35 t／h工业煤粉锅炉的技术改造.pdf

第3 2卷第 5期 2 0 1 0年 1 0月 甘肃冶金 GANS U METALL URGY V0 I ． 3 2 No ． 5 Oc t ． ， 2 01 0 文章编号 1 6 7 2 - 4 4 6 1 2 0 1 0 0 5 - 0 1 4 7 - 0 3 3 5 t ／ h工业煤粉锅炉的技术改造 白建新 ， 齐捷 1 ． 白银鸿运热力公 司， 甘肃白银7 3 0 9 0 0 ； 2 ． 西北矿冶研究 院， 甘肃白银7 3 0 9 0 0 摘要 白银鸿运热力有限责任公司3 5 t ／ h工业煤粉锅炉出力低、 能耗高， 存在重大安全隐患。本次技术改造是在 原厂房内拆除锅炉、 对基础进行适当的加固， 锅炉受热面进行适当放大， 水冷壁由光管改为模式璧； 锅炉炉墙由重 型炉墙改为轻型炉墙 ， 制粉系统由原来的烟气送粉改为热风送粉； 锅炉辅机也进行 了相应的改造。改造后锅炉运 行安全、 稳定 、 经济 ， 热效率有较大的提高， 集团公司供热保障能力进一步的提高， 达到了预期的效果。 关键词 3 5 t ／ h 锅炉； 技术改造； 工业煤粉 中图分类号 T K 2 2 9 ． 6 3 文献标识码 B Te c h n i c a l I m p r o v e me n t o n 3 5 t ／ h I nd u s t r i a l Co a l fir e d Bo i l e r B A I J i a n ． x i n ，Q I J i e 1 ． B a i y i n H o n g y u n He a t E n e r g y C o ． ，B a i y i n 7 3 0 9 0 0，C h i n a ； 2 ． N o r t h w e s t I n s t i tu t e o f Mi n i n gMe t a l l u r g y ，B a i y i n 7 3 0 9 0 0， C h i n a Abs t r ac t Ba i y i n Ho ng y un He a t En e r g y Co mpa ny 3 5 t ／h i n d us t ria l c o a l - fir ed bo i l e r i s l o w flux a nd h i g h e ne r gy c o n s t t mp t i o n ．T h e r e i s a l s o a s i g n i fi c a n t s e c u ri t y ri s k ． T h i s i mp r o v e me n t i s r e mo v e b o i l e r f r o m t h e o ri g i n al w o r k s h o p，T h e b a s e i s a p p r o p r i a t e r e i n f o r c e me n t t h e b o i l e r ，a n d h e a t i n g S U l a c e i s a p p r o p r i a t e e n l a r g e w a t e r w a l 1 ．C h a n g e l i g h t t u b e i n t o mo d e w a l l ；t h e Wa Ⅱ o f b o i l e r f o r m a h e a v y d u t y mode l t o t h e l i g h t mode 1 ．