1、第 1 页 共 7 页35T H 循环流化床锅炉的技术改造河省滑县热电厂 寿好才中国科学院工程热物理研究所 包绍麟一、前言中国科学院工程热物理研究所与山东省济南锅炉厂联合开发 35t/h 的循环流化床锅炉自 1989 年 12 月通过鉴定并批准生产以来，已销售了近 50 台，滑县热电厂安装了一台循环流化床锅炉，于 1991 年元月破土动工，1992 年元月正式投产，安装前我们广泛考查了国内实际使用这种炉型的单位，我们发现，35 t/h 循环流化床锅炉普遍存在以下缺陷，炉墙、炉管易磨损：炉墙、炉顶易倒塌，易漏风反料器内易结焦，运行周期短。针对该型锅炉存在的问题，我们在安装过程中进行了一系列技术改
2、造，投产以后，锅炉运行可靠，调峰性能良好，煤种适应能广，经济效益显著，实践证明这种技术改造是很成功的。二、锅炉设备简介我厂投运的 YG35382M3 型循环流化床锅炉是则由中国科学院工程热物理研究所与济南锅炉厂联合开发，它是一种单锅筒自然循环锅炉，采用了惯性分离和旋风分离组成的分级分离循环的流化床燃烧系统，锅炉的主要技术参数如下蒸发量 35 t/h 过热蒸汽压力 382MPa 过热蒸汽温度 450给水温度 105115 一次风予热温度 180 二次风予热温度 120排烟温度 155 锅炉热效率 872炉膛四周布满 606 无缝钢管和扁钢焊成的膜式水冷壁。过热器分高低两级，中间设有表面式减温器。
3、省煤器分三级布置在尾部烟道内。烯煤由炉前螺旋给煤机送入，流化床布风板面积是 2.21.7m2上面均匀布置了 216 个帽，经过空气预热器的一次风由风箱经过风帽进入炉膛。二次风约占总风量的50，经八个 135 的二次风喷咀进入炉膛。烟气从炉膛上部进入惯性分离器，比较粗的颗粒由于惯性的作用而分离出来，并经料器送入炉膛，分离后的烟气两进入旋风分离器，被分离的较细颗粒径返料器返回炉膛再燃。烟气则经过热器进入尾部烟道。三、技术改造措施根据目前国内循环流化床锅炉在运行中所存在的问题，我们进了分折，针对原设计中的不合理之处，在安装该炉时进行了一系列技术改造，现将主要改造措施阐述如下：A、 流化室的技术改造原
4、设计流化室炉墙结构平面为四方形，自上而下成 V 型，稳定性差，运行不久便会出现以下问题：墙体不稳定易裂纹和倒塌；第 2 页 共 7 页四角膨 胀处原设计异形砖强度差，炉墙膨胀会将其挤坏；护板强度不中足，受热易外；返料灰道口,二次风口，人孔过梁等异形砖易折断。1、 其原因分折流化室处为正压燃烧区，要求炉墙稳定可靠。原计耐火层自上而下呈 V 型布置，厚度仅为 120MM，不稳定，受热膨胀和物料冲击，造成裂纹和损坏；四角膨胀缝处容易积灰，灰渣充满膨胀缝，使炉墙受热后无法膨胀，挤坏异形砖；原设计耐火层易裂纹和破损，隔热层材料无密封作用，导致高温烟灰损伤护板；原设计返料灰道口、二次风口、人孔过梁异形砖强
5、度低，热状态难以承受上面墙体压力而断裂。2、 改造情况首先将护板拉出并用槽钢加固护板下部外移，使流化室墙体有增加厚度的位置，底部约增 250MM，使炉墙下部的厚度由 120MM 增加到 360MM，隔热层也增加厚度，炉墙由 V 型布置改为坝型布置，墙体稳定性显著提高；取消流化室四角的膨胀缝，改四直角为圆弧形，直墙段也改为微弧形状，既解决了膨胀缝处积灰，漏风问题，又能使之合理膨胀；流化室墙体上、下两个部位增加两道耐热混凝土圈梁，中间设半圈梁，并内敷 6 不锈钢筋网，以提高炉墙的整体强度；把返料灰道口过砖改为砼浇注，二次风口，人孔过梁等异形砖加大厚以提高强度；所有穿逾炉墙的炉管均在耐火层后面加装迷
