循环流化床锅炉旋风分离器改造

俞信福

（宁波热电股份有限公司，浙江宁波

315800）

[摘要]通过对我公司6#炉主蒸汽流量长期达不到额定出力的分析，首先从运行的角度入手，查阅相关资料分析入口烟速、飞灰浓度和粒

径、烟气温度等因素对分离器的影响不致于使其阻力严重偏低；然后从结构上对照设计图纸，实地观察为分离器短路造成其压差偏少，因此有针对性地对旋风分离器进行了改造，取得了较好的效果，为以后类似问题的解决提供了一定的思路。[关键词]循环流化床锅炉；旋风分离器；中心筒；短路

分离器是循环流化床锅炉的主要部件之一，它的分离性能对整个锅炉设计与稳定运行起着至关重要的作用。旋风分离器是目前循环流化床锅炉中应用最为广泛的一种分离装置，其结构简单，且分离效率较高，问题主要是体积较大。

1设备介绍

我公司6#炉为次高压循环流化床锅炉，由杭州锅炉集团有限公司制造生产的，型号为：NG-130/5.3-M7，在炉膛与尾部烟道之间布置有两台蜗壳式旋风分离器。旋风分离器的上半部分为蜗壳式入口，下半部分为锥形。烟气出口为圆筒形，由防磨耐热铸件拼接而成。颗粒和烟气先旋转下流至圆柱体的底部，粗颗粒将被分离，洁净烟气向上流动，离开旋风分离器。粗颗粒进入回料器。

旋风分离器为膜式包墙过热器结构，其顶部与底部均与环形集箱相连，墙壁管子在顶部向内弯曲，使得在旋风分离器管子和烟气出口圆筒之间形成密封结构。旋风分离器中心筒由5排筒板构成，每排筒板由24块ZG8Cr26Ni4Mn3Nre组成，筒体进口内径Φ1470mm，出口内径1662mm，中心筒伸出长度1545mm，并要求满焊，中心筒上部与耐磨浇注料相接并采用密封套结构，密封套用不锈钢丝网将硅酸铝棉板裹住，并用不锈钢丝将其缝牢，不锈钢丝和不锈钢丝网材料均为1Cr18Ni9Ti，在密封套与耐磨浇注料之间用硅酸铝棉板塞实，以防气流短路。

2问题的提出及分析

我公司6#炉2005年1月投入运行以来，流量只能达到110t/h，再带高就出现主蒸汽超温，减温水每只6t/h全开主蒸汽温度还在455℃以上。从运行的角度对影响旋风分离器分离效率的因素进行分析，由于主蒸汽超温，首先想到温度对旋风分离器分离效率的影响，通过查阅资料，烟气温度影响着烟气的粘度，随着温度的升高，烟气的粘度随之增加，因而作用在运动颗粒的粘性阻力也会增加，从而使其分离效率下降。但是烟气的密度随着温度的增加而减少，从而使粘性阻力减少，因此烟气的温度对旋风分离器分离效率的作用并不明显。

旋风分离器进口烟速对其分离效率的影响，分离器的效率随着进口烟速的增大而增大，虽然当进口烟速过高时，由于紊流增加和尘粒反弹等因素使分离器的效率有所下降，按运行锅炉炉膛出口的压力和高温过热器进口压力比较，进口烟速不可能过高。最后是灰粒，灰粒的许多物理化学性能都对旋风分离器性能有影响，其中飞灰的浓度和粒径影响较大，分离效率随着飞灰的浓度的增加而增大，同时也随着飞灰的粒径增加而增大，而运行中5#炉和6#炉在用同一种煤时颗粒也一样，既使燃用不同的煤种锅炉负荷还是不会上来。从结构上分析旋风分离器为锅炉厂整体制造提供，与其进口烟道接口的支吊架位置材料都由锅炉厂提供，现场只是整体拼装，不可能出现大的偏差。从运行的参数比较分析，主要为分离器阻力偏低，主蒸汽超温，锅炉流量带不上。运行时分析是否为旋风分离器保温有问题，但保温问题也不应该影响分离器的效率，也考虑筒板少装，但4#炉的中心筒只有4排比三期少一排，也未出现炉膛灰浓度提不上，锅炉流量带不上情况。因此问题还是出在旋风分离器本身，5月下旬6#炉停炉时，经检查旋风分离器保温完好，从旋风分离器出口烟道处检查发现中心筒上部筒板开裂严重，大的裂缝有20mm，长度大的为300mm以上（一块筒板的有效高度为525mm），中心筒上部耐磨浇注料与密封套之间的硅酸铝棉板已大部分

