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鍋爐風(fēng)帽改造技術(shù)分享
一、情況簡(jiǎn)介2003年前各鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的循環(huán)流化床鍋爐所選用的風(fēng)帽,一般都是直吹蘑菇狀、“7”字型、分片直吹式的等,這些種類(lèi)的風(fēng)帽不同程度的都存在一些不好的弊端。我們就以濟(jì)南鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的75t/h級(jí)循環(huán)流化床鍋爐為例,介紹一下改造前后的情況。該廠(chǎng)生產(chǎn)的循環(huán)流化床爐型一般都配蘑菇狀直吹風(fēng)帽,該種風(fēng)帽的數(shù)量都在550個(gè)左右,出風(fēng)口在上部分三排布置且數(shù)量多、孔徑小,風(fēng)帽布置的間距也較小,運(yùn)行中極易產(chǎn)生對(duì)吹后造成磨損。這種風(fēng)帽因?yàn)槭遣捎弥贝凳降模仩t在運(yùn)行中,風(fēng)室的壓力每時(shí)每刻都在波動(dòng),爐內(nèi)的大量物料就會(huì)隨著風(fēng)室的壓力波動(dòng),通過(guò)風(fēng)帽孔回吸到風(fēng)室里,造成風(fēng)室積渣嚴(yán)重。如果都能回吸到風(fēng)室里也可以,可是有相當(dāng)一部分物料剛通過(guò)風(fēng)帽孔回吸到風(fēng)帽腔中,就被波動(dòng)的風(fēng)壓又反吹回來(lái)。由于風(fēng)帽孔直徑是一個(gè)常數(shù),許多直徑小于風(fēng)帽孔的物料,很順利的被吸入風(fēng)帽孔,而許多大于風(fēng)帽孔直徑不規(guī)則尺寸的物料,有時(shí)在這種角度下能通過(guò)風(fēng)帽孔,可是一到了風(fēng)帽腔變換了一下角度后,在被波動(dòng)的風(fēng)壓反吹回爐內(nèi)時(shí),就不能通過(guò)風(fēng)帽孔,而被堵在了風(fēng)帽孔的內(nèi)側(cè)在回吸時(shí)不能順利通過(guò)風(fēng)帽孔的,恰好堵在風(fēng)帽眼的外側(cè)。長(zhǎng)期運(yùn)行下去,此類(lèi)的事情越來(lái)越多,堵眼的數(shù)量也越來(lái)越多,會(huì)造成布風(fēng)不均,布風(fēng)阻力增大;部分風(fēng)帽由于堵眼后,得不到風(fēng)的冷卻,經(jīng)常會(huì)造成過(guò)熱損壞;由于風(fēng)帽堵眼后風(fēng)流量減少,送風(fēng)阻力增加,容易造成床溫升高,帶負(fù)荷困難且浪費(fèi)廠(chǎng)用電;由于過(guò)熱后損壞的風(fēng)帽阻力變小,風(fēng)量短路,造成床面流化不均。由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行堵眼,使床面布風(fēng)不均勻,極易產(chǎn)生流化不好或產(chǎn)生溝流喘振造成床面結(jié)焦,這樣的事故是經(jīng)常發(fā)生的。風(fēng)室落渣過(guò)多,造成過(guò)多的勞動(dòng),時(shí)間長(zhǎng)了放渣不及時(shí)還會(huì)造成風(fēng)室結(jié)焦,嚴(yán)重威脅安全運(yùn)行。布風(fēng)不均,流化不好,燃燒效率下降,從而造成鍋爐的效率也下降。如果改成我1994根據(jù)德國(guó)西門(mén)子公司鍋爐第五代風(fēng)帽結(jié)構(gòu)特點(diǎn),自己重新設(shè)計(jì)的新型(專(zhuān)利產(chǎn)品專(zhuān)利號(hào):ZL 94 2 36043.5)迷宮式鐘罩大風(fēng)帽,適當(dāng)減少風(fēng)帽數(shù)量,增加風(fēng)帽的間距,加大出風(fēng)口直徑,集中出風(fēng),有效提高風(fēng)的出口剛度,改善流化質(zhì)量;由于該風(fēng)帽的出風(fēng)口在下面,頭部始終不見(jiàn)磨損。