| 延長(zhǎng)生物質(zhì)燃燒機(jī)噴嘴使用壽命的有效措施 |
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鄭州達(dá)冠節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司
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延長(zhǎng)生物質(zhì)燃燒機(jī)噴嘴使用壽命的有效措施 關(guān)于生物質(zhì)燃燒機(jī)噴嘴的使用壽命,總是成為電廠耽憂的一個(gè)問題,有必要提出來認(rèn)真加以考慮,如何通過實(shí)踐,使產(chǎn)品可靠性得到進(jìn)一步提高.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)了解的情況,作者認(rèn)為,要延長(zhǎng)噴嘴使用期限,使用戶和制造廠雙方都感到滿意.必須從噴嘴的材料質(zhì)量和運(yùn)行方法等各方面作出改進(jìn),才能達(dá)到理想的使用效果。  概述 合理選用生物質(zhì)燃燒機(jī)的噴嘴材料,一般并不存在多大問題,然而,如果對(duì)材質(zhì)使用不當(dāng)或運(yùn)行方式欠佳,卻會(huì)影響鍋爐在運(yùn)行方面的可靠和經(jīng)濟(jì)性能。過去,上海鍋爐廠質(zhì)量訪間小組到電廠去征求用戶意見時(shí),往碰到的總是噴嘴燒壞問題,因此,有必要及時(shí)進(jìn)行一次認(rèn)真的總結(jié)性考慮,以期這一普遍出現(xiàn)的缺陷,早日獲得解決。據(jù)了解,單純將高硅耐熱球墨鑄鐵RQT一5.5改為C2r0Nil4iSZ耐熱不銹鋼不能根本消除噴嘴燒壞現(xiàn)象。早先設(shè)計(jì)生物質(zhì)燃燒機(jī)時(shí)選用的噴嘴材料是立足國(guó)內(nèi)來源豐富、價(jià)格便宜、抗氧化性能較好的高硅耐熱球墨鑄鐵RQT一5.5,其最高工作溫度為950OC,后來改為耐熱不銹鋼板ICr18NigTi或CrZONi14S論,但是,使用效果并不十分理想。實(shí)際上,耐熱不銹鋼板1Cl8NigTi的抗氧化性能還不如前述球墨鑄鐵,因?yàn)樗淖罡吖ぷ鳒囟葍H為85o0C,而電廠在檢修時(shí),通常由于Cr20Ni14SiZ板材不易獲得,就以IC1r8NigTi代用,以致使用時(shí)間不長(zhǎng),即被燒壞。 有關(guān)C2r0Nil斗512的這種耐熱不銹鋼板,不僅價(jià)格昂貴,供應(yīng)緊俏,它的抗氧化性能也只稍優(yōu)于RQT一5.5,最高工作溫度為105o0C。這樣它仍然經(jīng)受不住爐膛熾熱火焰的長(zhǎng)期輻射,特別是上部的一、二、三次風(fēng)噴嘴,燒壞情況尤為嚴(yán)重。某電廠曾測(cè)得無空氣冷卻時(shí),停用噴嘴的端部最高溫度要超過110o0C,在通風(fēng)冷卻后,端部溫度即顯著下降。由此可見,要提高噴嘴使用壽命,必須從下述多方面進(jìn)行改進(jìn)。提高噴嘴使用壽命的具體措施1.首先應(yīng)從選擇材料的性能方面著手。這里可根據(jù)兩種不同要求考慮:(1)就二次風(fēng)噴嘴而言,只要材料的抗氧化性能好(包括制造工藝性),能長(zhǎng)期經(jīng)受爐膛的高溫輻射就行。