300MW循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備優(yōu)化探討

張德虹

摘要 循環(huán)流化床是近年來(lái)應(yīng)用比較廣泛的一種新型燃燒技術(shù)，具有效率高以及污染低等特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)燃料的質(zhì)量要求不高，既可以燃用優(yōu)質(zhì)煤，同時(shí)也可以將燃用各種劣質(zhì)燃料。300MW循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備的應(yīng)用可以有效燃燒效率，但是在使用過(guò)程中也會(huì)因?yàn)楦鞣N因素而出現(xiàn)運(yùn)行故障，必須要針對(duì)其結(jié)構(gòu)特征來(lái)進(jìn)行優(yōu)化。本文分析了300MW循環(huán)流化床鍋爐使用過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：300MW循環(huán)流化床鍋爐；設(shè)備優(yōu)化；磨損

300MW循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時(shí)需要大量循環(huán)物料，這樣高溫物料經(jīng)過(guò)運(yùn)行撞擊磨損使得鍋爐受熱面泄露。另外，設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中床溫控制過(guò)高，會(huì)增加鍋爐結(jié)焦的面積，同時(shí)外置床、爐膛下部以及回料閥等位置均處于正壓運(yùn)行模式，很容易對(duì)鍋爐的承壓部件造成影響。循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，在各種因素的影響下會(huì)出現(xiàn)故障，為保證設(shè)備的安全運(yùn)行，必須要采取措施對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。

1.300MW循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)概述

鍋爐設(shè)備主要由單爐膛構(gòu)成，結(jié)構(gòu)為將褲衩腿與雙布風(fēng)板，而爐膛內(nèi)部蒸發(fā)受熱面主要采用膜式水冷壁與水冷壁延伸墻結(jié)構(gòu)。該設(shè)備為亞臨界中間再熱，單鍋筒自然循環(huán)鍋爐，鍋爐后井煙道內(nèi)布置對(duì)流受熱面，其余分布在鍋爐兩側(cè)外置床內(nèi)。另外，鍋爐設(shè)備還配置了四分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、回料器、旋風(fēng)分離器以及滾筒冷渣器等結(jié)構(gòu)。鍋爐設(shè)備主要采用兩級(jí)破碎制煤系統(tǒng)，并搭配設(shè)置多條給煤線，通過(guò)刮板給煤機(jī)將燃料從爐膛兩側(cè)位置傳送到給煤口，而脫硫用石灰石則通過(guò)給料口送入爐膛，達(dá)到爐內(nèi)脫硫的目的[1]。鍋爐設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，燃燒后鍋爐煙氣中含有大量顆粒，這樣其在煙氣攜帶作用下長(zhǎng)期作用于鍋爐受熱面，長(zhǎng)期的磨損使得受熱面受到了嚴(yán)重的影響。針對(duì)這一特點(diǎn)，企業(yè)也采取了一定的防磨處理，以循環(huán)流化床鍋爐金屬構(gòu)件與耐磨材料磨損為依據(jù)，確定磨損原因并制定處理方案，在實(shí)際應(yīng)用上也取得了一定的成果。但是，想要更進(jìn)一步提高鍋爐設(shè)備運(yùn)行效果，必須要采取有效措施來(lái)完成設(shè)備提優(yōu)化。

圖1 鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖

2.300MW循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備優(yōu)化分析

2.1 燃煤性能與質(zhì)量

鍋爐設(shè)備在投產(chǎn)初期階段，對(duì)于燃煤的選擇與應(yīng)用，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求來(lái)確定，保證煤種與粒徑滿足燃燒需求，一般可以選擇用較小粒徑的褐煤。如果鍋爐運(yùn)行時(shí)不能保持正常的床壓，爐膛下部分以及分離器會(huì)長(zhǎng)時(shí)間處于超溫工作狀態(tài)，降低了設(shè)備運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。出現(xiàn)此類問(wèn)題主要是因?yàn)閷?duì)褐煤進(jìn)行破碎處理后粒徑過(guò)小，加速了設(shè)備床壓下降速度?；诖嗽趯?duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化處理時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定是否要對(duì)燃煤進(jìn)行破碎處理，同時(shí)要將劣質(zhì)煤的摻燒比例控制在30%～40%左右，不但可以將床料控制在相對(duì)平衡的狀態(tài)，同時(shí)也可以正常排渣。

