循環流化床鍋爐設計運行中的常見問題及改善措施

呂紅

摘 要：循環流化床鍋爐是我國近些年來才新興的一種鍋爐，其燃燒效率較高，具有較強的環保性，所以在我國的工業生產中得到了廣泛的應用。循環流化床鍋爐與傳統鍋爐相比在結構上相對比較簡單，但是如果設計不合理，在運行過程中也會對鍋爐的穩定性和安全性產生一定的影響。所以文章對循環流化床鍋爐設計運行中的常見問題進行了分析，進而提出了相應的改善措施，對于提高循環流化床鍋爐運行的安全性和穩定性具有重要的意義。

關鍵詞：循環流化床鍋爐；鍋爐設計；運行問題

循環流化床鍋爐與傳統鍋爐相比，具有較多的優點。其使用的燃料具有較強的適應性，燃料僅占據床料的1%-3%，床料有效的提高了燃料的燃燒效率，由于燃燒過程中床料本身具有一定的溫度，所以流化床很容易著火，有效降低燃燒的熱能損失。由于循環流化床的結構特點，在脫硫、脫氮方面具有很強的優勢，所以對環境的污染較小，是一款環保型鍋爐。流化床鍋爐還具有負荷調節范圍大、速度快，灰渣綜合利用，燃料預處理系統簡單以及給煤點少等優勢，所以在電站以及廢棄物處理等工業領域中應用的比較廣泛。對循環流化床鍋爐設計運行中的常見問題進行分析，有利于在技術和管理方面進行改善，進而降低運行成本，提高運行效率，為促進我國工業的發展創造有利的條件。

1 循環流化床鍋爐設計中的常見問題分析

1.1 磨損問題

磨損是循環流化床鍋爐設計運行中比較常見的問題之一，主要發生區域為受熱面、耐火材料以及布風裝置。在鍋爐運行過程中，爐內物料的運行角度和速度不同，與受熱面或者其他裝置的表面產生碰撞的力度也不相同，這主要受到床料、物料顆粒的粒徑、風速、固體顆粒運行角度等因素有關，長期對裝置表面的沖刷和碰撞，加劇磨損程度，就會導致熱應力發生變化，嚴重時會發生泄露和爆管等安全事故，嚴重威脅到鍋爐運行的安全性。所以在設計階段，需要對循環流化床鍋爐的磨損問題給予重視，優化設計方案，提高鍋爐運行的安全性。

1.2 爐膛結焦問題

在鍋爐的正常運行中，爐膛結焦是常見問題，而且主要是在點火時出現的，但在鍋爐運行的過程中，也有發生類似問題的可能性。但是，爐膛結焦有著自身的發生條件，主要在高溫時會出現爐膛結焦的問題，因為如果床料溫度大于灰渣的熔點，那么就有發生爐膛結焦問題的可能。由此不難看出，爐膛結焦的真正原因在于局部和整體的溫度都大于灰渣熔點（或燒結溫）時，就更加容易產生爐膛結焦的現象。

1.3 布風系統存在的問題

布風板是循環流化床鍋爐中重要的組成部分，其阻力設計對鍋爐的流化操作有直接關系，進而影響到鍋爐的運行效率。布風板是保證氣流均勻，形成穩定流化床層的關鍵，阻力設計的大小會對節能以及形成勾流和死區有直接關聯。如果布風系統設計存在問題，流化不均勻會導致結焦、風帽磨損、受熱面磨損等現象，會降低鍋爐的使用壽命，影響燃燒效率，所以可對布風系統的設計進行改進。

1.4 返料裝置堵塞

返料裝置是循環流化床鍋爐能夠實現循環的重要環節，一旦返料裝置出現堵塞現象，就會導致爐內循環物料不足而出現汽溫、氣壓下降，且床料的溫度難以控制，對鍋爐的運行負荷和安全性產生較大的影響。返料裝置堵塞比較常見的原因有兩方面，一方面是布風系統運行狀態不佳，無法保證風量的供給，所以在返料裝置中就會形成物料的堆積而產生堵塞。另一方面是在返料裝置運行過程中，由于循環灰的溫度較高形成結焦而導致的堵塞。返料裝置堵塞對鍋爐運行的安全性存在很大的威脅，所以在設計階段需要引起重視。

