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试分析B＆W-75/5.3-M(F)3#锅炉有关部分改造后对锅炉出力影响

2008-08-16 16:18:08 来源：

一、概述 B＆W-75/5.3-M(F)3#锅炉为低倍率循环流化床锅炉，该锅炉1 993年12月投产至今累计运行时间为29031小时(截止1999年12月底)。在96年上半年更换风帽 后(原设计风帽孔为7个出风孔，而更换的风帽为6个出风孔)锅炉出力由原70吨/时降为60吨/ 时；锅炉运行中常出现结焦而停炉，尤其是在炉点火时，由于炉料沸腾不好，点火非常困难 。因此，锅炉不能保证安全稳定运行97年处于半停运状态。

3#锅炉运行时间统计表

年度小时 字串4

 93年  字串2

94年

 95年

 96年

 97年 

98年 字串5

 99年 

2000年 字串3

 备 注

第一季度 字串9

 264小 时

 2087小时

 1812小时

 2088小时  

1824小时 字串7

 1104小时 字串7

 1320 字串5

/ 

98年 字3#

锅炉进入 修

第二季度 字串5

 888

 1609 

392

 576 

144  字串8

/

1368 字串6

/ 字串9

第三季度

 

 888 

 

896

 

 1080 

648 

 

168 

/ 字串7

1008 字串8

/ 

第四季度 

1200 

 

1499.26 

1416  字串8

1608 

 

696  字串6

1104 

 

1344

/

 

全 年累计  

3240  

6091.25 

 4700

 4920  

2832

 

 2208

 

 5040 

/

 

 一、问题提出96年下半年 3#锅炉进行风帽改造，其改造的结果与原设计差别很大。 字串6

该锅炉采用风帽式布风板，分为六个床，单床尺寸为1927×1620毫米。每个床装有风帽628 个，风帽直径为60毫米；每一风帽有7个出风孔，其中102个风帽小孔直径为Φ6，526个风帽 小孔为Φ5.5；小孔直径较大的风帽在布风板四周及排渣口周围；布风板上风帽的排列为正 方形，节矩70毫米，风帽沿与布风板之间用浇注料浇注。

改造后风帽直径为Φ60毫米，每一风帽共有6个小孔，小孔直径为Φ6；风帽小孔中心5毫米 下设有台阶，台阶与布风板用浇注料浇注。 字串8

由于3#锅炉改进型的风帽少一个出风孔，使原设计参数发生变化，锅炉点火时频繁结焦， 锅炉不能正常投入运行，97年该锅炉最短运行累计时间为第二季度144小时。为了解决98年 供暖问题，就要求3#锅炉应保证安全稳定连续运行，因此，厂部组织专业人员对3#锅炉 进行测试，找出相应的措施，使3#锅炉正常运行。 字串7

二、布风试验分析结果

97年10月22日和23日对3#锅炉进行两次布风试验结果同93.4.83#锅炉原设计 状态时的布风试验进行比较(此次试验是北京巴威公司工程部设计人员及测试人员共同试验) 。其结果如下表

原设计状态布风试验与风帽改造后布风试验对比 字串3

工况项目

 改造后97、10、23、10：30

 原设计状 态93、4、8日9：00北京巴威公司测试结果

关风机A额定64A% 

 ①51A60%

 

 ②58A70% 

 

③62A55% 

①36A55 % 

②44A60%

 ③52.5A68% 

④58A75%

 ⑤52.5A68% 

⑥47. 5A74%

 

 ⑦37.5A58% 

 

停运

 

引风机A%额定47A% 

 35A25% 字串1

 38A36% 字串3

 40A50% 

 

28A10%  字串5

30A 50% 

32.5A25%

 

 37.5A38% 

32.5A20% 

32.5A20%

 29A15% 字串7

负压Pa 

 -60

 -30

 -65 字串5

 -30

 -30～-40

 -30～-40

 -30～- 40 

 -30～-20 

-30～-70

 

