浅谈提高循环流化床锅炉运行周期的措施

摘 要：循环流化床锅炉是近几年在我国发展起来的一种新型燃烧设备，而循环流化床燃烧技术的发展更是突飞猛进。在环保要求日趋严格的今天，循环流化床锅炉已成为当前最有前景的燃烧设备，作者根据多年的工作实践，总结了影响循环流化床锅炉长周期运行的诸多因素，并采取了切实可行的技术措施。

关键词：循环流化床锅炉；运行周期；效率

一、循环流化床锅炉工作原理及特点

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，其锅炉称为流化床锅炉。

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，循环流化床锅炉炉内流化风速较高（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、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。炉膛内燃烧所产生的大量烟气携带物料经分离器入口加速段加速进入分离器，将烟气和物料。物料经料斗、料腿、返料阀再返回炉膛；烟气自中心筒进入分离器出口区，流经转向室、进入尾部烟道。锅炉给水经省煤器加热后进入汽包，汽包内的饱和水经集中下降管、分配管进入水冷壁下集箱 ，加热蒸发后流入上集箱，然后进入汽包；饱和蒸汽流经顶棚管、后包墙管、进入低温过热器，由低过加热后进入减温器调节汽温，然后经高过将蒸汽加热到额定蒸汽温度，进入汇汽集箱至主气管道。

二、循环流化床锅炉的优点

1. 燃料适应性广，这是循环流化床锅炉的重要优点。循环流化床锅炉既可燃烧优质煤，也可燃烧劣质燃料，如高灰煤、高硫煤、高硫高灰煤、高水分煤、煤矸石、煤泥，以及油页岩、泥煤、炉渣、树皮、垃圾等。他的这一优点，对充分利用劣质燃料具有总大意义。

2. 燃烧效率高。国外循环流化床锅炉的燃烧效率一般髙达99%。我国自行设计的循环流化床锅炉燃烧效率髙达95%-99%。该锅炉燃烧效率的主要原因是燃烧尽率高。燃烧优质煤时，燃烧效率与煤粉炉相当，燃烧劣质煤时，循环流化床锅炉的燃烧率比煤粉炉约高5%。

3. 燃烧污染排放量低。向循环流化床内直接加入石灰石，白云石等脱硫剂，可以脱去燃料燃烧生成的SO2。根据燃料中所含的硫量大小确定加入脱硫剂量，可达到90%的脱硫效率。循环硫化床锅炉NOx的生成量仅有煤粉炉的1/4-1/3。标准状态下Nox的排量可以控制在300mg / m3 以下。因此循环流化床是一种经济、有效、低污染的燃烧技术。与煤粉炉加脱硫装置相比，循环流化床锅炉的投资可降低1/4-1/3。

4. 燃烧强度高，炉膛截面积小。炉膛单位截面积的热负荷高是循环流化床锅炉的另一主要优点。其截面热负荷约为3.5～4.5MW/m2，接近或高于煤粉炉。同样热负荷下鼓泡流化床锅炉需要的炉膛截面积要比循环流化床锅炉大2～3倍。

5.负荷调节范围大，负荷调节快。当负荷变化时，只需调节给煤量、空气量和物料循环量，不必像鼓泡流化床锅炉那样采用分床压火技术。也不象煤粉锅炉那样，低负荷时要用油助燃，维持稳定燃烧。一般而言，循环流化床锅炉的负荷调节比可达（3～4）。

三、促进锅炉长周期、安全、稳定运行的技术措施

1.合理的燃煤粒径配比是基础

燃煤粒度过粗，燃烧换热的总面积相对减少，延长燃尽时间，同时大量粗颗粒沉积在密相区床面上，这样使锅炉床压迅速升高，迫使加大排渣量，这样大量燃烧不完全的底渣就排出炉膛，使底渣含碳量明显增加，同时增加了排渣系统负荷，也往往使冷渣器内二次燃烧，结焦。

燃煤粒度过细，送入炉后，在一次风的作用下很快飞出密相区，增加了稀相区燃烧份额，甚至飞出炉膛时还没有来得及燃尽，由于分离器效率一定，燃料粒径过细分离器很难捕捉，这样造成了飞灰含碳量的增加，还容易使屏过、屏再超温，同时也使尾部受热面磨损加剧，影响设备安全。为了高效燃烧，热值高灰分小的燃烧粒度应大些，热值低灰分大的燃料粒度应小些，同时粒度大小要有一定的配比才是循环流化床锅炉所需要的。

