關(guān)于循環(huán)流化床鍋爐長周期運行的探討

摘要 重點分析影響循環(huán)流化床鍋爐運行周期的前期設(shè)備管理、控制風(fēng)量、負荷以及鍋爐防磨等運行中的問題，并提出解決辦法。

關(guān)鍵詞 循環(huán)流化床鍋爐;設(shè)備;運行過程

1 前言

循環(huán)流化床鍋爐作為一種高效、低污染的新型鍋爐，采用流態(tài)化循環(huán)燃燒，燃料適應(yīng)性好，可燃用煙煤、無煙煤、貧煤，也可燃用褐煤、煤泥、煤矸石等低熱值燃料，且燃燒效率高，達94％。由于采用低溫燃燒，大幅降低氮氧化合物的排放量，另一顯著特點是可燃用高硫煤，通過向爐內(nèi)添加石灰石，顯著地降低二氧化硫排放濃度，以達到良好的環(huán)保效果。另外，灰渣活性較好，可以用做水泥等材料的摻合料。縱觀我國循環(huán)流化床鍋爐的運行情況，磨損嚴重和運行周期短的問題已成為普遍現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在爐膛水冷壁、省煤器、過熱器的磨損，耐火材料的脫落損壞等。下面結(jié)合我公司2臺哈鍋產(chǎn)260t/h和兩臺東鍋產(chǎn)410t/h循環(huán)流化床鍋爐的運行情況，分析一下循環(huán)流化床鍋爐延長運行周期，穩(wěn)定生產(chǎn)方法。

2 注重設(shè)備前期管理

2.1 搞好設(shè)備的進廠檢驗。目前，由于國家加強環(huán)境保護的執(zhí)法力度，政策上對循環(huán)流化床鍋爐的傾斜，循環(huán)流化床鍋爐紛紛上馬，很大程度上拉動了鍋爐市場。特別是循環(huán)流化床鍋爐，行情緊俏，供不應(yīng)求。許多鍋爐廠超出生產(chǎn)能力，為此，各鍋爐用戶應(yīng)嚴把進廠檢驗這一關(guān)。尤其是易磨損部件、承壓部件的檢驗，詳查隨機資料，特別是出廠檢驗報告，以確保整體質(zhì)量，為以后的長周期運行做好基礎(chǔ)保障。

2.2 嚴格建設(shè)安裝標準。在鍋爐的建設(shè)過程中，要嚴格按照安裝規(guī)程。特別是一些重要的尺寸，膨脹縫，一定要嚴格控制。因為電站鍋爐的蒸汽初參數(shù)較高，鋼材的熱膨脹值較大。稍有偏差，很容易造成局部應(yīng)力集中，變形損壞。這主要集中在讓管道的彎頭部位或焊接部位。另外，要注意施工的工序，要有先有后。

2.3 筑爐工作及耐火材料。由于近些年循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)的興旺發(fā)達，耐火材料市場表現(xiàn)活躍，各商家紛紛搶占市場，熱鬧異常。在短短十余年中，耐火材料的生產(chǎn)廠家，從產(chǎn)量到質(zhì)量，從品種到規(guī)模，都有了迅猛的發(fā)展。市場上有時出現(xiàn)魚目混珠、以假亂真的現(xiàn)象，為此用戶要謹慎招標采購。建議在選擇耐火材料時，應(yīng)當(dāng)詳細而廣泛的進行考察論證，確保用上貨真價實、性能優(yōu)良的耐火材料，確保鍋爐不至于因耐火材料而影響長周期運行。在選擇好耐火材料供方的基礎(chǔ)上，還要注重耐火材料的施工工藝，因為這也直接影響鍋爐的安全運行。基于以上兩點，要重點作好耐火材料的養(yǎng)護工作，人們習(xí)慣上在筑爐結(jié)束，將外護板全部焊接完成后，按部就班地進行烘爐。殊不知，水蒸氣在護板內(nèi)側(cè)反復(fù)蒸發(fā)與冷凝，影響耐火材料的烘干與燒結(jié)。為此，建議在有條件的情況下，盡量在烘爐結(jié)束后再做外護板。或者在護板上預(yù)留排氣孔，保障水汽的及時排除。根據(jù)耐火材料的固有特性及施工工藝，制定適宜的烘爐曲線，并嚴格按烘爐曲線進行。特別是在投煤初期，一定要限制升溫速度。往往有些廠家，在啟爐的過程中，迫不及待的過早投煤，沒有達到煤的燃點，由于反應(yīng)滯后。隨著溫度的逐漸升高，一旦達到著火點，則發(fā)生爆燃現(xiàn)象.爐膛突然嚴重正壓，床層溫度急劇上升，溫升高達100℃/min。對耐火材料和鍋爐受熱面產(chǎn)生強烈的熱沖擊，對爐體產(chǎn)生損傷性的破壞。