t h e C o al P r e p a r a t i o n S y s t e m c h ang e d t h e f o r me d g a s f e e d p o w d e r t o h o t w i n d s f e e d p o wd e r ；Th e boi l e r a u x i l i a r y e q u i p me n t i s als o p u t for wa r d o p e r a t i o n ．Af t e r r e n o v a t i o n，t h e o p e r a t i o n a l i s s a f e t y，s t a b i l i t y，a n d e c o n o mi c ，t h e r mal e ffi c i e n c y h a s a g r e a t i n c r e ase ．BN MC s u p p o h e a t i n g mo r e e ff e c t i v e a n d a c h i e v e t h e d e s i r e d F e s u h s ． Ke y W o r d s 3 5 t ／ h B o i l e r ； t e c h n o l o g i c a l t r a n s a fi o n ； i n d u s t ri al c o al 1 基本情况及存在的问题 公司四台 3 5 t ／ h低温低压工业煤粉 锅炉 是 由 上海锅炉厂 1 9 5 8年生产 的链条炉， 上世纪 7 O年代 由原动力厂 改 为 3 5 t ／ h煤粉 锅炉。出力低 、 能耗 高， 其主要承压部件如汽包、 泥包腐蚀、 金属热疲劳、 金属石墨化及胀口苛性脆化现象比较严重， 并且存 在着重大的安全隐患。另外锅炉仍然采用原 2 0 t ／ h 锅炉的钢架 ， 炉膛容积及锅炉尾部流通截面积小、 锅 炉负荷较低 ， 运行工况较差 ， 尾部受热面磨损 、 堵灰 严重 ， 运行周 期短 ， 无 法保证连续 、 稳定、 长周期运 行 。为了从根本上解决 问题 ， 2 0 0 8年初经申请集团 公司同意在原址上对问题尤为突出的 3 撑 、 4 撑 两台 3 5 t ／ h煤粉锅炉拆 除进行 技术改造 ， 收到 了较好 的效 果 。 2 原因分析及对策 2 ． 1 锅炉本体 3 5 t ／ h锅炉本体是在原 2 0 t ／ h 链条炉的基础上 进行改造的， 锅炉燃烧室横断截面积小， 辐射、 对流 受热面布置的少 ， 导致烟气在炉膛及对 流区域烟气 流通截面积小 ， 烟气流速过高。造成锅炉燃烧不完 全 ， 排烟温度高达 2 6 0 o 【 以上 ； 对流受热面迎风面磨 损严重， 对流管区域堵灰等现象。利用原来锅炉在 厂房内的空间位置， 经过热力计算 ， 重新布置锅炉 的 受热面。放大锅炉燃烧室的截面积及对流区域的烟 气流通截面积， 增加锅炉辐射区及对流区域的受热 面。空气预热器布置两级， 以提高锅炉的给风温度， 改善炉膛的燃烧工况。省煤器、 空气预热器受热面 积增大 ， 以降低锅炉排烟温度 ， 提高锅炉 的排烟热损 失。 2 ． 2 炉墙 原炉墙为重型炉墙 ， 炉顶、 隔烟墙为板式耐火砖 敷设， 容易破碎裂缝， 锅炉漏风、 漏烟、 串烟现象严 重。本次改造采用模式水冷壁轻型炉墙 ， 其密封性 能好 ， 可以减轻基础的负载 、 减少投资。 1 4 8 甘肃冶金 第 3 2卷 2 ． 3 锅炉辅机 磨煤机、 鼓风机引风机设计出力小， 不能满足锅 炉的要求， 重新选型。制粉系统煤粉的干燥、 携带剂 由原来 的烟气改为用热风干燥、 送粉。 3 锅炉改造方案实施 我公司于 2 0 0 8年 61 2月份对 2台 3 5 t ／ h锅 炉进行 了改造 ， 2 0 0 9年 3月份锅炉调试完毕 ， 投入 运行。改造后的锅炉为 S H S ． 1 ． 