旋风分离器改造前主蒸汽流量长期不超过100t/h，炉膛顶部P16/P19差压不超过1kPa（一般在0.75kPa左右），（下转第144页）

图１分离器中心改造图

被短路的烟气拉走，因此在中心筒上部第二块筒板处均匀地割了4块，高度为300mm，塞入用不锈钢丝网将硅酸铝棉板裹住缝牢的密封套，并在密封套与耐磨浇注料之间通过4个孔用硅酸铝棉板塞实，再用原筒奥407铬26镍21不锈钢焊条）焊接，板把4个孔补回，用专用焊条（

较大的缝采取耐热钢筋衬，并且满焊。投入运行的初期，主蒸汽流量曾到过120t/h，以后一直在100t/h以内。经过分析可能为焊缝为表面成形，且从4个孔塞棉的难度较大，中心筒出现裂缝后把部分硅酸铝棉板拉走，重新形成短路。8月份6#炉停炉后，与有关技术老师傅探讨后，对旋风分离器中心筒与分离器的密封进行了改造，见图1。

保温层与分离器中心筒之间用硅酸铝棉板塞实后，用4mm的SUS309密封，密封板外径Φ1770mm内径Φ1610mm的圆环分成若干段安装，每隔100mm加一块4mm的SUS309尺寸为40mm×80mm的筋板，并要求满焊，对旋风分离器中心筒出现的裂缝再次进行满焊，焊条仍为奥407铬26镍21不锈钢焊条。

3分离器改造前后运行参数比较

1342011年10月（上）

龙门煤矿井筒掘砌过三软煤层支护方法

袁保玺

（洛阳龙门煤业有限公司龙门煤矿，河南洛阳

[摘要]管缝式锚杆可以在煤体中以最短的时间发挥最大的锚固力及时对松散煤体进行支护。

[关键词]井筒掘砌；过煤层；管缝式锚杆支护

洛阳龙门煤业有限公司龙门煤矿隶属于偃龙煤田，属于“三软”煤层，煤体属于极松散煤体。龙门煤矿主井井筒掘进至390m处过二2煤层，399m处过二1煤层。二2煤层厚度3m，在二1煤层厚度4.5m。掘砌过这两层煤时临时支护采用了普通锚杆支护，规格为￠18×1800m，由于锚固剂在“三软”煤层中无法起到锚固作用，锚固力为0KN，普通锚杆支护支护在过二2煤层、二1煤层无法起到临时支护作用，故普通锚杆支护无法在极松散煤体中发挥作用。为保证安全通过二2煤层、二1煤层，并针对极松散煤体这一特性，决定采用管缝式锚杆进行支护，管缝式锚杆可以在煤体中以最短的时间发挥最大的锚固力及时对松散煤体进行支护：

1管缝式锚杆支护原理

管缝式锚杆采用合金钢板经卷压为有缝管而成。由于管径大于孔），此时合金钢板所具有足够大的屈服强度径（径差一般在1.5～3mm和弹性模量，使安装好的缝管式锚杆与孔壁紧紧挤压，立即在杆体全长产生摩擦锚固力，此锚固力称为初锚力。随着时间的推移，井巷围岩应力的变化将使岩石产生水平方向错动和垂直方向位移，锚杆锚固力也因此而增大（即长时锚固力大于初锚力）。

2管缝式锚杆支护主要技术性能参数

初锚固力≥25KN/m；长时锚固力（15天后）≥50~80KN；杆体拉断力≥90KN；挡圈抗脱力≥70KN；托板抗压力≥60KN。

3管缝式锚杆在井筒过“三软”煤层支护设计3.1支护材料

根据井壁揭露出的煤体松散这一特点，选用的管缝式锚杆规格为：长度为2000mm，直径为40mm。选的钢筋网片规格为：长×宽=2000×1000mm，钢筋直径为6.5mm，网孔规格为：长×宽=100×100mm。托盘规格：长×宽=140×140mm，托盘高度为25mm，托盘厚度为4mm，孔径为42mm。

3.2支护形式

管缝式锚杆孔垂直于井壁打设，锚杆采用矩形布置，为保证煤体支护的及时性，锚杆间排距定为600×600mm。钢筋网片搭接长度为100mm，采用14#铁丝联接，做到隔孔相联。