2.2 翻床故障優(yōu)化

鍋爐設(shè)備為單爐膛褲衩型結(jié)構(gòu)，如果左右兩側(cè)床壓不平衡，很容易出現(xiàn)翻床事故。在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，為了有效緩解燃煤供應(yīng)不足情況，在實(shí)際運(yùn)行中灰份遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)要求，影響設(shè)備的正常排渣。另外，鍋爐床壓保持在較高狀態(tài)，并且管理人員沒(méi)有采取相應(yīng)的處理措施，導(dǎo)致鍋爐連續(xù)出現(xiàn)翻床事故。而出現(xiàn)翻床事故的主要原因是床壓過(guò)高，在密相區(qū)床料內(nèi)部形成直徑過(guò)大的氣泡，當(dāng)氣泡破裂后對(duì)床壓產(chǎn)生影響比較大。為有效改善此類情況，應(yīng)控制好風(fēng)機(jī)出口壓力，適當(dāng)減小一次風(fēng)門(mén)開(kāi)度，提高風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)性能。還應(yīng)做好床壓的控制，為保證排渣正常，應(yīng)將床壓控制在8～11kPa，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中一旦床壓偏差大于2.5kPa，必須要及時(shí)檢查兩側(cè)床溫和一次風(fēng)量是否相同[2]。如果床溫存在較大的偏差，則應(yīng)通過(guò)對(duì)煤量以及排渣等方面的調(diào)節(jié)來(lái)降溫；如果左右側(cè)床溫與一次風(fēng)量相等，應(yīng)就床壓高一側(cè)的排渣量進(jìn)行增加。

2.3 設(shè)備金屬構(gòu)件磨損優(yōu)化

造成鍋爐設(shè)備構(gòu)件磨損的主要原因可以分為幾個(gè)方面：第一，煙氣中所存顆粒通過(guò)運(yùn)行撞擊對(duì)受熱面造成磨損，煤粉鍋爐尾部煙道受熱面沖刷磨損同樣是因?yàn)榇嗽?。第二，受熱面運(yùn)行速度低于 顆粒運(yùn)行速度，相互作用而產(chǎn)生的磨損。以及其他沿著受熱面運(yùn)行的固體物料或者顆粒，以貼壁固體顆粒為磨損介質(zhì)，對(duì)受熱面產(chǎn)生磨損。第三，以氣泡為介質(zhì)運(yùn)行的顆粒對(duì)受熱面產(chǎn)生磨損，并且在氣泡破裂后顆粒被噴濺到受熱面產(chǎn)生的磨損。第四，投入到爐膛內(nèi)的燃料中摻加有體積比較大的金屬構(gòu)建，不能正常隨渣排除沉在布風(fēng)板上，其周圍風(fēng)帽吹出的流化風(fēng)在構(gòu)件影響下形成渦流，對(duì)風(fēng)帽產(chǎn)生磨損。

對(duì)于此類問(wèn)題的優(yōu)化，第一選擇用讓管結(jié)構(gòu)，改變水冷壁管幾何形狀，保證爐內(nèi)耐磨材料在過(guò)渡區(qū)與上部水冷壁管保持平直，下確保固體物料可以沿著壁平直下落，減小耐火材料凸起對(duì)水冷壁管造成的磨損。第二，水冷壁防磨噴涂技術(shù)。如超音速電弧噴涂技術(shù)，主要就是以高鉻鎳基鈦合金為基礎(chǔ)層，然后噴涂一層高耐磨金屬陶瓷涂層，為保證噴涂效果良好，一般要控制在8～10遍，噴涂總厚度應(yīng)保持在0.8～1mm以上，并且要保證涂層的平滑性，不得出現(xiàn)將凹凸不平情況，以及對(duì)于邊緣與澆筑材料接縫位置要平整，可以光滑過(guò)渡。

3.結(jié)束語(yǔ)

300MW循環(huán)流化床鍋爐現(xiàn)在應(yīng)用相對(duì)廣泛，并且具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，為了更好的提升其運(yùn)行效率，必須要針對(duì)常見(jiàn)的設(shè)備故障進(jìn)行分析，明確故障發(fā)生的原因，然后選擇可行的措施進(jìn)行管理，不斷提高鍋爐設(shè)備運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉媛.國(guó)產(chǎn)化300MW循環(huán)流化床機(jī)組鍋爐燃燒系統(tǒng)研究[D].華北電力大學(xué)，2012.

[2] 王旭.300MW循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備治理與運(yùn)行優(yōu)化[D].華北電力大學(xué)，2012.