一、情況簡介2003年前各鍋爐廠生產(chǎn)的循環(huán)流化床鍋爐所選用的風(fēng)帽，一般都是直吹蘑菇狀、“7”字型、分片直吹式的等，這些種類的風(fēng)帽不同程度的都存在一些不好的弊端。我們就以濟(jì)南鍋爐廠生產(chǎn)的75t/h級循環(huán)流化床鍋爐為例，介紹一下改造前后的情況。該廠生產(chǎn)的循環(huán)流化床爐型一般都配蘑菇狀直吹風(fēng)帽，該種風(fēng)帽的數(shù)量都在550個左右，出風(fēng)口在上部分三排布置且數(shù)量多、孔徑小，風(fēng)帽布置的間距也較小，運行中極易產(chǎn)生對吹后造成磨損。這種風(fēng)帽因為是采用直吹式的，鍋爐在運行中，風(fēng)室的壓力每時每刻都在波動，爐內(nèi)的大量物料就會隨著風(fēng)室的壓力波動，通過風(fēng)帽孔回吸到風(fēng)室里，造成風(fēng)室積渣嚴(yán)重。如果都能回吸到風(fēng)室里也可以，可是有相當(dāng)一部分物料剛通過風(fēng)帽孔回吸到風(fēng)帽腔中，就被波動的風(fēng)壓又反吹回來。由于風(fēng)帽孔直徑是一個常數(shù)，許多直徑小于風(fēng)帽孔的物料，很順利的被吸入風(fēng)帽孔，而許多大于風(fēng)帽孔直徑不規(guī)則尺寸的物料，有時在這種角度下能通過風(fēng)帽孔，可是一到了風(fēng)帽腔變換了一下角度后，在被波動的風(fēng)壓反吹回爐內(nèi)時，就不能通過風(fēng)帽孔，而被堵在了風(fēng)帽孔的內(nèi)側(cè)在回吸時不能順利通過風(fēng)帽孔的，恰好堵在風(fēng)帽眼的外側(cè)。長期運行下去，此類的事情越來越多，堵眼的數(shù)量也越來越多，會造成布風(fēng)不均，布風(fēng)阻力增大；部分風(fēng)帽由于堵眼后，得不到風(fēng)的冷卻，經(jīng)常會造成過熱損壞；由于風(fēng)帽堵眼后風(fēng)流量減少，送風(fēng)阻力增加，容易造成床溫升高，帶負(fù)荷困難且浪費廠用電；由于過熱后損壞的風(fēng)帽阻力變小，風(fēng)量短路，造成床面流化不均。由于長時間的運行堵眼，使床面布風(fēng)不均勻，極易產(chǎn)生流化不好或產(chǎn)生溝流喘振造成床面結(jié)焦，這樣的事故是經(jīng)常發(fā)生的。風(fēng)室落渣過多，造成過多的勞動，時間長了放渣不及時還會造成風(fēng)室結(jié)焦，嚴(yán)重威脅安全運行。布風(fēng)不均，流化不好，燃燒效率下降，從而造成鍋爐的效率也下降。如果改成我1994根據(jù)德國西門子公司鍋爐第五代風(fēng)帽結(jié)構(gòu)特點，自己重新設(shè)計的新型（專利產(chǎn)品專利號：ZL 94 2 36043.5）迷宮式鐘罩大風(fēng)帽，適當(dāng)減少風(fēng)帽數(shù)量，增加風(fēng)帽的間距，加大出風(fēng)口直徑，集中出風(fēng)，有效提高風(fēng)的出口剛度，改善流化質(zhì)量；由于該風(fēng)帽的出風(fēng)口在下面，頭部始終不見磨損。如果改成這種風(fēng)帽，確保運行三年沒有問題。而且，風(fēng)室一點落渣沒有，平時一點維護(hù)工作量沒有，如正常停爐根本不用放底料檢查風(fēng)帽。就是使用了幾年后損壞更換也特別方便。幾年來和各鍋爐廠最近生產(chǎn)的鍋爐都配用這種迷宮式鐘罩風(fēng)帽運行情況證明，效果是相當(dāng)不錯的。二、原蘑菇狀風(fēng)帽參數(shù)計算情況1、原風(fēng)帽數(shù)量約為550個左右，每個蘑菇狀風(fēng)帽有24個孔，每個小孔直徑為φ7，每個風(fēng)帽的出口截面積：F1 = 1/4×π×D²×24 = 923.16mm²  
=0.00092316 m² 。所有風(fēng)帽出口總面積：F總 = F1×550 = 507738 mm² 。                                = 0.507738m² 。2、鍋爐在正常運行中，一、二次風(fēng)量按6：4分成，燃用5000大卡/公斤熱值的煤，鍋爐效率按86％計算，每小時約燃煤11.34噸/小時，這時的總風(fēng)量Q = 8.1萬m³/小時，一次風(fēng)為約4.86萬m³/小時常溫風(fēng)。變成150℃熱風(fēng)時為7.5384萬m³/小時。這時的風(fēng)帽出口風(fēng)速為：V = Q/3600×F總 = 7.5384/ 0.507738×3600 = 41.24m/s3、風(fēng)帽內(nèi)腔風(fēng)速的計算，（仍以上面風(fēng)量為例）一般內(nèi)腔直徑φ38mm ，其總面積為；F腔 = 1/4×π×D²×550 =0.623447m²  
