針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐高溫旋風(fēng)分離器中心筒在使用中的各種問題，分析了問題的原因，并提出了解決方案。

1、中心筒簡(jiǎn)介

旋風(fēng)分離器是循環(huán)流化床鍋爐的核心部件之一，中心筒是安裝在旋風(fēng)分離器上的組成部分，即排氣管。它不僅排出分離后的煙氣，而且與分離器的外筒形成環(huán)通道。進(jìn)入分離器的煙氣繞中心筒旋轉(zhuǎn)。在離心力、重力和作用下，大部分灰粒被分離，含有細(xì)灰的煙氣向上折疊成旋流，從中心筒排入尾煙道。

目前，中心筒有兩種生產(chǎn)工藝：一種是耐熱不銹鋼板，另一種是鉻鎳合金鑄造的鑄件中心筒。

2、中心筒運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

兩種生產(chǎn)工藝制造的中心筒基本可以滿足使用要求。但在實(shí)際運(yùn)行中，用耐熱不銹鋼板卷制的中心筒容易變形，影響煙氣流的旋轉(zhuǎn)速度和分布，降低分離效率，降低循環(huán)率，增加鍋爐煙氣飛灰中的碳含量，增加鍋爐不完全燃燒損失，降低鍋爐效率，降低電廠經(jīng)濟(jì)性。煙氣中固體顆粒的增加也會(huì)加劇過(guò)熱器和煙道受熱面的磨損，影響鍋爐的安全運(yùn)行。由于材料或制造工藝水平低，鑄造中心筒在運(yùn)行中出現(xiàn)裂紋、燒傷和炭化，也會(huì)影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

每個(gè)鍋爐廠的中心筒都有不同程度的類似問題。2000年某鍋爐廠生產(chǎn)的75t/h循環(huán)流化床鍋爐，分離器采用高溫旋風(fēng)分離器。鍋爐圈用不銹鋼板卷制的中心筒在運(yùn)行中心筒上下口變形嚴(yán)重，連接板斷裂，十字開口焊接脫落，經(jīng)校正中心和重新固定方重新投入使用，運(yùn)行8年。鑄造中心筒問題更加嚴(yán)重。運(yùn)行幾個(gè)月后，變形和碳化燃燒。嚴(yán)重的情況下，整個(gè)中心筒大部分燃燒損壞，燃燒的碳化物碎片堵塞返料器，迫使鍋爐停爐；變形中心筒影響煙氣循環(huán)，分離效率降低，過(guò)熱器磨損嚴(yán)重，直至爆管被迫停爐。

中心筒插入分離器的深度對(duì)旋風(fēng)分離器的分離效率起著決定性的作用。中心筒插入分離器長(zhǎng)度短，煙氣旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度不足，導(dǎo)致分離器分離效率低，混合室燃燒煤粉不完全，導(dǎo)致混合室溫度過(guò)高，煙氣溫度過(guò)高，導(dǎo)致過(guò)熱設(shè)備蠕變，降低使用壽命；中心筒插入分離器長(zhǎng)度長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致分離器阻力增加，增加引風(fēng)機(jī)能耗，增加工廠用電。

安裝不當(dāng)也會(huì)降低中心筒的分離效率。由于中心筒直徑大，壁厚薄，強(qiáng)度不夠，需要用鋼筋肋和內(nèi)支撐桿加固以保持強(qiáng)度。中心筒內(nèi)焊接的交叉內(nèi)支撐桿不僅會(huì)增加中心筒的阻力，而且如果每組內(nèi)支撐桿不能保持在一條線上，還會(huì)產(chǎn)生煙氣渦流和干擾，加劇過(guò)熱器磨損，影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3、原因

從配置循環(huán)流化床鍋爐的電廠運(yùn)行來(lái)看，鍋爐啟停時(shí)，中心筒應(yīng)隨溫度變化產(chǎn)生熱膨脹和冷收縮。焊接在中心筒上的連接鋼板與澆注料的熱膨脹系數(shù)不同，熱膨脹量不一致，會(huì)產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致中心筒變形、連接板和內(nèi)支撐桿開裂。如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí)或不及時(shí)有效加固，中心筒也可能脫落，造成嚴(yán)重不良后果。

