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鍋爐風帽改造技術分享

公司名稱:山東聊城金山特鍋爐配件有限公司   時間:2018-10-31瀏覽次數:103

一、情況簡介2003年前各鍋爐廠生產的循環流化床鍋爐所選用的風帽,一般都是直吹蘑菇狀、“7”字型、分片直吹式的等,這些種類的風帽不同程度的都存在一些不好的弊端。我們就以濟南鍋爐廠生產的75t/h級循環流化床鍋爐為例,介紹一下改造前后的情況。該廠生產的循環流化床爐型一般都配蘑菇狀直吹風帽,該種風帽的數量都在550個左右,出風口在上部分三排布置且數量多、孔徑小,風帽布置的間距也較小,運行中極易產生對吹后造成磨損。這種風帽因為是采用直吹式的,鍋爐在運行中,風室的壓力每時每刻都在波動,爐內的大量物料就會隨著風室的壓力波動,通過風帽孔回吸到風室里,造成風室積渣嚴重。如果都能回吸到風室里也可以,可是有相當一部分物料剛通過風帽孔回吸到風帽腔中,就被波動的風壓又反吹回來。由于風帽孔直徑是一個常數,許多直徑小于風帽孔的物料,很順利的被吸入風帽孔,而許多大于風帽孔直徑不規則尺寸的物料,有時在這種角度下能通過風帽孔,可是一到了風帽腔變換了一下角度后,在被波動的風壓反吹回爐內時,就不能通過風帽孔,而被堵在了風帽孔的內側在回吸時不能順利通過風帽孔的,恰好堵在風帽眼的外側。長期運行下去,此類的事情越來越多,堵眼的數量也越來越多,會造成布風不均,布風阻力增大;部分風帽由于堵眼后,得不到風的冷卻,經常會造成過熱損壞;由于風帽堵眼后風流量減少,送風阻力增加,容易造成床溫升高,帶負荷困難且浪費廠用電;由于過熱后損壞的風帽阻力變小,風量短路,造成床面流化不均。由于長時間的運行堵眼,使床面布風不均勻,極易產生流化不好或產生溝流喘振造成床面結焦,這樣的事故是經常發生的。風室落渣過多,造成過多的勞動,時間長了放渣不及時還會造成風室結焦,嚴重威脅安全運行。布風不均,流化不好,燃燒效率下降,從而造成鍋爐的效率也下降。如果改成我1994根據德國西門子公司鍋爐第五代風帽結構特點,自己重新設計的新型(專利產品專利號:ZL 94 2 36043.5)迷宮式鐘罩大風帽,適當減少風帽數量,增加風帽的間距,加大出風口直徑,集中出風,有效提高風的出口剛度,改善流化質量;由于該風帽的出風口在下面,頭部始終不見磨損。如果改成這種風帽,確保運行三年沒有問題。而且,風室一點落渣沒有,平時一點維護工作量沒有,如正常停爐根本不用放底料檢查風帽。就是使用了幾年后損壞更換也特別方便。幾年來和各鍋爐廠最近生產的鍋爐都配用這種迷宮式鐘罩風帽運行情況證明,效果是相當不錯的。二、原蘑菇狀風帽參數計算情況1、原風帽數量約為550個左右,每個蘑菇狀風帽有24個孔,每個小孔直徑為φ7,每個風帽的出口截面積:F1 = 1/4×π×D²×24 = 923.16mm²  
=0.00092316 m² 。所有風帽出口總面積:F總 = F1×550 = 507738 mm² 。                                = 0.507738m² 。2、鍋爐在正常運行中,一、二次風量按6:4分成,燃用5000大卡/公斤熱值的煤,鍋爐效率按86%計算,每小時約燃煤11.34噸/小時,這時的總風量Q = 8.1萬m³/小時,一次風為約4.86萬m³/小時常溫風。變成150℃熱風時為7.5384萬m³/小時。這時的風帽出口風速為:V = Q/3600×F總 = 7.5384/ 0.507738×3600 = 41.24m/s3、風帽內腔風速的計算,(仍以上面風量為例)一般內腔直徑φ38mm ,其總面積為;F腔 = 1/4×π×D²×550 =0.623447m²  
