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3研究对象
某电厂8台240t/h CFB锅炉锅炉主要由炉膛、高温绝热分离器、自平衡“U”形回料阀和尾部对流烟道组成,采用单炉膛膜式水冷壁,循环物料的分离采用高温绝热旋风分离器,过热器分三级布置,中间设二级喷水减温器,尾部烟道设三级省煤器和一、二级空气预热器。
图3 锅炉结构示意图
锅炉2个高温绝热分离器布置在燃烧室与尾部对流烟道之间,高温绝热分离器回料腿下布置一个非机械型回料阀,回料为自平衡式,流化密封风用高压风机单独供给,分离器及回料阀外壳由钢板制造,内衬绝热材料及耐磨耐火材料。对于这8台锅炉而言,受热面磨损较重,锅炉连续运行时间一般仅为3~4个月,低于国内平均水平。
4防磨隔板技术应用效果
为降低锅炉磨损,电厂首先选取防磨隔板技术进行了示范锅炉改造,在炉膛四周沿高度方向呈一定仰角布置了五道防磨隔板(具体如图4所示),防磨隔板焊接在膜式水冷壁管中间的鳍片上,与水冷壁管之间留有一定的膨胀间隙。根据防磨隔板技术设计原理,电厂希望通过此技术逐级降低贴壁灰流速和浓度,延长了水冷壁的使用周期。
防磨隔板技术使用后示范锅炉首次启动的运行时间提升至5个月,但此后便每况愈下,期间还曾出现过最短不到60天的停炉纪录,每次停炉检修更换的水冷壁管的数量也有较大增加,严重影响现场的生产组织。经停炉期间入炉观察,防磨隔板有不规则的变形及松动脱落现象,防磨隔板脱落后对应区域的磨损较其他区域明显增加。测厚记录则显示,防磨隔板脱落部位累计运行90天后的局部磨损量就已超过1.5mm,而在第五道防磨隔板上部约1m处还出现了磨损痕迹,磨损发生了上移。
图4 防磨隔板结构图
另外加装防磨隔板后锅炉运行参数发生了一定变化,对比改造前后的历史数据,锅炉床温增加了15℃。显然由于结构和设计不合理,贴壁灰流速和浓度不合理下降后使得传热系数降低,最终影响了锅炉的带负荷能力,由于防磨保护时间较短,防磨隔板未能达到预期效果,得不偿失。
5防磨梁技术应用效果
与防磨隔板不同,防磨梁技术主要由抓钉、耐火耐磨可塑料组成防磨凸台(防磨梁),贴壁流在下降过程中受到防磨凸台(防磨梁)阻挡限制了速度和浓度,进而减小了磨损。由于构成防磨梁的主体是耐火耐磨可塑料,而且整根防磨梁是一次成型,梁本体坚固牢靠,由于焊接工作量主要集中在销钉上,因此施工更为容易。为保证工程质量和防磨效果,委托中国华能集团清洁能源技术研究院进行了设计和施工,重点对防磨梁的敷设高度、结构尺寸进行了核算,在保证防磨效果的同时减少对锅炉传热的影响。
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