循环流化床锅炉返料器改造分析

张 飞 刘素艳 王丽辉

（河南龙宇煤化工有限公司，河南 永城476600）

河南龙宇煤化工有限公司一期工程为年产50万吨甲醇项目，动力厂使用的是四川锅炉厂生产的3×130t/h高温、高压循环流化床锅炉，型号为CG-130/9.81-MX9，采用高温分离，锅炉采用单锅筒，自然循环，水冷高温旋风分离器，床下热烟气点火，膜式壁炉膛，前吊后支，全钢架结构，半露天布置，设计燃用煤种为无烟煤。

为保证水循环良好，锅筒分别与膜式壁炉膛，两排水冷屏，两台水冷旋风分离器组成各自独立的水循环回路，锅筒采用横向吊挂，内部装有旋流分离器，分离器顶部装有梯形波形板分离器对汽水混合物作进一步分离，整个水循环系统吊挂在锅炉顶梁上，向下自由膨胀［1］。炉膛出口布置两台水冷旋风分离器，钢管与扁钢焊接成膜式壁结构，上部为直筒，下部为锥体，在分离器的下部布置非机械式“J”型返料器，通过流化方式实现返料燃烧，返料量通过压差自动平衡，“J”型返料器通过立管、返料管与炉膛、分离器连接，并通过补偿器实现自由膨胀。

锅炉返料装置为J型结构，返料阀为高流率、低压头、小风量自平衡回灰阀，返料阀松动风采用一次冷风，将循环物料由炉膛后墙送入沸腾层，使用过程中返料装置的配风管出现弯曲变形，返料不均匀造成堵塞［2］，影响锅炉的安全稳定运行，造成了一定的经济损失，为彻底解决此问题，对此进行技术改造，通过对返料器进行改造，彻底避免了停运事故的发生。

1 改造原因分析

锅炉返料装置为技术较为落后的J型结构（图1），返料风使用的是五根φ60×5的配风管，每根配风管上焊接25个φ18×3的小口径管以便配风，呈W型反吹出形成返料流化风，将循环物料流化后送入炉膛，由于该结构形式的返料风管在运行中长期处于高温环境（返料温度为750～850℃），配风管母管端固定在浇注料内，盲板端并无任何固定措施，故该配风管容易出现弯曲变形，造成了返料风及松动风配风点少、风量集中的缺点，结合高温热灰的流动特性来讲，这种结构形式容易造成返料不畅、返料不均匀、循环灰量不稳定等情况，同时由于配风管的固定端风速较自由端高，引起固定端风压较自由端低，配风的不均匀影响返料的连续稳定，锅炉运行工况有变动时容易造成返料堵塞。

尽管前期我厂对配风管做过较多的加固和改造，但是由于配风管工作环境温度高，同样出现了弯曲变形和风管盲板脱落等现象，造成循环灰量不稳定、不连续，最终造成停炉的事故。而对于循环流化锅炉，返料系统的流畅和稳定性是保证锅炉稳定运行的根本条件。改造后的布风结构设计，能够实现运行时间长，检修方便，使回料阀的布风均匀、流化正常，避免了因配风管变形、盲板脱落等原因造成的返料连续性差和结焦等现象，保证锅炉安全、稳定、长周期、高负荷运行。

图1

2 改造过程

改造后的返料器由布风板、风帽、风室、返料管，舌形挡板，送风管、落灰管组成（图2）。

返料箱采用可靠性最好的浅U型自锁结构，保证返料流畅及运行可靠，返料床面尺寸为1460mm×600mm，床面上共布置179个风帽，分为φ2.5mm和φ2.0mm的大、小孔两种风帽，每个风帽上开12个小孔，分两层错列布置，风帽材质为1Cr18Ni9Ti，风帽采用可更换帽头结构，如果长期运行风帽有所磨损，方便更换。在返料箱前部的返料区布置100个φ2.5mm的大孔风帽，在后部的松动区布置79个φ2.0mm的小孔风帽，风帽的布置简单合理，确保无流化死区。

返料箱舌盒材质为ZG4Cr26Ni4Mn3NRe，布置在距离床面高600mm的位置，两端支撑在返料箱的两侧墙上。

图2

返料床下的风室用隔板隔成返料风和松动风，安装时要保证其严密性。一台锅炉配置两台返料风机，一用一备，使返料顺畅、操作方便。返料风机选用风量为2 900Nm3/h，风压为30 000Pa的变频罗茨风机，风帽小孔的风速为51m/s，高于高温热灰达到气力输送的临界流速，保证满足使用要求。

返料风母管为一根φ219×5的有缝钢管，向上穿过运转层后连接4根φ108×4的管子，分别为两个返料箱的松动风和返料风，φ108×4的管子上面设置PN1.0 DN100的闸阀作运行时调节风量之用。返料风室及松动风室各设置里一根φ76×4的放灰管，上面设置PN1.0 DN65的闸阀，防止风室漏灰后影响返料风和松动风的流化。

锅炉运行时只需打开送风阀，使回灰畅通，负荷变动时，不需再次调节风量，U型阀能根据回灰量的大小自动平衡，所以现场操作极其简单。另外可通过放灰控制炉膛差压，满足燃烧要求。

3 改造效果

对于循环流化床锅炉来讲，返料系统的流畅和稳定是锅炉稳定运行最根本的条件，改造后的返料装置结构简单可靠、运行时间长、检修方便，避免了原结构配风管受热弯曲变形、配风不合理的现象，经实践检验使用效果良好，能彻底解决返料连续性差和结焦等情况，配合合理的料腿差压、送风压力，使返料器长期安全可靠，保证锅炉长周期、高负荷运行，给电厂创造良好的经济效益。

［1］赵明泉.锅炉结构与设计［M］.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1991.

［2］屈卫东，杨建华，等.循环流化床锅炉设备及运行［M］.郑州：河南科学技术出版社，2002.