V腔 = Q/3600×F腔 = 75384/ 0.623447×3600 = 33.585m/sF出口 = πR²×24×550 = 3.14×0.0035²×24×550 = 0.507738 m²V出口  = Q/3600×F出口 = 75384/ 0.507738×3600 = 53.25m/s4、布風(fēng)板開孔處的風(fēng)速計算：一般布風(fēng)板開孔率在4％左右，風(fēng)速一般為   
   V = 59.83m/s 。根據(jù)我國及世界各國流化床布風(fēng)板及風(fēng)帽阻力之和都在2800～3200Pa 之間。三 .改造成新型迷宮式鐘罩大風(fēng)帽參數(shù)計算1. 改造后的迷宮式鐘罩風(fēng)帽在同樣負(fù)荷、參數(shù)、燃煤量和送風(fēng)的工況下，風(fēng)帽孔出口風(fēng)速略高于原風(fēng)帽，為了滿足要求、減少阻力、節(jié)約能源，確保新風(fēng)帽的阻力與原風(fēng)帽基本相似，我們做了大量的計算和試驗，最后確定由原來的蘑菇狀風(fēng)帽550個左右，改成迷宮式鐘罩風(fēng)帽約為280個左右。雖然數(shù)量減少了將近一半，可是由于結(jié)構(gòu)比較合理，又采用了較好的耐磨耐溫鑄合金鋼材料，使用周期大大延長。2. 改造后的布局仍與原來的一樣，都是錯排布置。只是間距、截距略大于原來的尺寸。由于三個放渣口附近磨損大于其它部位，我們在改造中也給予了足夠的重視，有效地避免了該處的磨損。3. 改造后的迷宮式鐘罩風(fēng)帽各部位的流通面積、風(fēng)速及阻力計算：( 1 ).布風(fēng)板開孔處的面積、風(fēng)速、阻力計算：  
        開孔處的面積：F孔 = 1/4×π×D²×280 = 1/4×3.14×0.038²×280  
            = 0.318 m²          開孔處的風(fēng)速：        V孔 = Q/3600×F孔 = 75384/ 0.318×3600 = 65.85m/s          開孔處的阻力：阻力系數(shù)ξ取 0.68         ω孔 = ξ孔×V²孔 /2g = 0.68×65.85² /2×9.8 =1474.315Pa     ( 2 ).迷宮芯管、轉(zhuǎn)角、夾層及出口的面積、流速及阻力的計算：              阻力系數(shù)ξ取綜合值為 0.80F芯 = 1/4×π×D²×280 = 1/4×3.14×0.040²×280  = 0.35168 m²              芯管處的風(fēng)速：     V芯= Q/3600×F芯 = 75384/ 0.3518×3600 =59.5m/s     ( 3 ).夾層、風(fēng)帽出口面積、風(fēng)速計算：F夾 =（πR² —πr²）×280 = 3.14×0.038²—3.14×0.02125²×280=0.87255m²      V夾 = Q/3600×F夾 = 75384/ 0.8725×3600 = 24.143m/s         F出口 = πR²×8×280 = 3.14×0.0075²×8×280 = 0.39564 m²V出口  = Q/3600×F出口 = 75384/ 0.39564×3600 = 53.25m/sω綜合 = ξ×V²出口 /2g = 0.80×53.25² /2×9.8 =1134.225Paω總  =ω孔 +ω綜合 = 1474.315 + 1134.225 =2608.54Pa         ( 4 ).考慮到鍋爐可能有超負(fù)荷的時候，風(fēng)量、阻力都有上升的可能，故總阻力乘以一個1.3的系數(shù)。  ω超 ×1.3=2608.54×1.3= 3391.102Pa四、對原風(fēng)帽使用中的經(jīng)濟(jì)性分析：   （1）、原鍋爐廠配供的蘑菇狀多孔風(fēng)帽，就是選用較好的材質(zhì)，一般使用壽命在一年左右。如果每個風(fēng)帽購買按50元/個計算，550×50 =27500元。每次更換需耐火材料5000元，人工和附材費8000元，每次更換需40500元。三年需12.15萬元。