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135MW循環(huán)流化床鍋爐的施工及試運(yùn)論文
1 前言
循環(huán)流化床燃燒技術(shù)具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、氮氧化物排放低、負(fù)荷調(diào)節(jié)比大和負(fù)荷調(diào)節(jié)快等突出優(yōu)點(diǎn)，目前循環(huán)流化床（CFB）鍋爐已在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。
通過(guò)對(duì)循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的學(xué)習(xí)，結(jié)合對(duì)電站循環(huán)流化床鍋爐工程的施工和調(diào)試，現(xiàn)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐施工中的一些特點(diǎn)做一介紹。
2 循環(huán)流化床鍋爐的施工特點(diǎn)
2.1 鍋爐簡(jiǎn)介
本鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的超高壓、一次中間再熱自然循環(huán)單汽包循環(huán)硫化床鍋爐，過(guò)熱蒸汽流量465t/h(B-MCR工況)。與135MW等級(jí)汽輪發(fā)電機(jī)組相匹配，可配合汽輪機(jī)定壓（滑壓）啟動(dòng)和運(yùn)行。鍋爐采循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，循環(huán)物料的分離采用高溫絕熱分離器。鍋爐采用平衡通風(fēng)。
鍋爐主要由爐膛、高溫絕熱分離器、自平衡“U”型回料閥和尾部對(duì)流煙道組成。燃燒室蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁，水循環(huán)采用單汽包、自然循環(huán)、單段蒸發(fā)系統(tǒng)。采用水冷布風(fēng)板，大直徑鐘罩式風(fēng)帽，具有布風(fēng)均勻、防堵塞、防結(jié)焦和便于維修等優(yōu)點(diǎn)。燃燒室內(nèi)布置雙面水冷壁來(lái)增加蒸發(fā)受熱面。燃燒室內(nèi)布置屏式Ⅱ級(jí)過(guò)熱器和屏式熱段再熱器以提高整個(gè)過(guò)熱器系統(tǒng)和再熱器系統(tǒng)的輻射傳熱性，使鍋爐過(guò)熱汽溫和再熱汽溫具有良好的調(diào)節(jié)特性。
鍋爐采用2個(gè)內(nèi)徑為8.08米的高溫絕熱分離器。高溫絕熱分離器回料腿下布置一個(gè)非機(jī)械型回料閥，回料為自平衡式，流化密封風(fēng)用高壓風(fēng)機(jī)單獨(dú)供給。
以上三部分構(gòu)成了循環(huán)流化床鍋爐的核心部分----物料熱循環(huán)回路，煤與石灰石在燃燒室內(nèi)完成燃燒及脫硫反應(yīng)。經(jīng)過(guò)分離器凈化過(guò)的煙氣進(jìn)入尾部煙道。
燃燒室與尾部煙道包墻均采用水平繞帶式剛性梁來(lái)防止內(nèi)外壓差作用造成的變形。
鍋爐設(shè)有膨脹中心，各部分煙氣、物料的連接煙道之間設(shè)置性能優(yōu)異的非金屬膨脹節(jié)，解決由熱位移引起的密封問(wèn)題，各受熱面穿墻部位均采用國(guó)外成熟的密封技術(shù)設(shè)計(jì)，確保鍋爐的密閉性。
本鍋爐采用ALSTOM循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
A.燃料適用性廣；B.低硫排放；C.高燃燒技術(shù)；D.低NOX排放；E.消除溶渣；F.較大負(fù)荷調(diào)節(jié)比