 -30

 

 

空进口风压 字串4

 9600Pa  字串4

9800～Pa 

9 000Pa 

8000Pa 

9000Pa 

9000Pa

 9500Pa

 8500

 8500  字串3

8500 字串4

字串7

空出口出压

9000Pa 

8800Pa

 7500Pa  字串9

8000Pa  字串4

8500Pa 

8500Pa

 8500Pa

 8000Pa  字串9

8500Pa

 8000Pa

 

二次风测试风%  字串3

1050% 

1050% 

1050%  字串8

30%20%

 30%20% 字串3

30%20%

 30%20%

 30%20% 

30%20%

 30%20% 

 

回灰H一次风

 4000Pa30%  

4000Pa40%  字串1

4000Pa50% 字串3

 3500Pa20% 

3500Pa30% 

3500Pa40%

 3500Pa40%

 3500Pa40% 

3500Pa35%

 3 500Pa25% 

字串2

1#风压  字串4

3500Pa 

4500Pa 

5000Pa

 1800Pa 

3500Pa 

2500Pa  字串3

 

2500Pa40%

 2500Pa 字串7

 1500Pa 字串8

字串7

2#风压

 4000Pa 

5000Pa 字串5

 5700Pa

 1500Pa  字串5

3000Pa 

4500Pa 字串3

 55 00Pa60% 

4000Pa45%

 3500Pa 字串1

 2000Pa

3#风压

 3000Pa 

4500Pa 

4500Pa

 1500Pa

 3000Pa 

3500Pa  字串9

40 00Pa40%

 3800Pa40%

 3500Pa 字串8

 2000Pa

 

4#风压

 

 4500Pa 字串9

 6000Pa

 6200Pa

 3800Pa 

4000Pa

 5250Pa60% 

4000Pa45%

 3500Pa

 3000Pa  字串3

1800Pa

 

5#风压 字串3

 4500Pa  

6000Pa  字串1

6000Pa 

3800Pa

 4000Pa

 5000Pa60%

 4000Pa45% 3

500Pa

 3000Pa

 

 1800Pa 字串7

6#风压 字串3

 4000Pa 

5000Pa  字串2

5200Pa

 2500Pa  字串1

3500Pa 

3800Pa  字串3

42 50Pa40%

 3500Pa40%

 

 3200Pa

 

 3500Pa

 

 

沸腾状态 

局部不沸  字串3

1#2#局部不沸腾

 2#6#局部不沸腾

 沸 腾 

沸腾 

沸腾

 沸腾

 沸腾

 沸腾 字串7

 沸腾  字串5

平面 

试验前料厚  字串5

1# 2# 3# 4# 5# 6#  字串7

试验前料厚 字串6

 1# 2# 3# 4# 5# 6#

毫米 

350 310 315 280 320 350  字串6

毫米  字串3

360 380 310 330 300 260

试验后的料厚

 285 325 360 310 290 396

 试验后的料厚 

390 351 330 295 270 279

毫米 字串3

 

 毫米

 

从上述对比表分析看，改造后风帽出风口为6个比原设计风帽出风孔少一个 ，也就是说风帽小孔总面积变小，则小孔风速增加，使锅炉送风机电流增加，在做冷态试验 时，只有在接近送风机额定电流下(62～64A)各床才能进入近临界沸腾状态，如果料层全部 沸腾，则送风机电流就要超出额定电流。所以3#锅炉送风机额定电流为64.4A，在锅炉运 行时，没有可调整的余地，因而导致锅炉点火中频繁结焦。

1、设计状态的小孔风速在试验中可知平均料层在350毫米，原设计风帽为7个出风孔，当 送风机挡板开度在75%时，各床沸腾良好，送风机电流为58A。而在同样状态下，改造后风帽 为6个出风孔，则各床沸腾不好，其送风机电流为62A。说明改造后风帽风速增加，使其布风 板阻力增加

