探討如何提高循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行周期

李俊

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐是近幾年在我國發(fā)展起來的一種新型燃燒設(shè)備，而循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的發(fā)展更是突飛猛進(jìn)。在環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的今天，循環(huán)流化床鍋爐已成為當(dāng)前最有前景的燃燒設(shè)備，作者根據(jù)多年的工作實(shí)踐，總結(jié)了影響循環(huán)流化床鍋爐長周期運(yùn)行的諸多因素，并采取了切實(shí)可行的技術(shù)措施.

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐;運(yùn)行周期;效率

一、循環(huán)流化床鍋爐工作原理及特點(diǎn)固體粒子經(jīng)與氣體或液體接觸而轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃屏黧w狀態(tài)的過程，稱為流化過程。流化過程用于燃料燃燒，即為流化燃燒，其鍋爐稱為流化床鍋爐。

循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡流化床鍋爐技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新爐型，循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)流化風(fēng)速較高 （一般為 4～8m/s），在爐膛出口加裝了氣固物料分離器.被煙氣攜帶排出爐膛的細(xì)小固體顆粒，經(jīng)分離器分離后，再送回爐內(nèi)循環(huán)燃燒。循環(huán)流化床鍋爐可分為兩個(gè)部分：第一部分由爐膛 （快速流化床）、氣固物料分離器、固體物料再循環(huán)設(shè)備等組成，上述部件形成了一個(gè)固體物料循環(huán)回路。第二部分為對流煙道，布置有過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等，與其它常規(guī)鍋爐相近.循環(huán)流化床鍋爐燃燒所需的一次風(fēng)和二次風(fēng)分別從爐膛的底部和側(cè)墻送入，燃料 的燃燒主要在爐膛中完成，爐膛四周布置有水冷壁用于吸收燃燒所產(chǎn)生的部分熱量。爐膛內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的大量煙氣攜帶物料經(jīng)分離器入口加速段加速進(jìn)入分離器，將煙氣和物料。物料經(jīng)料斗、料腿、返料閥再返回爐膛;煙氣自中心筒進(jìn)入分離器出口區(qū)，流經(jīng)轉(zhuǎn)向室、進(jìn)入尾部煙道。鍋爐給水經(jīng)省煤器加熱后進(jìn)入汽包，? 汽包內(nèi)的飽和水經(jīng)集中下降管、分配管進(jìn)入水冷壁下集箱，加熱蒸發(fā)后流入上集箱，然后進(jìn)入汽包 ;飽和蒸汽流經(jīng)頂棚管 、后包墻管 、進(jìn)入低溫過熱器 ，由低過加熱后進(jìn)入減溫器調(diào)節(jié)汽溫 ，然后經(jīng)高過將蒸汽加熱到額定蒸汽溫度，進(jìn)入?yún)R汽集箱至主氣管道。

二 、循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)

1.燃料適應(yīng)性廣，這是循環(huán)流化床鍋爐的重要優(yōu)點(diǎn)。循環(huán)流化床鍋爐既可燃燒優(yōu)質(zhì)煤，也可燃燒劣質(zhì)燃料，如高灰煤、高硫煤、高硫高灰煤、高水分煤、煤矸石、煤泥，以及油頁巖、泥煤、爐渣 、樹皮 、垃圾等。他 的這一優(yōu)點(diǎn)，對充分利用劣質(zhì)燃料具有總大意義。

2.燃燒效率高。國外循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率一般高達(dá) 99%。我國自行設(shè)計(jì)的循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率高達(dá) 95%一99%。該鍋爐燃燒效率的主要原因是燃燒盡率高燃燒優(yōu)質(zhì)煤時(shí)，燃燒效率與煤粉爐相當(dāng)，燃燒劣質(zhì)煤時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐的燃燒率比煤粉爐約高 5%。