循環(huán)流化床鍋爐中，由于大量高溫循環(huán)粒子不斷流經(jīng)燃燒室、分離器和回料閥，所以存在著磨損問(wèn)題，為使鍋爐長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行在以下表面采取了防磨措施：
A.高溫絕熱分離器及料腿內(nèi)表面；B.回料閥內(nèi)表面；C.高溫絕熱分離器和對(duì)流煙道之間的連接煙道內(nèi)表面；D.下部燃燒室內(nèi)表面和部風(fēng)板上表面；E.雙面水冷壁、過(guò)熱器屏、再熱器屏穿前墻處周圍水冷壁向爐膛側(cè)外表面；F.燃燒室出口煙道及出口煙道周圍的后墻、側(cè)墻、雙面水冷壁外表面；G.雙面水冷壁、過(guò)熱器屏下部和再熱器屏下部外表面；H.冷渣器內(nèi)表面。
采用鐘罩式風(fēng)帽，每個(gè)風(fēng)帽由較小直徑的內(nèi)管和較大直徑的外罩組成，外罩與內(nèi)管之間用螺紋連接。這種風(fēng)帽具有流化均勻、不堵塞、不磨損、安裝、維修方便的優(yōu)點(diǎn)。
為加快啟動(dòng)速度，節(jié)省燃油，采用了床上和床下啟動(dòng)燃燒器結(jié)合的方式。
2.2 結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)施工特點(diǎn)，試運(yùn)問(wèn)題分析
2.2.1 正壓運(yùn)行的循環(huán)流化床鍋爐對(duì)密封的影響。
循環(huán)流化床鍋爐爐膛區(qū)域?yàn)檎龎喝紵�，故施工中尤其要注意爐膛密封及所有與爐膛接口的風(fēng)管道、物料管道、油槍、測(cè)點(diǎn)等的密封焊接；否則將造成運(yùn)行時(shí)物料外漏，影響運(yùn)行環(huán)境，降低鍋爐的熱效率，增加檢修的工作量，情況嚴(yán)重時(shí)將造成被迫停爐。在安裝過(guò)程中，對(duì)26個(gè)二次風(fēng)口，4個(gè)給煤口，4個(gè)回料閥接口，4個(gè)床上點(diǎn)火器接口，4個(gè)冷渣器接口焊縫進(jìn)行了仔細(xì)焊接檢查，并做了嚴(yán)密性試驗(yàn)后進(jìn)行保溫，經(jīng)過(guò)試運(yùn)驗(yàn)證，此部分密封是成功的。在試運(yùn)過(guò)程中，也出現(xiàn)過(guò)泄露，主要是水冷風(fēng)室結(jié)構(gòu)不合理，造成漏風(fēng)漏煙現(xiàn)象。另外，聯(lián)絡(luò)管處也出現(xiàn)泄露，屬于設(shè)計(jì)原因。
床下點(diǎn)火燃燒器非金屬膨脹節(jié)在安裝過(guò)程中也是難點(diǎn)，再三號(hào)爐試運(yùn)過(guò)程中，出現(xiàn)膨脹節(jié)燒壞現(xiàn)象，四號(hào)爐吸取三號(hào)爐經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，保證焊縫嚴(yán)密不漏，膨脹節(jié)安裝時(shí)，保溫材料添實(shí)，并在外部加裝鋼絲網(wǎng)，從而保證四號(hào)爐床下非金屬補(bǔ)償器沒(méi)出過(guò)任何問(wèn)題。 2.2.3 旋風(fēng)分離器對(duì)整體安裝的影響
旋風(fēng)分離器是CFB鍋爐的核心部件之一，其設(shè)計(jì)、布置是否合理直接關(guān)系著鍋爐系統(tǒng)制造、安裝、運(yùn)行、維修等各方面的經(jīng)濟(jì)性與可靠性。
旋風(fēng)分離器采用地面組合，由于其體積大，在鍋爐封頂前先吊入，以免影響鋼架吊裝進(jìn)度，在安裝過(guò)程中，每個(gè)旋風(fēng)分離器錐段與直段組合，進(jìn)出口煙道分片組合吊裝，回料閥安裝時(shí)，應(yīng)保證與爐膛距離，非金屬補(bǔ)償器的安裝錯(cuò)位也不應(yīng)忽視，如安裝不正確，可能導(dǎo)致膨脹節(jié)撕裂。