布风板阻力简化公式：字串3

n=ΣF2/ ΣF1 ＜1 F2：风帽小孔面积 F1：风帽大孔面积

测试ζ2=1.8～1.95＞＞0.5n2

从公式看：布风板阻力决定于风帽的阻力系数ζ2和风帽小孔平均风速W2，当ζ2为定 值时，布风板阻力△PR随着W2增加而增加。布风板阻力太小各床沸腾不稳，布风板阻力 过大则锅炉送风机电耗大。该锅炉原设计布风板阻力为161.6毫米水柱，风帽小孔风速为41. 1905米/秒。

小孔风速计算简化公式：

=41.1905米/秒 

K：一次风占总风量比例，0.83；

：空预器出口空气过剩系数，1.18； 字串7

Bj：计算燃料消耗量14620.7kg/h；

Vo：理论空气见量4.1995Nm3/h； 字串8

tm：热风温度161.88℃

ΣF2：风帽小孔总面积0.640m2

2、改造后风帽的小孔风速 字串6

从公式分析看，当给定设计参数不变时，即K、、Bj、Vo、tm为定值，ΣF2变小(风帽 小孔总面积)则W2增加，布风板阻力△PR增加，风机耗电量增加。 字串2

改造后风帽小孔总面积：

每个风帽开6个孔，每孔为Φ6，每个床风帽共628个，共6个床。

ΣF2改=6×628×6×(〖SX(〗3.41×0.0062 4 )=0.6389m2

将改造后风帽小孔总面积代入W2公式其它参数为设计参数。 字串4

W2改=[0.83×1.18×14620.7×4.1995×(161.88+273) ]/3600×0.6389×273=41.6483米/秒

3、布风板阻力

设计状态布风板阻力 字串4

ζk：穿孔阻力系数2.3

rk：空气参数 kg/m3

rk=（1.293×273）/（273+tm)=(1.293×273)/( 273+161.88)=0.8117kg/m3 字串9 Po：动压头   字串8

△PR：布风板阻力 字串5

△PR=ζkPo=2.3×689.3=1585.39Pa=161.6毫米水柱

改造后布风板阻力

△PR=ζkPo=2.3×704.698=1620.805Pa=[SX(]1620.805[]9.81[SX)]=165.2197毫米水柱。

4、对比论证

改造后风帽小孔平均风速比原设计风帽小孔平均风速高。

△W2=W2改-W2设=41.64829725-41.1905528=0.45775m/s

△Po=Po改-Po设=704.69791-689.3=15.39791Pa+

△PR=PR改-PR设=1620.805-1585.39=35.415Pa=3.61毫米水柱相对比较： 

由于小孔面积减少，则小孔风速增加，动压头增加。布风板阻力增加，风机电耗增加。

三、解决办法

1、做漏风试验，查出漏风点：经试验查出多处漏风点(H阀灰循环系统)并进行了密 封处理。2、打开各床对应的风箱，清除风帽与布风板接触处残余浇注料使其风帽通风管 畅通。

3、保证燃煤粒度，将原设计的10×10筛网改造为20×20，使其筛网下煤畅通煤粒在10～15 毫米左右。 字串5

4、在低温段空气预热器前加装一个增连扩容装置以克服布风板阻力，使其送风机电流下降 为58～60A运行，保证料层正常沸腾。

经上述的解决办法，3#锅炉于11月7日再次试验以证明采取办法是可行的。在同等条件下 ，静料厚度为350毫米，当送风机挡板开度为75%时，各床沸腾良好，其送风机电流在60A， 如果锅炉热态运行其送风机电流在58A以下，这说明3#锅炉通过采取措施可以安全稳定的 运行。