3.燃燒污染排放量低 。向循環(huán)流化床內(nèi)直接加入石灰石 ，白云石等脫硫劑 ，可以脫去燃料燃燒生成的SO 。根據(jù)燃料中所含的硫量大小確定加入脫硫劑量，可達(dá)到 90%的脫硫效率。循環(huán)硫化床鍋爐NOx的生成量僅有煤粉爐的1/4—1/3。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 Nox的排量可以控制在300mg/m3以下。因此循環(huán)流化床 是一種經(jīng)濟(jì)、有效、低污染的燃燒技術(shù)。與煤粉爐加脫硫裝置相比，循環(huán)流化床鍋爐的投資可降低 1/4—1/3。

4.燃燒強(qiáng)度高，爐膛截面積小 。爐膛單位截面積的熱負(fù)荷高是循環(huán)流化床鍋爐的另一主要優(yōu)點(diǎn)。其截面熱負(fù)荷約 為 3.5～4.5MW/m2，接近或高于煤粉爐 。同樣熱負(fù)荷下鼓泡流化床鍋爐需要的爐膛截面積要比循環(huán)流化床鍋爐大 2～3倍。

5.負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，負(fù)荷調(diào)節(jié)快當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，只需調(diào)節(jié)給煤量 、空氣量和物料循環(huán)量，不必像鼓泡流化床鍋爐那樣采用分床壓火技術(shù)。也不象煤粉鍋爐那樣，低負(fù)荷時(shí)要用油助燃，維持穩(wěn)定燃燒 。一般而言，循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié) 比可達(dá)（ 4）。

三 、促進(jìn)鍋爐長周期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)措施

合理的燃煤粒徑配比是基礎(chǔ)燃煤粒度過粗 ，燃燒換熱的總面積相對減少，延長燃盡時(shí)間，同時(shí)大量粗顆粒沉積在密相區(qū)床面上，這樣使鍋爐床壓迅速升高，迫使加大排渣量，這樣大量燃燒不完全的底就排出爐膛，使底 渣含碳量明顯增加，同時(shí)增加了排渣系統(tǒng)負(fù)荷 ，也往往使冷渣器 內(nèi)二次燃燒，結(jié)焦。燃煤粒度過細(xì)，送入爐后，在一次風(fēng)的作用下很快飛出密相區(qū)，增加了稀相區(qū)燃燒份額，甚至飛出爐膛時(shí)還 沒有來得及燃盡 ，由于分 離器效率一定，燃 料粒徑 過細(xì)分 離器很難捕捉，這樣造成了飛灰含碳量的增加 ，還容易使屏過、屏再超溫，同時(shí)也使尾部受熱面磨損加劇 ，影 響設(shè)備安全。為了高效燃燒 ，熱值高灰分小 的燃燒粒度應(yīng)大些，熱值低灰分大的燃料粒度應(yīng)小些，同時(shí)粒度大小要有一定的配比才是循環(huán)流化床鍋爐所需要的。入爐煤粒度分布不均，大顆粒進(jìn)入爐膛內(nèi)燃燒后，底渣中大渣多，不易流化 ，且大顆粒渣不好排出，隨著 運(yùn)行時(shí)間增加，床料中大渣越積越多，只能加 大一次風(fēng)量保證流化 ，流化風(fēng)速加大會使受熱面磨損加劇。