V腔 = Q/3600×F腔 = 75384/ 0.623447×3600 = 33.585m/sF出口 = πR²×24×550 = 3.14×0.0035²×24×550 = 0.507738 m²V出口  = Q/3600×F出口 = 75384/ 0.507738×3600 = 53.25m/s4、布風板開孔處的風速計算:一般布風板開孔率在4%左右,風速一般為   
   V = 59.83m/s 。根據我國及世界各國流化床布風板及風帽阻力之和都在2800~3200Pa 之間。三 .改造成新型迷宮式鐘罩大風帽參數計算1. 改造后的迷宮式鐘罩風帽在同樣負荷、參數、燃煤量和送風的工況下,風帽孔出口風速略高于原風帽,為了滿足要求、減少阻力、節約能源,確保新風帽的阻力與原風帽基本相似,我們做了大量的計算和試驗,最后確定由原來的蘑菇狀風帽550個左右,改成迷宮式鐘罩風帽約為280個左右。雖然數量減少了將近一半,可是由于結構比較合理,又采用了較好的耐磨耐溫鑄合金鋼材料,使用周期大大延長。2. 改造后的布局仍與原來的一樣,都是錯排布置。只是間距、截距略大于原來的尺寸。由于三個放渣口附近磨損大于其它部位,我們在改造中也給予了足夠的重視,有效地避免了該處的磨損。3. 改造后的迷宮式鐘罩風帽各部位的流通面積、風速及阻力計算:( 1 ).布風板開孔處的面積、風速、阻力計算:  
        開孔處的面積:F孔 = 1/4×π×D²×280 = 1/4×3.14×0.038²×280  
            = 0.318 m²          開孔處的風速:        V孔 = Q/3600×F孔 = 75384/ 0.318×3600 = 65.85m/s          開孔處的阻力:阻力系數ξ取 0.68         ω孔 = ξ孔×V²孔 /2g = 0.68×65.85² /2×9.8 =1474.315Pa     ( 2 ).迷宮芯管、轉角、夾層及出口的面積、流速及阻力的計算:              阻力系數ξ取綜合值為 0.80F芯 = 1/4×π×D²×280 = 1/4×3.14×0.040²×280  = 0.35168 m²              芯管處的風速:     V芯= Q/3600×F芯 = 75384/ 0.3518×3600 =59.5m/s     ( 3 ).夾層、風帽出口面積、風速計算:F夾 =(πR² —πr²)×280 = 3.14×0.038²—3.14×0.02125²×280=0.87255m²      V夾 = Q/3600×F夾 = 75384/ 0.8725×3600 = 24.143m/s         F出口 = πR²×8×280 = 3.14×0.0075²×8×280 = 0.39564 m²V出口  = Q/3600×F出口 = 75384/ 0.39564×3600 = 53.25m/sω綜合 = ξ×V²出口 /2g = 0.80×53.25² /2×9.8 =1134.225Paω總  =ω孔 +ω綜合 = 1474.315 + 1134.225 =2608.54Pa         ( 4 ).考慮到鍋爐可能有超負荷的時候,風量、阻力都有上升的可能,故總阻力乘以一個1.3的系數。  ω超 ×1.3=2608.54×1.3= 3391.102Pa四、對原風帽使用中的經濟性分析:   (1)、原鍋爐廠配供的蘑菇狀多孔風帽,就是選用較好的材質,一般使用壽命在一年左右。