最重要最關(guān)鍵最的部件。風(fēng)帽的種類(lèi)非常多,目前得到最廣泛應(yīng)用的有鐘罩式風(fēng)帽和Γ字型定向風(fēng)帽等(見(jiàn)圖7),兩種風(fēng)帽在使用中各有優(yōu)缺點(diǎn)存在。風(fēng)帽是循環(huán)流化床鍋爐重要燃燒部件,是爐內(nèi)高溫高磨損下的易損部件,風(fēng)帽的質(zhì)量直接影響到循環(huán)流化床鍋爐流化工況、燃燒的穩(wěn)定性、機(jī)組的安性。
Γ字型定向風(fēng)帽的突出缺點(diǎn)是漏渣。這已是其在運(yùn)行中的一個(gè)常見(jiàn)的令人不能容忍的問(wèn)題,通常情況下,少量漏渣不可避免,對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行影響不大,但其往往出現(xiàn)大量漏渣,導(dǎo)致頻繁停機(jī)進(jìn)行風(fēng)室清渣,嚴(yán)重影響了循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電機(jī)組的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。Γ字型定向風(fēng)帽的突出優(yōu)點(diǎn)是可使流化床底料產(chǎn)生定向流動(dòng),在爐底形成的氣流流向可以將粗顆粒床料吹向排渣口,能順利排渣。
鐘罩式風(fēng)帽,每個(gè)風(fēng)帽由較小直徑的內(nèi)管和較大直徑的外管組成,外罩與內(nèi)管之間用螺紋連接。這種風(fēng)帽具有流化均勻,不堵塞,不磨損,安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。鐘罩式風(fēng)帽的突出缺點(diǎn)是不能使流化床底料產(chǎn)生定向流動(dòng),排渣不暢(得將床面傾斜才能排渣)。鐘罩式風(fēng)帽的突出優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)室內(nèi)進(jìn)風(fēng)氣流流向迂回彎轉(zhuǎn)沿下圓周側(cè)向噴出,可有效防止漏渣;風(fēng)帽出口風(fēng)速高,對(duì)爐底部粗顆粒產(chǎn)生強(qiáng)烈擾動(dòng),以防止結(jié)焦同時(shí)也有利于風(fēng)帽的冷卻,不易燒壞風(fēng)帽,床內(nèi)細(xì)渣不會(huì)漏入風(fēng)室。大直徑鐘罩式風(fēng)帽的阻力明顯高于普通小孔風(fēng)帽,這使得布風(fēng)板即使在低負(fù)荷下也能保證布風(fēng)均勻,但同時(shí)也增大了風(fēng)機(jī)耗電。
2.2環(huán)縫回流多噴口定向風(fēng)帽特點(diǎn)
新型設(shè)計(jì)風(fēng)帽----環(huán)縫回流多噴口定向風(fēng)帽,綜合了鐘罩式風(fēng)帽和Γ字型定向風(fēng)帽的長(zhǎng)處,克服了兩者的缺點(diǎn),其突出優(yōu)點(diǎn)有:
(1).環(huán)縫回流的結(jié)構(gòu)獨(dú)特,可有效防止漏渣;
(2).可使流化床底料產(chǎn)生定向流動(dòng),在爐底形成的氣流流向可以將粗顆粒床料吹向排渣口,不需床面傾斜即可順利排渣;
(3).采用優(yōu)質(zhì)耐熱合金鋼作為風(fēng)帽材料,耐磨性好,頂部和風(fēng)管在運(yùn)行一段時(shí)間后可視磨損情況焊上另外設(shè)計(jì)的防磨罩,檢修維護(hù)方便;
(4).風(fēng)帽阻力適中,保證物料均勻流化,防止結(jié)渣。
2.3環(huán)縫回流多噴口定向風(fēng)帽的應(yīng)用
在CFB鍋爐排渣口的附近布置環(huán)縫回流多噴口定向風(fēng)帽可使流化床底渣產(chǎn)生定向流動(dòng),在爐底形成的氣流流向可以將粗顆粒床料吹向排渣口,不需床面傾斜即可順利排渣。
在原流化式風(fēng)水冷渣器中采用環(huán)縫回流多噴口定向風(fēng)帽可使該冷渣器避免諸多疑難問(wèn)題。
