75t/h循環流化床鍋爐后部燃燒及預防措施

摘要：文章對75t/h循環流化床鍋爐后部燃燒現象進行具體說明，

同時從鍋爐設備安裝、燃料選擇、給風量控制和料層控制方面提出預防措施和改進建議。

關鍵詞：循環流化床鍋爐 后部燃燒 預防措施

0 引言

近幾年來，循環流化床鍋爐被廣泛應用在工業生產中。該鍋爐設備不僅具有較強的負荷調節性能，而且對煤種沒有特殊要求，有利于節能降耗。氮肥企業采用煙煤、造氣爐渣、無煙煤沫的混合物充當流化床鍋爐燃料，造氣爐渣不僅二次利用，而且節省了大量燃料，既經濟又環保。但是在鍋爐燃燒過程中，往往因設計、安裝或操作不符合要求使鍋爐出現后部燃燒的問題，鍋爐床溫及返料溫度升高，致使鍋爐出力不夠，熱效率差，嚴重者可能使返料器因溫度過高而焦結，企業不得不停爐檢修，并承擔由此產生的經濟損失。

后部燃燒具體表現是：鍋爐燃燒時一次送風量過大，大量未燃燒的碳顆粒爐料被滾動的煙氣帶著經過分離器到達返料器，在返料器中遇到返料風而再次燃燒。為確保鍋爐正常燃燒，鍋爐運行時必須嚴格控制給煤量和給風量，以降低鍋爐負荷。筆者僅就本單位2臺75t/h杭鍋產循環流化床鍋爐在運行狀態下出現的一些問題作簡要介紹。

1 安裝及砌筑不規范

從側面看，鍋爐應布設傾角5°的淺“V”型風帽。施工階段如不加注意，風帽就可能呈波浪形或呈水平布置。澆筑場面的過程中，澆注料可能會遮擋風帽眼，導致冷態試驗下風流向無規律且風量分布不均。出現此類問題后，倘若不調整風量，冷態試驗床料便不能全部浮起，作業時1號鍋爐就是由于風帽眼被堵而出現高低無序排列，在冷態試驗下，一次風擋板開度從55%直接上升到68%，經過簡單處理后，一部分風帽的流化風量降低，點火后正常燃燒。因為只是簡單的處理，1號的風量仍然偏大，返料溫度達1020℃，負荷最大為每小時68t，除塵灰可燃物含量為12%。正平衡測算后得知，其熱效率只能達到81%，與理想值相差4個百分點。后停爐整修，全部改成5°傾角“V”字形風帽才使鍋爐正常燃燒。

2 燃料粒度要求

根據設計要求，采用直徑小于13mm的顆粒燃料。在鍋爐運行階段，因摻燒大量的濕造氣爐渣及無煙煤沫，適當加大振動篩網眼以確保雨季正常給煤，致使爐煤中一半以上的大顆粒燃料沉淀在床層底部，為了不影響鍋爐正常運行，一次送風量應該增加10～15%，而燃料中煙煤中很多小顆粒，密度小含碳量高，很容易沒有燃盡就被煙氣攜帶到分離器，密相區燃燒份額增大，床溫從980℃上升到1000±5℃，含氧量從7%上升到10%，返料溫度由980℃升至1010℃，鍋爐負荷最高僅為70t/h。因燃料粒徑較大，2號鍋爐運行10h后就停爐檢修。檢修時發現，將近一半的燃料粒徑超過20mm。為避免這種情況頻繁發生，我單位增設了1臺專用破碎機，工作人員也對爐煤的粒徑和質量嚴加控制。晴天時，將曬干的造氣爐渣用破碎機破碎后摻入煙煤和無煙煤沫中，再將混合料存放在指定位置以作備用。在降雨時期，煤體濕度大，再調派一部分人員隨時對振動篩清理，以免因爐煤達不到燃燒要求而影響鍋爐正常運行。

3 一、二次風合理匹配

循環流化床鍋爐運行中，一次風作用是保證物料處于正常流化狀態，為燃料燃燒提供氧氣，二次風的作用是補充燃燒所需氧氣，同時起擾動作用，加強氣-固相混合，改變爐內物料分布，鍋爐設計一次風為50～55%，二次風

為45～50%，2臺鍋爐初期運行時，因為缺乏實踐經驗，一次風量設定為60%，導致鍋爐出現后部燃燒的問題，返料溫度為1010℃，負荷55～58t/h，經多年的摸索，當前一次送風量為52%，返料溫度下降至98℃，最高負荷78t/h。鍋爐燃燒過程中，主要根據冷態試驗確定的煤種和給風

