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改造260t/hCFB鍋爐冷渣器保生產(chǎn)促節(jié)能
【摘 要】蚌埠涂山熱電有限公司于2006年陸續(xù)投產(chǎn)的260t/hCFB鍋爐,冷渣器頻繁堵渣,主蒸汽溫度達(dá)不到設(shè)計參數(shù)。針對該問題,經(jīng)外部調(diào)研、技術(shù)人員認(rèn)真分析,將選擇性冷渣器改造為滾筒冷渣器,成功地解決堵渣停爐的問題,主蒸汽參數(shù)也達(dá)到了設(shè)計值。和改造前相比,年節(jié)約28700噸標(biāo)煤。
【關(guān)鍵詞】冷渣器改造 堵渣 安全運行 節(jié)能
引言
涂山熱電二期工程是經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)的的年產(chǎn)32萬噸燃料乙醇項目中規(guī)劃建設(shè)的自備熱電站工程(高溫高壓機組3*260t/hCFB鍋爐+1*B25MW+1*C60MW)。由于我設(shè)計過流化床烘干機,在工程建設(shè)期,就對東鍋的爐膛風(fēng)帽和冷渣器進行了研究。國外常通過模擬試驗來確定對應(yīng)物料(設(shè)計煤質(zhì)的爐渣)的準(zhǔn)確走向,此時爐膛用“7”字型風(fēng)帽和選擇性風(fēng)水聯(lián)合冷渣器,就可以大大提供效率、節(jié)約能源。但東鍋沒有這樣的試驗條件。我們到東鍋合作的華電宜賓電廠考察410t/hCFB雙側(cè)四臺冷渣器運行,到東鍋與CFB設(shè)計人員探討其配置的風(fēng)水聯(lián)合冷渣器易堵塞難題,并了解到其他已運行的廠家經(jīng)常因排渣不暢影響運行。鑒于我公司一期工程5臺130t/hCFB鍋爐配套的滾筒冷渣器,經(jīng)幾年來運行驗證可靠性高,灰渣含碳量較低。因此,經(jīng)技術(shù)可行性分析后,我們二期鍋爐的第三臺爐在2006年安裝時就改造為滾筒冷渣器,相應(yīng)地將鍋爐側(cè)面排渣變?yōu)榈撞颗旁?,?”字型風(fēng)帽改為鐘罩式風(fēng)帽。
由于第一、二臺鍋爐是原配置的風(fēng)水聯(lián)合冷渣器,鍋爐自2006年相繼投產(chǎn)以來,堵渣問題嚴(yán)重,幾乎每班都發(fā)生停冷渣器進行疏通的現(xiàn)象。在冷渣器改造結(jié)束前的一年多時間里每臺鍋爐因堵渣完全無法排渣而造成的停爐達(dá)9次之多,且發(fā)生了7次冷渣器內(nèi)水冷管束磨損泄漏現(xiàn)象,給正常的生產(chǎn)運行帶來極大的經(jīng)濟性、安全性影響。而改造后的第三臺爐投產(chǎn)時卻無此問題,且主蒸汽溫度達(dá)到了設(shè)計值。我們于2006年11月就第二、三臺爐在同等工況下進行了對比試驗,發(fā)現(xiàn)改造后的鍋爐還有明顯的節(jié)能效果。因此,我們將第二、三臺爐的選擇性風(fēng)水聯(lián)合冷渣器也改為滾筒冷渣器。通過改造,獲得了滿意的效果。
1.選擇性冷渣器存在的問題
1.1原冷渣系統(tǒng)
涂山熱電二期工程使用的每臺鍋爐配套兩臺選擇性風(fēng)水聯(lián)合冷渣器。渣從位于水冷壁側(cè)墻的排渣口排出,爐膛排渣僅略高于床面(見圖1)。每個進渣管上布置由布風(fēng)板的定向的“7”字型風(fēng)帽,使渣從爐膛至冷渣器輸送。
1.2 原選擇性冷渣器結(jié)構(gòu)圖簡示如圖2。
冷渣器分三個倉室,沿渣走向分別為選擇倉和兩個冷卻倉,并配有各自獨立的布風(fēng)裝置。每個小倉用耐火磚砌成的分隔墻隔開,在進入下一個小室之前,固體繞墻側(cè)面流過。一、二冷卻倉內(nèi)布置有用凝結(jié)水冷水管束,三個倉冷卻的流化風(fēng)都來自型號為9-10/10.7D、電機功率為315kW的冷渣風(fēng)機。冷渣器布風(fēng)裝置為鋼板式,在布風(fēng)板上布置有“7”字型定向風(fēng)帽。冷渣器由鋼板和型鋼制成的護板構(gòu)成,內(nèi)側(cè)設(shè)有防磨、絕熱層。選擇倉的排氣從爐膛側(cè)墻返回爐膛,冷卻倉排氣在隔墻頂部附近排出,也從爐膛側(cè)墻返回爐膛。
1.3 選擇性冷渣器存在的問題及原因
冷渣器內(nèi)部頻繁堵渣,經(jīng)常造成停爐。
1.3.1 堵渣的原因分析如下:每個冷渣器有3個流化床,床面小,進渣量、流化風(fēng)量都極難控制,使得運行時內(nèi)部床壓值與設(shè)計差壓控制值相差較大,造成床層吹破、形成擠壓結(jié)塊以致內(nèi)部堵渣。
1.3.2 冷渣器進渣管因內(nèi)襯防磨材料后通徑太小,也常造成進渣管內(nèi)結(jié)塊堵渣。
