針對循環(huán)流化床鍋爐高溫旋風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、中心筒簡介

旋風分離器是循環(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。但在實際運行中，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)濟性。煙氣中固體顆粒的增加也會加劇過熱器和煙道受熱面的磨損，影響鍋爐的安全運行。由于材料或制造工藝水平低，鑄造中心筒在運行中出現(xiàn)裂紋、燒傷和炭化，也會影響鍋爐的安全經(jīng)濟運行。

每個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分離器。鍋爐圈用不銹鋼板卷制的中心筒在運行中心筒上下口變形嚴重，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，運行8年。鑄造中心筒問題更加嚴重。運行幾個月后，變形和碳化燃燒。嚴重的情況下，整個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，過熱器磨損嚴重，直至爆管被迫停爐。

中心筒插入分離器的深度對旋風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度短，煙氣旋轉(zhuǎn)強度不足，導致分離器分離效率低，混合室燃燒煤粉不完全，導致混合室溫度過高，煙氣溫度過高，導致過熱設備蠕變，降低使用壽命；中心筒插入分離器長度長，會導致分離器阻力增加，增加引風機能耗，增加工廠用電。

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

3、原因

從配置循環(huán)流化床鍋爐的電廠運行來看，鍋爐啟停時，中心筒應隨溫度變化產(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，會產(chǎn)生巨大的熱應力，導致中心筒變形、連接板和內(nèi)支撐桿開裂。如果發(fā)現(xiàn)不及時或不及時有效加固，中心筒也可能脫落，造成嚴重不良后果。

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期運行。不銹鋼板Cr25ni20si2(無錫鍋爐廠使用的材料是Cr25ni20)卷制的中心筒在高溫下強度不夠，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。國內(nèi)鑄造工藝和熱處理工藝水平不均勻。如果不能達到快速的冷卻速度，鑄件會有回火脆性的傾向，影響鑄件的塑性，使鑄件容易碳化、脆化、開裂。

中心筒外加固肋設計強度不足，安裝固定方法不正確，也會導致中心筒變形。特別是當中心筒內(nèi)支撐桿開裂時，會加劇中心筒的變形。

4、解決方法

改進中心筒的加固結(jié)構。外加固肋設計較少，容易引起中心筒變形，內(nèi)支撐桿會影響煙氣流動。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。維修時要重點檢查，發(fā)現(xiàn)孔洞要及時修復。

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

（1）焊接固定式：鋼架采用4個直板和4個斜板焊接固定。這種方法不能補償熱膨脹，主要會在承重部位斷裂。在熱應力的作用下，容易造成連接板斷裂現(xiàn)象，應及時檢查，及時采取修復、加強固定措施。

（2）連接板與吊鉤的結(jié)合：鋼架上焊接固定4個直板和4個斜板，然后用16個直徑為14mm的耐熱鋼筋鉤斜吊固定。這種安裝方法不能很好地補償運行中的熱膨脹，吊鉤會斷裂或擠壓氣缸，使中心氣缸變形。也應及時檢查，及時修復和加強固定。

（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個耐熱鋼支架焊接在圓形承重梁上作為支撐點。安裝時，中心筒上肋可水平放置在耐熱鋼支架上。需要注意的是，支架和筒體上應鋪設10mm厚的保溫玻璃棉，防止鋼架上的焊縫強度因傳熱而降低，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重，影響鍋爐安全運行，則必須更換中心筒。

5、改進后的效果

中心筒結(jié)構改造后，強度顯著提高。固定連接方式改變后，無連接板斷裂和上口變形，確保鍋爐安全運行。

中心筒結(jié)構改造后，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，引風機能耗變化不大。