循環流化床鍋爐的升級改造及應用

龍勇(貴州黔希煤化工投資有限責任公司，貴州 黔西 551500)

0 引言

貴州黔希煤化工投資有限責任公司( 以下簡稱黔希煤化工公司) 現有 30萬t/a乙二醇及配套的3×220t/h高壓流化床鍋爐，于2018年投產運行。在實際運行中出現了各類制約鍋爐正常穩定運行的問題，對該三臺鍋爐進行了技術改造升級。

鍋爐主要參數如下：

設備名稱：高溫高壓循環流化床鍋爐；額定蒸發量220t/h；額定蒸汽壓力9.81MPag；額定蒸汽溫度540℃；給水溫度158℃；鍋爐排煙溫度135℃；正常排污率≤2%；空氣預熱器進風溫度20℃；一次熱風溫度137℃；二次熱風溫度137℃；設計熱效率91%；一、二次風量比60：40；鍋爐飛灰底渣比5：1；燃料消耗量35.4 t/h；煙氣處理流程：爐膛→高低過熱器→SCR脫硝反應器→省煤器→布袋除塵器→引風機→氨法脫硫→煙囪。

1 吹灰器的改造升級

1.1 鍋爐吹灰器存在的主要問題

鍋爐聲波吹灰器吹灰效果差，尾部煙道積灰嚴重，影響尾部受熱面換熱效率，造成鍋爐主蒸汽溫度逐漸降低，最低降至450℃,排煙溫度升高，鍋爐消耗增大，為確保機組的安全穩定運行，目前采用每三天對尾部受熱面進行一次人工吹灰，三臺爐主蒸汽溫度維持在480℃左右運行，造成后系統汽耗增大，安全性能降低；本地煤灰粘性較大，聲波吹灰器及激波吹灰器無法滿足運行需要。

1.2 經濟效益估算

將原有的聲波吹灰器改為蒸汽吹灰器，提高主蒸汽溫度，降低鍋爐排煙熱損失，提高鍋爐效率。高壓蒸汽溫度提高后，1h約節約35t高壓蒸汽用量，1t高壓蒸汽136元，每h降低成本4760元；每年按運行8000h計算，每年節約成本3808萬元。

1.3 吹灰器改造

(1)蒸汽吹灰系統，它包括了過熱器、省煤器等部位的蒸汽吹灰器。

(2)每臺吹灰器有調節流量的裝置，控制吹灰器流量在設計范圍之內。

(3)長伸縮式吹灰器(過熱器)；固定旋轉式蒸汽吹灰器(布置在后墻區域)(省煤器)；耙式吹灰器(雙邊布置)(SCR區域，單層反應器)

(4)蒸汽吹灰器熱態進退靈活、可靠，無卡澀現象，吹灰蒸汽管在吹灰時不振動。吹灰器電動機有電機過載保護功能。蒸汽吹灰器的投運能保證鍋爐長期穩定運行，對受熱面進行有效吹灰。蒸汽吹灰器與爐墻接口連接處有防止煙氣及飛灰泄漏的自密封裝置。吹灰裝置運行不影響鍋爐本體設備及內部耐火保溫設施的安全。

(5)改造完成后主蒸汽溫度達到540℃以上，確保了后系統用戶的溫度達標合格，汽輪機進氣溫度在最佳合格范圍內。排煙溫度降至130℃，避免排煙溫度過高燒毀除塵器布袋，及導致氨法脫硫系統內塔壁溫度過高，產生老化變形現象發生。

2 煤倉的改造升級

2.1 煤倉存在的主要問題

因蒸汽動力廠鍋爐煤倉容易出現堵煤，嚴重影響系統運行穩定性，2019年4月24日曾出現過AB爐因煤倉堵煤嚴重無法搶救導致鍋爐熄火事故，給公司帶來較大經濟損失。為解決煤倉堵煤問題，動力廠人員經多家單位學習考察，發現旋轉清堵機效果較好，其中遵義電廠和天?；な褂萌济核?、粒度等情況和黔?；ず芙咏?，兩家公司改造后都取得明顯效果，堵煤情況大幅下降，設備故障率低。所以現申請將3臺鍋爐煤倉改造加裝刮刀旋轉型清堵機，改造方式：利用停爐機會清空煤倉，將煤倉下錐段割掉約2m長，方改圓后加裝旋轉清堵機，實物圖及結構圖如圖1所示。

圖1 煤倉實物圖及結構圖

刮刀旋轉型清堵機設置有上下兩個固定倉體，兩個倉體之間采用回轉本體連接，旋轉刮刀固定在回轉本體上。電機減速機通過驅動回轉本體外側齒圈帶動內部刮刀作360。旋轉，防止物料在旋轉清堵機內部粘結起拱，達到較好的清堵效果。

2.2 新穎性、必要性和可行性分析

(1)煤倉旋轉清堵機是較為先進的清堵設備，具有清堵效果好，設備故障率低等優點。

(2)黔?；ゅ仩t煤倉堵煤嚴重威脅到系統的穩定運行，解決煤倉堵煤問題，系統穩定運行才有保障。另外為摻燒劣質煤創造條件，達到降本增效目的，所以改造煤倉解決堵煤問題很有必要。

