循环流化床锅炉的风帽设计

1、文章编号: 1004-8774( 2012) 02-14-02循环流化床锅炉的风帽设计强，张燕，李光耀刘( 南通万达锅炉有限公司，江苏 南通 226005)摘 要:介绍了国内循环流化床锅炉用风帽的主要类型、优缺点，同时根据多台流化床锅炉实际设计和运行的经验，对风帽用材质选择进行了探讨，并给了一个设计实例。关键词:循环流化床锅炉;风帽设计;类型;材料中图分类号:tk229. 6 + 6;tk223. 26文献标识码:a第 一 作 者: 刘 强( 1983 ) ，大 学 本 科，助 理 工 程 师，毕 业至 今 主 要 从 事 循 环流 化 床 锅 炉 等 产 品的 开 发 与 设 计 工 作。t

2、he design of air cap of circulating fluidized bedliu qiang ，zhang yan ，li guang-yao( nantong wanda boiler co ltd，nantong 226005，china)boilerabstract: introduced the main type of domestic cfb boiler air cap and their advantages and dis-advantages，meanwhile，through the designing and operating experien

3、ce of many cfb boilers，the mate- rial of air cap were discussed，finally，an designing example was givenkey words: circulating fluidized bed boiler; design of air cap; type; material前言循环流化床( cfb) 锅炉具有燃烧效率高、燃料 适用性广泛等特点，近几十年来在国内发展迅速。 目前投入使用的流化床锅炉普遍采用风帽式布风装 置，因此风帽设计成为整个锅炉设计的关键之一。风帽的工作环境十分恶劣，它是炉内高温高磨 损下的易

4、损部件。风帽的结构与质量直接影响着流 化床锅炉的流化工况和燃烧的稳定性，是流化床锅 炉安全运行的保证。锅炉设计时既要考虑到风帽的 结构，也要选择合适的风帽材料，保证锅炉安全经济 运行。0图 1 蘑菇状风帽另外，送风风压在运行中会产生波动，常常出现 床料通过风帽孔回吸进入风室的现象，造成风室积 渣; 风室积渣后，又会使床压波动加剧，影响布风均 匀性; 风室积渣又会结焦危及锅炉的安全运行。风室积渣通过风帽孔吹入炉内时会卡住风帽小 孔，导致风帽堵孔、通风不足而过热烧坏。基于以上 问题，新投运的锅炉和老锅炉改造时大都对这种风 帽进行了改造。风帽的类型风帽的形式多种多样，主要常见的可分为以下 几种: 蘑

5、菇状( 或菌状) 风帽、钟罩式风帽、定向风帽 以及伞状、柱状等其它类型的风帽。1 1蘑菇状风帽蘑菇状风帽( 见图 1 ) 直径较小，多为 40 50 mm，风帽小孔采用侧向开孔。蘑菇状风帽布风均匀 性较好，流化质量优良1，但其布置密度较大，间距 小时易产生对吹磨损，加上国内流化床锅炉的煤粒 度一般都是宽筛分的，导致磨损现象严重。1钟罩式风帽钟罩式风帽( 见图 2) 是一种新型的节能风帽， 许多改造炉趋向于用钟罩式风帽代替蘑菇状风帽。 钟罩式风帽具有以下优点:一是耐磨性好: 钟罩式风帽孔径较大，设计间距 大可有效防止风孔对吹，减少磨损; 铸造工艺先进，1 2收稿日期:2011-10-24研究与开

6、发循环流化床锅炉的风帽设计15采用优质耐热合金钢，使用寿命较长;二是安装更换方便: 该风帽采用迷宫布置，风帽 与中心管之间保持 0 5 1 mm 间隙，用手插拔即可 装卸，并且更换时耐火材料不损坏，大大降低维修成 本;三是有利于排大渣: 风帽之间距离较大，大块渣 不会卡在风帽之间，运行周期再长不会沉积大渣，保 持锅炉流化正常。风帽的材料选择循环流化床锅炉正常运行的床温一般控制在850 950 ，再考虑其他的因素，要求风帽能承受1 100 左右的高温且应具有耐高温氧化和抗腐蚀 性能2。在锅炉正常运行时，风帽中有空气流通，可以得 到冷却，但压火停炉时，因没有空气通过，帽头浸埋 在高温床料中，容易烧

7、损。所以风帽的材料选取至 关重要1。以往多采用高铬镍奥氏体耐热铸钢，如 zgcr25ni20si2，在高温下具有良好的抗氧化性; 镍 元素和铬元素含量接近，对抗腐蚀不利，且镍元素的 成本较高。现在更多的使用低镍和无镍钢，如低镍 耐热铸钢 zg8cr33ni9n、双相无镍钢 zg8cr26mn7n 以 及新型稀土铬镍锰氮耐热 合 金 铸 钢 zg4cr25ni4mn3nre 等2。选择适合的风帽材料，对降低风帽更换的频率，延长其使用寿命有重要意义。23设计实例我公司设计的一台 tg30 /5 3m 型次高温图 2 钟罩式风帽不可否认，使用钟罩式风帽仍不能避免磨损，而 且，钟罩式风帽也有自身的缺陷

