循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行狀況分析與完善

循環(huán)流化床燃燒技術(shù)作為煤的清潔高效燃燒方式正日益受到人們的重視。從國(guó)外大容量循環(huán)流化床鍋爐的商業(yè)化運(yùn)行成功的實(shí)踐來看，由于循環(huán)流化床鍋爐具有燃燒適應(yīng)性廣燃燒效率高負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好低污染排放標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)大有取代煤粉爐的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)正在建設(shè)的3005級(jí)循環(huán)流化床鍋爐范電站將于2004年在內(nèi)江電廠建成并投入運(yùn)行。河南省也十分重視循環(huán)流化床鍋爐的開發(fā)和建設(shè)。目前正在建設(shè)和已投入運(yùn)行的循環(huán)流化床鍋爐有80余臺(tái)。制造廠家主要有濟(jì)南鍋爐廠哈爾濱鍋爐廠北京巴布科克威爾科克斯有限公司杭州鍋爐廠等，已投入運(yùn)行的最大容量為130=，燃燒降低0排放的原理在于在燃料燃燒的初始階段只將理論空氣量的80！的空氣送入，使燃料在缺氧條件下燃燒，過量空氣系數(shù)0.80.9，燃燒速度及火焰溫度降低，燃料氮將分解生成大量的HCHNHi等，可將部分已生成的N0x分解，從而降低0生成量；在頂部燃盡風(fēng)區(qū)，通入過量的空氣，此時(shí)1.2，使燃料燃燼，此時(shí)由于火焰溫度較低，也不會(huì)生成較多的0，因而總的0生成量是降低的。

　　采用，01分級(jí)燃燒技術(shù)降低鍋爐的氮氧化物排放量，選取適當(dāng)?shù)捻敳咳急M風(fēng)率至關(guān)重要。對(duì)于爐2，由于燃用揮發(fā)份不高灰份較多的貧煤，為了保證著火穩(wěn)定性及煤粉燃盡性能，試驗(yàn)過程中頂部燃盡風(fēng)率頂部燃盡風(fēng)量占全部次風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)僅8！左右，這使得主燃燒區(qū)過量空氣系數(shù)！約為1.0，因此盡管爐2采用了帶，01的低，燃燒技術(shù)，其0排放量仍很高。

　　爐1爐2均采用56燃燒器，由于燃燒器噴出的煤粉氣流分為濃淡兩部分，是種內(nèi)分級(jí)燃燒。在濃側(cè)，由于氧氣不足，煤粉顆粒揮發(fā)份燃燒是低0的，其生成的0等還原性氣體對(duì)隨后的焦碳燃燒所產(chǎn)生的0具有還原作用，在淡側(cè)，其供氧量仍達(dá)不到煤粉完全燃燒所需的化學(xué)當(dāng)量比，焦碳對(duì)已生成的0有定還原作用，故0生成量也會(huì)降低�？傊�，鍋爐采用56燃燒器，當(dāng)燃用貧煤等低揮發(fā)分煤時(shí)有助于著火和穩(wěn)燃，同時(shí)更有利于降低0的生成量。但現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)仍難以達(dá)到6508983的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　3結(jié)論煤質(zhì)對(duì)0生成特性有顯著影響，兩臺(tái)3005貧煤鍋爐現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)明，燃料氮可燃基含量從1.4升高到1.9時(shí)，0生成量約增加兩臺(tái)貧煤鍋爐現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果顯，隨著爐內(nèi)過量氧量的增大，鍋爐0生成量先增加，而后有所降低；實(shí)驗(yàn)明，采用56型燃燒器及001等分級(jí)燃燒可明顯改善氮氧化物排放特性；試驗(yàn)同時(shí)明，對(duì)于貧煤鍋爐米用001分級(jí)燃燒技術(shù)，由于需顧及貧煤的著火穩(wěn)定性及煤粉燃盡性能，分級(jí)燃燒效果不如煙煤鍋爐顯著，故其氮氧化物排放特性的改善受到定限制。

　　返料器溫差401磨損問；鍋爐漏灰問杭州鍋爐廠751998.5月投運(yùn)平頂山尼龍燃燒效率低；中溫分離器收集效率低；爐出口溫度低；燃燒室兩側(cè)煙氣偏差。

　　正在建設(shè)的最大容量為410.從已投運(yùn)的循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行情況來看，總體上是好的，但在運(yùn)行中也暴露出些問。歸結(jié)起來，主要有高溫分離器受熱面爐墻等的磨損問；高溫分離器立管和返料器等結(jié)焦問；床溫和床溫不易控制問等，如1.