2 5 ． AⅡ型 ， 系双锅筒 自然循环 ， 燃用煤粉 的低压蒸汽锅炉。前部布置 由 模式水冷壁组成的炉膛 、 燃烧设备 ， 中部为锅筒及对 流管束 ， 尾部垂直烟道布置省煤器及空气预热器 ， 本 锅炉二层室内布置设计， 地震烈度为 8 级。与原锅 炉的结构形式基本相同。 3 ． 1 锅筒及其内部装置 上锅筒 由原来的 l 3 0 01 6 L 5 6 0 0 r l l ／ n ， 改 造后为 O1 4 0 0 2 0 L 5 9 6 0 m ／ n ， 锅筒内部装有给 水分配管、 表面排污管和磷酸盐加药管。正 常水位 在锅筒中心线 以下 5 0 m m， 最高、 最低安全水位为正 常水位的 4 - 7 5 m m， 锅筒的有效空间为 5 m 3 ， 蒸汽空 间容积负荷约为 1 0 9 4 m ／ m h 。锅筒两端均为活动 支座， 支座在刚架上， 以双向膨胀器来监督锅炉运行 时的热膨胀情况。并且上锅筒内部增设有二级分离 装置， 一次分离采用水下挡板 ， 二级分离采用不锈钢 丝网结构 。提高了锅 内汽水分离效果 ， 提高 了蒸汽 的品质。 3 ． 2 水冷系统 炉膛内壁布置的水冷壁由原来的 0 7 6 X 3 ． 5的 光管， 改为 0 6 03 ． 5的模式水冷壁， 节距为 1 0 5 i r l n l ， 水冷壁组成四个循环回路 。整个水冷壁采用悬 吊结构 ， 为了防止炉膛 内外压差造成水冷壁剧烈震 动和变形 ， 再沿炉膛 高度每隔一定 的距离布置刚性 梁， 加强并保护水冷壁和炉墙。整个水冷壁向下膨 胀 ， 膨胀量约为 5 0 n l m。为了利用原来的厂房和基 础， 在运转层以下将两侧水冷壁间距由4 3 5 0 m m缩 为 3 5 5 0 m i l l ， 后水冷壁在炉膛出 口烟窗处， 拉稀成 三排凝渣管， 横向节距为 S 3 1 5 m m， 纵向节距为 S 2 2 6 0 ln n l 。下降管及汽水引出管均为 0 8 9 4 1 7 11 n。对流管 由原来 的 0 7 63 ． 5改为 O5 13 ． 5 m lT l 。水冷系统的连接方式均采用管接头焊接结构， 对流管束与上下锅筒采用内部焊接形式。 对流管管径变小， 使该区域烟气的流通更加顺 畅， 并在对流管迎风面加装防磨管瓦， 可有效的保护 对流管束， 防止烟气对对流管束的磨损。 3 ． 3 炉膛及燃烧设备 改造前后炉膛 截面均呈正方形 ， 改造前截面积 为3 5 5 0 3 5 5 0 m m。炉膛容积为 1 2 3 ． 4 m 。 ， 容积热 负荷为 1 2 5 1 0 k c l／ m 。 h ， 在标高为 1 5 0 0处前墙 布置 2台、 两侧墙各布置有一台三通道旋流喷燃器， 其中内、 中2 个通道为一次风， 外侧通道为二次风。 改造后炉膛截面积为 4 3 5 0 4 3 5 0 m m， 炉膛容积为 1 9 1 ． 2 m ， 容积热负荷为 I 1 71 0 k c l ／ m h 。炉膛 容积 由原来的 1 2 3 ． 4 m 增加为 1 9 1 ． 2 m ， 增加 5 4 ． 9 ％ ， 容积热负荷为原来的 9 3 ． 6 ％。在炉膛的前后 两面标高分别为2 9 0 0 m m和2 3 0 0 m m处各装有 4 只旋流喷燃器 ， 左右间距 为 1 5 7 5 m m， 前后对冲喷 燃 ， 在高度方向每一对喷燃器上下各布一风 口， 上二 次风喷口向下倾斜 8 。 ， 以便压住火焰不使火焰很快 上翘 ， 下二次风喷 口向上倾斜 1 0 。 ， 以便托住火焰 ， 使二次风有利于同已着火的煤粉气流充分混合， 充 分燃烧 。为了提高着火和燃烧 的稳定性 ， 在喷燃器 附近的水冷壁上敷设 了 2 m 高的耐火材料 一卫燃 带 ， 以提高炉膛 的温度 ， 改善炉膛 的燃烧工况。 