75t／h循环流化床锅炉布风板结构及其完善.doc

1、75t/h 循环流化床锅炉布风板结构及其完善摘要：摘要：介绍了 75t/h 石油焦循环流化床锅炉布风板结构，分析其阻力偏小、不均和床层漏渣等问题的原因，在原基础不断摸索改进，从理论计算和冷态试验两方面阐述了布风板改造前后阻力的变化。布风板改造后，消除了其原有隐患，保证了物料的正常流化和锅炉的稳定燃烧。 关键词：循环流化床；锅炉；布风板；风帽；连接管 1 概况循环流化床(CFB)锅炉的布风装置是 CFB 锅炉燃烧系统的关键部件,它具有两大作用：一是支承静态的床料；二是使流经布风板的气流产生一定的阻力，保证布风板上气流分布均匀，以维护稳定的物料流化。布风板设计合理与否，直接影响锅炉是否正常流化和燃

2、烧。如果布风板阻力过大，不仅增大一次风机电耗，而且可能使流化质量下降；反之，如果布风板阻力过小，易产生气流不均，使流化恶化。因此，合理选择布风板结构，保证其有一定的阻力，是布风装置设计所考虑的重要参数。图 1 风帽布置图武汉石油化工厂 75t/h 石油焦 CFB 锅炉布风装置由于原设计存在一定的问题，其结构欠完善，阻力过小，造成流化不稳定，风室大量漏渣，锅炉因此而经常性故障停炉。针对此隐患，我们对风帽及布风板进行了几次改进，较好地解决了上述问题。 2 原设计布风板结构及存在的问题2.1 原设计布风板结构 布风板由后墙水冷壁下集箱引出的 44 根 605的管子形成，水冷布风板上装有 684 个定

3、向风帽，风帽分 A 型、B 型两种，风帽节距 S1=S2=120?，其中 A 型风帽 646 个，B 型风帽 38 个，均采用耐热钢精密铸造而成。风帽布置见图 1，风帽结构见图 2。A 型风帽出口由九个 6?的小孔和一个 20?大孔组成，B 型风帽由九个 6?的小孔和二个 16?的大孔组成，布风板截面积为 S=9.804?。根据以上基础数据，可计算出布风板开孔率 =4%。开孔率计算公式：f?为风帽出口总面积开孔率这一重要参数,基本在设计经验数据之内,略为偏高。一般情况下，压降的大小与布风板上风帽的开孔率平方成反比。开孔率高,则布风板压降小。 2.2 运行中出现的主要问题 2.2.1 布风板阻力

4、低。空床冷态试验，在一次风量 Q1=45000Nm3/h 的工况下，布风板阻力仅为 1.0Kpa左右，其结果使床层流化不均匀，严重影响流化质量，原设计布风板空床冷态试验数据见表 1。表 1 布风板加节流圈前空床冷态试验数据一次风量(Nm3/h)炉膛出口负压(Pa)床层压力(Pa)风室压力(Pa)布风板阻力(Pa)27500-4002042040030200-380-1050051032960-190-1057058036850-60068068039800-50-10065075042170-40-1083084045300-40-3095098047700-30-10107010805110

5、0-30-101260127054670-20-201420144056750-10-80150015802.2.2 风帽出现严重“漏渣” 现象。锅炉运行十几天，停炉检查，发现风室内部有大量床料，情况严重时，漏下的床料接近风室容积 1/3 的程度。曾经因为床层大量漏渣，造成风室二次燃烧，将风室严重烧损。分析其原因，认为主要有如下因素：一是风帽出口大口径喷嘴为水平布置（见图 2），结构设计欠妥；二是流化不均匀。3 布风板结构完善及效果评价3.1 布风板初次改进图 2 原风帽结构图针对布风板存在的以上问题，我们在原基础上对布风板入口及风帽出口结构进行了改进。 3.1.1 增加布风板阻力风帽结构一旦

6、选定，其阻力特性就确定下来。要想增加布风板阻力，最简易的办法是从风帽进口连接短管着手。原设计风帽连接管为 434,为了增加其阻力,在其内部增加 434的节流圈（见图 3）。3.1.2 风帽出口喷嘴完善经分析和调查，认为风帽漏渣现象较普遍，只是漏渣的程度不同而已。风帽漏渣的原因较多，如风帽的结构型式、床料粒度和运行操作控制等方面因素，但其主要原因是风帽或布风板结构型成。本台 CFB锅炉风帽采用大小孔径混合型导向喷嘴，我们认为漏渣主要发生在大口喷嘴方面。因此，本次改进，在其出口增加一 30向下的导向喷嘴（见图 3）。3.1.3 改进后的效果3.1.3.1 布风板阻力增加a 理论计算图 3 初次改进

7、后风帽结构图安装节流圈后，局部阻力增加，根据流体力学计算管道局部阻力。 突然缩小的局部阻力：突然扩大的局部阻力：计算结果见表 2。表 2 初次改造后布风板的阻力计算汇总表Q1d1d2v1v2hjshjkhj450003526205378517025550000352622841103206309说明：Q 1 一次风流量（Nm 3/h）；d1、d 2 节流圈前后、节流圈流道内径（ mm）；A1、A 2 节流圈前后、节流圈流道面积；v1、v 2 气流流径 d1、d 2 流速（ m/s）；hjs、h jk 突缩、突扩的局部阻力(Pa)；hj 节流圈阻力(Pa)。在环境温度 t0=20条件下,一次风量

8、 Q1 分别为 4500Nm3/h 和 50000Nm3/h 时，理论计算布风板的阻力分别增加了 255Pa 和 309Pa。b 布风板阻力测试2001 年 2 月 6 日在布风板加节流圈后，CFB 锅炉空床冷态试验，试验数据见表 3。表 3 布风板加节流圈后空床冷态试验数据一次风量(Nm3/h)炉膛出口负压(Pa)床层压力(Pa)风室压力(Pa)布风板阻力(Pa)25500-550-300-18012029800-490-30035065034500-206-130900103039000-11401260130044600-231-1201370154051000-77-302120215

9、056000-43026102160与布风板加节流圈前相比，有以下结论：1）加节流圈后，布风板阻力明显增大，但其增加的幅度与理论计算有一定的出入。2）在 Q1=45000Nm3/h 条件下，布风板阻力增大了 500Pa，其阻力约为 1500Pa。3) 加节流圈前、后布风板阻力特性曲线见图 4，较直观地反映出其阻力的变化。3.1.3.2 布风板漏渣现象有一定改观多次观察 CFB 锅炉运行近一个月后的炉内状况，发现风室漏渣量明显减少，说明风帽大口喷嘴改进后及增加了布风板阻力，对抑制漏渣有一定作用。3.1.4 首次改进存在的问题尽管布风板初次改进收到一定成效，基本上解决了原设计和设备上存在的问题，但并不完美，设备运行起来仍有一定的问题。如锅炉在点火时，风室温度难以控制在设计的 850以下，风室超温，有时将风帽入口连接管烧损，正好将入口处节流圈烧毁，结果 684 个连接管，有的有节流圈，有的碳化，使得整个布风板阻力不均，导致流化质量下降和床层漏渣。因此，我们对布风板作了第二次改进。3.2 布风板进一步完善