循环流化床锅炉运行弊端及预防措施探析

循环流化床锅炉运行弊端及预防措施探析

郑军

建峰新材料有限公司能通分公司  重庆市 408601

摘要：循环流化床锅炉有着极高的应用价值，本文主要研究循环流化床锅炉的运行弊端，包括磨损问题、炉膛结焦、排渣困难三点，其中磨损问题又分为布风装置磨损、炉膛水冷壁管磨损、炉内与炉顶受热面的磨损等几种，针对各种运行弊端列举了预防措施，以保障循环流化床的安全、稳定运行。期望本文能够为相关工作者带来参考作用。

关键词：循环流化床锅炉；运行弊端；预防

引言：

循环流化床锅炉（Circulating Fluidized Bed Boiler，简称CFB）作为一种燃煤技术，不仅是当今国内能源领域的热门选择，更是在全球范围内受到广泛的关注，其卓越性能和众多优势，使其成为工业和电力企业的首选锅炉。但目前看来，这一锅炉在运行过程中，也存在许多亟待解决的弊端，对锅炉的运行性能产生了影响，有必要进行研究，以保障锅炉的稳定运行。

一、循环流化床锅炉的优势分析

首先，性能高效是CFB锅炉的一大优势。在流化床内，燃料颗粒与空气充分混合，形成高度流动的床层，这不仅使燃料的燃烧变得更为充分，还显著提升了热量传递的效率，能够节省燃料成本并减少二氧化碳排放，这对于能源节约和环境保护具有显著的贡献。

其次，CFB锅炉以其低污染特性而闻名。其燃烧过程主要采用了低温方式，能够降低氮氧化物和硫氧化物的排放量，这一特性在当前全球环境问题日益凸显的背景下，有着重要的价值，使得CFB锅炉逐渐成为清洁能源生产的重要组成部分，有助于保护大气环境，改善酸雨等问题。

另外，CFB锅炉还具有出色的煤种适应性，它可适应不同种类和质量的煤，无论是高硫煤、低热值煤还是混合煤种，CFB锅炉都能够实现稳定运行[1]。这种适应性强的特点，使企业可更加灵活地选择燃料，根据市场波动来进行生产，从而降低生产成本，提高经济效益。

此外，CFB锅炉的脱硫效率也是其值得称赞的一项优势。在锅炉内部，石灰石等吸附剂可与燃烧产生的二氧化硫发生反应，将其有效脱除，减少烟气中的有害物质，确保排放的环保性，同时也减少对环境的不利影响。

最后，CFB锅炉具有长时间的燃料停留特性，床内气体停留时间较长，有助于促进燃料充分燃烧，提高燃烧效率。这一特性能够帮助企业进一步提升能源的应用效益。

二、循环流化床锅炉运行弊端及预防措施

（一）磨损问题

①布风装置磨损

CFB锅炉的布风装置在锅炉内部起着至关重要的作用，它可通过调节空气和燃料的混合比例，确保燃烧过程均匀进行。然而，布风装置长期处于床内颗粒流动的环境中，经常受到颗粒的冲击，从而易引发磨损和损坏等问题。

为预防布风装置磨损问题，技术人员应定期检查布风装置的状态，包括风帽、排渣管等部件，尽早修复或更换磨损部件；可在布风装置的关键部位，添设耐磨材料，以提高其抗磨损性能；运行期间，应适时调整布风装置的操作参数，以减少颗粒的冲击力，延长装置的使用寿命。

②炉膛水冷壁管磨损

CFB锅炉特殊的工作条件，要求炉膛水冷壁管能够承受高温高压，常导致壁管出现磨损、腐蚀，一般多见于炉膛下部耐火耐磨层卫燃带与水冷壁管的过渡区。磨损的壁管不仅会导致渗漏问题，还可能引发严重的爆炸事故。

为预防炉膛水冷壁管的磨损问题，应定期对水冷壁管进行清洗，清除附着在管壁上的积聚物，减少腐蚀和磨损[2]；一旦发现水冷壁管有明显的磨损或腐蚀，应及时更换受损的管道；可考虑在制造水冷壁管时，使用高耐蚀的材料，提高其抗腐蚀性能。

③炉内受热面磨损

在CFB锅炉炉膛内，除布设有水冷壁外，还有可能布设有屏式的再热器、过热器以及水冷延伸墙，由于炉膛内沿壁面下流的固体物料与向上运动的固体物料会产生局部的旋流，这些部件也很容易产生磨损。

