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| 东锅450t/h循环流化床锅炉风帽改造综合分析 | |
| 金山锅炉风帽公司 | |
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摘要：Ｘ热电厂两台东锅450t/h循环流化床锅炉原7字型风帽漏渣严重，风帽寿命短、运行工况不好，金山锅炉风帽有限公司与电厂联合进行了风帽改造，改造后的钟罩式风帽，避免了原风帽漏渣严重、锅炉飞灰含碳量高、磨损快等缺点，经济性显著。
概述
Ｘ热电厂的两台东锅450t/h循环流化床锅炉，运行几年来，风帽磨损严重、风室漏渣等问题始终影响锅炉的运行工况及效率，也影响锅炉的稳定运行。原7字型定向风帽由于阻力小及风帽自身的结构特点，当风压波动时，物料不可避免的通过风帽孔漏入风室，后期该热电厂在定向风帽的入口处加截流环，原入口管直径由Φ26mm截流至Φ20mm，布风板阻力由2800Pa提高到4500Pa，这样风室漏渣问题有所缓解，但仍不能根治，且风帽磨损仍很严重，使用寿命短。金山锅炉风帽有限公司根据多年风帽改造积累的经验，又结合电厂的实际运行情况，将7字型风帽改造为钟罩式风帽，并对风帽布局进行了重新设计，以下从设计改造、安装及试运行进行分别阐述。
一、 改造情况介绍
东锅450t/h循环流化床锅炉原7字型定向风帽共3534个，风帽出风口直径Φ24.5mm，风帽间距113mm，当风压波动时，部分底料就被回吸进入风室 ，从而导致风室积渣，严重时会危及运行安全。改造后的钟罩式风帽为1767个，比改造前减少了一半，不仅阻力能达到要求，而且少量回吸的底料只能进入风帽夹层，而后又被吹出来，不可能经过钟罩的迷宫结构漏入风室，结构的改变从根本上解决了漏渣的问题。
改造前后设计阻力比较（热态计算值）
1.改造前原风帽数据计算说明：
改造前原风帽布置3534个
风温取188℃，空气密度0.77kg/m3，冷风量：200000m3/h，冷风温度20℃
换算热态风量为：Q热＝（273+188）/（273+20）×200000＝314676m3/h
1.1原风帽底孔截流前直径为Φ26
①自风室到风帽底孔的入口孔突缩阻力：
Hf1＝ρζ1×V12/2g=42.7mmH2O=427Pa
ζ1=0.5
②风帽出风孔转角及突缩阻力：
S2＝1.875m2
V2＝Q/S2=46.6m/s
Hf2＝ρζ2×V22/2g=110.9mmH2O=1109Pa
③风帽出口突扩阻力:
S3＝1.665m2
V3＝Q/S3=52.5m/s
ζ3＝1.3
Hf3＝ρζ3×V32/2g=106.1mmH2O=1061Pa
④沿程阻力200Pa
总阻力:427+1109+1061+200=2797Pa
1.2原风帽底孔截流后底孔直径为Φ20，风帽内径Φ26，出风孔Φ24.5，数量3534个
①自风室到风帽底孔的入口突缩阻力：
ζ1=0.5， 底孔Φ20， S1＝1.11m2
则入口风速：V1＝Q/S1=78.7m/s
Hf1＝ρζ1×V12/2g=0.77×0.5×78.7×78.7/2/9.8=121.7mmH2O=1217Pa
②从Φ20到Φ26，突扩阻力：
ζ2=0.25，
Hf2＝ρζ2×V22/2g=0.77×0.25×78.7×78.7/2/9.8=60.8mmH2O=608Pa
③风帽出风孔转角及突缩阻力：
转角度：180°－82°＝98° ζ3＝1.3
S3＝1.875m2
V3＝Q/S3=46.6m/s
Hf3＝ρζ3×V32/2g=110.9mmH2O=1109Pa