1.3.3 由于冷渣器內(nèi)襯有耐磨材料,烘爐時只能與鍋爐本體內(nèi)襯材料一起烘到第一階段,鍋爐本體內(nèi)襯材料第二階段的烘爐采用的是鍋爐緩慢升爐直至正常運行的烘爐方式,而冷渣器內(nèi)襯沒有此溫升條件,內(nèi)襯材料達(dá)不到燒結(jié)溫度,造成運行過程中脫落,或塞堵了冷渣器,或破壞流化,造成冷渣器堵渣。我公司起初認(rèn)為是內(nèi)襯材料質(zhì)量問題,后調(diào)研了其它用戶,均有存在此問題。
2.改造方案
2.1 改造系統(tǒng)圖(見圖3)
由于我公司一期工程投產(chǎn)的5臺130t/h鍋爐均采用滾筒式冷渣器,一直安全經(jīng)濟的運行,故決定:將二期260t/hCFB風(fēng)水聯(lián)合冷渣器改造成使用滾筒冷渣器冷卻方式。由于滾筒冷渣器是底部排渣,故必須進行以下相應(yīng)改變:取消2臺風(fēng)水聯(lián)合冷渣器,改用4臺滾筒式冷渣器。
2.2 改側(cè)面排渣為底部排渣,原側(cè)面排渣口水冷壁讓管取消,改聯(lián)接直管,在燃燒床布風(fēng)板均勻開4個Φ219管道排渣所需要的排渣孔,Φ219排渣管材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti。
2.3 由于原爐配套的“7”字型風(fēng)帽為定向布置,不適應(yīng)底部排渣且“7”字型風(fēng)帽存在漏渣情況,故決定改造鐘罩式風(fēng)帽。原有“7”字型風(fēng)帽1890個,用977只鐘罩式風(fēng)帽替換,節(jié)距為S1=152.4mm,S2=214mm,布風(fēng)板開孔率為2.936%。
2.4 取消原冷渣器系統(tǒng)配置的型號為 9-10/10.7D的冷渣風(fēng)機,大大降低了廠用電。
3.改造效果
3.1 改造后,成功解決了因冷渣器堵塞造成的停爐、停機問題。
3.2 該爐設(shè)計主蒸汽溫度為540℃,配置風(fēng)水聯(lián)合冷渣器的鍋爐投產(chǎn)后達(dá)不到設(shè)計值,通過長時間的調(diào)整,最高也只能達(dá)到520℃,降低了發(fā)電效率。改為滾筒式冷渣器后,主蒸汽溫度達(dá)到設(shè)計值540℃。造成主汽溫度升高的原因是冷渣器的改造改變了該爐型的物料循環(huán)倍率,也改變了蒸發(fā)吸熱和對流吸熱的比例所致。
3.3 改造取得了很好的節(jié)能效果
在第二臺(#7)鍋爐上進行冷渣器改造后,為了更好地進行對比(自身對比),我們在2007年3月11日~13日和2007年5月25~27日各用48小時的時間對#7爐改造前后進行了相關(guān)測試。測試在相同的給水溫度、相同的煙氣氧含量、同批相同熱值原煤、穩(wěn)定在相同負(fù)荷基礎(chǔ)上進行的。
3.3.1改造前運行相關(guān)數(shù)據(jù)
3.3.1.1改造前#7爐運行相關(guān)指標(biāo)測試(見表1、表2)
3.3.1.2根據(jù)測試期數(shù)據(jù)和化驗結(jié)果計算耗能(表3)
3.3.2改造后運行相關(guān)參數(shù)
3.3.2.1改造后的#7爐運行相關(guān)指標(biāo)測試(表4、表5)
3.3.2.2根據(jù)測試期間數(shù)據(jù)和化驗結(jié)果計算能耗(表6)
3.3.3 改造前后能耗數(shù)據(jù)匯總(表7)
3.4節(jié)能效果計算
根據(jù)測試,不考慮主蒸汽溫度提高的情況下,從噸產(chǎn)汽能量消耗的角度看,改造后輔機電耗降低,折算到每噸蒸汽上降低量為0.87kWh/t,折標(biāo)煤0.26kg/t;原煤消耗量大大降低,折算到每噸蒸汽上降低量為0.01t/t,折標(biāo)煤6.42kg/t,按照我公司2008年3臺260t/h鍋爐全年產(chǎn)汽量3407219噸計算,全年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤22760噸;另外改造后主蒸汽溫度提高近20℃,使主蒸汽額外吸收了51kJ/kg的熱量,約合標(biāo)準(zhǔn)煤量5939噸,全年共節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤近28700噸。
結(jié)論:
將風(fēng)水聯(lián)合冷渣器改造成滾筒冷渣器,較成功的解決了安全生產(chǎn)問題,還解決了主蒸汽參數(shù)達(dá)不到設(shè)計值的問題,并取得了較好的節(jié)能效果,應(yīng)該講是非常成功的。但我們對主蒸汽參數(shù)達(dá)到了設(shè)計值的機理分析感覺還不夠。今后還要仔細(xì)研究分析,從理論上加以總結(jié)。