关于循环流化床锅炉应用与改进
作者： 石昱
| 新疆西部明珠工程建设有限公司 新疆 克拉玛依白碱滩区 834008） 摘 要：笔者通过实际工作经验，总结了现行循环流化床锅炉的使用效果，分析了循环流化床锅炉需要改进的地方，并结合大量文献资料，提出了改进的实际措施与对策。 关键词：循环流化床锅炉 ； 磨损 ；排渣管 ； 堵塞 。 循环流化床锅炉是近十几年发展起来的一项高效、低污染清洁燃烧技术。具有燃烧效率高、煤种适应性广、烟气中有害气体排放浓度低、负荷调节范围大、灰渣可综合利用等优点。华电内江高坝电厂于1996年9月从芬兰奥斯陆公司（现美国福斯特•惠勒公司）引进投产了国内第一台100 MW CFB锅炉，该锅炉的顺利运行为国产化CFB锅炉提供了有利条件。 至今，全国已有数十台CFB锅炉在江西分宜、河南新乡、四川宜宾、山东华盛等电厂建成投产。这些国产化锅炉的建成和投产，标志着中国的CFB锅炉已经进入稳步发展阶段。循环流化床锅炉的应用越来越受到相关部门和人员的重视和关注，2004年中国城镇供热协会技术委员会的全体会议，以研讨“热源”方面的问题为主，而循环流化床锅炉在集中供热中的应用问题，是重点课题之一。 一、循环流化床锅炉工作原理： 固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其炉子称为流化床锅炉。 循环流化床锅炉是在鼓泡流化床锅炉技术的基础上发展起来的新炉型，它与鼓泡床锅炉的最大区别在于炉内流化风速较高（一般为4～8m/s），在炉膛出口加装了气固物料分离器。被烟气携带排出炉膛的细小固体颗粒，经分离器分离后，再送回炉内循环燃烧。循环流化床锅炉可分为两个部分：第一部分由炉膛（快速流化床）、气固物料分离器、固体物料再循环设备和外置热交换器（有些循环流化床锅炉没有该设备）等组成，上述部件形成了一个固体物料循环回路。第二部分为对流烟道，布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等，与其它常规锅炉相近。循环流化床锅炉燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成，炉膛四周布置有水冷壁用于吸收燃烧所产生的部分热量。由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。循环流化床燃烧锅炉的基本技术特点：(1)低温的动力控制燃烧。(2)高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程。(3)高强度的热量、质量和动量传递过程。 二、循环流化床锅炉的使用效果 1、运转设备少。35t/h、75t/h循环流化床锅炉只有3台风机和给煤机，240t/h炉有5台风机、4台给煤机，较抛煤机链条炉省去了故障频繁的炉排部分，为设备稳定运行创造了条件，若筑炉部分不出现故障，检修的工作量较其他炉型大大减少，维修费用大大降低。 2、操作简单，运行稳定。目前已投运的各种容量及参数的循环流化床锅炉来说，从点火启动、运行操作到压火备用和事故处理，在技术上都比较成熟，许多使用单位都积累了丰富的经验。只要保证不间断给煤、炉膛料差稳定，控制好炉膛温度，循环流化床锅炉即可在50—110%的负荷下安全稳定运行。 3、效率高。循环流化床锅炉的固体可燃烧效率可达95%以上，大大减少了固体不完全燃烧热损失，热效率超过85%，这是抛煤机链条炉无法比拟的。 三、循环流化床锅炉需要改进的主要地方 1、关于磨损问题。虽然循环流化床锅炉对防止磨损问题做了多方面的改善，但仍为普遍遇到的问题，有的还十分严重，如某一供热站的两台35 t/h循环流化床锅炉，采用光管重型炉墙，密封性很差，漏灰、漏风严重，炉墙裂纹。旋风分离器局部衬砖脱落，导致烧损和磨损严重，生产条件十分恶劣。现在锅炉厂一般都采用膜式水冷壁轻型炉墙，炉墙不严密甚至纹裂的情况已基本得到解决，而旋风分离器本身的磨损及受热面的磨损问题仍常发现。炉内埋管是磨损最严重的部位。 2、关于结渣问题。调查中发现有些单位也发生过床层或返料系统结渣，这与返料系统（分离器、返料立管及返料阀）结构有关，和运行操作有关。 四、循环流化床锅炉需要改进对策 1、解决磨损。①膜式水冷壁的磨损防护。后膜壁两侧夹角处卫燃带上部最容易发生磨损，为解决卫燃带上部的磨损，我们采取了多项防磨措施，根据一些单位提供的情况和资料介绍，采取了喷涂金属粉末的办法，以增加其表面的抗磨性。铁铝瓷防磨护瓦，拟扣在膜壁上，起保护膜壁、分离细灰的作用，但有些护瓦不能紧贴膜壁，使细灰从缝间流过仍对膜壁造成磨损。经过分析试验，可以自行设计制造了一种小盖瓦，使其能紧紧贴住膜式壁，将贴壁下降流的细灰分离，从而起保护作用。②高温过热器的磨损防护。高温过热器的磨损部位在上段约800mm的范围内，分析原因主要是烟气从中心筒垂直出来，向后转弯时，因为惯性作用使大部分烟气及携带的颗粒从高温过热器上部经过，造成磨损。为此我们在高温过热器之前顶部浇注一道耐磨混凝土梁，以使烟气能适当改变方向，另外，在其可能受冲刷的直管段迎风面，加上铁铝瓷防磨护瓦，防止冲刷磨损。③省煤器的磨损。省煤器为蛇形光管，上护不锈钢护瓦，其磨损主要集中在其入口靠炉前部位，其主要原因是因为烟气偏流所致。另外，由于省煤器布置相对密集，烟气流通面积小，流速快，加剧磨损。锅炉大修时，在不减少水侧流通面积的情况下，减少省煤器组数，增加烟气流通面积，从而减少烟气对省煤器的磨损。④选用煤种，减轻锅炉磨损。循环流化床锅炉是作为燃用劣质煤的项目开发研制的，对不同煤种有较好的适应性，但在实际运行中，不能一味地选用价廉质劣的煤种，因为劣质煤的灰分较大，会加大锅炉的磨损。实际运行中应对燃煤的粒度、硬度、固定碳、发热值等指标进行比较，尽量不选用劣质煤。 2、排渣管堵塞采取的措施①渣管设计和施工时应消除设计角度偏差，考虑材料的膨胀间隙。施工时注意排渣管内部 耐磨材料浇筑质量，使排渣管内部平滑。②锅炉点火时应对排渣口进行吹扫，清除排渣管内的杂物；炉内浇筑料选择既耐磨又具有 较强结合强度材料,在耐火材料的养护阶段注意耐火材料的养护，防止炉内浇注料脱落；运 行人员加强对锅炉运行参数的控制，有效地抑制炉膛内结焦；设计方便对排渣口结焦进行疏 通的捅灰口，出现堵塞应及时安排人员进行疏通。③对采用阶梯板的排渣口和用压缩空气进行进渣的排渣管，应及时排掉阶梯板内的积灰。 |