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在循環(huán)流化床鍋爐中，返料器至關(guān)重要，主要作用是將分離器分離的大量高溫物料送回爐膛，以保持穩(wěn)定的床溫和物料流化。返料器可調(diào)控物料循環(huán)量，改變爐膛物料濃度分布，影響燃燒、傳熱和脫硫。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，返料器內(nèi)工作環(huán)境溫度高、灰量大，極容易出現(xiàn)磨損嚴(yán)重、澆注料脫落或開裂、回料堵塞、二次燃燒結(jié)焦以及殼體超溫等問(wèn)題，眾多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了分析。方玉濤等分析了130t/h循環(huán)流化床鍋爐返料堵塞后返料灰結(jié)塊的現(xiàn)象，得出更換與設(shè)計(jì)規(guī)格不同的返料組件會(huì)影響返料器運(yùn)行，同時(shí)石灰石的大量添加導(dǎo)致循環(huán)灰流動(dòng)性變差易結(jié)塊。孫力等發(fā)現(xiàn)某循環(huán)流化床鍋爐分離器溫度高導(dǎo)致上部結(jié)焦，且風(fēng)室壓力、料腿壓力異常，分析得出煤泥后燃導(dǎo)致分離器內(nèi)煙氣物料超溫結(jié)焦，焦塊積存在返料器造成堵塞。吳相朝等報(bào)道了150MW、350MW循環(huán)流化床鍋爐返料器振動(dòng)的現(xiàn)象，認(rèn)為主要是返料器結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的返料不穩(wěn)定和運(yùn)行上風(fēng)機(jī)壓力和流量變化引起返料器內(nèi)物料的脈動(dòng)。譚波等分析了75t/h高倍率煤泥循環(huán)流化床鍋爐立管結(jié)渣現(xiàn)象，認(rèn)為未然煤泥團(tuán)在立管燃燒導(dǎo)致溫度升高至900℃以上，同時(shí)循環(huán)灰中較高CaO含量有顯著助熔作用，二者綜合導(dǎo)致結(jié)渣。寧顯勇發(fā)現(xiàn)某150t/h循環(huán)流化床鍋爐返料風(fēng)室壓力、各料腿壓力以及返料風(fēng)量異常，分析得出這是由中心筒變形、返料器澆注料脫落、部分風(fēng)帽堵塞、矮墻損壞及返料風(fēng)室有大量積灰綜合所致。由上可看出返料器的故障基本是返料異?；蚍盗隙氯穑\(yùn)行中呈現(xiàn)的現(xiàn)象和原因有所差異。

本文以某超臨界循環(huán)流化床鍋爐1號(hào)返料器為例，通過(guò)對(duì)返料器殼體超溫的情況分析，結(jié)合停爐后實(shí)地檢查，得出超溫原因?yàn)榉盗掀髂突鸩牧祥_裂返料灰竄入殼體導(dǎo)致其超溫?zé)t，并對(duì)殼體燒紅的期間的運(yùn)行調(diào)整參數(shù)進(jìn)行了分析研究，豐富完善了對(duì)返料器故障不同呈現(xiàn)形式的認(rèn)識(shí)。

1 鍋爐設(shè)備介紹

1.1 鍋爐簡(jiǎn)介

鍋爐型號(hào)DG1184/25.31-Ⅱ1，與350MW超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組配套，鍋爐主要參數(shù)見表1。

鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐，單爐膛、半露天M型布置、平衡通風(fēng)、一次中間再熱、固態(tài)排渣、水冷滾筒式冷渣器、循環(huán)流化床燃燒方式，采用高溫冷卻式旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，鍋爐整體為全鋼架結(jié)構(gòu)，整體支吊在鍋爐鋼架上。

1.2 返料器簡(jiǎn)介

3臺(tái)冷卻式旋風(fēng)分離器布置在爐膛后墻的鋼架內(nèi)，在每個(gè)旋風(fēng)分離器下方各布置1臺(tái)返料器，返料器為一分為二結(jié)構(gòu)，返料器俯視示意圖見圖1。每個(gè)旋風(fēng)分離器分離下來(lái)的物料經(jīng)兩個(gè)回料腿直接返回爐膛，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)燃燒。

