循环流化床锅炉风分离器耐磨损改造及效果.docVIP

循环流化床锅炉旋风分离器耐磨损改造及效果 吴剑恒 庄松田 （福建省石狮热电有限责任公司 福建 石狮 362700） [内容摘要] 介绍两台35t/h 循环流化床锅炉存在的旋风分离器磨损情况，对其磨损原因进行了分析，并采取了改造，取得了良好的效果。 [关 键 词] 循环流化床锅炉；旋风分离器；磨损；技术改造 一 前言 某公司的2台35t/h循环流化床锅炉自1998年12月投运以来，已累计运行32909h和32312h，各项指标均达到设计要求。但旋风分离器磨损严重，先后更换3次中心筒和出口转向室，并对筒体耐磨可塑料进行2次修补，费时费力又耗财，给正常的生产经营带来较大的不良影响。 本文分析了这2台35t/h 循环流化床锅炉旋风分离器（含筒体、中心筒、出口转向室）的磨损原因，先后采取了更换分离器材质以及“龟甲网＋纯刚玉耐磨耐火可塑料”，取得了良好的效果。 二 磨损情况 （一） 旋风分离器简介 35t/h循环流化床锅炉采用中温分离技术，2个旋风分离器左右对称布置在水平烟道出口。分离器采用下出灰、上排气方式，分离后的烟气通过布置在分离器上部的连接烟道引出，进入省煤器上部烟道。分离器与回料器之间设有储灰仓，储灰仓的灰通过回料装置送入炉膛循环燃烧。 该直径较小，分离效率较高，可提高锅炉燃烧效率；设计入口烟温为567℃，回料温度远低于煤着火温度，不存在分离器内燃烧结焦等问题，利于锅炉安全、连续运行。分离器结构简图见图1。 分离器入口截面为1950mm×340mm，设计烟速25.0m/s，用12mm厚的12Cr1MoV钢板制成，入口处、四周及顶部焊有60mm长的φ6销钉（密度174 mm×174mm），敷设70mm厚的耐磨可塑料。筒体通流部分直径φ1620mm。 1—分离器锥体 2—分离器筒体 3—入口膨胀节 4—中心筒 5—出口膨胀节 6—出口转向室 图1 旋风分离器结构简图 中心筒直径800mm，长度1887mm，厚度12mm，材质12Cr1MoV，额定工况下中心筒内的设计烟速为35.0m/s。 出口转向室用12mm厚的12Cr1MoV钢板制成，出口截面为1288 mm×898 mm，设计出口烟速为14.3m/s。 （二） 旋风分离器磨损情况 1999年9月，发现1#炉（已累计运行5538h）分离器漏灰，停炉检查发现左侧中心筒法兰处被磨穿1个长152mm、宽12mm的口子，右侧中心筒相同部位有1个长93mm、宽8mm的口子；左、右侧转向室法兰处则磨有128mm×9 mm、86mm×7mm的口子；其他部位也有磨损痕迹。检修时，在磨穿部位外部加焊10mm厚的钢板。 2000年2月春节检修时，两台炉（分别累计运行8233h、8119h）的中心筒和转向室磨损严重，其中1#炉左侧中心筒法兰处被磨穿1个长862 mm、宽42mm的口子，中部被磨穿3个372mm×24mm、165mm×13mm、146mm×11mm的口子（见图2）；右侧中心筒相同部位则分别有356mm×22 mm和170mm×12mm、126mm×9mm的口子；中心筒还有许多深3～6mm的冲蚀点，局部冲蚀点已经连接成片。1#炉左、右侧转向室法兰处被磨穿一个736mm×41mm、650mm×27mm的口子。分离器入口处、迎流面等局部磨损严重，可塑料表层部分脱落。2#炉磨损情况类似。因此只能更换全部中心筒和转向室，并对可塑料脱落部分进行修补。 图2 中心筒磨损情况 从中心筒和转向室的磨损情况可以清楚地看出，被磨损部位都是由内侧往外壁磨的，同时烟气流冲蚀轨迹清晰可见（见图3）。 图3 中心筒冲蚀情况 三 原因分析 结合循环流化床锅炉的燃烧机理[1]，根据磨损情况可以判断，分离器的磨损是受到含尘烟气的高速撞击和冲刷而造成的，即是一种冲蚀磨损。对于循环流化床锅炉而言，冲蚀磨损的影响因素主要有粒子速度、粒子浓度、粒子颗粒度、环境温度、材料性能及冲蚀时间等。根据有关试验得出经验公式：ε∝υ3d2p/2g，即：磨损率ε与粒子浓度p成正比关系，与粒子颗粒度d成二次方关系，与粒子速度υ成三次方关系[2]。 由于影响分离器磨损的因素较多，其中部分因素是实际运行中产生的，简要分析如下： （一）燃料特性 入炉煤细粉所占比例过大，小于1mm的颗粒重量百分比达到47.44%（表1），远高于设计值（30%）；并且无烟煤煤质脆、强度低，煤粒在挥发份析出阶段破碎和燃烧过程磨损、挤压产生大量细粉，提高了分离器入口的飞灰浓度，增大磨损速度。 表1 实际燃用煤种筛分特性 粒径范围 /mm 8 8～3 3～1 1～0.6 0.6～0.28 0.28 重量百分比/% 10.82 22.05 19.69 9.43 13.36 24.65