循环流化床锅炉旋风分离器靶区磨损分析与技术改造.ppt
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1、循环流化床锅炉旋风分离器靶区 磨损分析与技术改造,中国华能集团清洁能源技术研究院 黄中 2013年9月11日 宜兴,一、技术背景 二、主要问题与研究对象 三、数值模拟分析 四、改造方案设计与实施 五、结论,主要内容,循环流化床锅炉技术的特点,燃料适应性广、负荷调节比宽 添加石灰石可以有效炉内脱硫 燃烧温度+分级燃烧低NOX排放 灰渣综合易于利用 大型化、超临界参数方向发展迅速,300MW等级投产机组近百台 4月14日,四川白马循环流化床示范电站有限责任公司60万千瓦超临界循环流化床示范机组已经顺利投入商业运行!,循环流化床锅炉的常见问题,厂用电率高,可靠性有待提高 目前国内常规的300MW C
2、FB锅炉机组运行可靠性较低,以非计划停运次数为例,CFB锅炉的平均值为5.6/台年,连续运行时间低于6000小时,掺烧低热值燃料后的CFB锅炉,相关技术指标低于煤粉锅炉,循环流化床锅炉的常见问题,燃用煤质差,锅炉灰渣量的增加造成了渣的冷却和输送问题,300MW CFB锅炉Gxh=10000t/h,Gixh=30000t/h 炉内受热面磨损,水冷壁过渡区域及炉膛四角、悬吊屏穿墙、等磨损严重,影响电厂长周期运行,循环流化床锅炉的常见问题,耐磨浇注料脱落、磨损 分离器靶区损坏,一、技术背景 二、主要问题与研究对象 三、数值模拟分析 四、改造方案设计与实施 五、结论,主要内容,旋风分离器的作用,维持物
3、料正常循环,提高锅炉运行经济性 分离器设计要求 恶劣条件下稳定工作 分离效率高、本体阻力小 分离器使用中的问题 效率不能保证 设备能耗高 磨损较为严重,D-筒体直径;a-进口高度;b-进口宽度; De-中心筒直径;hc-中心筒插入深度; h-筒体高度;H-总高度;d-排灰口直径, 工 作 环 境 恶 劣,循环流化床锅炉旋风分离器工作环境,烟气携带颗粒从分离器入口烟道进入分离器,受到筒体制约形成两个同心涡流,外部涡流向下运动,内部涡流向上运动,颗粒受离心力作用移动至壁面被分离下来,旋风分离器的结构形式,分离器靶区的各种问题,分离器靶区是高含尘气流在分离器内发生急剧旋转时的主要受冲击区域(该区域受
4、高含尘气流的冲击最大,气流在此区域流速最高且存在急剧的转向),也是颗粒与分离器壁面发生第一次撞击的区域 靶区一般敷设有较厚的耐火耐磨材料, 但这些耐火耐磨材料容易磨损、脱落 并引发分离器故障,分离器是循环流化床锅炉运行最恶劣的区域 靶区是分离器运行最恶劣的部位 可谓“恶劣之极”,分离器靶区的各种问题,分离器故障中约有一半是耐火耐磨材料损坏引起的 如果分离器出现故障,将会带来以下问题: 细颗粒得不到有效燃烧影响锅炉运行的经济性 飞灰量增大加剧尾部受热面磨损,增加除尘设备工作压力 进入循环回路循环灰量减少、循环量下降,影响炉膛传热 极端情况下如果分离器堵塞,锅炉将被迫停炉检修,分离器靶区的损坏原因
5、,分离器靶区耐火耐磨材料损坏的主要原因包括: 高含尘气流冲刷造成的磨损。高含尘气流对耐火耐磨材料的强烈冲刷,磨损程度随气流含尘浓度、烟气速度的增加而加剧 热应力和机械应力造成的脱落。启动及负荷变化时,温度梯度和局部高温引起的热冲击以及机械应力致使耐火耐磨材料产生裂缝和剥落 耐火耐磨材料物理化学特性变化造成的损坏,锅炉由东方锅炉(集团)股份有限公司设计制造 单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式 锅炉分离器靶区磨损严重,停炉多次,研究对象,分离器靶区防磨技术,针对靶区磨损问题,早期采用整体增加靶区耐火材料厚度及“搓板结构”进行改造。运行结果显示,这些改造改变了含尘气流在分离器筒体内的流动、破坏了分
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