3 運行操作過程中應(yīng)注意的問題

3.1 控制適宜的床溫。在運行過程中要加強對料層溫度 監(jiān)視，一般將料層溫度控制在850℃-950℃之間，溫度過高，容易使流化床體結(jié)焦造成停爐事故；溫度太低易發(fā)生低溫結(jié)焦及滅火。必須嚴格控制料層溫度最高不能超過970℃，最低不 應(yīng)低于800℃。在鍋爐運行中，當(dāng)料層溫度發(fā)生變化時，可通過調(diào)節(jié)給煤量、一次風(fēng)量及送 回燃燒室的返料量，調(diào)整料層溫度在控制范圍之內(nèi)。如料層溫度超過970℃時，應(yīng)適當(dāng)減少給煤量、相應(yīng)增加一次風(fēng)量并減少返料量，使料層溫度降低；如料層溫度低于800℃時，應(yīng)首先檢查是否有斷煤現(xiàn)象，并適當(dāng)增加給煤量，減少一次風(fēng)量，加大返料量，使料層溫度升高。一旦料層溫度低于700℃，應(yīng)做壓火處理，需待查明溫度降低原因并排除后再啟動。

3.2 控制適宜的負荷。根據(jù)實際運行情況來看，循環(huán)流化床鍋爐的負荷最好不要超過額定負荷，以控制在80～95％為理想。在此負荷下，操作穩(wěn)定，效率較高，磨損較輕，運行周期較長。因為，在超負荷情況下，循環(huán)倍率增加，流化風(fēng)量加大，存在后燃現(xiàn)象，造成后部高溫，甚者造成返料器結(jié)焦，危及鍋爐的安全運行。

3.3 運行過程中的參數(shù)調(diào)整。基于循環(huán)流化床的燃燒機理，需要合理的控制爐膛差壓、料層差壓、流化風(fēng)量、循環(huán)倍率、蒸發(fā)量。如果爐膛差壓過低，有可能是返料量不夠，分離效率低造成的。這將同時造成尾部受熱面的加速磨損，過熱器、省煤器的磨損泄漏。料層差壓偏低，則爐膛蓄熱量少，一旦給煤出現(xiàn)問題，容易滅火。如果料層差壓偏高，則需較大的流化風(fēng)量，又增加動力消耗和磨損。事實證明，超負荷運行，得不償失，將付出巨大的代價。

3.4 控制好入爐煤的顆粒度。由于一些廠家為了節(jié)省投資將給煤由兩級破碎改為一級破碎，造成給煤顆粒度太大，有的顆粒度竟達30～50mm，嚴重影響了床料的流化，易造成結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生，堵塞落渣管，甚至造成大面積結(jié)焦而停爐。所以控制好入爐煤的顆粒度是至關(guān)重要的。有的電廠在原煤破碎前上了篩分設(shè)備進行破碎前預(yù)篩分，這不僅減少了破碎機的磨損而且減少了廠用電的消耗。

3.5 杜絕野蠻開停爐。強行降溫、急劇升溫、快速升壓都危及到鍋爐的安全運行。鍋爐故障停爐后，急于檢修，強制通風(fēng)降溫，由于各部位的膨脹系數(shù)不一致、溫度不一致，很容易造成爐墻，爐管的損壞。另外，在鍋爐啟動時，急于求成，快速升壓、升溫，膨脹不到位，損壞鍋爐。特別是點火初期，過早投煤造成煤炭爆燃，床溫驟然升高。強大的熱沖擊，造成耐火材料快速膨脹，產(chǎn)生皸裂或金屬焊縫拉傷。

4 關(guān)于循環(huán)流化床鍋爐的防磨問題

4.1 水冷壁的防磨。根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的運行機理，爐膛內(nèi)是典型的氣固兩相流，高強度的物料反混，對膜式水冷壁產(chǎn)生沖刷磨蝕。通常的處理辦法是在衛(wèi)燃帶覆蓋耐火材料，結(jié)果造成磨損區(qū)域上移，只好再次覆蓋耐火材料，如此反復(fù)，最終以傳熱面積減少更換水冷壁管而告終。另一種辦法是進行噴涂耐磨材料，但噴涂材料的上部區(qū)域磨損較嚴重。目前，尚沒有發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟實用的解決辦法。

4.2 分離器的防磨。在爐膛出口處，為了達到較高的氣固分離效率，對高溫?zé)煔膺M行節(jié)流加速，對中心筒和分離器產(chǎn)生磨損。使中心筒變形穿孔和旋風(fēng)分離器耐火材料的損壞。為此，在旋風(fēng)分離器耐火材料的施工中，選擇耐磨性能強的材料，同時要嚴格控制煙氣進口和中心筒的安裝尺寸。

4.3 過熱器的防磨。分離后的煙氣，經(jīng)擴壓以5～10m/s的速度沖向過熱器，在通過第一排過熱器管后，流通截面減小，煙氣節(jié)流加速，沖刷磨損第二排管；同時伴隨著局部小面積的急劇磨損。可以在第二排過熱器管前加裝防磨罩，同時調(diào)整運行風(fēng)量，避免煙氣流通偏流，形成煙氣走廊。

4.4 省煤器的磨損。與過熱器相類似，一般采取加防磨罩的辦法進行處理。比較好一點的辦法是采用熱管式省煤器。

參考文獻

［1］ 李爍主編，循環(huán)流化床鍋爐，吉林科技出版社