循环流化床锅炉风帽损坏原因分析及治理措施

循环流化床锅炉风帽损坏原因分析及治理措施

鲁云华,韩新伟

（广东华电韶关热点有限公司 韶关 南雄  512400）

摘要: 风帽是循环流化床锅炉实现均匀配风，维持锅炉和炉内合理气固两相流的关键部件。它是锅炉中高温、高磨损的易损件。风帽的好坏直接影响锅炉的流态化工况和燃烧稳定性，是循环流化床锅炉安全运行的保证，随着锅炉运行时间的增加，其磨损及损坏问题日益突出，影响锅炉的安全性和稳定性。对其原因进行分析研究，提出综合治理措施，也为风帽设计、制造、维护、运行提供参考。

关键词:循环流化床； 风帽； 磨损； 措施

一、设备概况

我公司是2X350MW 超临界CFB锅炉。布风板标高为10m，钟罩式风帽罩壳材质A297HK，锅炉风帽有两种型号，一种为10孔风帽，布风板四周布置；另一种为9孔风帽，布风板中心布置；两种型号单台炉共计2094个风帽，内管材质310S。

二、风帽损坏原因分析

目前炉膛大量风帽存在磨损现象，造成布风板局部阻力变小，影响一次风布风均匀性，气流偏斜吹损其它风帽，进一步加重磨损，使床温偏差增大，局部高温区热力型氮氧化物生成量增加，而风帽磨损较轻区域阻力较大，一次风量较小，使局部床料流化不良；局部风帽损坏会加剧附近风帽损坏程度，导致风帽成片损坏，布风板床温床压不平衡，运行中低一次风量时易发生翻床现象，炉膛两侧床温、床压出现大幅度、周期性波动，为保证床料正常流化，被迫加大一次风量运行，进一步加剧了风帽磨损。

（一）、外置小孔磨损变大磨损

1、风帽外罩在炉膛内恶劣环境长期运行，发生磨损损坏是必然，由于风帽外罩（要求外置小孔对冲安装以减少灰渣沉积及气流对相邻风帽的冲击，）安装不当造成风帽外置小孔磨损加快；

2、风帽外罩小孔及管芯孔部分或全部堵塞，对冲风阻失去平衡，造成外置小孔磨损加大；

3、大颗粒炉渣或煤矸石由于自重在一次风的吹动下不能充分流化，只能贴炉底串动，结果对钟罩式风帽的根部外套管造成磨损

4、由于浇注料或其他金属部件等比重大的物质沉积在风帽层，对冲风阻失去平衡，风向改变等，造成外置小孔磨损加大。

5、风帽损坏主要分布在两个落煤口之间，两侧墙头三排，靠近中隔墙三排，是因为给煤量经常严重偏置，两个落煤口之间粗颗粒燃煤堆积，造成流化不良；两侧墙头三排，靠近中隔墙三排是床料在流化时粗细床料分层，粗床料沉积在上述位置，运行中又未及时有针对性进行排渣，不能充分流化，只能贴炉底串动磨损风帽。

（二）、顶部磨损

1、由于煤质原因，机组在运行中有多天无渣可排，运行人员又未对床料进行置换，偶尔排渣又未严格执行先两侧再中段排渣顺序，也未执行少排勤排原则，使得炉内床料合格率差，大量粗床料在风向薄弱地方沉积流化不良，造成风帽磨损。

2、部分顶部磨损风帽：发生在两个给煤口之间，同时顶部磨损风帽伴随有过烧现象，这主要是运行人员在升负荷，加风后在加煤时，给煤机未实现均匀给煤，有些给煤量过大，造成煤粒在落煤口下方堆积，在堆积中粗颗粒煤粒发生向外侧滚动，粗颗粒煤粒堆积在两个给煤口之间，造成流化不良，温度聚集出现风帽过烧，耐磨性能降低，流化不良加剧风帽磨损。

(三）、松动、脱落：

1、锅炉风帽内部堵塞，结焦，造成风帽通风不畅，帽体冷却不足，在高温下风帽硬度降低，使风帽超温碳化，风帽顶部、密封件等焊接缝发生变形开裂脱落，最终造成风帽松动或脱落，

