循環流化床鍋爐流化不良預防措施

向懷江 姚冰峰

摘 要：介紹了循化流化床鍋爐水冷布風板的結構型式，以及鍋爐點火前流化試驗的流程。通過對某電廠#3鍋爐流化不良的現象進行分析和探討，并提出預防措施，為鍋爐正常運行提供了有利條件。

關鍵詞：循環流化床鍋爐；流化不良原因；預防措施

1 某電廠循環流化床鍋爐簡介

某電廠鍋爐由無錫華光鍋爐廠引進中科院工程熱物理研究所循環流化床燃燒技術，結合華光鍋爐廠多年生產循環流化床鍋爐的經驗進行設計而成。鍋爐采用型號UG-130/9.8-M，高溫高壓，單爐膛，單汽包，自然循環，平衡通風、前墻3點給煤的布置方式。一次風從爐膛底部水冷風室，經過布風板、鐘罩式風帽進入爐膛，二次風通過前后墻進入爐膛。燃料進入爐膛燃燒后，產生的高溫煙氣夾帶著未燃盡的物料，通過位于爐膛上部兩側的水平煙道切向進入汽冷旋風分離器，被分離下來的粗顆粒物料經返料器返回爐膛密相區實現循環燃燒。渣料經過布置于水冷風室左右兩側放渣管，分別進入兩臺水冷式滾筒冷渣機，排出大顆粒床料，使鍋爐穩定燃燒。

2 鍋爐布風裝置介紹

循環流化床鍋爐布風裝置由風室、布風板、澆注料、風帽等構成。本工程布風板型式為水冷式布風板，采用膜式水冷壁管拉稀延伸型式，在管與管之間的鰭片上開孔，布置風帽。在布風板上共布置有525只風帽，風帽采用鐘罩式，由外罩和接管組成。風帽接管分兩種型式，區別為通風孔數量不同，分為20孔與16孔，20孔接管布置在布風板外圍兩圈及排渣管周圍，其余為16孔接管。

3 流化試驗過程

對于循環流化床鍋爐而言，將床層從固定狀態轉變到流化狀態時按布風板面積計算得空氣流量稱為臨界流化風量。臨界流化風量是鍋爐重要的參數之一，正常運行時鍋爐總風量不得低于臨界流化風量。在鍋爐點火之前，冷態試驗期間必須對臨界流化風量進行實際測定。試驗步驟如下：

1）檢查確認一次風量經過標定準確無誤，鍋爐布風板上風帽是否有安裝不牢固、堵塞現象，安裝位置是否正確。發現有問題的風帽及時處理；

2）按照廠家推薦顆粒細度在布風板上添加一定厚度的床料，盡量沿爐膛床面鋪放均勻，以免造成不同床壓測點測量值偏差很大，影響試驗的準確性。一般情況下，床料厚度保持在500-700mm，床料粒徑不超過10mm，5～10mm大粒徑不超過10%；

3）保持一次風道熱風調節門全開，啟動引風機、一次風機，返料風機，緩慢增加一次風機的出力，每增加一定的風量，記錄風室壓力、爐膛床下壓力、爐膛床上壓力（料層差壓=床下壓力﹣床上壓力）、一次風量。根據一次風量及料層差壓繪制料層阻力曲線，從曲線中可以看出，初始階段隨著一次風量的增加，料層阻力逐漸幅度較大，當風量超過某一數值時，繼續增大一次風量，料層阻力增加值很小，該風量即為臨界流化風量。

4）在流化試驗期間，也可以采用特制釘耙在人孔門附近進行攪動，流化較好的地方攪動起來阻力較小，猶如在水中攪動一樣。流化情況不好的地方阻力較大，床料堆積不動。但是應特別注意做好安全措施，戴好護目鏡，手套，穿好防護服等，維持爐膛在負壓狀態，風機出現異常時及時通知試驗人員。

4 #3鍋爐流化不良現象

#3鍋爐進行流化試驗時，在500mm、400mm兩個料層分別進行試驗，發現鍋爐前后墻流化情況有明顯的差距。現在分析500mm料層時的流化情況，當一次風量達到15000Nm3/h時，靠近后墻的床料已經開始流化，而靠近前墻的床料明顯靜止不動。繼續加大風量至2000Nm3/h，后墻床料已經翻騰，前墻才開始出現鼓泡。風量達到32000Nm3/h時，前墻床料才能完全流化。前后墻完全流化時的風量相差17000Nm3/h。

