内容摘要：简述了针对福建无烟煤的燃烧特性而设计的DG75/3.82-Ⅱ型CFB锅炉的结构特点,并对运行中出现的磨损从实际经验出发,提出了解决方法

关键词：锅炉   设计特点  磨损 

1   前言

    福建无烟煤具有挥发性极低、碳化程度高、热稳定性差、着火和燃烧极其困难，且灰熔点低，易结焦的特性，在一般的燃烧设备上应用受到局限，循环流化床锅炉的出现为燃用福建无烟煤创造了良好的机会，福建省从九十年代福州华塑投运第一台10t/hCFB锅炉以来，已逐渐安装投运了35t/h、45t/h、75t/h、130t/h、220t/h、260t/h、440t/h等各种规格的CFB锅炉，为福建无烟煤的洁净、高效燃烧积累了宝贵的经验。厦门国能新阳热电有限公司在2003年委托东方锅炉厂针对福建无烟煤而采用“高炉膛、中温分离、低循环倍率”技术方案设计的2台DG75/3.82-Ⅱ型CFB锅炉。具有以下优点：

    ⑴燃料适应性广：能燃用低位发热量为14～28MJ/kg、含C量35～86％范围内的无烟煤，目前我司燃用的无烟煤为龙岩无烟煤和越南无烟煤。

    ⑵负荷调节性能好：该炉设计额定蒸发量为75t/h，在40～90 t/h范围内能稳定安全运行。

    ⑶燃烧效率高：2006年度全年平均锅炉效率86%。

2   锅炉设计特点

2.1结构简介：

    DG75/3.82-Ⅱ型锅炉为单汽包自然循环、半塔式布置、中温旋风分离，全钢结构炉架的低循环倍率流化床锅炉。

锅炉为室外露天布置，由前部及尾部两个竖井烟道组成。前部竖井采用悬吊结构，其四壁由膜式水冷壁组成，自下而上依次布置有一次风室、布风装置、炉膛密相区、稀相区、蒸发管束、高、低温过热器及烟风转向室；尾部竖井为支承结构，其内布置有高温省煤器、低温省煤器及钢管卧式空气预热器。两竖井之间通过两个并列布置的旋风分离器相连通，分离器下部接回料装置，分离器及回料装置均支承在钢结构梁上。前部竖井采用敷管炉墙，外置金属护板，后部竖井采用轻型护板护墙。燃烧室下部、炉内门孔区、前部竖井出口烟窗区域和分离器内部等高灰浓度区域均设有防磨内衬。锅筒由锅筒吊杆悬挂在大板梁上。六根钢柱承受锅炉的全部重量，炉顶设置轻型钢结构雨盖。

    锅炉参数：

    型号：DG75/3.82-Ⅱ型

    型式：中温中压单锅筒，燃用福建无烟煤循环流化床锅炉

    额定蒸发量：75t/h

    额定蒸汽压力：3.82MPa

    额定蒸汽温度：450℃

    给水温度：150℃

    热一次风温度：180℃

    热二次风温度：180℃

    冷空气温度：20℃

    锅炉保证效率：87％

    布置型式：半露天布置（运转层以下封闭）

2.2设计特点：

2.2.1防止汽包下降管管座裂纹采取的措施：采用加强型的下降管座并结合应力计算，防止管孔附近热疲劳裂纹的产生；在工质与汽包金属间存在较大温差的进水管孔，加强管孔等处，采用结构形式成熟合理的套管式管座，以防止管孔附近因热疲劳而产生裂纹。

2.2.2风室采用水冷风室，由膜式水冷壁弯制而成，与水冷壁连为一体。由于水冷风室是由水冷壁管弯制而成的，锅炉运行时水冷风室可随炉膛一起热膨胀，因而密封可靠。水冷风室内壁设置有较薄的耐火、绝热材料层，以满足锅炉启动时890℃左右的高温烟气冲刷的需要，配合床下点火燃烧器的运行，实现快速点火，保证锅炉运行的安全性和经济性。

2.2.3采用中温钢板式绝热型旋风分离器，其内壁敷设一层50mm的耐磨内衬材料，通过螺钉固定在金属分离器内壁面，这种结构对于锅炉的启动升温、停炉降温速度的限制小于汽包的限制，因此在满足锅炉启动升压、升温要求的前提下，分离器无特殊要求。这种分离器对细颗粒粒子的捕捉能力强、高效可靠，为保证炉风高的循环灰浓度和高的传热以及高的碳粒子燃尽程度提供了保证；同时减少了尾部飞灰量，并有效地将飞灰粒径控制在适当范围之内，为降低尾部对流受热面的磨损创造了条件。