　　1分離器受熱面及爐墻磨損的問按照磨損機(jī)理和循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行情況，循環(huán)流化床鍋爐主要磨損部位集中在旋風(fēng)分離器頂部過熱器頂部及靠近后墻省煤器及燃燒室衛(wèi)燃帶上沿部分。如項(xiàng)城熱電公司輝縣化肥廠自備電廠平頂山尼龍66鹽廠許昌熱電廠等均在這些部位存在磨損問。

　　1.1磨損原因及機(jī)理磨損在工程上常被理解為由于機(jī)械原因產(chǎn)生水分高灰分的劣質(zhì)煤，在床內(nèi)要形成強(qiáng)烈的擾動(dòng)，從爐底布風(fēng)裝置出來的空氣流必須具有足夠的速度強(qiáng)度和剛度，才能使流化床上的固體顆粒保持懸浮沸騰狀態(tài)，以保證煤粉顆粒得以充分燃燒。這種相流強(qiáng)烈擾動(dòng)和燃燒時(shí)煙氣中大量的飛灰顆粒以極高的速度沖刷爐壁及其它設(shè)備，使其面受1典型循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行廠家存在的問運(yùn)行廠家制造廠家主要問輝縣市化肥濟(jì)南鍋爐廠35受熱面磨損廠自備電廠1995年投運(yùn)旋風(fēng)分離器磨損項(xiàng)城熱電公濟(jì)南鍋爐廠3575；司19931999年相繼投運(yùn)7臺(tái)輝縣孟莊電濟(jì)南鍋爐廠75林州市電力哈爾濱鍋爐廠主汽溫度偏高，級(jí)過熱器集州市司電力231303.827897，4超溫401；爆燃現(xiàn)象；返料集團(tuán)公司2001.1投運(yùn)溫度難以控制磨損問省煤器過熱器飛灰循環(huán)量控制不易控制，對(duì)床溫影響較大，床溫不易穩(wěn)定。

　　返料機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)情況不太好河南省七里哈爾濱鍋爐廠分離器返料溫度高，對(duì)于煤粒u H3CPC35453.825度大小控制要求嚴(yán)，變化較大崗水泥廠501；1999年10月投運(yùn)時(shí)易結(jié)焦；床溫難以控制；北京巴布科克。威爾科登封電廠集克斯有限公司團(tuán)發(fā)電廠653.827=許昌市熱電濟(jì)南鍋爐廠磨損嚴(yán)重，飛灰可燃物高；許昌市熱電YG753.82M3高溫分離器易出問結(jié)到劇烈的磨損，發(fā)生局部嚴(yán)重破壞，影響鍋爐安全運(yùn)行。

　　研究明，磨損速度主要有以下幾個(gè)因素！

　　煙氣物料流速的影響；文獻(xiàn)1明，磨損量與煙速大。顯然！越大，其磨損速度越快。！值1.

　　煙氣中物料的濃度粒度及硬度，也就是指物料的理化特性；被磨損件的面粗糙度硬度或抗磨性能；物料與被磨損件的相對(duì)運(yùn)行方向，即受力方向。如受熱面的布置方式等。

　　研究者！值古山雪和小村重德菱重工業(yè)公司！3.52煙氣流速=830瓜3！=3數(shù)值計(jì)算浙江大學(xué)1.2防磨技術(shù)與措施根據(jù)以上對(duì)磨損的原因分析，可以看出磨損的主要影響因素是飛灰濃度理化性質(zhì)煙氣流速及受熱面布置等。因此采用的防磨技術(shù)主要分為材料防磨結(jié)構(gòu)防磨和運(yùn)行防磨。

　　材料防磨材料防磨主要是在些耐磨材料上做文章，無論怎樣改進(jìn)，循環(huán)流化床鍋爐磨損問不可避免。因此材料防磨也就顯得非常重要。

　　根據(jù)磨損的部位不同，采用不同的耐磨材料，如在省煤器磨損處可選用的高耐磨板等，沖成弧形蓋板，加護(hù)在易磨損的管子上，收到較好的效果。而在旋風(fēng)分離器回料器尾部煙道等墻體常用金屬耐磨材料，定型的有耐磨硅線石磚鋯鉻剛玉磚氮化硅磚碳化硅磚；不定型的制品有噴涂料耐磨耐火可塑料耐磨耐火搗打料耐磨耐火澆注料等。

　　結(jié)構(gòu)防磨結(jié)構(gòu)防磨主要是對(duì)爐墻的結(jié)構(gòu)或受熱面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，使磨損降低到最小程度。如對(duì)爐墻的磨損般采用拐角處用圓角代替在面加裝防磨套管，在易磨損部位采用加大壁厚，采用形管或方形管，或?qū)κ∶浩鞑捎寐菪�翅片式管等結(jié)構(gòu)。這樣改進(jìn)后，均收到較好的防磨效果，運(yùn)行磨損量大幅下降。