4确保缝管式锚杆支护质量

1）选用的锚杆产品必须符合国家有关技术标准。只有合格产品，使用后才能提供足够的初锚力和长久锚固力。使用前必须对每批产品作初锚力和长时锚固力测试，测试时采取随机抽取总量的0.5%~1%。测试结果不得低于产品技术性能特征值的90%方可认定该锚杆合格，凡不合格产品严禁使用。只有选用合格锚杆，才具有足够大的屈服强度和弹性模量，支护过程中才能提供足够的弹性变形恢复从而承受住井巷围（上接第134页）

分离器的差压在600～700Pa之间，当时与4#炉、5#炉相对较阻力主蒸汽流量）能达到额定出力严重偏少。旋风分离器改造后，负荷（

130t/h，炉膛顶部P16/P19差压1.3kPa甚至更高，分离器的阻力明显增大，在额定负荷下有1.2kPa。通过最近一次的停炉检查，由于采用了SUS309板密封，密封板未发现有变形及硅酸铝棉板脱落现象，使用情况良好。

4结论

循环流化床锅炉的分离器是循环流化床锅炉的关键部件之一，其

主要作用是将大量的高温固体物料从烟气中分离出来送回燃烧室，以维持燃烧室的快速流化状态，保证物料多次循环，反复燃烧和反应。这样才能达到理想的燃烧效率。因此，分离器机构的性能，直接影响整个循环流化床锅炉的运行效率。循环流化床的分离器分离效率与运行中的烟速、温度及灰粒有关，当运行无法调整且分离器的阻力偏少时，应从旋风分离器的结构上进行改造，对照设计图纸，现场察看，防止短路，从而以较少的投入解决问题。

参考文献［］[1]缝管式锚杆+钢丝网+喷浆支护在开拓工程中的应用.煤炭技术,2004.471935）

岩水平方向错动和垂直方向松动膨胀而引起的变形破坏。同时，加强对锚杆长时锚固力的测试，是检验锚杆支护是否安全可靠的重要一环。

2）进行锚杆支护时使用适宜的锚杆钻机和与锚杆匹配的孔径。适宜的锚杆支护施工机具和孔径，可提高锚杆安装合格率、提高支护效率、降低劳动强度。选用适宜锚杆钻机的原则是：与矿井当前技术装备水平、管理水平、施工人员技术素质、所设计的巷道断面规格大小相适应。

3）编制具有针对性并切实可行的作业规程，及时贯彻到作业人员中。工作面围岩情况、该井筒用途及服务年限长短等，是制定锚杆支护方式和支护结构参数的主要依据。必须使施工人员清楚并掌握各类适用的锚杆支护方式，如只锚不喷、锚喷、锚—钢带、锚—网—钢带等支护方式，以及相应的锚杆孔眼间排距规格。同时还要根据工作面围岩变化情况及时修改补充作业规程。

4）做好对钻头磨损量的检测，确保所钻出的锚杆孔孔径与所选用的缝管式锚杆管径相匹配。在现场施工中常会出现如下情况：用新钻头打锚杆孔眼时，安装推进往往很顺利，而越往后打出的孔眼安装时推进却越来越困难，直至出现把锚杆尾部挡圈撞脱落而尾部还露出一段在孔外，这时由于托板无法紧贴岩层面而造成该锚杆失效。这是由于钻头使用一段时间后，因磨损而引起直径变小，故打出的锚杆孔眼直径也必然越来越小。正确做法：在施工现场建立钻头磨损量检测制度，并根据现场岩性特征（主要是岩层软硬情况）规定当磨损量达到某一数值时必须更换新钻头，现场可采用卡尺、钢环等简易方法进行量测。如前述，小锚杆∮33mm+0.5-2mm刚好与∮32mm小钻头匹配，二者径差在1.5-3mm，当岩层较硬时径差取小值，较软时径差取大值。一般较有经验施工人员往往能根据岩层的软硬情况而大体推测出一个钻头打了多少个孔眼后必须更换新的钻头。

5）坚持孔深丈量和安装前孔眼清扫制度，打锚杆孔时要求孔深与所选用的锚杆长度相适应。

6）随掘随锚，把巷道围岩变形量控制在最小范围内。

7）建立完善锚杆支护质量标准控制与验收、对支护不合格锚杆必须进行补打。

5结论

通过采用管缝式锚杆对井筒揭露煤层的井壁进行支护，杜绝了煤体片帮现象的发生，为井筒安全通过二2煤层、二1煤层提供了有力的保障。该支护在井筒揭露极松散煤体中有较好的推广前景。

1442011年10月（上）