2 循環流化床鍋爐設計運行的改善措施

2.1 鍋爐壁管磨損問題

為減少循環流化床鍋爐的磨損，可以分為主動防御和被動防御兩方面。從主動防御的角度出發，應該控制床料和物料的粒徑，降低與裝置內表面撞擊的力度。調整風量，降低物料流動速度，同時還能夠調整物料與裝置表面撞擊的角度。從被動防御的角度出發，選用耐磨性較強的材料，提高受熱面、耐火材料和布風裝置的抗磨性。還可在被磨損材料的表面噴涂耐磨材料，降低對受熱面等裝置的直接磨損。

2.2 防止爐膛結焦的措施

在鍋爐處于低溫時，爐膛結焦是灰渣溫度超溫或低溫，由此引起的結焦大多是在鍋爐啟動時或壓火時出現的，多發生在床內部分，為解決低溫結焦的問題，需要保證結焦易發部分的正常流化，均勻顆粒混合物和移動溫度，并向床內加入石灰石等材料，以解決低溫的問題。當爐內溫度處于較高溫度時則容易發生高溫結焦，常是因為床層表面的溫度過高，并在正常的流化狀態下出現。而且如果床內的碳含量高，也有可能出現爐膛結焦。無論是何種形式的結焦都會對鍋爐的運行產生影響。因此，為了解決結焦的問題，應該發現結焦狀況便及時清除，要求工作人員已經相應的工作原則來徹底清除結焦，結焦現象嚴重，那么就應該立即停爐，實施打焦工作或清除小焦，徹底清除殘留的焦塊，以免因焦塊而影響循環流化鍋爐的順利運行。

2.3 優化布風系統設計改造

如果循環流化床鍋爐中的布風系統無法保證均勻性，就會導致磨損、漏渣等現象的發生，尤其是在布風板所占比例較小的情況下，床層由于偏流還出現勾流和死區。針對循環流化床鍋爐中布風系統流化較差的問題，可以對布風系統進行優化設計改造。根據流化床的實際情況在鍋爐風室內增加適宜尺寸和角度的導流板，對鍋爐的布風情況進行調整，可有效降低磨損頻率，同時還能減少鍋爐運行產生的能耗。在制定設計方案時，應該根據鍋爐運行的實際情況，有針對性的進行設計改良，以保證布風系統設計方案的科學性和合理性。

2.4 防止返料裝置堵塞的措施

為控制返料裝置堵塞現象的發生，在循環流化床鍋爐啟動之前，應該對返料裝置的內部進行全面的檢查，尤其是料腿入口和U型閥處，檢查是否有澆注料或者其他雜物，保證裝置內部的清潔。為了掌控風量供給的合理性，在鍋爐啟動前，還可以進行冷態試驗。通過對返料和風量的試驗，記錄下返料能夠正常運行時的風量數值，然后在鍋爐啟動后，風量要高于在冷態試驗時記錄的數值。此外，為了減少因為結焦而造成的堵塞，可以通過增加一次風量來降低返料裝置的溫度，減少裝置結焦，保證返料裝置的暢通運行。

3 結束語

循環流化床鍋爐因為具有環保節能以及高效燃燒等優勢，在我國工業生產中得到了廣泛的應用，這是我國科學技術不斷發展的重要成果。由于鍋爐長期處于高溫高壓的運行狀態下，所以在運行過程中會存在各種各樣的問題，對鍋爐運行的穩定性和安全性產生一定的影響。文中通過對循環流化床鍋爐設計運行中常見的問題進行分析，為鍋爐的設計工作提供了一定的參考，對我國鍋爐工業的可持續發展具有重要的意義。

參考文獻

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