6、宫板，以防烟气向隔热层渗透；经上述改造后的流化室从没有发生墙体烟裂、变形、倒塌等现象，严密性较好。、B、 炉墙的技术改造原设计存在问题炉墙是由耐火层和隔热层组成的，炉墙外层为微珠保温砖，中间层为硅酸铝耐火纤维毯，内层为耐火砖，每层厚度 120MM，由于耐火砖紧靠的硅酸铝纤维毯是柔性材料，墙体稳定性差，尽管有拉钩砖，但易倒塌，易裂缝，密封性差。由于该炉下部为正压燃烧，大量灰尘随烟气从裂缝，伸缩缝等密封不好的部位喷出。原设计烟道炉墙内层为 115MM 厚的高铝砖，中间层为 115MM 厚的硅酸铝毯，外层为 240MM 厚的红砖，中间为柔性材料，稳定性差。负压区大量漏风，尤其是从旋风分离器出口至引风
7、机，包括除尘器和各部烟道向内漏风，锅炉带不上负荷。改变设计后的炉墙的结构：炉墙的改造与实施，要着重于稳定性、牢固性、严密性和防磨强度，我们将原炉墙硅酸铝纤维毯由中间层改为外层，厚度不变，将微珠保温砖由外层改为中间层，厚度也不变，将磷酸铝质耐火砖作为耐火层，和微珠保温砖紧紧靠扰在一起，并且每砌筑四层开始搭接，每隔两块砖长用耐火砖搭接一次烟道墙体改硅酸铝毯保温层为微砖保温层，烟道墙的高铝砖与微珠砖砌筑方法与炉墙相同。耐火砖和保温砖第 3 页 共 7 页每平方米炉墙有 68 块砖搭接砌筑，每两米高炉墙增设一道加固圈梁，去掉原有的拉钩砖，这样的结构取得了令人满意的效果。材料的选用：针对炉墙存在的问题，
8、选用磷酸铝质耐火砖和微珠砖，使微珠砖与磷酸铝质耐火砖靠紧用高温粘合刘咬荐砌筑，加固炉墙，外层用硅酸铝耐火毯加强保温。硅酸铝耐火纤维是八十年代开始的一种高效节能保温材料，纤维柔软，有一定弹性，耐侵蚀使用温度12000C 硅酸铝耐火纤维毯不但保温性能好，而且也有较好的密封作用。我们使用的为普通砖能的酸铝耐火纤维毯。微珠保温砖是煤粉炉排出的粉煤灰中的空心的微珠，加结合剂压制后经高温烧结而成的耐火保温制品。其特点是具有一定强度，耐热性能好。最高使用温度可达 12000C 以上，导热系数与水泥经珠岩制品相仿。我们使用的微珠保温砖体积密度为 08B 常温耐压强度 667MPA 导热系数 022WMK。磷酸
9、铝质耐火砖要求，AI2O3 含量大于 80这种砖的特点是：耐磨性能好耐冲击；耐压强度高，常温耐压强度 650KGCM2 耐火度高，可达 17700C，尤其是抗磨性能优于常规使用的高铝质耐火砖。砌筑时，使用磷酸铝质泥浆作为砌筑的粘合剂，灰缝控制在 15MM 以内，这种胶泥与磷酸铝质耐火砖为同一种材料，粘结强度很高，墙体砌筑完成后，表面再用这种胶泥涂抹，经锅炉烘炉启动后，墙体材料磁化成一个牢固的整体，墙体具有较好的强度和气密性。磷酸铝质高温泥浆不宜久存，应在施工前现场配制。C、 卫燃带的技术改造卫燃带原设计为元钢网骨架混凝土结构。考察兄弟单位使用这种结构曾发生大面积脱落现象鉴于这种情况，我们将此炉
10、的卫燃带由钢筋骨架改为销钉结构，效果很好。具体方法是在卫燃带上焊接足够密度的销钉，而后浇筑混凝土。有关科技资料介绍在液态排渣的旋风炉炉衬内使用这种结构，炉衬寿命可大大提高。我厂选用 6MM 的不锈钢作为旋销钉，销钉长度分别为 100MM 和 70MM 销钉间距80MM，在水冷壁管上焊 70MM 长的销钉，在鳍片上焊接辅助销钉，长度为 100MM，销钉向上倾斜布置，焊接时销钉底部全部焊接，增加销钉根部与管子的接触面，加强导热。卫燃带下部焊接一定长度的不锈钢筋挂钩,并绑扎成笼状，以增加混凝土的强度，混凝土厚度为 120MM，卫燃带与流化室墙处应考虑水冷壁管的膨胀，留足 75MM 宽的伸缩缝，并浇注