如果改成這種風(fēng)帽,確保運(yùn)行三年沒(méi)有問(wèn)題。而且,風(fēng)室一點(diǎn)落渣沒(méi)有,平時(shí)一點(diǎn)維護(hù)工作量沒(méi)有,如正常停爐根本不用放底料檢查風(fēng)帽。就是使用了幾年后損壞更換也特別方便。幾年來(lái)和各鍋爐廠(chǎng)最近生產(chǎn)的鍋爐都配用這種迷宮式鐘罩風(fēng)帽運(yùn)行情況證明,效果是相當(dāng)不錯(cuò)的。二、原蘑菇狀風(fēng)帽參數(shù)計(jì)算情況1、原風(fēng)帽數(shù)量約為550個(gè)左右,每個(gè)蘑菇狀風(fēng)帽有24個(gè)孔,每個(gè)小孔直徑為φ7,每個(gè)風(fēng)帽的出口截面積:F1 = 1/4×π×D²×24 = 923.16mm²
=0.00092316 m² 。所有風(fēng)帽出口總面積:F總 = F1×550 = 507738 mm² 。 = 0.507738m² 。2、鍋爐在正常運(yùn)行中,一、二次風(fēng)量按6:4分成,燃用5000大卡/公斤熱值的煤,鍋爐效率按86%計(jì)算,每小時(shí)約燃煤11.34噸/小時(shí),這時(shí)的總風(fēng)量Q = 8.1萬(wàn)m³/小時(shí),一次風(fēng)為約4.86萬(wàn)m³/小時(shí)常溫風(fēng)。變成150℃熱風(fēng)時(shí)為7.5384萬(wàn)m³/小時(shí)。這時(shí)的風(fēng)帽出口風(fēng)速為:V = Q/3600×F總 = 7.5384/ 0.507738×3600 = 41.24m/s3、風(fēng)帽內(nèi)腔風(fēng)速的計(jì)算,(仍以上面風(fēng)量為例)一般內(nèi)腔直徑φ38mm ,其總面積為;F腔 = 1/4×π×D²×550 =0.623447m²
V腔 = Q/3600×F腔 = 75384/ 0.623447×3600 = 33.585m/sF出口 = πR²×24×550 = 3.14×0.0035²×24×550 = 0.507738 m²V出口 = Q/3600×F出口 = 75384/ 0.507738×3600 = 53.25m/s4、布風(fēng)板開(kāi)孔處的風(fēng)速計(jì)算:一般布風(fēng)板開(kāi)孔率在4%左右,風(fēng)速一般為
V = 59.83m/s 。根據(jù)我國(guó)及世界各國(guó)流化床布風(fēng)板及風(fēng)帽阻力之和都在2800~3200Pa 之間。三 .改造成新型迷宮式鐘罩大風(fēng)帽參數(shù)計(jì)算1. 改造后的迷宮式鐘罩風(fēng)帽在同樣負(fù)荷、參數(shù)、燃煤量和送風(fēng)的工況下,風(fēng)帽孔出口風(fēng)速略高于原風(fēng)帽,為了滿(mǎn)足要求、減少阻力、節(jié)約能源,確保新風(fēng)帽的阻力與原風(fēng)帽基本相似,我們做了大量的計(jì)算和試驗(yàn),最后確定由原來(lái)的蘑菇狀風(fēng)帽550個(gè)左右,改成迷宮式鐘罩風(fēng)帽約為280個(gè)左右。雖然數(shù)量減少了將近一半,可是由于結(jié)構(gòu)比較合理,又采用了較好的耐磨耐溫鑄合金鋼材料,使用周期大大延長(zhǎng)。2. 改造后的布局仍與原來(lái)的一樣,都是錯(cuò)排布置。只是間距、截距略大于原來(lái)的尺寸。由于三個(gè)放渣口附近磨損大于其它部位,我們?cè)诟脑熘幸步o予了足夠的重視,有效地避免了該處的磨損。3. 改造后的迷宮式鐘罩風(fēng)帽各部位的流通面積、風(fēng)速及阻力計(jì)算:( 1 ).布風(fēng)板開(kāi)孔處的面積、風(fēng)速、阻力計(jì)算:
開(kāi)孔處的面積:F孔 = 1/4×π×D²×280 = 1/4×3.14×0.038²×280