　　運(yùn)行防磨由于磨損量與煙氣流速的！次方式正比，因此在運(yùn)行中應(yīng)注意控制風(fēng)量，降低煙氣的流速，控制床料及煤粒的篩分比，減少灰粒子濃度和粒子直徑，來減少磨損。！回料系統(tǒng)結(jié)渣問運(yùn)行中，高溫旋風(fēng)分離器物料溫度接近于爐膛溫度，達(dá)到800900，可能會(huì)燃燒結(jié)渣。如果返料機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)情況不太好，返料溫度難以控制，分離器返料溫度高最終導(dǎo)致以高溫旋風(fēng)分離器結(jié)渣現(xiàn)象在多家運(yùn)行廠家發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致停爐，而且結(jié)渣極難清除。結(jié)渣發(fā)生的部位可能在旋風(fēng)分離器內(nèi)部立管或返料器部位。如甲廠杭州鍋爐廠生產(chǎn)的75+循環(huán)流化床鍋爐乙廠哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的351循環(huán)流化床鍋爐丙廠濟(jì)南鍋爐廠生產(chǎn)的75+循環(huán)流化床鍋爐等均出現(xiàn)類似問。

　　2.1結(jié)渣原因分析從根本上來說，結(jié)渣主要是進(jìn)入旋風(fēng)分離器合起來，有以下幾個(gè)方面的原因！燃用煤種過大5.2935循環(huán)流化床鍋爐燃用煤種比設(shè)計(jì)煤種含碳量高倍，揮發(fā)分低近半，后期燃燒現(xiàn)象造成結(jié)渣。有時(shí)煤粒過細(xì)造成大量細(xì)顆粒燃料進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離器燃燒，引起分離器結(jié)渣。在運(yùn)行中主床溫度升高，則進(jìn)入旋風(fēng)分離器的煙灰粒子溫度也升高，易形成結(jié)渣；物料循環(huán)系統(tǒng)漏風(fēng)，再燃燒后形成結(jié)渣。般情況下，旋風(fēng)分離器內(nèi)部氧量較小，沒有形成燃燒氛圍，旦有漏風(fēng)現(xiàn)象發(fā)生，則可能引起旋風(fēng)分離器的內(nèi)燃燒現(xiàn)象，造成結(jié)渣；循環(huán)灰太少造成結(jié)渣物料循環(huán)速度放慢，也易引起結(jié)渣；返料器竄氣，引起結(jié)渣。

　　2.2防止措施降低物料溫度，注意控制床溫。

　　42減少物料含碳量，注意對(duì)678鍋爐啟動(dòng)時(shí)返料器內(nèi)物料結(jié)渣。

　　防止竄氣，當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化較大時(shí)或燃料含灰量有較大變化時(shí)，注意控制管內(nèi)料位高度，尤其是對(duì)220+以下中小容量的循環(huán)流化床鍋爐更應(yīng)注意。

　　鍋爐停爐或壓火時(shí)要及時(shí)放掉立管和返料器內(nèi)的物料，防止高溫物料因漏風(fēng)發(fā)生燃燒結(jié)渣事故。

　　嚴(yán)格控制煤的篩分比例。

　　3床溫高及床溫不易控制等問循環(huán)流化床鍋爐為保證有良好的燃燒工況及排污標(biāo)準(zhǔn)，主床溫度般設(shè)計(jì)在850950之間，爐膛出口溫度般在800850之間。運(yùn)行中往往出現(xiàn)主床溫高床溫不易控制的問。

　　當(dāng)床溫升高時(shí)，存在過熱器超溫，如某廠130+循環(huán)流化床鍋爐，由于主床溫度升高，導(dǎo)致過熱器超溫40.為保證鍋爐安全運(yùn)行，不得不減負(fù)荷，重新調(diào)整床溫汽溫，正常后再帶負(fù)荷，負(fù)荷經(jīng)常發(fā)生波動(dòng)，造成汽輪機(jī)帶不上負(fù)荷，影響機(jī)組的出力。

　　3.1原因分析運(yùn)行中主床溫度較高，不易控制的主要原因分析如下料層薄，煤在料層中所占較高；煤的粒度大，集中在床面上，使次風(fēng)吹不起來，無法形成爐膛燃燒；飛灰循環(huán)差，沒有足夠的灰返回爐膛冷卻床溫。

　　3.2采取措施盡量保證料層厚度，必要時(shí)可采用加煤矸石或爐灰的辦法；另外要保證物料粒徑盡量與設(shè)計(jì)值致或不要變化太大。

　　注意控制循環(huán)物料量，當(dāng)主床溫度升高時(shí)，要加大循環(huán)灰量。

　　鍋爐負(fù)荷變化時(shí)要調(diào)整給煤次風(fēng)保持最佳風(fēng)煤比，控制床溫。

　　4結(jié)論9.要注意研究磨損問，從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)入手，搞好結(jié)構(gòu)防磨材料防磨，運(yùn)行廠家要做好運(yùn)行防磨……研究高溫旋風(fēng)分離器運(yùn)行可靠性，防止運(yùn)行中結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生，特別要注重啟動(dòng)停爐煤種變化時(shí)結(jié)渣的現(xiàn)象發(fā)生。