350MW超临界循环流化床锅炉水冷风室优化

摘要：350MW超临界循环流化床锅炉水冷风室顶部为光管+鳍片结构，锅炉启动时，由于投油后的热烟气与风室水冷壁温差较大，很大一部分热量被顶部水冷壁吸收，造成锅炉启动时间长，耗油量大，出现床温（38℃时）滞涨现象；增加用油量，会增加点火风道截面热负荷，易烧损点火风道燃烧器及膨胀节；同时，会加剧对除尘器布袋污染，增加脱硫浆液中毒的程度；在出现风帽漏渣的情况下，会加剧风室水冷壁的磨损程度，严重时会发生风室风室水冷壁泄露，通过在水冷风室布风板加装防磨隔热层后，上述问题得以解决，在节约锅炉启

动耗油方面，产生较大的经济效益。

关键词：水冷风室 光管+鳍片 耗油量大 磨损 防磨隔热 经济效益

一、概况

1.1公司锅炉设备简介

晋能大士河热电有限公司2×35WM低热值煤综合利用电厂，为山西省2015年重点工程，吕梁市集中供热民生工程，锅炉采用东方锅炉（集团）股份有限公司自主开发的350MW超临界机组CFB锅炉。DC1235/25.4~‖ 1为超临界直流炉、单炉膛、M型布置、平衡通风、一次中间再热、循环流化床燃烧方式、采用高温冷却式旋风分离器进行气固分离、全钢架结构、锅炉整体支吊在锅炉钢架上。

1.2锅炉主要参数（额定工况）

1.3锅炉总体布置

东方型.50MW超临界CFB锅炉炉膛下部采用布风板结构。炉膛最

下部的风室采用后进风的方式；因水冷壁管较细，布风板采用双层布风板的型式，从前墙和后墙均抽出管子形成风室的后墙和前墙；从布风板以上，炉膛下部沿深度向两边外扩，形成等腰梯形的形状；前墙水冷壁和后墙水冷壁在后墙上方的集箱汇合。为保证水冷壁有足够的吸热，炉膛靠近前墙布置5片水冷壁墙，水冷壁墙从下部延伸至炉膛顶棚，如下图所示。

炉膛布风板以上的后墙布置有排渣口，布风板至中隔墙下集箱之间的炉膛区域还布置有回料器反料口、二次风口等接口。

二、设备运行情况

我公司两天锅炉，是东锅350MW循环流化床锅炉后进风设计的首次投运，点火后锅炉下部前后墙床温偏差较大，后墙床温高于前墙床温达100℃多锅炉启动耗油量较大，且床温升至380℃以后。出现前墙床温滞涨现象，因给煤机为前墙布置，很难达到投煤温度，设计投煤温度550℃.以2017年12月8日0.50分#1炉启动为例，此次启动共用燃油69t。下图为01：41分#1炉启动过程中床温画面:

下图为（3：46分）随机抽取前后墙各一点床温趋势（前墙床温6）与（后墙床温13）当时燃油压力1.16MPa。床温上涨较缓慢，继续增加燃油量，不仅造成点火耗油增加，而且因点火燃烧器截面热负荷升高，造成燃烧器筒壁烧损，点火风道浇注料超温、膨胀节附近钢构烧红等故障，大量长时间投油，增加了锅炉后部空预器、除尘器布袋油污程度，同时会造成脱硫浆液中毒，影响脱硫效率。

下图为（0.4：45分）#1炉启动时燃油系统截图，由图可见当时燃油压力1.39MPa，瞬时用油量达9.47t/h，点火风道出口烟气温度达900-1000℃，参看上图床温趋势，虽然燃油量增加了不少，但床温上升趋势仍然较缓慢。投油前燃油累计值底数为1242t，前墙床温6达34℃0时，燃油累计值为1275t,已用燃油量为33吨。继续升温到正常800℃附近需10小时左右。

三、停运后检查情况

我公司#1机组于2017年12月28日18：00分，一次性通过168小时整体试运行，之后，并为停机，直接投入为吕梁市集中供热工作中，至2018年3月14日，由于水冷风室中部水冷隔墙墙处漏风，至该处一根水冷隔墙管出现泄露，停炉消缺。检查发现，中部水冷隔墙左侧及向炉后延伸段布风板有裂缝，靠近水冷壁墙处两只风帽吹损，水冷风室积灰严重，布风板下水冷壁让管壁出现不均匀性磨损情况，顶部转弯处磨损严重，个别管壁磨损减薄近2mm。

四、故障分析.

41风室前部结构复杂、空间狭小，安装难度大

该炉型水冷隔墙从炉膛下部延伸至炉膛顶棚，在风室前部形成双层水冷壁，里面是风室水冷壁，外面是前墙水冷壁，水冷隔墙一半管束贯穿风室及前水，使该部位结构较为复杂，水冷壁墙在前墙两侧各有一根垂直钢性梁。结构复杂、空间狭小，加之在安装过程中，该处的密封焊接工艺、质量不到位，形成了沿炉膛宽度方向，漏焊、咬边、气孔较多，是造成风室中部漏风的主要原因之一。

4.2启动过程温差大致布风板拉裂

循环流化床锅炉的最大热流位于工程温度较低的炉膛下部，并随炉膛高度的增加而减小，我公司设计为后进风，给煤口为前墙布置，水冷隔墙的布置也位于炉膛前部。床面设计宽深比大，如此在锅炉启动过程中，形成前后墙间温差大、沿炉膛宽度左右测温差大，是造成布风板拉裂，风帽吹损形成漏渣。

4.3一次风带灰、漏渣加剧布风板让管磨损

锅炉设计的风室顶部（布风板下部）为膜式结构，并为设计隔热，防护层，锅炉在运行过程中，由于空预器不可避免的携带一少部灰量，加之布风板裂纹、风帽漏灰进入风室，这部分灰、渣在一次风的携带下，在风室内形成湍东动、涡流，对风室顶部膜式水冷布风板不断的冲刷、磨损，所形成的磨损面并非均匀磨损，而是从后部进风窗出口，对风室布风板顶形成不规则“八”字形磨损，特别对风室转向处较突出的让管部位，磨损尤其严重，经过三个月的运行，原管型Φ31.8×6.5减薄量最大值达2mm。

4.4启动耗油量大、床温上升速度缓慢

锅炉启动初期，由于启动锅炉出力影响，除氧器水温加热有限，给水温度一般是在30~70℃之间，锅炉点火投入燃油后，点火风道热风温度逐渐升高至700~900℃，与锅炉给水温度的温差逐渐增大，燃油产生的热量很大一部分被布风板受热面所吸收，当床温升至280~380℃左右时，再增加燃油出力，床温上升速率也很缓慢，床温难以达到投煤温度。冷态启动一次用油量在70吨左右。

五、优化处理

针对上述问题，我公司在2018年4月停炉后，对水冷风室顶部做了防磨隔热处理，在风室顶部水冷壁鳍片上焊龟甲网，打耐火胶泥（#2炉用可塑料）30mm厚。

通过 处理，解决了水冷风室管壁磨损问题，同时会有效节约锅炉启动用油量，经济效益可观。其中2017年底锅炉调试期间，受各种因素影响，无法确认锅炉冷态启动的真实用油量，但我们感觉存在启动时间长，用油量大的问题，如2017年12月8日。#1炉冷态启动，之后进入168小时试运行，此次用油69吨。风室结构优化后，于4月26日#1炉冷态启动，用油为50.04吨，床温上升速率明显加快，此次启动节约用油19吨