2.2.4 試運(yùn)問(wèn)題分析
回料閥在試運(yùn)時(shí)發(fā)生振動(dòng)，因其吊桿無(wú)法調(diào)節(jié)，一直沒(méi)有解決。因此部位受沖擊較大，回料閥晃動(dòng)解決是一個(gè)難點(diǎn)。
尾部受熱面在試運(yùn)初期發(fā)生低頻共振，懷疑安裝問(wèn)題，但檢查后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，發(fā)生低頻共振時(shí)，主要在低溫再熱器部位，總風(fēng)量在40萬(wàn)m3/h以上，低再壓差500Pa，在總啟動(dòng)時(shí)，低頻共振沒(méi)有再發(fā)生。分析其原因，可能是受熱面積灰，改變了低再的共振頻率，這應(yīng)該是其主要原因。
尾部受熱面發(fā)生撕裂，分析原因，因其密封墻盒是一個(gè)整體，與受熱面膨脹量不同，因此發(fā)生，建議密封墻盒采用分體式，或在墻盒處加膨脹節(jié)。
2.2.5 與保溫交叉施工
次爐型因其澆注料施工量很大，為了不影響工期，采用分段交付，爐膛及分離器要先施工完成。冷渣器頂蓋采用地面澆注，然后吊裝，旋風(fēng)分離器頂蓋、分離器進(jìn)出口頂部采用先安裝加固，待烘爐完成后再上頂板。
在試運(yùn)時(shí)，發(fā)生頂板撕裂現(xiàn)象，因其膨脹不均，這一部分焊接要保證質(zhì)量。
2.2.6 風(fēng)帽的施工
風(fēng)帽作為CFB鍋爐的典型設(shè)備主要布置在風(fēng)室水冷壁、
回料閥、冷渣器等處，施工時(shí)需仔細(xì)核對(duì)廠家圖紙，主要在風(fēng)帽的安裝角度、固定方式及高度注意。防止角度偏差造成床料流化不均或磨穿風(fēng)帽，床壓達(dá)不到設(shè)計(jì)值從而影響鍋爐的出力。
風(fēng)帽安裝完畢應(yīng)注意防護(hù)，投用前和停爐檢修期間注意檢查風(fēng)帽上的孔眼是否暢通。
2.2.7 烘爐
CFB鍋爐內(nèi)部大量采用耐磨、耐火澆、砌筑料，施工養(yǎng)護(hù)完畢要進(jìn)行烘烤使其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。耐磨、耐火澆、砌筑料的烘烤一般按照材料廠家提供的烘爐曲線制定具體的施工方案。根據(jù)不同的爐型結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件，一般將烘爐分為低、中、高溫三個(gè)階段。
本鍋爐一二階段采用烘爐機(jī)烘爐，此階段完成后，冷渣器，床下點(diǎn)火燃燒器，回料斜腿第三階段烘爐也已完成。第三階段烘爐采用床下床上點(diǎn)火槍，床下點(diǎn)火槍采用400Kg/h，床上點(diǎn)火槍采用975Kg/h（正常運(yùn)行時(shí)，床下點(diǎn)火槍采用400Kg/h、975Kg/h，床上點(diǎn)火槍采用1500Kg/h）。
在試運(yùn)過(guò)程中，床下點(diǎn)火風(fēng)道出現(xiàn)輕微脫落現(xiàn)象，原因是配風(fēng)比不合適，造成油柱直接沖刷澆注料，從而使部分澆注料脫落。
3 小結(jié)
作為CFB鍋爐的日益廣泛使用，探討其安裝特點(diǎn)對(duì)于提高運(yùn)行的可靠性起著至關(guān)重要的作用。了解CFB鍋爐結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的特殊性，按照設(shè)計(jì)、原理進(jìn)行安裝，需要引起安裝施工者們的重視。這只作為我個(gè)人的意見(jiàn)，存在不當(dāng)之處，希望多提寶貴意見(jiàn)。
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