11、成迷宫装置，伸缩缝用硅酸铝耐火纤维充填 。D、 分离器的技术改造惯性分离器原炉墙的稳定性较差，我们将其下部斜斗由耐火砖砌筑改为磷酸盐砼浇注，将其炉的砖钩部改磷酸盐砼圈梁加固，将其后墙迎烟气面全部用高温胶泥涂抹一层，以防物料颗料碰撞磨损，把其L 型返料器的 U 型返料器，并新增设返料风箱和风帽，供给一次风，使其形成一个小流化室，保证了惯性分离返料可靠正不常。E、 旋风分离器的改造原设计旋风筒直墙段全部有异形砖砌筑而成。我厂将该部分的异形砖修改，使其带有迷宫形状。基本尺寸不变，并且增设磷酸铝质混凝土圈梁。把下料口及其上部的斜斗改成磷酸铝质混凝土现浇；下料口下部增设砼圈梁。 改返料器过砖为现浇过梁，
12、以增强墙体的严密性并提高整体强度，改返料风管为风箱和风帽，使其也形成一个小流化室，有效的防止旋风返料结焦。F、 炉顶的改造与密封第 4 页 共 7 页炉顶四边以及混凝土膨胀缝和穿顶管都是最容易漏烟，漏灰的部位，目前通常采用的方法是在管束上加装密封板或梳形板，再层层粘贴硅酸 铝耐火纤维毯。我们改造的方法是在四周水冷壁管上先做好炉顶密封圈梁，放上石棉板，然施工炉顶，炉顶伸缩缝处上方再做迷宫，炉顶的伸缩缝上边放 300MM 宽的石板棉板带，带上施工同样宽 60MM 厚的磷酸砼带，伸缩缝有多长施工多长，炉顶的四周紧靠密封板施工 200MM 宽 60MM 厚的磷酸盐砼带，带下也放有石棉板，伸缩缝中充填硅
13、酸铝毯，使炉顶的耐火层既能保持自由膨胀，又能保持严格的密封。炉顶混凝土浇筑完毕自然养护三天后，在炉顶上涂磷酸铝泥浆，然后再粘贴三层厚度为 40MM 的硅酸铝耐火纤维毯，层与层之间错缝布置，几个端面均匀，饱满的涂上碱性粘合剂，使之成为一个牢固的整体，硅酸铝纤维毯易破损，人不要直接站在毯上施工，要在纤维毯上放一木板，人站在木板上施工，切割硅酸铝纤维毯时，也要用刀或锯条割整齐，不要用手撕。管束上的梳形板或密封板应焊接在管子上，并按设计要求留膨胀缝。硅酸铝纤维毯与管束连接处也应涂碱性粘合剂粘贴牢固。待三层硅酸纤维粘完毕，然后再罩上 101 的铁丝网，每块铁丝网之间都要互相捆扎牢固，并固定在炉顶四周，然
14、后用粘结胶泥抹面，再砌筑两层微珠保温砖，而后罩上护板全部焊接。G、 炉膛烟窗口侧密封的改造原设计炉膛烟窗口两侧密封的 29砖与任何炉墙都不搭接，单砖砌筑 26 米高， 很不牢固，考察兄弟单位多有倒塌，我们将其改为磷酸盐砼浇注内设 6 不锈钢笼，与炉顶浇注相连，大大增加其稳定牢固程度。H、 有关燃烧系统风烟系统的密封锅炉燃烧系统，烟风系统的密封十分重要，除墙体、炉顶应当砌筑坚固严密外，通常还应注意以下问题，在保证热胀冷缩自由的前提下，尽量减少，膨胀缝，膨胀缝要砌成迷宫状并充填柔性材料，所有穿墙管都应装设迷宫板、梳形板或其他金属密封装置，省煤器，入口集箱处因管束密集，应充填硅酸铝纤维后，另装护板密
