循环流化床锅炉运行优化分析

循环流化床锅炉运行 优化分 析

宋有聪

哈尔滨锅炉厂有限责任公司 黑龙江 150046

摘要：随着经济水平的不断提高，生态环境问题日益受到人们的关注。环保是中国实现可持续发展的一项基本国策。循环流化床锅炉技术是近几年发展起来的一项新技术。循环流化床锅炉（CFB）具有良好的低温燃烧特性，燃烧效率高，负荷调节方便，污染排放小等优点，近年来得到了快速发展，并在电厂生产中得到了广泛应用。但是在实际应用过程中受多种因素的影响，无法充分发挥其优势，尤其在节能方面。所以，如何节约能源，提高锅炉效率，是我们要探讨的问题。

关键词：循环流化床锅炉；磨损；腐蚀；爆管

引言：循环流化床锅炉作为一种节能环保高效的技术，具有低热值燃料高效利用和循环燃烧的特点，它在节能环保方面具有很大的优势，对我国当前的节能低碳具有重要意义。然而，我国循环流化床锅炉的节能还存在许多问题，需要不断优化。

1循环流化床锅炉运行调整的常见问题

1.1设计原因

（1）炉型选择不理想

针对准东煤碱金属含量高、灰熔点低、易结焦沾污的特点，设计选用了引进吸收德国巴高科的中温分离炉型，将主要受热面集中布置在炉膛内，利用燃烧过程中存在的大量固体循环物料不断冲刷受热面，以提高热效率，降低床温，避免床层结焦和水冷壁发生沾污。运行情况表明该炉型起到了上述作用。但此设计带来的负面效应却超出预期，集中表现为炉内蒸发管、过热器等受热面在物料冲刷下频繁出现爆管。

（2）管排设计缺陷

一级蒸发管和三级过热器节距为180ｍｍ，二级过热器、一级过热器、二级蒸发管、高温省煤器节距为90ｍｍ。由于炉内受热面节距变窄，导致后部受热面烟气流速升高；过热器管排缺少夹马固定；管排膨胀量计算不准确；穿墙管直接与水冷壁浇注在一起，膨胀力全部由水冷壁承担，使得管束无法自由膨胀。

3. 防磨设计缺陷

高温省煤器上下段缺少烟气挡板；二级蒸发管四角缺少防磨罩；水冷壁四角防磨效果差；防爆门、人孔门、测点设置过多，容易漏风；采用“Ｖ”型床，风帽数量多，风帽眼对吹磨损严重。

3. 制造安装缺陷

个别密封鳍片与水冷壁焊接时咬边过深；部分浇注料固定不牢；防爆门、人孔门变形，封闭不严；防磨瓦与管壁贴合不良；烟风道漏风，导流板没有做浇筑料。

1.2煤的影响

1. 粒度影响

煤粒度由进厂煤粒度原始分布和筛分、破碎系统决定，该企业只有筛分系统，配套设施不完善，导致入炉煤粒度偏大。入炉煤粒度大，流化效果差，烟气带入旋风分离器的物料少，不能维持正常的返料量，会造成床温高，渣量大、燃烧不完全、锅炉热效率下降；粒度小，能被旋风分离器捕捉到的灰量少，床温高，大量细灰离开锅炉而影响燃尽度，导致除尘阻力增加，锅炉效率下降。适宜的入炉煤粒径为0-10ｍｍ，其中：99％应小于8ｍｍ；50％应在3ｍｍ～5ｍｍ；30％应小于1ｍｍ。前期研究发现：入炉煤粒径在12ｍｍ时，烟气中固体颗粒直径较大，进而加剧磨损；当入炉煤粒径控制在8ｍｍ以下时，磨损量降低一半左右。

2. 碱金属影响

准东煤属于高碱金属煤，结渣及沾污倾向为严重。对炉内检查发现：二级过热器顶部、一级过热器底部沾污最严重，焦块呈铁红色，较硬，腐蚀介质主要为硫酸盐。沾污物引起锅炉管壁腐蚀减薄，同时引起烟气分布不均，形成烟气走廊，加剧磨损。

3. 一次风、二次风的影响

一二次风的分配比例对燃料在炉膛内不同高度区域的燃烧率和固体粒子沿炉高的分布情况有较大影响，对密相区和稀相区温度的分布有调节作用，同时对ＮＯｘ的生成也有影响。通过试验发现：一次风量过剩，二次风量不足，是造成锅炉床温高、烟气流速大的原因之一。降低磨损首先要降低风速并选择合适的风量配比。