例如:閡行電廠的400噸/時(shí)鍋爐和姚孟電廠的100噸/時(shí)鍋爐,生物質(zhì)燃燒機(jī)上二次風(fēng)噴嘴的材料均為高硅耐熱球墨鑄鐵RQT一5.5,臺(tái)州電廠的400噸/時(shí)鍋爐和諫壁電廠的1000噸/時(shí)鍋爐二次風(fēng)噴嘴則是Cr20Nil4iSZ耐熱不銹鋼板焊成的,在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下,它們一般都可使用二年左右。(2)對(duì)于生物質(zhì)燃燒機(jī)的一次風(fēng)噴嘴,不僅要求能經(jīng)受高溫,而且,由于在一次風(fēng)噴嘴內(nèi)流動(dòng)的是高速的氣粉混合物,它的導(dǎo)向隔板和上、下底板,就將不斷遭受速度25米/秒左右煤粉的沖刷。因此,所用材料除抗高溫外,尚須耐磨蝕。圖1所示為臺(tái)州電廠400護(hù)生物質(zhì)燃燒機(jī)不可缺少的有效措施之一。爐內(nèi)燃燒時(shí)的實(shí)際氣流旋流直徑既不宜過大,也不宜太小,因?yàn)檫^小的氣流旋渦將影響燃燒穩(wěn)定性,并造成出口氣流在離噴口不遠(yuǎn)處相互碰撞而折回到噴口的現(xiàn)象(見圖2),使噴嘴迅速燒壞,特別是當(dāng)氣體流量分配不均勻時(shí),火焰即沖向出口動(dòng)量較小的噴嘴,引起不良后果。噸/時(shí)鍋爐生物質(zhì)燃燒機(jī)上的一次風(fēng)噴嘴導(dǎo)向隔板(材料是Cr20Ni14is)z運(yùn)行一年后磨損的情。寶山鋼廠自備電站1160噸/時(shí)鍋爐生物質(zhì)燃燒機(jī)一次風(fēng)噴嘴磨損程度,據(jù)說比上述情況還要嚴(yán)重,噴嘴導(dǎo)向沿板與上、下底板運(yùn)行不到一年就被磨穿不久前,日本三菱公司已將此隔板材料改為在高級(jí)耐熱不銹鋼板上堆焊耐磨材料。最近獲悉,美國(guó)燃燒工程公司也將隔板改為在耐熱不銹鋼板上堆焊鉻鎢鉆合金材料(stody)。上海鍋爐廠正準(zhǔn)備試用一種新型的導(dǎo)向隔板材料,它將具有一般鋼板的熱、鍛、焊接與機(jī)械加工特性,同時(shí)又具備耐磨蝕及抗高溫氧化的性能。作為過渡性的措施,.打算先用高鉻鑄鐵(不同于以往的化學(xué)成分和機(jī)械性能)。然后,根據(jù)實(shí)際使用效果,再采取下一步方案。2.為了、不使噴嘴過早損壞,運(yùn)行中必須有一定的冷卻風(fēng)量通入。據(jù)實(shí)測(cè)記錄,未通冷卻風(fēng)的噴嘴端部溫度大于110o0C。美國(guó)燃燒工程公司對(duì)此亦曾提高下述規(guī)定,即停用噴嘴必須通入10%左右的風(fēng)量作為冷卻之用。該項(xiàng)措施對(duì)延長(zhǎng)噴嘴使用壽命,至為重要,千萬不可忽視。3.正確組織爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng),也是保護(hù)燃燒器不可缺少的有效措施之一。爐內(nèi)燃燒時(shí)的實(shí)際氣流旋流直徑既不宜過大,也不宜太小,因?yàn)檫^小的氣流旋渦將影響燃燒穩(wěn)定性,并造成出口氣流在離噴口不遠(yuǎn)處相互碰撞而折回到噴口的現(xiàn)象(見圖2),使噴嘴迅速燒壞,特別是當(dāng)氣體流量分配不均勻時(shí),火焰即沖向出口動(dòng)量較小的噴嘴,引起不良后果  4.對(duì)于燃用結(jié)焦(或結(jié)渣)性較強(qiáng)的煤質(zhì)除上述幾點(diǎn)外,尚須注意控制著火點(diǎn),應(yīng)使煤粉在離開噴口稍遠(yuǎn)處著火,如至少500~800毫米。