15、封，锅炉护板当全部焊接，烟道、风道应尽量少采用法兰连接，要尽量采用焊接，运行时所有人孔，应当严格密封，除尘器竖烟道应当用混凝土抹面。I、 防磨的技术改造我们安装时考察了兄弟单位的循环流化床锅炉，发现该锅炉瓣磨损部位一样。一是卫燃带上部 80MM以内水冷壁管；二是炉膛烟道口两侧各二根管，三是三组省煤器上层管及穿墙管，四是斜烟道顶和旋风分离器顶。其余部位未见明显磨损，针对这种情况，我们对省煤器上层管加了防磨罩，三组省煤器上层管与烟道之间加防磨钢板，在斜烟道内，人加三道防磨圈梁，运行半年后情况良好，但发现水冷壁管在卫燃带上方 80MM 以内有 40MM 长的磨损痕迹，深度达 1MM，烟道口两侧 4
16、根水冷壁管磨损痕迹，对此我们用低温浇注料在炉膛内作了四道防磨圈梁，并对磨损的部位焊上 10MM 长的防磨钢管护罩，烟窗口两侧的四根水冷壁管的磨损部位用低温浇注料保护，实施后年底检查不但水冷壁管再无磨损现象，而且也验证了低温浇注料防磨抗裂性能较好。以上只是对炉墙、流化室、卫燃带、惯性分离器、旋风分离器、返料器、炉顶、炉膛烟窗口、防磨结焦、密封等方面的改造进行了分折说明，然而我们的改造远非局限于这些，我们对给煤机绞龙、穿过烟窗口的三根连通管的防磨、返料灰道、检查口、返料口、进煤口,等都作了有效的改造。四、改造效果经过科学地、系统地改造，滑县热电厂的循环流化床锅炉取得了一次点火成功，达到了连续运行
17、91天的好成绩，经河南电力试验研究所测试，额定负荷下，炉渣可燃物 046，飞灰可燃物为 226 锅炉热效率为 8904燃烧效率达 9945，均好于设计参数，在每次停炉及备用期间，我们都进行了炉体内第 5 页 共 7 页部检查，未发现异常现象，该炉负荷调整范围宽且灵活方便可在 13T？H 主额定蒸发量之间任意调整并可超出力运行，达到 42TH，低负荷、满负荷都能稳定运行，满足地方电厂调峰的需要，该炉炉渣可燃物含量低，活性好，粉碎后可直接做水泥等建筑材料的掺和剂。该炉投运前 10 个月较 1991 年新增利税 147万元，同时多供电 1000 万千瓦时，多供热 36 万吨，使本地区的供电和县城的供
18、热紧张局面得到了改善。该炉的安装成功，稳定运行及可观的经济效益，引起了电力系统的高度重视，安阳地方电厂节能会，河南省地方电厂技改会都将我厂技改经验作为重头戏，为地方电厂煤、降耗、提高经济效益开辟了广阔的前景，目前来参观取经的单位络绎不绝，我们还接纳了四家同行的技术培训工作。今后我们将继续努力，为完善发展循环流化床锅炉这一新技术作出新的贡献。参考文献35TH 循环流化床锅炉技术改造报告，河南省滑县热电厂，一九九三年元月35TH 循环流化庆锅炉应用报告，河南省县热电厂，一九九三年元月滑县热电厂 35TH 循环流化床锅炉热工测试报告，河南电力试验研究所一九九三年四月作者联系河南滑县热电厂寿好才 申楚
19、庄电话：03824812307中国科学院工程热物理研究所十室包绍电话：012566815邮编：100080第 6 页 共 7 页原设计尾部烟道炉墙结构改造后的炉墙结构注： 为增加强度及稳定性、每 4 层砖高及每隔两砖长加一块牵连砖、依此类推错排砌筑。耐火砖与微珠砖用同样的磷酸铝质 701 泥浆作粘合剂第 7 页 共 7 页根据具体部位、增设耐火混凝土圈梁。1水冷壁管 607mm 2、销钉 6 不锈钢 3集箱4、膜式板 5、不锈钢 6 钢筋笼 6。卫燃带混凝土注：布置销钉向上倾斜焊接、销钉焊接时应满烊。下段布置钢筋笼间距 8080mm。注：所标注一毫米之尺寸、均用一毫米石 棉板垫置、防止浇注时粘连一体。序号 1、2 为增添的密封结构。序号 3 由原耐火砖密封改为混凝土密封带。图一 原设计结构图二改后的炉膛出口处 29 号砖改造结构及炉墙结构