如果每個風帽購買按50元/個計算,550×50 =27500元。每次更換需耐火材料5000元,人工和附材費8000元,每次更換需40500元。三年需12.15萬元。(2)、每年需要更換一次,每次更換需要三天,單爐每天創造的價值約在13萬左右,按10%利潤,每次點爐的各項費用總和約1.5萬元,三年約8.4萬元。兩項之和三年要多花20.55萬元。影響鍋爐經濟運行的因素未考慮。五、如改造成新型迷宮式鐘罩風帽的經濟分析     (1)、新型迷宮式鐘罩風帽由于設計比較合理,選用的材料是上乘的耐磨耐溫原料,使用壽命最少保證三年以上,每年幾乎沒有維護費。(2)、改成迷宮式鐘罩風帽后,爐內的布風和流化狀況改善了許多,在帶同樣負荷的情況下,可以減少部分送、引風量,減少廠用電率,每臺爐每小時可節約25KW/h,每kwh按0.35元/kwh計算,每年按300天運行時間,每年可節約6.3萬元。(3)、新型迷宮式鐘罩風帽由于采用大孔集中配風,大大改善了床上流化和爐內的空間物料濃度,減少送風從而減少排煙損失,提高了燃燒效率、降低了飛灰可燃物,據改造后的鍋爐運行試驗表明,鍋爐效率可提高0.8個百分點以上,每年按運行300天,每年可節約原煤750噸,每噸按380元/噸,每年可節約28.5萬元。每年可節約資金40萬元以上。(4)、改成新型迷宮式鐘罩風帽,每年至少節約40萬元以上,少用煤后產生的環保效益、社會效益未算。(5)、由于改成新型迷宮式鐘罩風帽,每次停爐更換風帽的工作量沒有了;爐內的運行工況改善了,爐內的流化紊亂、溝流、燃燒不穩、床面上和風室內的結焦因素沒有了,大大提高了爐子的安全運行可靠性。大大減輕了維修人員勞動強度,為企業減少支出增加效益做出了貢獻。(6)、由于改成新型迷宮式鐘罩風帽,使爐內的流化均勻了,爐膛內的物料偏載因素沒有了,爐內水冷壁、爐墻、尾部各受熱面局部磨損改善了,大大延長了爐子的運行周期。(7)、每臺爐子初次改造費12萬元左右,運行不到半年即可收回全部投資。以上就是我對爐子風帽改造的一點分析意見,請您們根據自己的情況計算是否一樣。我寫的可能有許多不正確的地方,請貴廠指正。我們還對鍋爐島內的所有設備,特別是:中心筒、防磨、運行調整、省煤器、過熱器、空氣預熱器等的改造。作者簡介:煙臺磐石防磨器材有限公司負責人高級工程師趙家恩,1990年在遼寧省錦西市熱電廠(現葫蘆島市)就負責濟南鍋爐廠和中國科學院熱物理研究所聯合設計,由濟南鍋爐廠生產制造的第一、二、三臺YG75/5.29—M型次高壓、中溫外置式高溫旋風分離的循環流化床鍋爐的安裝、調試及運行工作。92年被招聘到煙臺經濟技術開發區華魯熱電有限公司,同樣負責濟南鍋爐廠生產的同樣型式型號的第四、五、六臺循環流化床鍋爐。93年3月份參加了由山東省電力中試所對該爐型做的滿負荷和超負荷及燃用各種煤種熱工試驗。同年四月參加了由山東省科委組織、國家有關部委參加的該爐型新科學技術成果鑒定會,并在大會上作了安裝、運行和調試的專題發言。十多年來,在從事和負責循環流化床鍋爐的監裝、冷、熱態調試、運行管理、維修與改造、耐火、耐磨材料使用以及漏煙、漏灰、漏風治理等方面,都有獨特的見解和成熟的處理方案。實踐經驗豐富,理論知識也很廣泛。       91和92年他親自編寫了兩個公司,濟南鍋爐廠生產的YG75/5.29—M型次高壓、中溫外置式高溫旋風分離的循環流化床鍋爐的運行規程、事故處理規程、崗位責任制及各種管理制度等。93年他組織并參加編寫該爐型的檢修工藝標準及規程,當時在國內都是比較早的。可以講,這些工作為我國的循環流化床鍋爐事業作出了較大的貢獻。