要使鍋爐床料整體流化，必須保證一次風量不低于32000Nm3/h，根據鍋爐廠家提供的經驗數據，同類型同等級的鍋爐臨界流化風量一般在22000～27000Nm3/h，因此#3鍋爐臨界流化風量遠高于正常值。臨界流化風量增大，并且前后墻流化風量不一致，將影響鍋爐低負荷能力，也就是說最低穩燃負荷將高于正常值，而且鍋爐高負荷運行時，后墻吹穿的情況將增加鍋爐結焦的可能性，給鍋爐安全運行帶來嚴重的隱患。

5 原因分析

5.1 檢查過程

為保證鍋爐安全運行，將布風板上的床料徹底放空，對#3鍋爐布風裝置進行徹底的檢查，找出流化不良的原因。1）風帽外罩檢查。確認風帽外罩是否有堵塞、松動現象，經過檢查未發現此現象。

2）風帽接管安裝位置檢查。前文提到，風帽接管分兩種型式，區別為通風孔數量不同，分為20孔與16孔，20孔接管布置在布風板外圍兩圈及排渣管周圍，其余為16孔接管。如果接管位置錯亂，將導致布風板布風不均。經過檢查發現，共有6處風帽安裝錯誤。

3）接管內部檢查。在水冷風室安裝時，澆注料有可能進入接管內部，造成堵塞，也有可能導致布風不均的情況發生。組織人員進入水冷風室，逐一對接管內部進行檢查清理，結果發現多處有澆注料堵塞現象，安排安裝單位人員進行清理。

5.2 原因分析

經過上述檢查，對檢查出的問題進行處理后，再次進行500mm料層阻力試驗，試驗結果表明，臨界流化風量降低至28000Nm3/h，比之前流化風量降低4000Nm3/h，說明本次處理工作取得了一定的效果。但是，前后墻流化風量仍存在一定的差距。

影響本次流化不良、前后墻流化風量存在偏差的安裝因素有：1）部分風帽接管存在堵塞現象；2）部分風帽接管安裝位置與設計不符。

完全排除安裝問題后，要想保證鍋爐臨界流化風量降低至正常值，并且徹底解決前后墻流化風量不一致的情況，還需對設計問題進行排查。

5.3 設計問題探討

經過探討研究，造成臨界流化風量高于正常值的原因為布風板布風不均勻，需要對風帽接管通風孔進行改造，采用堵孔的方式進行優化。就目前情況，建議暫時不做改動，先熱態運行一段時間再做流化試驗，視情況決定是否采用堵孔方式來處理。

風帽改造堵孔方案如下：1）將20孔接管最下層4個通風孔焊死，改為16孔；2）將16孔接管最下層8個通風孔選擇對稱的2個孔焊死，改為14孔，焊材采用A402材質。最終效果待具體實施后進行驗證。

6 預防措施

為保證循環流化床流化試驗結果良好，滿足熱態運行要求。在布風裝置安裝及調試階段時，應注意以下幾個方面：

1）特別注意保護風帽，安裝階段將外罩及接管上的小孔用膠帶或塑封紙將其密封，待澆注料澆筑完成后，再將膠帶或塑封紙取下，避免澆注料進入接管及外罩，造成接管內部及小孔堵塞。

2）如果接管或風帽型號不同，應嚴格按照設計院及鍋爐廠家圖紙進行安裝，一旦澆注料凝固或者烘爐結束，安裝位置錯誤將為更換風帽帶來不必要的麻煩。

3）在流化試驗之前，應進入爐膛內部檢查風帽是否有松動、堵塞現象。

4）流化試驗時，保證床料顆粒細度符合鍋爐廠家提供的要求，床料過粗或過細，都將影響流化試驗結果。

7 結語

通過對某電廠循環流化床鍋爐出現流化不良現象的問題進行探討，分析原因并提出處理方案。列出流化試驗之前的檢查要點，提高流化試驗結果的準確性，減少不必要的彎路，為今后循環流化床流化試驗提供了詳實具體的參考資料。

參考文獻

[1]李征.170t/h循環流化床鍋爐流化實驗探討[J].山東化工，2014，43（1）：151-152.

[2]王世昌.循環流化床鍋爐原理與運行[M].中國電力出版社.2016版.