8、，如阻力较大增加风 机电耗、风帽易脱落漏渣、重量大、造价高等。1 3定向风帽定向风帽主要有单口风帽和双口风帽( 见图 3) 两种。其基本用途一是定向吹动，在炉底形成的气 流，将大块的灰渣吹向排渣口附近，以达到锅炉连续 有选 择 性 地 排 渣; 二是增加床层底部料层的扰 动1。次高压循环流化床锅炉，其布风装置由水冷风室和水冷布风板构成，在拉稀的水冷壁布风板的鳍片上 设置钟罩式风帽，见图 4。图 4其部分设计参数如下: 钟罩式风帽数量: 148 个，错列布置 风帽内径: 46 mm每个风帽有 8 个出风小孔，小孔直径为 15 mm定向风帽: 5 个 布风板开孔率 3 9%在混合风室内一次风温 1

9、08 的工况下计算， 风帽小孔出口风速达 43 5 m / s，在推荐的风速范围 内。风帽和接管材料均使用 zg8cr26mn7n。目前，这台锅炉已投入运行。由于采用了比较图 3 定向风帽定向风帽同样存在磨损和漏渣的问题。因其特 定的设计方式，定向风帽受到邻近风帽的高速气流 吹扫造成严重磨损，而漏渣现象的存在加剧了磨损， 漏渣会在一次风的扰动下，对水冷风室内衬造成严 重磨损，细小颗粒随一次风进入风帽会使其内壁受到磨损。工 业 锅 炉2012 年第 2 期( 总第 132 期)16文章编号: 1004-8774( 2012) 02-16-02循环流化床锅炉飞灰45 t / h再循环燃烧技术改造黄

10、励坚，胡志坚，钟伟敬( 广东肇庆星湖生物科技股份有限公司，广东 肇庆 526000)renovation of fly-ash re-circulation combustionof 45 t / h cfb boilershuang li-jian ，hu zhi-jian，zhong wei-jing( starlake bioscience co inc，zhaoqing 526000，china)第一 作 者: 黄 励 坚，工程师，现任广东肇 庆星 湖 生 物 科 技 股 份有 限 公 司 副 总 经 理，多年从事热电行 业的管理工作。摘 要:阐述星湖科技 45 t / h 循环流化床

11、锅炉飞灰再循环燃烧的技改和改造后所取得的成效。通过在空气预热器后的烟道设置大型旋风分离器，将大颗粒烟尘捕捉分离，通过仓泵输 送至炉前缓冲罐，使用螺旋输送机送入锅炉回燃。投入飞灰再循环燃烧，能够提高炉膛出口温 度，降低飞灰含碳量，提高锅炉蒸发量，提高锅炉热效率。再循环燃烧系统技改费用投入为 60 多万元，改造后年节煤费用超过 180 多万元，效益显著。关键词:循环流化床锅炉;飞灰再循环燃烧;锅炉蒸发量中图分类号:tk229. 6 + 6文献标识码:b煤混烧烟煤，白煤属难燃尽煤种，而锅炉使用的圆筒型分离器分离效果不高，导致飞灰含碳量高。考虑 锅炉结构不变，分离器效率不变，只能通过锅炉燃烧 调节，增

12、加飞灰循环倍率来降低锅炉飞灰含碳量。前言星湖科技热电厂 3# 炉为 45 /5 3m 循0环流化床锅炉。该锅炉燃用灰分高的煤才能达到锅炉设计蒸发量，煤质变化大时锅炉蒸发量会不到 35 t / h，对煤种适应性要求高; 飞灰含碳量高达 37% ，锅 炉热效率达不到设计值，严重影响了热电厂的经济 效益; 由于飞灰颗粒大，经常磨穿除尘器的布袋，影 响除尘器布袋的使用寿命。飞灰再循环燃烧方案的实验通过汽车运灰回煤场，按煤与飞灰 5: 1 到 1: 1 的比例，逐步加大灰量，与原煤混合，通过输煤皮带 将混合后的煤送到锅炉燃烧。通过对比实验，确定 能提高锅炉蒸发量、提高锅炉燃烧效率最适合配比， 以对实施飞灰再循环燃烧改造方案提供实际指导。2飞灰含碳量高的原因循环流化床锅炉飞灰含碳量高的主要影响因素 有: 煤的特性、粒度搭配、燃烧温度、分离器效率、给 煤量和风量调节、飞灰循环倍率等1 。3# 炉燃用白1飞灰再循环燃烧技术改造方案简介通过在空气预热器后的烟道设置 2 700 mm 6 800 mm 旋风分离器( 如图 1 所示) ，将大颗粒烟尘 捕捉、分离，通过分离器下部的仓泵输送至炉前缓冲3收稿日期:2011-11-21檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨合理