= 0.318 m² 開(kāi)孔處的風(fēng)速: V孔 = Q/3600×F孔 = 75384/ 0.318×3600 = 65.85m/s 開(kāi)孔處的阻力:阻力系數(shù)ξ取 0.68 ω孔 = ξ孔×V²孔 /2g = 0.68×65.85² /2×9.8 =1474.315Pa ( 2 ).迷宮芯管、轉(zhuǎn)角、夾層及出口的面積、流速及阻力的計(jì)算: 阻力系數(shù)ξ取綜合值為 0.80F芯 = 1/4×π×D²×280 = 1/4×3.14×0.040²×280 = 0.35168 m² 芯管處的風(fēng)速: V芯= Q/3600×F芯 = 75384/ 0.3518×3600 =59.5m/s ( 3 ).夾層、風(fēng)帽出口面積、風(fēng)速計(jì)算:F夾 =(πR² —πr²)×280 = 3.14×0.038²—3.14×0.02125²×280=0.87255m² V夾 = Q/3600×F夾 = 75384/ 0.8725×3600 = 24.143m/s F出口 = πR²×8×280 = 3.14×0.0075²×8×280 = 0.39564 m²V出口 = Q/3600×F出口 = 75384/ 0.39564×3600 = 53.25m/sω綜合 = ξ×V²出口 /2g = 0.80×53.25² /2×9.8 =1134.225Paω總 =ω孔 +ω綜合 = 1474.315 + 1134.225 =2608.54Pa ( 4 ).考慮到鍋爐可能有超負(fù)荷的時(shí)候,風(fēng)量、阻力都有上升的可能,故總阻力乘以一個(gè)1.3的系數(shù)。 ω超 ×1.3=2608.54×1.3= 3391.102Pa四、對(duì)原風(fēng)帽使用中的經(jīng)濟(jì)性分析: (1)、原鍋爐廠(chǎng)配供的蘑菇狀多孔風(fēng)帽,就是選用較好的材質(zhì),一般使用壽命在一年左右。如果每個(gè)風(fēng)帽購(gòu)買(mǎi)按50元/個(gè)計(jì)算,550×50 =27500元。每次更換需耐火材料5000元,人工和附材費(fèi)8000元,每次更換需40500元。三年需12.15萬(wàn)元。(2)、每年需要更換一次,每次更換需要三天,單爐每天創(chuàng)造的價(jià)值約在13萬(wàn)左右,按10%利潤(rùn),每次點(diǎn)爐的各項(xiàng)費(fèi)用總和約1.5萬(wàn)元,三年約8.4萬(wàn)元。兩項(xiàng)之和三年要多花20.55萬(wàn)元。影響鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的因素未考慮。五、如改造成新型迷宮式鐘罩風(fēng)帽的經(jīng)濟(jì)分析 (1)、新型迷宮式鐘罩風(fēng)帽由于設(shè)計(jì)比較合理,選用的材料是上乘的耐磨耐溫原料,使用壽命最少保證三年以上,每年幾乎沒(méi)有維護(hù)費(fèi)。(2)、改成迷宮式鐘罩風(fēng)帽后,爐內(nèi)的布風(fēng)和流化狀況改善了許多,在帶同樣負(fù)荷的情況下,可以減少部分送、引風(fēng)量,減少?gòu)S用電率,每臺(tái)爐每小時(shí)可節(jié)約25KW/h,每kwh按0.35元/kwh計(jì)算,每年按300天運(yùn)行時(shí)間,每年可節(jié)約6.3萬(wàn)元。(3)、新型迷宮式鐘罩風(fēng)帽由于采用大孔集中配風(fēng),大大改善了床上流化和爐內(nèi)的空間物料濃度,減少送風(fēng)從而減少排煙損失,提高了燃燒效率、降低了飛灰可燃物,據(jù)改造后的鍋爐運(yùn)行試驗(yàn)表明,鍋爐效率可提高0.8個(gè)百分點(diǎn)以上,每年按運(yùn)行300天,每年可節(jié)約原煤750噸,每噸按380元/噸,每年可節(jié)約28.5萬(wàn)元。每年可節(jié)約資金40萬(wàn)元以上。(4)、改成新型迷宮式鐘罩風(fēng)帽,每年至少節(jié)約40萬(wàn)元以上,少用煤后產(chǎn)生的環(huán)保效益、社會(huì)效益未算。