也可以在流化床大面積布置環(huán)縫回流多噴口定向風(fēng)帽,它的優(yōu)勢(shì)會(huì)更加充分地發(fā)揮出來(lái)。實(shí)踐證明原Γ字型定向風(fēng)帽流化方面還是很好的,僅因?yàn)閲?yán)重的漏渣問(wèn)題使用戶(hù)紛紛將其改為鐘罩式風(fēng)帽;改為鐘罩式風(fēng)帽后就遠(yuǎn)離了棘手的漏渣問(wèn)題,但又得面對(duì)鐘罩式風(fēng)帽排渣無(wú)方向性的問(wèn)題。Γ字型定向風(fēng)帽如果不漏渣還是很好的風(fēng)帽,環(huán)縫回流多噴口定向風(fēng)帽應(yīng)運(yùn)而生是一種全優(yōu)的風(fēng)帽,匯集了諸多風(fēng)帽的優(yōu)點(diǎn)又克服了諸多缺點(diǎn),必將發(fā)揮應(yīng)有的作用。
3 大直徑鐘罩式風(fēng)帽存在問(wèn)題及對(duì)策
3.1大直徑鐘罩式風(fēng)帽特點(diǎn)及存在問(wèn)題
哈鍋440t/h級(jí)風(fēng)帽采用了大直徑鐘罩式風(fēng)帽,罩體直徑為159mm,其上開(kāi)有8個(gè)孔徑為22.5mm風(fēng)孔;罩體與進(jìn)風(fēng)管采用螺紋連接,以便罩體損壞后易于更換。這種風(fēng)帽具有流化均勻,不堵塞,不磨損,安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。風(fēng)帽阻力系數(shù)
可達(dá)4.0(普通小孔風(fēng)帽的阻力系數(shù)一般為2.0)。大鐘罩式風(fēng)帽的阻力明顯高于普通小孔風(fēng)帽,這使得布風(fēng)板即使在低負(fù)荷下也能保證布風(fēng)均勻,但同時(shí)也增大了風(fēng)機(jī)耗電。
但該風(fēng)帽仍存在以下問(wèn)題:
⑴床底部渣流沒(méi)有方向性,側(cè)墻排渣時(shí)需將澆注料表面抹成斜面以利于排渣;
⑵風(fēng)孔射流夾帶的物料對(duì)相鄰風(fēng)帽造成磨損問(wèn)題;
⑶高阻力系數(shù)同時(shí)也增大了風(fēng)機(jī)耗電;
⑷易風(fēng)帽脫落漏渣的現(xiàn)象;
⑸重量大,造價(jià)高。
3.2 大直徑鐘罩式風(fēng)帽磨損與對(duì)策
循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)帽的磨損問(wèn)題是很突出的,大直徑鐘罩式風(fēng)帽主要磨損區(qū)域在與其相鄰的風(fēng)帽的風(fēng)孔所對(duì)的地方,且磨損區(qū)域形狀呈近半圓形(圖8)。分析其磨損機(jī)理,我們認(rèn)為:從風(fēng)帽的風(fēng)孔出來(lái)的風(fēng)夾帶著砂粒對(duì)與其相鄰的風(fēng)帽進(jìn)行沖擊磨損,且風(fēng)孔呈圓形,風(fēng)總體向上運(yùn)動(dòng),從而使相鄰風(fēng)帽的磨損區(qū)域呈近半圓形。
大顆粒爐渣或煤矸石由于自重在一次風(fēng)的吹動(dòng)下不能充分流化,只能貼爐底串動(dòng),結(jié)果對(duì)鐘罩式風(fēng)帽的根部外套管造成磨損,細(xì)小灰渣由磨損處漏至水冷風(fēng)室,日積月累,會(huì)堵塞一次風(fēng)通道,且灰渣在一次風(fēng)的擾動(dòng)下,會(huì)對(duì)水冷風(fēng)室內(nèi)襯造成嚴(yán)重磨損。因此鍋爐停爐時(shí)應(yīng)注意檢查水冷風(fēng)室內(nèi)是否存在漏渣。
對(duì)策:
⑴風(fēng)帽的安裝方式對(duì)風(fēng)帽的磨損程度影響比較大,正確的安裝方式即相鄰的風(fēng)帽的風(fēng)孔不能相對(duì),此時(shí)磨損的程度較輕。
⑵在鐘罩式風(fēng)帽的根部外套處點(diǎn)焊耐磨環(huán),極其有效。
3.3 大直徑鐘罩式風(fēng)帽脫落漏渣與對(duì)策
大直徑鐘罩式風(fēng)帽在爐內(nèi)長(zhǎng)周期運(yùn)行后易出現(xiàn)風(fēng)帽脫落的現(xiàn)象。
對(duì)策:在易脫落處點(diǎn)焊耐磨環(huán),極其有效。