2.2.4回料装置：采用非机械式“J”型回料密封阀，由于锅炉采用中温分离，回料阀工作温度在550℃左右，阀体及立管不会出现煤粒子再燃而导致局部高温结焦现象，“J”阀回料器上有一定的密封料位高度，确保物料能够连续稳定地向炉内回送，从而保证运行中的料位具有自平衡能力，回料器立管上还采用了四层充气口，确保循环灰的良好流动，避免回料器内因局部死区而出现结渣的现象。在立管上还设有压力测点，运行时通过对压差的监控来严格控制料位的高度，防止炉内烟气反串。在回料装置与炉膛水冷壁的结合处设有复式金属膨胀节，保证水冷壁自由膨胀。

2.2.5非机械式的风力播煤装置

    非机械式的风力播煤装置共设两台，在前墙下部收缩段沿宽度方向均匀布置。燃料从料仓进入输煤皮带后，靠重力落入风力播煤装置，播煤装置下部布置三股播煤风将燃料吹入炉膛。

    风力播煤装置具有以下优点：

    ⑴播煤机内部没有传统的机械传动零、部件，消除了运行时易卡死的隐患，增加了锅炉运行的可靠性； 

    ⑵高速的气流可避免燃料在播煤槽内停留、堆积和搭桥，保证给煤的通畅；

    ⑶高压头、高速气流能将煤播散开，使给煤非常均匀地分布在整个床面，同时还可以有效地防止热烟气从炉内返窜；

    ⑷给煤装置全部置于炉前，使电厂的给煤系统布置形式简单，节省投资。

2.2.6两级面式减温器

    针对东锅DG75/3.82-Ⅱ型CFB锅炉在福建某热电厂调试时出现过热蒸汽超温现象，采取把低温过热器管子总面积割除25％，但是由于低过面积变小了，在锅炉低负荷运行时，出现了过热蒸汽温度偏低（约415℃～430℃），东锅在本炉设计中，采取了在低过出口设置了两极面式减温器，使过热蒸汽温度调节有足够的富裕量，确保过热蒸汽温度的稳定。

3   磨损的对策：

3.1风帽的磨损：

    DG75/3.82-11型循环流化床锅炉采用“7”字型大孔径的导向风帽，但由于风帽节距小，布置过于密集，部分风帽受到直接冲刷；我司风帽现采用ZG35CrNiMnMorRe材料来减缓风帽的磨损。“7”字型大孔径的导向风帽虽然压降较少，有利排渣。定向风帽在设计上使后排风帽的喷口直接对前排风帽“头部”吹扫形成冲击磨损，可适当调整前后排风帽之间的角度，防止后排风直吹前排风帽，同时在结构上采用将风帽头与立管做成两段上下螺纹对接，便于更换。

3.2炉膛受热面磨损：

    炉膛下部（18500mm以下）敷高卫燃带与水冷壁过度（交界）区域的管壁磨损。其磨损原因是在这过度界区域内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运行的固体物料运行方向相反，因而在局部产生涡旋流，另一个原因是沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变，因而对水冷壁管产生冲刷。

    为减缓这一区域的磨损可在卫燃带过渡区域水冷壁管上加焊防磨板或对水冷壁管喷涂防磨金属材料,取得好的防磨效果。

3.3旋风分离器中心筒的磨损

    旋风分离器处于灰浓度高、烟气温度高、流速快的环境中，因此磨损速率较快，我司1#炉中心筒原设计为Φ1164×12×3000   1Cr26Ni14Si2材质的钢板卷制焊接而成，使用约4000小时后便发现中心筒下部已磨损了约1500mm；严重地降低了分离效率，然后采用了ZG8Cr26Ni4Mn3NRe  Φ1164×15的铸造中心筒，使用效果良好。

3.4新材料防磨盖板的应用：

    炉内布置的水冷管束、高温过热器、低温过热器第一排管的迎风面加装了1Cr26Ni14Si2材质轧制的半圆防磨片。原设计的防磨片两端用同材质的半圆卡子点焊在防磨片上，在较长的防磨片中间钻孔，用耐热不锈钢销钉点焊在水管外壁上固定，由于这种材质的防磨片耐热度仅在900℃左右，当烟气温度在950°～980°仅运行3500小时便烧损碳化，并大量脱落，致使受热面未得到保护。经考察同行采用东方特钢生产的材质为ZG8Cr26Ni4Mn3NRe，铸造半圆形防磨片，并适当地缩短防磨片两端的支点长度，使用效果良好，运行4000小时无发现脱落。

4   结束语

    DG75/3.82-Ⅱ型CFB锅炉其结构设计具有一定的先进性、运行可靠、能高效清洁地燃用无烟煤及越南无烟煤，针对运行中出现的磨损，采取一定的措施，锅炉能达到最佳的运行效果。 

文章作者：应铭新 厦门国能新阳热电有限公司 厦门361022