97.11.7日下午14：30(一值)3#锅炉冷态布风试验数据表

项目工况 字串1

  送风机A% 字串9

  引风机A %  

负压Pa 

空顶器进口Pa

  空顶器出口Pa 

二次风播煤风%  

H阀回灰Pa% 

①%Pa  

②%Pa  

③%Pa

  ④%Pa

  ⑤% Pa 字串9

  ⑥%Pa 

静料层厚度mm

/ 字串9

/

 

  沸腾状态

7/97.11下午14：30

  55A65%

  40A48% 

  -30

  7500

  6500

  10%2 0%

  20004000 

50%4000  字串4

50%4000

 

  50%4000

  50%5000  

50%500 0 

50%4000 

350

/ 字串7

/

 2#床有一处凸 字串1

7/97.11下午14：30  字串7

65A75% 字串5

  45A100% 字串9

  -40  

9000  字串5

7500

10%20% 

50002000  

50%4500  字串2

50%4800

  50%4300

  50%5500

 

  50%5500 

50%4000  字串3

350

/

/

 全沸腾

　 字串1

5、在密相区水冷壁处加装耐高温防磨护瓦，原设计密相区加装900毫米长护瓦 ，材料为20#钢，由于该材料耐热程度差，在锅炉试运中近一个多月就脱落，为了保护密 相区水冷壁，我们原采用耐磨浇注料。由于敷设耐磨浇注料较厚使密相区吸热量降低，床温 升高。为了降低床温，我们在密相区水冷壁处加装长为370毫米的耐高温耐磨护瓦(该护瓦由 大连市金州特种合金铸造厂生产)经过3个月试验，该炉瓦完全使用在循环流化床锅炉受热面 常磨损部位，所以我厂的埋管防磨护瓦及水冷壁防磨护瓦都是该厂提供并跟踪试验及根据现 场提供图纸进行加工，保证我厂锅炉的正常运行。(另外我们将原设计10米卫燃带减少为5米 )。

四、改造后的效果3#锅炉由于风帽改造后锅炉不能安全稳定连续运行 ，经过生技科专业人员对问题分析并提出一系列措施，现3#锅炉能安全稳定的连续运行， 锅炉带负荷能力提高，经济效益明显增强。

97～99年3#锅炉改造前后对比表 字串7

项目时间

97.5.19日3#锅炉风帽改造后运行状态表

项目时间

99.5.19日3#锅炉一系列改造后运行状态表

主蒸汽MPa/℃ 字串7

主蒸汽量吨/时 字串7

 床温℃(最高)  字串3

悬净段℃

 送风机A% 

主蒸汽MPa/℃

 主蒸汽量吨/时 

 床温℃(最高)

 悬净段℃ 

送风机A%

1: 字串1

 5.0/440

50 字串6

889

675～663 字串2

55A70%

1:

5.0/400 字串6

80

927

721～712 字串1

55A80%

2:

5.0/440

44

839

624～619

55A70% 字串2

2:

5.0/400

82 字串8

970

731～718 字串1

55A8 0%

3:

5.0/440 字串8

46 字串4

856 字串3

630～618

55A70%

3: 字串6

5.0/440 字串1

82

974

725～704

55A8 0% 字串7

4:

5.0/440

44

879

640～626

55A70% 字串5

4:

5.0/440

84

956

750～715 字串8

55A8 0%

5:

5.0/440

44

876

623～615

55A70%

5:

 

5.0/440

82

940

741～709

55A8 0%

6:

m5.0/440

46

876

625～609

 

55A70%

6: 字串3

5.0/440 字串2

82 字串7

968

742～715

55A8 0%

7: 字串3

5.0/440 字串8

46

 

887

635～617 字串6

55A70%

7: 字串8

5.0/440

84

972

740～719 字串5

55A8 0%

8:

5.0/440 字串7

46

873

649～625

 

55A70%

8:

5.0/400 字串2

80

968

712～703 字串4

55A8 0%

参考文献：

1、锅炉设计计算书2、锅炉运行日报表

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