入炉煤粒度分布不均，大颗粒进入炉膛内燃烧后，底渣中大渣多，不易流化，且大颗粒渣不好排出，随着运行时间增加，床料中大渣越积越多，只能加大一次风量保证流化，流化风速加大会使受热面磨损加剧。

2.及时做好可行性分析，加强设备改造及维护工作。为使锅炉的运行周期得以不断延长。主要进行了以下工作：（1）对原煤仓加装聚乙烯衬板有效防止堵煤。（2）对炉内水冷壁内角打耐火耐磨修补料，解决了炉内水冷壁角的磨损问题。水冷壁角落区域由于相邻的俩模式壁边壁层相互重合和影响，使壁面向下流动的固体颗粒因不易扩散，物料速度和浓度较高，同时流动状态受到破坏，物料与水冷壁形成冲刷角度，六角全部敷设耐磨浇注料，解决了角部磨损。（3）对风冷冷渣器回风口加装防磨瓦。（4）将原有的风水联合冷渣器改为密孔板风冷式冷渣器，运行情况良好，外加俩滚筒冷渣器，保证了在排渣方面的问题。（5）将容易腐蚀磨损的低温段空预器管改为陶瓷管，既保证了循环流化床锅炉的高风压，又避免了锅炉尾部的低温腐蚀。 （6）将锅炉二级链斗加装至锅炉尾部烟道的负压吸尘管，并进行了彻底密封，既改善了锅炉房环境，又有效保证了锅炉的出渣问题，将原来的方形链斗改为长方形，有效增大了出渣量，可以降低二级链斗的转速，减少了漏灰同时将原来的链条改为滚动轴承传动，降低了链条的磨损。（7）将给煤机密封风由原来的二次风改为冷一次风供给，并在给煤机出口加装了密封风，在运行中检修给煤机时，可以较为方便的与燃烧系统隔离，有效防止了给煤机皮带烧损事故。（8）取消原有的播煤增压风机，由一次风代替播煤风。（9）增加一次风至冷渣风联络管，一次风机故障时俩台冷渣风机可以替代一次风，充分增加了设备的可靠性。

3.过程中积极采取措施降低磨损。（1）循环流化床锅炉受热面的磨损与流经其表面的固体物料运行形式和速度密切相关，炉内物料总体循环形式由锅炉系统的几何形状和各种流动决定，流动因素主要包括布风板送入的一次风、炉膛中下部送入的二次风、燃料给入时的播煤风以及循环物料流化返料风等，在所有入炉风量中一次风量对磨损速率影响最大。降低一次风使物料终端速度降低、循环倍率降低、烟气中灰浓度降低、最终导致磨损降低。（2）采用高床温、低床压的运行方式。提高床温可以使燃料燃尽时间缩短、较大程度的将矸石燃尽、炉内飞灰硬度降低，使磨损降低。低床压运行就可以降低一次风量使磨损减少，同时降低风机出口压力，有效降低厂用电率。（3）适当提高炉膛压力，维持炉膛出口正压运行。维持炉膛出口压力在厂家说明书上限，不仅可以降低风机耗电量，还可以降低炉内整体烟气流速，减少磨损。

四、总述

循环流化床锅炉作为一种高效、低污染的新型锅炉，采用流态化循环燃烧，通过对水冷壁防磨综合治理、运行参数优化调整、提高检修质量、提高管理水平，循环流化床锅炉已经实现了长周期安全稳定运行，明显减缓了炉内水冷壁的磨损，避免了因水冷壁磨损泄露造成的非计划停炉事故，有效控制了员工误操作引发的非计划停炉事故。

参考文献

[1]张振保，循环流化床锅炉磨损分析及预防[C]，化工设计及通讯，2011.

[2]刘磊，赵建军.300MW循环流化床锅炉长周期运行措施，能源技术，2008，29（6）.

[3]郝继红，李建峰编著.循环流化床锅炉磨损机理及防治[M]，北京：中国电力出版社，2008.

[4]于临秸，锅炉运行[M]，北京：中国电力出版社，2006.

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