(3)經考察多家單位使用情況，煤倉加裝旋轉清堵機都取得明顯效果，且設備故障率低，運行可靠性高，可行性強。

原煤倉內旋密閉式疏通裝置的結構方式為內旋密閉式疏通裝置本體由上、下兩段筒體及中部旋轉總成構成，上部為固定倉段，下部為固定倉段，疏通裝置中部為旋轉總成。疏通裝置設備采用高性能回轉支承結構來承受旋轉部分產生的軸向、徑向及傾履力矩。驅動裝置采用減速機齒輪傳動。設備轉動部分采用高性能回轉支承結構，滾珠式定位圈定位，傳動部分采用外齒式滾珠式定位圈支撐傳動結構傳動，軸向承受力與最大傾覆力矩要求保證原煤斗發生嚴重堵煤時，傳動部分的設備仍能正常安全運行。傳動齒輪全部為合金鋼鍛件。設備上、下部動靜結合處密封要求采用可靠的綜合密封結構，保證密封，長期運行無泄漏。為保證設備運行的平穩性，電機采用變頻啟動的模式，即在裝置接收到產品使用人給煤系統發出的斷煤或煤流量低信號時，裝置能夠立即啟動，并實現設備轉速從零至最大轉速平穩啟動的功能，以減少啟動時設備受到的沖擊，延長使用壽命，過載保護信號引至集控室。

2.3 經濟效益估算

改造后鍋爐堵煤情況大幅改善，大大減少因堵煤造成的停爐事故，穩定生產系統運行。另外煤倉堵煤問題解決后為摻燒劣質煤創造了條件，鍋爐能夠燒更多劣質煤將大幅降低生產成本，經濟效益不可估量。每年按減少1次兩臺爐堵煤停爐計算，減少損失100萬元以上。改造后解決燒劣質煤按10t/d、單價每噸節約100元、每年按8000h運行時間計算，每年節約燃煤成本800萬元。共計經濟效益每年900萬元以上。

3 冷渣機的改造升級

冷渣機主要技術參數如表1所示。

表1 冷渣機主要技術參數

3.1 冷渣機存在的主要問題

蒸汽動力廠3臺爐冷渣機由于受到冷卻水溫度和煤質粒度的影響，經常出現排渣溫度偏高，而且冷渣機進口管道為縮徑管道容易堵渣，冷渣機在前端面未設計拆卸檢修孔，遇硬質雜物進入冷渣機時容易卡停，檢修只能拆進渣管段，極度不便，影響鍋爐安全穩定運行。另外在燃用4500～5000大卡的煤質時，排渣溫度偏高遠大于設計排渣溫度(≤60℃)。鍋爐低負荷運行時(70%負荷)，冷渣機排渣溫度80℃左右，煤粒度波動時達110℃。冷渣機高負荷運行時(90%以上負荷)，冷渣機排渣110℃左右，煤粒度波動時達150℃以上。由于冷渣機排渣溫度偏高，曾出現過多次將輸渣皮帶燒焦、燒漏洞、燒燃等情況，威脅到輸渣皮帶的安全運行。當其中一臺冷渣機堵塞，另一臺冷渣機轉速加至60%以上轉速時，排渣溫度就超過輸渣皮帶的最高允許使用溫度180℃，只能人工配合放紅渣，不能長時間堅持鍋爐運行。

綜上考慮，為滿足鍋爐排渣溫度要求，只有增加鍋爐冷渣機換熱面積來滿足排渣溫度，另改造進口管道減少堵渣，對新冷渣機設計檢修孔方便檢修。另考慮后期要參燒劣質煤，渣量增大，排渣溫度會更高，即使冷卻水溫度達到設計要求，因煤質滿足不了設計要求也需改造冷渣機才能滿足生產需要。所以現申請將原3臺爐出力為0～8t/h的冷渣機改為出力為0～12t/h的冷渣機，每臺爐改造1臺，共3臺。

3.2 新穎性、必要性和可行性分析

黔?；ゅ仩t冷渣機排渣溫度偏高嚴重影響輸渣系統的穩定運行，解決排渣溫度偏高問題，系統穩定運行才有保障。另外為參燒劣質煤創造條件，達到降本增效目的，所以改造冷渣機解決排渣溫度低問題很有必要。新改造的冷渣機將對原進渣管進行改造，減少鍋爐渣管堵渣。原設計冷渣機進口管道為縮徑管道，容易堵塞，改造后改為同直徑管道，減少堵渣。新改造的冷渣機在前端面設計拆卸檢修孔，方便冷渣機進入硬質雜物時清理。改造冷渣機出力比原有冷渣機出力大了50%，能保證排渣溫度低于100℃以下，可行性強。

3.3 經濟效益估算

改造后排渣溫度下降，減少因排渣溫度高影響輸渣系統安全運行，另外排渣溫度高問題解決后為參燒劣質煤創造了條件，鍋爐能夠燒更多劣質煤將大幅降低生產成本，改造后解決燒劣質煤按每小時10t、單價節約100元/t、每年按8000h運行時間計算，每年節約燃煤成本800萬元。

4 結語

通過以上的鍋爐的改造升級，確保了煤倉無堵塞現象，燃料煤能夠順利的輸送入爐膛，鍋爐燃燒系統正常運行得到保障；蒸汽吹灰器改造提高了鍋爐過熱蒸汽溫度，降低了排煙溫度，對后置的布袋除塵器和脫硫裝置起到了保護作用；冷渣機的改造升級降低了鍋爐排渣溫度，防止輸渣皮帶被燒壞，輸渣系統的得到了安全穩定運行，公司獲得了更大的經濟效益。