返料器內(nèi)部耐磨耐火材料分為三層，最里層為硅酸鈣板，主要起到保溫作用，降低返料器外表溫度；中間層為絕熱材料；最外層為耐磨澆注料。

2 返料器殼體超溫?zé)t現(xiàn)象

機(jī)組運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)1號(hào)返料器殼體鋼板超溫，具體位置為立管最底部和“一分二”馬鞍處，可見外殼燒紅面積約3㎡。超溫?zé)t的面積和殼體溫度隨著負(fù)荷的增加而增加，燒紅程度也逐漸變化，見表2所示。

3 返料器在線調(diào)整

為了保證鍋爐能繼續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)返料器流化風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，觀察是否能對(duì)超溫有所緩解。調(diào)整情況具體見表3參數(shù)對(duì)比。電負(fù)荷基本不變的情況下，將1號(hào)返料器下降段流化風(fēng)門由100%關(guān)至20%，流化風(fēng)機(jī)電流增加，母管壓力下降，下降段流化風(fēng)流量和總流化風(fēng)量均有所增加；返料器出口靜壓增加0.1kPa，立管料位下降，說(shuō)明返料器內(nèi)瞬間返料量增加，左側(cè)床溫下降也驗(yàn)證了這一點(diǎn)；就地返料器外殼溫度下降，燒紅區(qū)域減少，整體呈暗紅色；同時(shí)殼體最高溫度從大于500℃降至410℃。

4 停爐后檢查

#2爐停爐后，對(duì)1號(hào)返料器進(jìn)行了檢查：在1號(hào)返料器布風(fēng)板內(nèi)取出6條1m多長(zhǎng)的“T”型鋼條。1號(hào)返料器東側(cè)布風(fēng)板局部破損，下降段中心區(qū)域東側(cè)風(fēng)帽脫落約20個(gè)，還有數(shù)十個(gè)風(fēng)帽出現(xiàn)歪斜，如圖3所示。在布風(fēng)板“一分二”分叉處距離布風(fēng)板200mm處的耐磨澆注料出現(xiàn)約1000×20mm的長(zhǎng)條裂縫，裂縫深度直達(dá)返料器外殼，如圖4所示。對(duì)下降段流化風(fēng)室進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)室內(nèi)已經(jīng)被返料灰填滿，如圖5所示。

5 原因分析

5.1 返料器殼體超溫分析

返料器殼體超溫?zé)t，一般是返料器中澆注料脫落或者出現(xiàn)裂縫，熱煙氣對(duì)絕熱料和硅酸鈣板產(chǎn)生沖刷或者灼燒，高溫?zé)煔夂蜔峄伊鲗?duì)外殼鋼板進(jìn)行加熱，出現(xiàn)大面積超溫?zé)t。高負(fù)荷時(shí)超溫嚴(yán)重，低負(fù)荷時(shí)則相對(duì)較輕。

經(jīng)過(guò)分析，此次返料器殼體超溫原因有兩點(diǎn)：一是由于返料器膨脹節(jié)故障（故障膨脹節(jié)現(xiàn)已更換），鍋爐啟停過(guò)程中返料器中的耐磨澆注料膨脹收縮不均勻，導(dǎo)致澆注料出現(xiàn)擠壓或撕扯，出現(xiàn)裂紋；二是由于焊接安裝質(zhì)量不良中心筒下沿圍箍的“T”型鋼，掉落至返料器內(nèi)，砸壞了部分澆注料和風(fēng)帽，導(dǎo)致風(fēng)帽脫落，高壓流化風(fēng)氣流直接沖刷耐磨澆注料，使?jié)沧⒘狭芽p擴(kuò)大、加深，進(jìn)而造成絕熱料和硅酸鈣板被沖刷。