否則,噴口結(jié)焦將破壞氣流的正常運(yùn)動(dòng)軌跡,促使?fàn)t內(nèi)空氣動(dòng)力工況惡化,最終導(dǎo)致燒壞噴嘴。5.嘴的使用壽命與其所處的爐膛溫度水平(即燃燒熱強(qiáng)度)也有關(guān)系。爐膛熱負(fù)荷高,爐內(nèi)溫度水平也就高。特別是燃燒器中心標(biāo)高以上的空間,一般燃燒都非常劇烈,以距離燃燒器頂部標(biāo)高以上2~3米范圍內(nèi)的溫度為最高。所以燃燒器上部的噴嘴包括一、二、三次風(fēng)噴嘴,停用時(shí)更需通風(fēng)冷卻。從電廠小修時(shí)需要更換的多是這部分噴嘴的事實(shí),完全足以說明通風(fēng)冷卻的重要性。茲列舉以下數(shù)例,以供電廠運(yùn)行參考:諫壁電廠8號(hào)爐(100噸/時(shí))的燃燒器噴嘴雖已改用耐高溫的Cr20Ni14SiZ不銹鋼板,但由于未經(jīng)熱好調(diào)試,著火點(diǎn)離噴口較近,尤其上部?jī)蓚(gè)一次風(fēng)噴嘴停用時(shí)又未通入冷卻風(fēng),致使噴嘴運(yùn)行不到一年就被燒壞。運(yùn)行人員反映,還不如同容量7號(hào)爐的高硅耐熱球墨鑄鐵RQT一5.5噴嘴使用時(shí)間長(zhǎng)久。姚孟電廠1、號(hào)爐(100噸/時(shí))的噴嘴都是高硅耐熱球墨鑄鐵所造,1號(hào)爐的一次風(fēng)噴嘴雖未設(shè)周界風(fēng),但卻與帶周界風(fēng)的2號(hào)爐燃燒器運(yùn)行情況相同。后來通過調(diào)試將1號(hào)爐上易出現(xiàn)火焰貼壁的2、4、5、7四組燃燒器(見圖3)中的二次風(fēng)出口速度提高,爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)即顯著獲得改善,不僅火焰貼壁現(xiàn)象基本消除,氣流旋渦直徑縮小,而且爐膛結(jié)焦(渣)和噴嘴燒壞程度也相應(yīng)減輕。一次風(fēng)噴嘴使用時(shí)間可延長(zhǎng)到一年以上,即使將二次風(fēng)噴嘴從一次大修維持到下一大修期,亦只需進(jìn)行部分更換即可。  在臺(tái)州電廠的400噸/時(shí)鍋爐上,燒燃器中的三次風(fēng)和上部二次風(fēng)噴嘴均系采用Cr20NI4isZ耐熱不銹鋼板制造,但由于不使用三次風(fēng)(即制粉系統(tǒng)中經(jīng)粗、細(xì)分離器后的空氣)時(shí),噴嘴未通風(fēng)冷卻,不久都被燒壞,如圖4及圖5所示。此外,關(guān)于個(gè)別球墨鑄鐵噴嘴上出現(xiàn)裂紋只要在鑄造時(shí),嚴(yán)格檢查鑄造工藝規(guī)程。正常情況下,將不難使噴嘴質(zhì)量得到保證 結(jié)束語綜上所述,選擇適宜的噴嘴材料性能固然重要,但要提高噴嘴使用壽命,還須從運(yùn)行、調(diào)試等多方面作出改進(jìn)相互配合實(shí)施,才能取得理想的使用效果。目前,上鍋廠正在考慮使用一種價(jià)格較低、容易獲得而抗氧化性能又優(yōu)于C5r0Ni14isZ的新型材料。待試制成功,并經(jīng)過實(shí)踐考驗(yàn)后,將及早應(yīng)用到產(chǎn)品上去,以改變現(xiàn)有狀況。除此以外,對(duì)一次風(fēng)噴嘴的導(dǎo)向隔板材料,也擬將進(jìn)行深入研究,希望能同時(shí)解決要求耐磨、耐溫的這一難題。
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