3 ． 4 省煤器 省煤器由原来的铸铁鳍片式省煤器改为 03 2 3 m n l 蛇形管式省煤器。钢管省煤器单极布置， 安装 在一级与二级空气预热器之间。省煤器蛇形管用通 风梁架在钢架梁上， 在省煤器蛇形管 1 ～ 4排上装有 防磨盖板， 管系的弯头部位装有防磨罩 。可 以有效 的防止省煤器易磨损部位的磨损 。 3 ． 5 空气预热器 空气预热器结构形式改造前后均为管箱式 ， 管 束由原来的 0 4 8 2 m m焊管改为 0 4 0 2 m m焊 管， 由原来的一级增加为二级。并且增加了受热面 积， 有效的提高 了锅炉给风的温度 ， 空气预热器工质 出口的温度由原来 的 1 3 5℃提高到 2 6 3℃， 改善 了 炉内的燃烧工况 ； 另外还增大了烟气的流通截面积 ， 降低了烟气的流速 ， 减轻 了烟气对空气预热器的磨 损和冲刷 。为了防止空气预热器的磨损 ， 在空气预 热器人 口管端装有防磨套管。 3 ． 6 锅炉的受热面积 锅炉的受热面积， 辐射区由原来的 1 1 1 m 增加 为 1 7 5 m ， 增加 5 7 ． 6 ％。对流区域凝渣管部分 由原 来的 2 0 ． 5 m 减少为 l 5 ． 5 m ， 为原来受 热面积 的 7 5 ． 6 ％， 减少了2 4 ． 4 ％。对流区域对流管束由原来 的 3 8 8 m ， 改造至 3 5 9 m ， 减少了 7 ． 5 ％。对流区域 空气预热器分上下两级布置， 受热面积 由原来的 2 7 7 ． 2 m 增加至两级共 9 6 0 m ， 增加 了 3 ． 4 6倍 ， 对 流区域省煤器受热面积由原来的 1 5 6 ． 9 n l ， 增加至 1 8 0 ． 5 m ， 增加了 1 5 ％。锅炉受热面积的布置更加 趋于合理。锅炉受热面积增加可有效的降低排烟温 度 ， 提高锅炉的热效 率。但同时也会带来一些副作 第 5期 白建新， 等 3 5 t ／ h 工业煤粉锅炉的技术改造 1 4 9 用， 如辐射区域受热面积增加过多， 会降低锅炉出口 烟气的温度， 炉膛温度过低， 特别是在锅炉低负荷或 煤质变化较大时， 炉内的燃烧工况差， 容易灭火。另 外排烟温度过低， 会造成锅炉尾部受热面酸腐蚀。 3 ． 7 炉墙 原锅 炉炉 墙 全部 采 用重 型 炉墙 ， 厚 度为 6 3 0 to n i ， 炉顶及烟室隔墙采用耐火板砖结构 。改造后锅 炉炉膛水冷壁部分 采用轻型炉墙 ， 以硅酸铝纤维毡 填充厚度为 2 0 0 n l I n ， 外表用厚度为 0 ． 4 i I l i n的彩钢 包装。对流管束及尾部炉墙采用重型炉墙 。下部炉 墙直接支撑在基础上 ， 而上部有一部分炉墙 通过钢 架的梁来支撑 ， 炉顶部分则为耐火混凝土悬吊结构。 在炉墙的适 当位置 上装有安全 门、 检查孔、 打焦 门、 吹灰孑 L 以及测量烟气温度或负压的测验套管。采用 模式水冷壁、 轻型炉墙结构， 减轻了炉墙的重量4 0 0 多吨， 有效的降低了锅炉基础及炉墙的工程造价， 并 且减少了锅炉的漏风漏灰 ， 提高了锅炉的热效率 。 3 ． 8 制粉系统及风机 磨 煤 机 由原 来 的 F M 5 ． 5 1 4 3 0 ， 出 口风 压 为 2 0 5 0 2 2 0 0 P a ， 风量为 2 3 3 0 0 m ／ h ， 改为 F M6 ． 5 ． 1 5 0 o ， 出口风压为 2 2 5 0～2 4 5 0 P a ， 风量 为 2 5 6 0 0 n l ／ h 。 煤粉管线由原来的 D N 1 5 0改为 D N 2 0 0 ； 煤粉 干燥 、 输送剂 由原来 的烟气改为热风 ； 煤粉分离器仍 采用原来的结构形 式。另外对鼓风机 、 引风机也进 行了相应的更换， 改造后的锅炉辅机及制粉系统能 力增加， 煤粉管道的阻力损失减少， 较好的满足锅炉 出力 。 