为减轻炉内受热面的磨损问题，有必要在受热面的关键部位使用耐磨材料，以增加其抗磨损性能。

④炉顶受热面磨损

炉顶受热面也容易受到高速颗粒的冲击，这会降低其热传导效率。为了减轻炉顶受热面的磨损问题，需要定期检查炉顶受热面的磨损情况，及时更换受损的部件，同时也可考虑使用抗磨损材料来解决类似的问题。

（二）炉膛结焦

炉膛结焦问题，也是循环流化床锅炉运行中常见的问题。在CFB锅炉中，炉膛内的颗粒床温度较高，这种高温环境容易导致燃料和床料中的部分成分在床内结焦，这不仅会降低锅炉的热效率，还可能引发严重的操作和安全事故[3]。为了有效预防和解决炉膛结焦问题，有必要采取如下措施：

①控制床温：炉膛结焦通常与床温过高有关。在CFB锅炉中，过高的床温会导致床内颗粒聚集并粘结在炉膛壁上，形成焦渣。为了防止这种情况发生，操作人员必须精确地控制床温，确保其在安全范围内，这可通过调整床内气体流速、添加新鲜床料或减少燃料供给来实现。

②定期清洗炉膛：通过定期清洗炉膛，可清除积聚的颗粒，减少结焦的机会。在清洗床内时，需要进行停机操作，这会影响企业的生产连续性，但这是确保锅炉长期稳定运行的关键之举，必须引起重视。

③使用抗结焦添加剂：抗结焦剂可用于降低炉膛结焦的程度。这些添加剂通常可混入燃料中，通过改变燃料的化学性质来减少焦渣的生成。抗结焦添加剂可以包含各种化学物质，如碱金属化合物和硫化物，它们可改善燃料的燃烧特性，减少结焦问题的发生。

④使用合适的床料：不同类型的床料具有不同的耐高温和抗结焦性能。通过选择适合的床料，可减少床内结焦的风险。此外，床料的粒度和形状也会影响床内的气固流动特性，因此需要仔细考虑对床料的选择。

⑤定期检查和维护：定期检查和维护CFB锅炉的各个部件，也是防止炉膛结焦的关键步骤。针对床料供给系统、气体分布系统、喷嘴和喷射器等关键组件，必须进行定期检查，以确保其正常运行，对于受损的部件，必须及时更换[4]。

（三）排渣困难

在CFB锅炉中，床内颗粒床会高速地流动，这使得固体颗粒与床内燃料或废物混合均匀，导致排渣相对复杂，因为床内颗粒的流动性会影响废渣的排出。为了解决排渣困难的问题，应采取如下措施：

①装设控制阀：为了更好地控制排渣速度，可在冷渣器进渣管上增设控制阀。这样做的好处是可以根据实际需要，调整排渣速度，防止过快或过慢地排渣，确保废渣的正常排出。一般来讲，建议使用耐高温、耐磨的锥形阀，这可防止管道堵塞。

②防治排渣管堵塞：排渣管容易出现颗粒堵塞的问题，严重影响锅炉的正常运行。为了防治排渣管堵塞，应定期对排渣管进行清洗，清除其中的颗粒积聚物，以确保排渣畅通；可在排渣管道上设置振动器或防堵设备，以防止颗粒积聚和堵塞；通过调整床内的操作参数，如床温、床压等，可影响床内颗粒的流动性，从而减少颗粒堵塞的可能性。

结语

总而言之，循环流化床锅炉作为一种高效、环保的燃煤技术，在能源领域具有广阔的应用前景。然而，在实际运行中，它也面临着一些运行弊端，如锅炉磨损、炉膛结焦和排渣困难等问题。为了保障CFB锅炉的稳定、高效运行，必须采取相应的预防措施，如定期维护和清洗锅炉、控制床温、使用抗结焦添加剂、增设控制阀等。只有充分认识并解决这些问题，才能更好地发挥循环流化床锅炉的优势，为工业生产和环境保护做出贡献。

参考文献

[1]曹洋如,龚炳林.循环流化床锅炉的结焦分析及防范措施[J].中国井矿盐,2022,53(06):31-33.

[2]张毅.循环流化床锅炉经济稳定运行探讨[J].天津化工,2022,36(05):96-99.

[3]何奇.第三代CFB循环流化床锅炉技术[J].大众标准化,2022(04):123-126.

[4]刘强.循环流化床生物质直燃锅炉运行问题与设计优化[J].工业锅炉,2019(06):19-22.