（2）、每年需要更換一次，每次更換需要三天，單爐每天創(chuàng)造的價值約在13萬左右，按10％利潤，每次點爐的各項費用總和約1.5萬元，三年約8.4萬元。兩項之和三年要多花20.55萬元。影響鍋爐經(jīng)濟(jì)運行的因素未考慮。五、如改造成新型迷宮式鐘罩風(fēng)帽的經(jīng)濟(jì)分析     （1）、新型迷宮式鐘罩風(fēng)帽由于設(shè)計比較合理，選用的材料是上乘的耐磨耐溫原料，使用壽命最少保證三年以上，每年幾乎沒有維護(hù)費。（2）、改成迷宮式鐘罩風(fēng)帽后，爐內(nèi)的布風(fēng)和流化狀況改善了許多，在帶同樣負(fù)荷的情況下，可以減少部分送、引風(fēng)量，減少廠用電率，每臺爐每小時可節(jié)約25KW/h，每kwh按0.35元/kwh計算，每年按300天運行時間，每年可節(jié)約6.3萬元。（3）、新型迷宮式鐘罩風(fēng)帽由于采用大孔集中配風(fēng)，大大改善了床上流化和爐內(nèi)的空間物料濃度，減少送風(fēng)從而減少排煙損失，提高了燃燒效率、降低了飛灰可燃物，據(jù)改造后的鍋爐運行試驗表明，鍋爐效率可提高0.8個百分點以上，每年按運行300天，每年可節(jié)約原煤750噸，每噸按380元/噸，每年可節(jié)約28.5萬元。每年可節(jié)約資金40萬元以上。（4）、改成新型迷宮式鐘罩風(fēng)帽，每年至少節(jié)約40萬元以上，少用煤后產(chǎn)生的環(huán)保效益、社會效益未算。（5）、由于改成新型迷宮式鐘罩風(fēng)帽，每次停爐更換風(fēng)帽的工作量沒有了；爐內(nèi)的運行工況改善了，爐內(nèi)的流化紊亂、溝流、燃燒不穩(wěn)、床面上和風(fēng)室內(nèi)的結(jié)焦因素沒有了，大大提高了爐子的安全運行可靠性。大大減輕了維修人員勞動強(qiáng)度，為企業(yè)減少支出增加效益做出了貢獻(xiàn)。（6）、由于改成新型迷宮式鐘罩風(fēng)帽，使?fàn)t內(nèi)的流化均勻了，爐膛內(nèi)的物料偏載因素沒有了，爐內(nèi)水冷壁、爐墻、尾部各受熱面局部磨損改善了，大大延長了爐子的運行周期。（7）、每臺爐子初次改造費12萬元左右，運行不到半年即可收回全部投資。以上就是我對爐子風(fēng)帽改造的一點分析意見，請您們根據(jù)自己的情況計算是否一樣。我寫的可能有許多不正確的地方，請貴廠指正。我們還對鍋爐島內(nèi)的所有設(shè)備，特別是：中心筒、防磨、運行調(diào)整、省煤器、過熱器、空氣預(yù)熱器等的改造。作者簡介：煙臺磐石防磨器材有限公司負(fù)責(zé)人高級工程師趙家恩，1990年在遼寧省錦西市熱電廠（現(xiàn)葫蘆島市）就負(fù)責(zé)濟(jì)南鍋爐廠和中國科學(xué)院熱物理研究所聯(lián)合設(shè)計，由濟(jì)南鍋爐廠生產(chǎn)制造的第一、二、三臺YG75/5.29—M型次高壓、中溫外置式高溫旋風(fēng)分離的循環(huán)流化床鍋爐的安裝、調(diào)試及運行工作。92年被招聘到煙臺經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)華魯熱電有限公司，同樣負(fù)責(zé)濟(jì)南鍋爐廠生產(chǎn)的同樣型式型號的第四、五、六臺循環(huán)流化床鍋爐。93年3月份參加了由山東省電力中試所對該爐型做的滿負(fù)荷和超負(fù)荷及燃用各種煤種熱工試驗。同年四月參加了由山東省科委組織、國家有關(guān)部委參加的該爐型新科學(xué)技術(shù)成果鑒定會，并在大會上作了安裝、運行和調(diào)試的專題發(fā)言。十多年來，在從事和負(fù)責(zé)循環(huán)流化床鍋爐的監(jiān)裝、冷、熱態(tài)調(diào)試、運行管理、維修與改造、耐火、耐磨材料使用以及漏煙、漏灰、漏風(fēng)治理等方面，都有獨特的見解和成熟的處理方案。實踐經(jīng)驗豐富，理論知識也很廣泛。       91和92年他親自編寫了兩個公司，濟(jì)南鍋爐廠生產(chǎn)的YG75/5.29—M型次高壓、中溫外置式高溫旋風(fēng)分離的循環(huán)流化床鍋爐的運行規(guī)程、事故處理規(guī)程、崗位責(zé)任制及各種管理制度等。93年他組織并參加編寫該爐型的檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程，當(dāng)時在國內(nèi)都是比較早的。可以講，這些工作為我國的循環(huán)流化床鍋爐事業(yè)作出了較大的貢獻(xiàn)。