4 锅炉改造后的效果 1 锅炉额定负荷下安全、 经济、 稳定、 连续运行， 能达到设计出力。经超负荷试验， 锅炉最大出力可 达3 8 4 0 t／ h ， 经过低负荷试验， 不投油稳负荷为2 3 t ／ h以上 。 2 锅炉在一定范围内变工况运行 ， 调节方便 、 燃 烧工况 良好 ， 无灭火及 冒黑烟的现象 。 3 锅炉热效率有较大的提高。通过增加受热 面 ， 提高锅炉给风、 给粉 的温度等措施 ， 有效 的改善 了锅炉的燃烧工况 ， 减少 了锅炉 的机械不完全燃烧 热损失、 化学不完全热损失及排烟热损失 ， 降低了锅 炉的排烟温度及灰渣含碳量 ， 使锅炉 的有效热用率 有较大的提高 。锅炉 的排烟 温度 由原来 的 2 6 0～ 3 0 0 o C， 降低为 1 1 0～1 2 0℃， 大灰斗灰渣含 碳量 由 原来的 2 3 ％ 一 3 0 ％ ， 下降为 3 ％ 一 8 ％。煤耗 由原来 的 1 6 0 k g ／ h 蒸汽以上， 降为 1 3 5 k g ／ h 蒸汽。锅 炉的热效率由原来的7 5 ％以下， 提高到 8 5 ％以上。 4 锅炉改造后的经济效益有明显的体现。改造 后锅炉运行 中的机械 、 化学不完全燃烧热损失及排 烟热损失的减少 ， 使锅炉热效率 提高 。蒸 汽的煤单 耗下 降 2 0 k g ／ h蒸 汽 以上 。按 每 台锅炉 年运 行 1 3 5 d 、 现煤价 3 5 0 吨计算 ， 2台锅炉年节 约原煤 4 5 3 6 t ， 年节约燃煤费用 1 5 8 ． 7 6万元。 参考文献 [ 1 ] 陈学俊， 陈听宽． 锅炉原理 上下册 [ M] ． 北京 机械 工业出版社， 1 9 9 7 ． [ 2 ] 白银有色金属公司企业标准[ S ] ．Q J ／ B Y D L ． 0 2 1 2 - 8 9． 通过上述全面改造 ， 经过 1 年 的运行实践表 明， 作 者简介 2 白 0 建 1 04 新 4 ， - 男 2 2 ，锅炉工程师 。 收稿 日期 达到 了以下技术指标 。 上接 第 1 2 5页 4 结语 用于土层横波测井的检层法也可用于岩石基础 类场地 的横波测试及场地评价 。由于岩基类场地覆 盖层与风化岩层之间的波速差异较大 ， 影 响到了横 波信号的强度和地层速度计算精度， 因此在测试过 程中需要做好检层法测试的准备工作， 资料解释时 以多深度点时距曲线拟合的方式求取地层速度和地 质分层 ， 从而提高横波测井结果的准确性 ， 客观评价 工程场地类型 。 参考文献 [ 1 ] G B ／ T 5 0 2 6 9 ． - 9 7 ， 地基动力特性测试规范[ s ] ． [ 2 ] 孙福利， 杨长春， 麻三怀， 等． 横波速度预测方法[ J ] ． 地球物理学进展 ， 2 0 0 8 ， 2 3 2 4 7 O 4 7 4 ． [ 3 ] 蒋传琳 ， 蒋传志， 吕鑫方． 4 0 0余米深单孔波速测试体 会[ J ] ． 物探与化探， 2 0 0 5， 2 9 2 1 8 3 1 8 8 ． [ 4 ] 张华 ，肖卫国， 龚育龄， 等． P s测井在地基勘察中的 应用[ J ] ． 工程勘察， 2 0 0 9， 7 7 6 - 7 9 ． [ 5 ] 张磊， 徐放明， 吴社庆． 场地剪切波速测试及其应用 [ J ] ． 电力勘测设计， 2 0 0 6 ， 6 9 - 1 1 ． [ 6 ] 刘文连 ， 叶朝良， 孙铁成． 检层法在工程勘察中的应用 [ J ] ． 石家庄铁道学院学报 ， 2 0 0 3 ， 1 6 1 4 4 - 1 5 7 ． 收稿 日期 2 0 1 0 43 - 0 2 作者简介 王晟 1 9 6 8 ， 男， 甘肃通渭人 ， 硕士。主要从事物探工 作。