及時(shí)做好可行性分析，加強(qiáng)設(shè)備改造及維護(hù)工作 。為使鍋爐的運(yùn)行周期得 以不斷延長。主要進(jìn)行了以下工作：（1）對原煤倉加裝聚乙烯卒木板有效防止堵煤 。（2）對爐內(nèi)水冷壁內(nèi)角打耐火耐磨修補(bǔ)料，解決了爐內(nèi)水冷壁角的磨損問題 。水冷壁 角落區(qū)域 由于相鄰的倆模式壁邊壁層相互重合和影響，使壁面向下流動的固體顆粒因不易擴(kuò)散，物料速 度和濃度較高，同時(shí)流動狀態(tài)受到破壞，物料與水冷壁形成沖刷角度，六角全部敷設(shè)耐磨澆注料，解決了角部 磨損 。（3）對風(fēng)冷冷渣器回風(fēng)口加裝防磨瓦。（4）將 原有的風(fēng)水聯(lián)合冷渣器改為密孔板風(fēng)冷式冷渣器，運(yùn)行情況良好，外加倆滾筒冷渣器，保證了在排渣方面的問題 。（5）將容易腐蝕磨損的低溫段空預(yù)器管改為陶瓷管，既保證了循環(huán)流化床鍋爐的高風(fēng)壓，又避免了鍋爐尾部的低溫腐蝕。（6）將鍋爐二級鏈斗加裝至鍋爐尾部煙道的負(fù)壓吸塵管 ，并進(jìn)行了徹底密封，既改善鍋爐房環(huán)境，又有效保證了鍋爐的出渣 問題 ，將原來的方形鏈斗改為長方形 ，有效增大了 出渣量可以降低二級鏈斗的轉(zhuǎn)速 ，減少了漏灰同時(shí)將 原來 的鏈條改為滾動軸承傳動，降低了鏈條的磨損 。（7）將給煤機(jī)密封風(fēng)由原來的二次風(fēng)改為冷一次風(fēng)供給，并在給煤機(jī) 出口加裝 了密封風(fēng)，在運(yùn) 行中檢修給煤機(jī) 時(shí)，可以較為方便的與燃燒系統(tǒng)隔離 ，有效 防止了給煤機(jī)皮帶燒損事故。 （8）取消原有 的播煤增壓風(fēng)機(jī)，由一次風(fēng)代替播煤? 風(fēng)。（9）增加一次風(fēng)至冷渣風(fēng)聯(lián)絡(luò)管，一 次風(fēng)機(jī)故障時(shí)倆臺冷渣風(fēng)機(jī)可以替代一次風(fēng)，充分增加了設(shè)備的可靠性 。

過程中積極采取措施降低磨損 。（1）循環(huán)流化床鍋爐受熱面的磨損與流經(jīng)其表面的固體物料運(yùn)行形式和速度密切相關(guān) ，爐內(nèi)物料總體循環(huán)形式由鍋爐系統(tǒng)的幾何形狀和各種流動決定 ，流動因素主要包括布風(fēng)板送入的一次風(fēng) 、爐膛中下部送入 的二次風(fēng) 、燃料給入時(shí)的播煤風(fēng) 以及循環(huán)物料流化返料風(fēng)等，在所有入爐風(fēng)量中一次風(fēng)量對磨損速率影響最大 。降低一 次風(fēng)使物料終端速度降低 、循環(huán)倍率降低、煙氣中灰濃度降低 、最終導(dǎo)致磨損降低 。（2）采用高床溫、低床壓的運(yùn)行方式。提高床溫可以使燃料燃盡快時(shí)間縮短、較大程度的將研石燃盡、爐內(nèi)飛灰硬度降低，使磨損降低。低床壓運(yùn)行就 可以降低一 次風(fēng)量使磨損減少，同時(shí)降低風(fēng)機(jī)出口壓力，有效降低廠用電率。（3）適 當(dāng)提高爐膛壓力，維持爐膛出口正壓運(yùn)行。維持爐膛出口壓力在廠家說明書上限 ，不僅可以降低風(fēng)機(jī)耗電量 ，還可 以降低爐 內(nèi)整體? 煙氣流速，減少磨損。

四、總述循環(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 ，通過對水冷壁防磨綜合治理、運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化調(diào)整、提高檢修質(zhì)量、提高管理水平，循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行，明顯減緩了爐內(nèi)水冷壁的磨損，避免了因水冷壁磨損泄露造成的非計(jì)劃停爐事故，有效控制了員工誤操作引發(fā)的非計(jì)劃停爐事故 。