量進行適當調整，實際運行時一次給風量要比冷態試驗確定的一次給風量小。因為在熱態下，煤受熱膨脹，密度減小，容易浮起，在燃用不同煤種時，低揮發份煤所需一次風量應高于燃用高揮發煤，運行時還需以床溫為參考適當調整二次給風量。現階段，鍋爐設計測溫點較少，為了保證二次風的合理搭配，應增設測溫點，通過不同床層溫度來判別上、中、下二次風門的開度，為了減少熱電偶的磨損而增加運行費用，有些熱電偶只在調整二次風期間使用，其余時間抽出來，一旦調整好，在負荷及煤種沒有改變的情況下，風門就固定下來，一般要求上下床層溫度不能相差5℃。

4 料層控制

確保流化床鍋爐正常運行的關鍵是料層厚度要適中，并且保持料層差壓相對穩定。如果料層差壓受到外界因素的影響，進而發生變化時，要及時對風量作出調整；當料層過厚，并且沒有及時調整時，可能導致局部料層因流化不徹底進而出現結焦現象，如果料層過厚并且持續時間較長，必然升高風機的風壓，引起電能浪費；如果料層過薄，當風量增大時，導致后部燃燒。因此，通過采用控制排渣的方式對料層進行控制，當前，由于認識不到位或者操作不規范，大部分廠家依然采用人工的方式進行排渣，導致料層差壓出現較大的波動，沒有采用冷渣器的意識。建議廠家安裝冷渣器進而取代人工方式排渣。通過冷渣器進行排渣，排渣是連續的，并且能夠確保料層的相對穩定，在使用低熱值煤種時，由于排渣量較大，冷渣器優越性更為突出。根據實踐經驗，如果冷渣器選型準確且及操作得當，冷渣器檢修期限在一年以上。

5 造成危害

鍋爐后部燃燒的危害較大，而且引起鍋爐后部燃燒的因素較多、較復雜。當鍋爐出現后部燃燒時，造成塵在煙氣中的濃度會相應地增加。在分離器分離效率一定時，塵在分離后的煙氣含量也會比較高，同時增大了后部受熱面的磨損，以及對中心筒也會造成一定程度的沖刷磨損。運行不到兩年的2號鍋爐，中心筒因沖刷磨損出現一個洞，造成停爐修補。當鍋爐出現后部燃燒時，同正常溫度相比旋風筒內的溫度升高10～20℃，在此高溫下，旋風筒的材質不管是耐磨磚或是澆注料砌成，材料的耐磨性都會出現不同程度的降低，進而縮短了分離器的使用壽命。在旋風分離器前的高溫過熱器、低溫過熱器和高溫省煤器，高溫的煙塵二次燃燒后在管壁出現燒結，影響管壁傳熱，造成管壁超溫，甚至引起停爐事故。煙氣中顆粒濃度增大，造成尾部受熱面積塵嚴重，影響低溫段省煤器和空氣預熱器的傳熱效果，并且清理積塵比較困難。只要鍋爐運行超過兩個月，尾部煙道就會有堆積大量的煙塵，必須進行清理。煙塵的后部燃燒造成煙氣溫度增加，蒸汽容易超溫，需加大減溫水，氣溫不好控制。后部燃燒造成燃料的浪費，而且因為床溫高，煙溫高，氣溫高，鍋爐也帶不上高負荷。各部分的故障率高，也影響鍋爐正常運行周期。縮短了鍋爐的使用壽命。我廠的這兩臺杭鍋75噸循環流化床鍋爐運行十年后，就磨損嚴重，帶不上高負荷，運行周期短。必須進行技改。

6 改進和效果

2009年我廠根據運行中出現的問題對兩臺鍋爐進行改造，采用川鍋技術，更換原來磨損嚴重的水冷壁，將原來的兩臺螺旋給煤機取消，直接由皮帶給煤機經留筒把原煤直接輸送到燃燒室。

改變二次風位置，解決了原來二次風擾動的問題，由原來的省煤器后的中溫物料分離改為爐膛出口的高溫分離，采用耐高溫，抗磨損的分離器，并選用鉻錳合金的中心桶，提高了分離器耐高溫的能力。更換新型風機，可以更好的調節一次風和二次風的配比。并對燃運的篩分破碎機進行更換，嚴格控制入爐燃煤粒度，提高了雨季遇到濕煤的處理能力。更換新型大功率水冷式冷渣器，進行連續放渣。改造后，我廠兩臺鍋爐能夠達到設計負荷75噸，并且短時間內能達到80噸。煤耗有所降低。沒有出現鍋爐后部燃燒問題。

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