黃智敏

（廣東粵電湛江生物質發(fā)電有限公司，廣東湛江524300）

　　摘要：循環(huán)流化床鍋爐的布風系統(tǒng)是決定流化質量和燃燒質量的關鍵設備。現以國內某生物質電廠循環(huán)流化床鍋爐為例，分析布風系統(tǒng)壽命短的原因，經對風帽的鐘罩型式、材質、固定連接方式等的設計與改造，布風系統(tǒng)的運行壽命和鍋爐運行的穩(wěn)定性得到有效提高。

　　1設備概述

　　國內某生物質電廠為2×50MW純燃生物質發(fā)電機組，兩臺HX220/9.8-Ⅳ1型循環(huán)流化床鍋爐為高溫、高壓、單汽包、汽水自然循環(huán)、平衡通風爐，鍋爐密相區(qū)的溫度為750～800℃，設計燃料為桉樹皮、葉、根、枝、甘蔗葉、甘蔗渣、木材邊角料等農林廢棄物。為保證生物質循環(huán)流化床鍋爐的均勻流化，爐膛布風板共安裝了2037個流化小風帽，布風板風帽由內管及鐘罩組成，材質為ZG8Cr26Ni4Mn3Nxt，鐘罩四周均勻布置了4個出風口。內管點焊接在布風板上，鐘罩旋緊在內管上。

　　2現狀與原因分析

　　循環(huán)流化床鍋爐的布風裝置是其重要的組成部件之一，它決定著床料流化的質量^[1]。該廠自機組投產以來，兩臺流化床鍋爐風帽運行不足6個月便出現了不同程度的腐蝕穿孔或磨損脫落現象，嚴重影響了流化效果。主要原因如下：

　?。?）入爐燃料雜質多。受條件限制，生物質燃料在收、儲過程中攜帶部分大顆粒不可燃的雜質（如石塊、金屬塊等），因在燃料預處理過程中無法根除而進入鍋爐^[2]，機械碰磨加快了風帽的損壞。

　　（2）高溫堿腐蝕。該廠生物質燃料中堿金屬元素（K）和氯元素（Cl）含量如表1所示，從入爐燃料品質、燃燒排放物分析來看，燃料中堿金屬和氯元素含量總體較高。在生物質燃燒過程中，由于氣相堿金屬鹽類在風帽表面冷凝和高溫下熔融堿金屬鹽的粘附^[3]，爐膛布風板風帽出現大面積的高溫堿腐蝕，造成風帽金屬脆化、失效。

　?。?）風帽設計不當。風帽內管點焊接在布風板上，鐘罩旋緊在內管上并加焊銷釘固定。但緊固強度仍不能滿足鍋爐運行要求，仍然出現掉落現象。

　　3改造方案

　　3.1布風板風帽鐘罩設計

　　（1）風帽鐘罩由原來的球形凸頂式設計改為凹頂式（圖1）。原來的工作過程中，流化上下翻動的高溫床料不斷沖刷球形凸頂，會使球形風帽鐘罩因不斷沖刷減薄而最終失效。而凹頂風帽鐘罩的凹槽能堆積一定量的床料，能緩沖流化上下翻動的高溫床料的沖刷，大大延長了凹頂風帽鐘罩的使用壽命。

　?。?）布風板風帽鐘罩原材質為ZG8Cr26Ni4Mn3Nxt，在其使用壽命基礎上研究設計選用ZG8Cr30Ni10NRE材質，并添加適量的稀土，以增強風帽鐘罩的耐腐蝕、耐磨損性能。

　　3.2布風板風帽鐘罩固定連接方式設計

　?。?）由原螺紋連接設計成圓環(huán)焊接連接：風帽鐘罩底部加裝φ58×φ35×5、內圈開30°坡口的固定圓環(huán)（圖2）。

　?。?）風帽鐘罩圓環(huán)原材質為ZG8Cr26Ni4Mn3Nxt，在其使用壽命基礎上研究設計選用ZG8Cr30Ni10NRE材質，并添加適量的稀土，以增強風帽圓環(huán)的耐腐蝕、耐磨損性能。

　?。?）鐘罩內圈端部開45°坡口，以防圓盤焊渣與風帽鐘罩底部相觸，產生間隙。

　　4改造實施后效果

　　（1）通過優(yōu)化風帽材質及改變風帽鐘罩結構形式，風帽的高溫抗氧化性能、抗堿金屬腐蝕性能及耐磨性能明顯增強。

　?。?）將風帽鐘罩與進風管的安裝方式由原來的螺紋連接改為焊接連接，改進后有以下優(yōu)點：1）便于拆卸。原有螺紋連接在使用過程中螺紋絲扣會發(fā)生變形，難以拆卸。改進后，如需拆卸，則用角磨機切去焊點即可完成，降低了勞動強度，提高了工作效率。2）焊接后風帽與進風管連接處的強度有所加強，保證了在鍋爐運行過程中不會掉落。

　?。?）原風帽在運行中受爐內物料磨損和高溫腐蝕雙重作用逐漸減薄至穿孔，或出現風帽外罩底部固定圓鋼脫焊，外罩松脫。風帽在磨損嚴重區(qū)域（落渣管口周圍、返料器入爐膛區(qū)域）運行不足6個月就會出現不同程度的穿孔或脫落現象，造成風室漏渣，一次風所受阻力降低，風速減小，影響風煙攜帶能力和分離器的分離效果[4]，使鍋爐的安全、經濟運行得不到保證，同時大大增加了鍋爐檢修清理風室漏渣的工作量。通過以上設計優(yōu)化，改進后的風帽已安裝運行近一年，鐘罩未見磨損、穿孔及脫落，效果顯著。

　　（4）改造前因風帽磨損、腐蝕、脫落造成停機負荷損失、檢修投入、床料置換、風帽更換、人工清理、開停機損失等約36萬元/年，改造后最少節(jié)約15萬元/年，經濟效果顯著。

　　5結語

　　該生物質廠循環(huán)流化床鍋爐因不可避免的燃料雜質、堿金屬高溫腐蝕、風帽設計不當等原因，布風系統(tǒng)壽命不能滿足鍋爐長周期運行的要求。通過對風帽的鐘罩型式、材質、固定連接方式等的設計與改造，布風系統(tǒng)的高溫抗氧化性能、抗堿金屬腐蝕性能及耐磨性能明顯增強，運行壽命延長50%，確保了機組長周期穩(wěn)定運行。

　　參考文獻

　　[1]劉德昌，陳漢平，張世紅，等.循環(huán)流化床鍋爐運行及事故處理[M].北京：中國電力出版社，2006.

　　[2]陳偉，畢武林，李德波，等.生物質鍋爐爐渣熱量回收系統(tǒng)研究及工程應用[J].廣東電力，2017，30（11）：12-16.

　　[3]蘇余寧，伍征團，余春江.75t/h生物質循環(huán)流化床鍋爐風帽沉積特性研究[J].熱力發(fā)電，2014，43（12）：77-78.

　　[4]江姍姍.一種提高生物質鍋爐效率的節(jié)能技術改造[J].科技經濟導刊，2016（15）：121-122.