生產(chǎn)中心筒所用的材料不能支持中心筒在惡劣的工作條件下長(zhǎng)期運(yùn)行。不銹鋼板Cr25ni20si2(無(wú)錫鍋爐廠使用的材料是Cr25ni20)卷制的中心筒在高溫下強(qiáng)度不夠，容易變形。鉻鎳鋼鑄件的性能取決于鑄造工藝和熱處理工藝水平。國(guó)內(nèi)鑄造工藝和熱處理工藝水平不均勻。如果不能達(dá)到快速的冷卻速度，鑄件會(huì)有回火脆性的傾向，影響鑄件的塑性，使鑄件容易碳化、脆化、開裂。

中心筒外加固肋設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，安裝固定方法不正確，也會(huì)導(dǎo)致中心筒變形。特別是當(dāng)中心筒內(nèi)支撐桿開裂時(shí)，會(huì)加劇中心筒的變形。

4、解決方法

改進(jìn)中心筒的加固結(jié)構(gòu)。外加固肋設(shè)計(jì)較少，容易引起中心筒變形，內(nèi)支撐桿會(huì)影響煙氣流動(dòng)。因此，去除中心筒的內(nèi)支撐加固，改為外加固，依靠外加固肋完成加固。

維修人員仔細(xì)檢查。中心筒工作環(huán)境溫度高，磨損顆粒多，使中心筒迎煙側(cè)更容易磨損。維修時(shí)要重點(diǎn)檢查，發(fā)現(xiàn)孔洞要及時(shí)修復(fù)。

改進(jìn)中心筒的固定方法。中心筒沿法蘭固定在澆注料內(nèi)，連接板即使斷裂也不會(huì)脫落。

（1）焊接固定式：鋼架采用4個(gè)直板和4個(gè)斜板焊接固定。這種方法不能補(bǔ)償熱膨脹，主要會(huì)在承重部位斷裂。在熱應(yīng)力的作用下，容易造成連接板斷裂現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)檢查，及時(shí)采取修復(fù)、加強(qiáng)固定措施。

（2）連接板與吊鉤的結(jié)合：鋼架上焊接固定4個(gè)直板和4個(gè)斜板，然后用16個(gè)直徑為14mm的耐熱鋼筋鉤斜吊固定。這種安裝方法不能很好地補(bǔ)償運(yùn)行中的熱膨脹，吊鉤會(huì)斷裂或擠壓氣缸，使中心氣缸變形。也應(yīng)及時(shí)檢查，及時(shí)修復(fù)和加強(qiáng)固定。

（3）自由懸掛式：頂部法蘭為承重件，需加固，用于懸掛安裝。中心筒中心校正后，用8個(gè)耐熱鋼支架焊接在圓形承重梁上作為支撐點(diǎn)。安裝時(shí)，中心筒上肋可水平放置在耐熱鋼支架上。需要注意的是，支架和筒體上應(yīng)鋪設(shè)10mm厚的保溫玻璃棉，防止鋼架上的焊縫強(qiáng)度因傳熱而降低，保證筒體自由膨脹。如果支架與中心筒不焊接，筒體可自由膨脹，無(wú)變形、歪斜和連接板斷裂。

若發(fā)現(xiàn)中心筒已變形或燒毀嚴(yán)重，影響鍋爐安全運(yùn)行，則必須更換中心筒。

5、改進(jìn)后的效果

中心筒結(jié)構(gòu)改造后，強(qiáng)度顯著提高。固定連接方式改變后，無(wú)連接板斷裂和上口變形，確保鍋爐安全運(yùn)行。

中心筒結(jié)構(gòu)改造后，中心筒插入深度為入口管高度的3/4，煙氣阻力略有增加，但混合室煙氣溫度明顯下降（從930℃降至830℃左右），回流量增加，鍋爐效率提高，引風(fēng)機(jī)能耗變化不大。