(5)、由于改成新型迷宮式鐘罩風(fēng)帽,每次停爐更換風(fēng)帽的工作量沒(méi)有了;爐內(nèi)的運(yùn)行工況改善了,爐內(nèi)的流化紊亂、溝流、燃燒不穩(wěn)、床面上和風(fēng)室內(nèi)的結(jié)焦因素沒(méi)有了,大大提高了爐子的安全運(yùn)行可靠性。大大減輕了維修人員勞動(dòng)強(qiáng)度,為企業(yè)減少支出增加效益做出了貢獻(xiàn)。(6)、由于改成新型迷宮式鐘罩風(fēng)帽,使?fàn)t內(nèi)的流化均勻了,爐膛內(nèi)的物料偏載因素沒(méi)有了,爐內(nèi)水冷壁、爐墻、尾部各受熱面局部磨損改善了,大大延長(zhǎng)了爐子的運(yùn)行周期。(7)、每臺(tái)爐子初次改造費(fèi)12萬(wàn)元左右,運(yùn)行不到半年即可收回全部投資。以上就是我對(duì)爐子風(fēng)帽改造的一點(diǎn)分析意見(jiàn),請(qǐng)您們根據(jù)自己的情況計(jì)算是否一樣。我寫(xiě)的可能有許多不正確的地方,請(qǐng)貴廠(chǎng)指正。我們還對(duì)鍋爐島內(nèi)的所有設(shè)備,特別是:中心筒、防磨、運(yùn)行調(diào)整、省煤器、過(guò)熱器、空氣預(yù)熱器等的改造。作者簡(jiǎn)介:煙臺(tái)磐石防磨器材有限公司負(fù)責(zé)人高級(jí)工程師趙家恩,1990年在遼寧省錦西市熱電廠(chǎng)(現(xiàn)葫蘆島市)就負(fù)責(zé)濟(jì)南鍋爐廠(chǎng)和中國(guó)科學(xué)院熱物理研究所聯(lián)合設(shè)計(jì),由濟(jì)南鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)制造的第一、二、三臺(tái)YG75/5.29—M型次高壓、中溫外置式高溫旋風(fēng)分離的循環(huán)流化床鍋爐的安裝、調(diào)試及運(yùn)行工作。92年被招聘到煙臺(tái)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)華魯熱電有限公司,同樣負(fù)責(zé)濟(jì)南鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的同樣型式型號(hào)的第四、五、六臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐。93年3月份參加了由山東省電力中試所對(duì)該爐型做的滿(mǎn)負(fù)荷和超負(fù)荷及燃用各種煤種熱工試驗(yàn)。同年四月參加了由山東省科委組織、國(guó)家有關(guān)部委參加的該爐型新科學(xué)技術(shù)成果鑒定會(huì),并在大會(huì)上作了安裝、運(yùn)行和調(diào)試的專(zhuān)題發(fā)言。十多年來(lái),在從事和負(fù)責(zé)循環(huán)流化床鍋爐的監(jiān)裝、冷、熱態(tài)調(diào)試、運(yùn)行管理、維修與改造、耐火、耐磨材料使用以及漏煙、漏灰、漏風(fēng)治理等方面,都有獨(dú)特的見(jiàn)解和成熟的處理方案。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富,理論知識(shí)也很廣泛。 91和92年他親自編寫(xiě)了兩個(gè)公司,濟(jì)南鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的YG75/5.29—M型次高壓、中溫外置式高溫旋風(fēng)分離的循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行規(guī)程、事故處理規(guī)程、崗位責(zé)任制及各種管理制度等。93年他組織并參加編寫(xiě)該爐型的檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程,當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)都是比較早的??梢灾v,這些工作為我國(guó)的循環(huán)流化床鍋爐事業(yè)作出了較大的貢獻(xiàn)。