2、粗颗粒床料及煤粒集中压实风帽，高温床料及煤粒使风帽顶部、密封件等焊接缝发生变形开裂脱落。

（四）、侧面磨损：

1、从风帽的风孔出来的风夹带着砂粒对与其相邻的风帽进行冲击磨损，且风孔呈圆形，风总体向上运动，从而使相邻风帽的磨损区域呈近半圆形。

2、钟罩式风帽的磨损与运行控制、日常检修和运行时间息息相关。风帽所处工作环境恶劣，由于风帽外罩不均匀磨损、部分小孔堵塞造成外罩小孔不能形成对冲效应，发生相邻风帽磨损；硫化不良造成粗渣及燃煤杂物沉积，发生相邻风帽磨损。浇注料块、粗渣及燃煤杂物沉积，气流改变发生相邻风帽磨损。

三、运行情况

（一）、煤质情况。入炉煤挥发份平均46.62%,灰份平均11.81%,热值3930.7KCal/kg。

（二）、负荷、风量、风压、床温情况：负荷平均266.85MW，床温平均844.47℃，总流化风量平均251.98KNm3/h，风室风压平均11.18KPa。

四、治理措施

（一）煤料管理措施

1、提供床料存放的地点，并且做好防雨防潮的措施，同时做好防止床料被其他物品污染的措施。

2、保证筛碎设备完好，确保粒径能控制在合格范围内，尽可能减少大颗粒进入炉内；通常要求粒径在10mm以上煤粒不能超过7%。

3、综合考虑燃煤特性，做好燃煤惨配掺烧工作，尽可能避免出现多天无渣可排及排不赢的状况。

（二）、运行管理措施

1、严格地控制好床压，一次风室压力 ,使炉内运行工况处于平稳状态,清除因"翻床"引起对风帽的磨损。

2、加强锅炉床料的硫化状态监视，发现问题及时处理；锅炉启停时温度速率，防止浇注料脱落。

3、负荷变化时，加煤应逐步增加，防止煤量突然增加造成落煤口附件堆积，使煤粒粗细分层，煤粒粗的堆积下沉，影响流化，造成风帽局部过热；

4、运行中排渣采用多点排渣，采用先两侧再中间，现场进行把控，当排出细颗粒床料时停止此点排渣，再开启下一点进行排渣，尽可能排出粗渣，留住细渣；

5、在燃烧产生灰渣少的煤质的时候，采用添加合格床料进炉内进行床料置换，进行多点排出炉内粗颗粒渣块，确保炉内床料相对合格。

（三）、设备检修措施 

1、停炉清理干净炉内炉渣及检查布风板，避免因粗渣及布风板漏风影响锅炉流化。对风帽全面检查，有损伤风帽的主要区域,进行原因分析,对磨损受伤的风帽进行补焊打磨,风帽外壳有磨损严重的进行更换。

2、机组停运后，对炉内浇注料全面检查，对于可能脱落的挠注料重新修补，对可能掉落的金属部件重新焊接，使其牢固,保证浇注料施工质量，避免因浇注料脱落在炉底沉底，影响锅炉流化，加剧风帽磨损，影响锅炉排渣。

3、对风帽逐个进行检查,对所有的风帽通风口是否松动,有堵塞的,如有松动的,进行补焊.如有堵塞,必须将其内部堵塞物清理干净,避免因设备原因影响锅炉流化及风帽过热；

4、维护好冷渣器，确保随时可用，有助于多点排渣，也可以实现少排勤排，在保证炉内床压的同时，从而也可以有效提高床料合格率。

五、效果

（1）负荷、风量、风压、床温情况：负荷平均27.1MW，床温平均829.74℃，总流化风量平均232.27KNm3/h，风室风压平均11.15KPa。在平均负荷基本相当情况下，总流化风量减低了19.71KNm3/h，风室风压也减低了0.03KPa，在风压、风量都减低的情况下床温也得到了控制，也与之前的床温减低了14.73℃。

（2）煤质情况:入炉煤挥发份平均47.07%，灰份平均12.02%，热值 4179.11KCal/kg。煤种变化不大，只有热值有249.04KCal/kg的变化，经运行一段时间的观察，炉内各点床温相差不大，通过对床温、风压、风量等综合分析，目前炉内风帽状况良好，

六、结论

经过对循环流化床锅炉炉膛内风帽损坏情况进行分析，通过燃煤掺配、粒径控制，全过程床料管理，检修质量控制等措施可以大大减缓炉膛风帽磨损及损坏，减少炉内受热面磨损，同时可以提高机组带负荷能力，使得锅炉安全稳定经济运行。

参考文献

（1）孙献斌、黄中、大型CFB锅炉技术与工程应用【M】1版，北京:中国电力出版社2009.

（2）黄中、肖平、江建忠等，国产200MWCFB锅炉风帽优化改造【J】中国电机工程学报2011（SI）

（3）樊旭、刘文献、常建刚等，循环流化床锅炉布风板风帽改造【J】2009