2循环流化床锅炉锅炉运行中节能增效策略

2.1充分利用回收锅炉余热

通过燃烧率可以充分反映锅炉节能减排的效果。在锅炉的实际运行中，煤是主要燃料。煤炭的燃烧速度可以直接影响到节能减排，但各种技术的应用直接影响到煤炭的燃烧速度。基于此，在锅炉燃烧过程中，可以采取锅炉余热回收的手段，提高锅炉的运行效率。在锅炉的实际运行中，会产生大量的高压蒸汽，高压蒸汽的热量可以通过再循环回收利用。因此，实际运行和操作中，需要一套智能温度采集系统，以监测锅炉阀门排放和余热泄漏，这样就可以回收了。并在锅炉尾部烟道中增加锅炉受热面，充分利用锅炉燃烧废气温度，有效地利用了锅炉的余热。

2.2合理安排启动时间减少油枪的操作次数，适当安排外床投入时间。在700℃以上时，应保证外床能快速投入使用。外床投运前，应适当增加给煤量，灰渣调节阀开度不宜过大，开度约为15%，以确保床温稳定。机组启动的关键是汽机的配合，要降低起动消耗，缩短起动时间，关键在于合理安排汽机暖缸冲转和带负荷。在锅炉点火后，汽轮机应及时送轴封和真空，开启高低压旁路开始疏水，以保证炉前、汽轮机前蒸汽温度同步升高。在锅炉蒸汽参数满足冲转条件时，可对机组进行冲转。防止因机前温度不符合操作条件而使锅炉持续燃烧，造成机前温度上升的现象。

2.3超强脱硫技术的应用

循环流化床锅炉技术采用不同浓度的送风方式燃烧，燃烧过程中形成氮氧化物，与一般锅炉技术相比，氮氧含量可降低20%左右。随着我国对这方面的逐步重视和锅炉技术的不断完善，超脱硫技术已成为今后循环流化床锅炉技术发展的必要条件。虽然我国锅炉数量占世界绝大多数，但核心技术的发展并不尽如人意，尤其是脱硫技术。随着我国环境问题逐渐提上日程，煤炭脱硫技术已成为当今社会亟待解决的问题之一。我国还将加强对污染物排放标准的严格控制，使空气中二氧化硫含量降至400m3以下。目前，我们总结了传统脱硫技术存在的问题，发现在流化床中加入石灰石的方法更为有效，可进一步促进脱硫技术的发展。

2.4低氧燃烧的方式

从锅炉本身的特点来看，采用低氧燃烧方式，可以使物料具有热循环回路，连续、重复燃烧，物料的燃尽效率大大提高，电耗也有所降低。

3问题解决的措施

3.1针对设计、安装缺陷的措施

增加烟气挡板；人孔、热工测点部位改为向炉外让管并焊密集销钉，浇注高耐磨浇注料，耐磨材料终结处附近的管子上堆焊；在水冷壁稀相区四角部用浇注料将直角改为切角；对返料器重新制作密封；穿墙管加套管后再用浇注料浇注，消除漏风，实施脱硝改造，减少喷氨量。锅炉换管大修，把Ｖ型床改为均压床，风管、风帽全部换型；炉内受热面管束更换并加防磨瓦。

3.2针对煤、风的措施

加强原料供应管理，调整配煤，改善入炉煤粒径和灰分，降低一次风量、每次停炉安排清理挂焦，缓解锅炉沾污挂焦、减缓腐蚀和磨损。

3.3运行及检维修措施控制

锅炉负荷在85％左右，锅炉降温，升温、提负荷速度按规范执行；编制检查表，明确检查区域和内容、制定检查标准，责任到人；专业人员跟踪检修过程；严格按照《火力发电厂焊接技术规程》DL／T 869－2012规定进行检验；执行计划性检修。

结语：锅炉优化调整是一个复杂的过程，调整任何一项主要参数，其它参数都要相应变化，需要综合评价判定；而循环流化床锅炉的特性又比较突出，即使是同一型号锅炉也存在一些差别，这就需要运行人员熟练掌握锅炉设计、构造、特性，以专业知识为基础，以操作规程为指南，不断总结运行控制经验，养成良好的职业素养，才能更好的驾驭所控制的锅炉。

参考文献：

1. 盛增庆.循环流化床锅炉飞灰回燃技术及其应用研究[J].科技风,2019(36):4.

2. 欧阳连燚,王大为.低温省煤器在小型循环流化床锅炉上的应用[J].能源与环境,2019(06):62-63

3. 王大为.浅析循环流化床锅炉在100%BMCR欠氧时的优化运行[J].能源与环境,2019(06):53-54.