④风帽出口突扩阻力：
ζ4=0.98
S4＝1.665m2
V4＝Q/S4=52.5m/s
Hf4＝ρζ4×V42/2g=106.1mmH2O=106.1Pa
⑤沿程阻力200Pa
总阻力：1271+608+1109+1061+200＝4195Pa
2．改造后风帽计算说明：
2.1改造后应保持在同样风量下，风帽总阻力值达到4500Pa以上，风室不会漏渣，且风帽与芯管连接方式为点焊连接，点焊点在芯管的台阶边缘上，这样可保证拆卸时把焊点铲除掉即可拔下，使得安装、检修方便。风帽材质耐磨耐高温，能保证锅炉的安全运行，提高风帽的使用寿命，为满足以上要求，经反复试取大风帽各部尺寸进行阻力计算，最终确定改造后风帽数量为1767个。
2.2改造后大风帽各部位的通流面积、风速及阻力值：
①自风室到风帽底孔的入口突缩阻力：
ζ1=0.5
设计底孔直径Φ32， S1＝1.42m2 （1767个钟罩式风帽）
则入口风速：V1＝Q/S1=61.56m/s
Hf1＝ρζ1×V12/2g=74.4mmH2O=744Pa
②夹层突扩及转角阻力：
综合阻力系数ζ2=0.98
Hf2＝ρζ2×V22/2g=145.9mmH2O=1459Pa
③夹层至风帽孔转角阻力：
ζ3＝0.98
S3＝2.75m2
（Φ64降至Φ46夹层面积）
V3＝Q/S3=31.79m/s
Hf3＝ρζ3×V32/2g=38.9mmH2O=389Pa
④夹层至风帽出口突缩阻力：
ζ4=0.3
S4＝1.468m2 （1767个钟罩式风帽）
V4＝Q/S4=59.5m/s
Hf4＝ρζ4×V42/2g=47.1mmH2O=471Pa
⑤风帽出口突扩阻力：
ζ5=0.3
S5＝1.468m2 （1767个钟罩式风帽）
V5＝Q/S5=59.5m/s
Hf5＝ρζ5×V52/2g=136.3mmH2O=1363Pa
⑥沿程阻力200Pa
总阻力合计：744+1459+389+417+1363+200＝4572Pa
三、改造后冷态调试情况分析
布风板阻力试验（空板阻力）
送风量5万m3/h,冷风20℃，以1万m3/h为一个区间
改造后空板阻力实测值20万m3/h，冷风时阻力为3600Pa，换算为热态阻力4700Pa，与设计值吻合；冷态临界流化风量为95000m3/h，临界流化实验底料700mm，95000m3/h的风量完全流化无死压，平料后，底料平整。
结论与分析
改造后热态运行情况分析
1.床温均匀性
运行初期负荷低，没有放渣量的情况下，只开中间冷煤机，中间与两侧有温差，又因床面大，没有连续放渣，底料在床面上横向流动弱，也影响了床温的均匀性。待负荷提高，冷煤机全部启动连续放渣后，床温趋向一致。
2.带负荷情况
调试运行后，满负荷工况稳定，风机开度、风机风量、风机电流与改造前基本一致。
3.风室漏渣情况
改造运行后，没发现风室有任何漏渣情况。
4.燃烧效率情况
连续带负荷运行后，给煤量、风量与改造前一致，排烟温度没有变化，大渣可燃物与原来基本一致，飞灰可燃物比原来明显降低（原来是69％以上，现在49％左右）。
5.排渣情况
改造后流化布风均匀，放渣时物料流动状态下会自动从高压头处往渣口低压头处流动，以达到流畅排渣。而若在渣口附近保留20个定向风帽，那这个部位仍会造成风室积渣，而且定向风帽损坏严重，这个区域布风紊乱后会影响整个床面的流化质量，也会对燃烧效率产生一定的影响。
改造实际运行证明：渣口附近完全可以由钟罩式风帽代替定向风帽，并达到良好的排渣效果。
4/13/2011 | |
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