5.2 返料器在線調(diào)整現(xiàn)象分析

從表3中看出，對(duì)1號(hào)返料器下降段流化風(fēng)門從100%關(guān)至20%后，起到了對(duì)殼體超溫抑制的作用，通常會(huì)認(rèn)為這應(yīng)該是返料器流化減弱使進(jìn)入澆注料裂縫的高溫?zé)峄覝p少引起。但是，1號(hào)返料器下降段流化風(fēng)門關(guān)小后，其流化風(fēng)量增加了近一倍，高流風(fēng)機(jī)電流和總流化風(fēng)量增加，高流風(fēng)母管壓力下降，對(duì)應(yīng)的左側(cè)床溫呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而右側(cè)床溫幾乎沒(méi)有太大變化，1號(hào)返料器出口靜壓增加，立管料位下降，綜合以上參數(shù)變化判斷此時(shí)1號(hào)返料器流化情況是加強(qiáng)的，這與先前的分析不一致。根據(jù)停爐檢查結(jié)果可知，下降段流化風(fēng)室積灰最多的在返料器的東側(cè)，流化風(fēng)接入管在西側(cè)。

1號(hào)返料器下降段流化風(fēng)門100%開度時(shí)，流化風(fēng)整體動(dòng)能大，其氣流能沖開流化風(fēng)室的積灰，同時(shí)由于下降段東側(cè)部位風(fēng)帽大部分損壞，導(dǎo)致該區(qū)域布風(fēng)板差壓變小，雖然流化風(fēng)量與#2、#3返料器相當(dāng)，但大部分流化風(fēng)實(shí)際上從東側(cè)區(qū)域穿過(guò)“走了短路”，導(dǎo)致下降段其余區(qū)域流化變?nèi)?，床面處于鼓泡床運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的參數(shù)特點(diǎn)是流化風(fēng)壓高，風(fēng)量低。

當(dāng)1號(hào)返料器下降段流化風(fēng)門從100%關(guān)至20%時(shí)，整體動(dòng)能變小，無(wú)法沖開風(fēng)室積灰，返料器東側(cè)脫落風(fēng)帽處被積灰堵塞掩埋，流化風(fēng)只能穿過(guò)其余風(fēng)帽完好區(qū)域，這樣使得1號(hào)返料器區(qū)域內(nèi)流化瞬間加強(qiáng)，其表現(xiàn)的參數(shù)特點(diǎn)是流化風(fēng)壓略降、風(fēng)量升高。

由上分析，流化風(fēng)門100%開度工況下，高溫?zé)煔夂透邷鼗抑苯記_刷澆注料裂縫，熱交換強(qiáng)烈，返料器殼體溫度超溫，呈亮紅色；20%開度工況下，澆注料裂縫部分被掩埋，而遠(yuǎn)離裂縫區(qū)域流化加強(qiáng)，進(jìn)入裂縫的高溫?zé)煔夂透邷鼗覝p少，從而使返料器殼體溫度下降，由亮紅色變?yōu)榘导t色。

6 結(jié)語(yǔ)

返料器殼體超溫?zé)t是循環(huán)流化床鍋爐常見的事故現(xiàn)象，其大部分原因是由于澆注料質(zhì)量不良脫落或膨脹不均勻產(chǎn)生裂縫而引起。某超臨界循環(huán)流化床鍋爐的1號(hào)返料器殼體超溫，主要是由中心筒圍箍脫落引起，相對(duì)少見。通過(guò)運(yùn)行在線調(diào)整，降低了返料器殼體溫度，堅(jiān)持運(yùn)行數(shù)月，直至機(jī)組計(jì)劃停運(yùn)。

針對(duì)返料器運(yùn)行中殼體嚴(yán)重超溫現(xiàn)象，建議合理調(diào)整返料器流化風(fēng)，可以在一定程度減少進(jìn)入外殼的高溫灰量，從而降低殼體溫度。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)啟爐前的返料器檢查和返料器參數(shù)的運(yùn)行監(jiān)視，并在停爐后加強(qiáng)對(duì)旋風(fēng)分離器中心筒的檢查，確保設(shè)備安裝質(zhì)量合格。