張瑞晶++孫海

[摘 要]循環(huán)流化床鍋爐在實際運行過程中，還存在著很多問題需要進行深入研究。鍋爐返料器是循環(huán)流化床鍋爐主要的組成部分之一。在循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用過程中，經(jīng)常會發(fā)生回料器返料不暢的現(xiàn)象。針對循環(huán)流化床鍋爐回料器返料不暢及相關(guān)的優(yōu)化運行調(diào)整，本文作了淺談。

[關(guān)鍵詞]循環(huán)流化床鍋爐 回料器返料不暢 優(yōu)化運行調(diào)整

中圖分類號：TK229.66 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）02-0056-01

一，關(guān)于循環(huán)流化床技術(shù)

循環(huán)流化床鍋爐燃燒是目前世界上公認(rèn)的潔凈煤燃燒發(fā)電技術(shù)最為可行的發(fā)展方向之一，該技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展也是解決我國目前仍以燃煤為主火力發(fā)電提高其發(fā)電效率、并大幅度降低燃煤鍋爐污染物排放滿足我國目前日益嚴(yán)格的環(huán)保要求的有效途徑之一。自上世紀(jì)80年代循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)出現(xiàn)并應(yīng)用于商業(yè)運行以來，該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中顯示出清潔高效的優(yōu)勢優(yōu)勢是目前其它燃燒技術(shù)所無法比擬的。其脫硫過程的主要特點是燃煤與石灰石粉在爐內(nèi)經(jīng)過多次循環(huán)混合從而實現(xiàn)高效脫硫，由于循環(huán)流化床技術(shù)燃燒溫度較低，從而能產(chǎn)效降低NO。的排放，即實現(xiàn)低氮燃燒、并且實現(xiàn)90%左右的脫硫效率。

循環(huán)流化床技術(shù)是國際上20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來的新型燃燒技術(shù)，但實際運行過程中，還存在著很多問題需要進行深入研究。如連續(xù)運行時間較短、啟停次數(shù)較多：燃燒劣質(zhì)煤時不能維持滿負(fù)荷：燃燒效率達不到設(shè)計值；熱工控制系統(tǒng)不完備，儀表配制不合理，測點不足：鍋爐整體密封性差，鍋爐房環(huán)境惡劣；用電高、灰渣含碳量大等。

二、 鍋爐及循環(huán)流化床鍋爐

鍋爐主要由鍋筒、懸吊式全膜式水冷壁爐膛、絕熱式旋風(fēng)分離器、u型返料回路以及后煙井對流受熱面組成。鍋爐的鍋筒、爐膛水冷壁和尾部包覆墻部分均采用懸吊結(jié)構(gòu)。旋風(fēng)分離器和旋風(fēng)分離器出口煙道擱置在鋼架橫梁上；一級省煤器管系通過管夾懸掛在承重梁上，通過省煤器框架爐墻立柱及牛腿結(jié)構(gòu)擱置在鋼架橫梁上；U型回料器和管式空氣預(yù)熱器支撐在鋼架橫梁上。鍋爐爐膛和后煙井包復(fù)過熱器整體向下膨脹，鍋爐在爐膛水冷壁、旋風(fēng)分離器和后煙井設(shè)置三個膨脹中心，每個獨立膨脹的組件之間均有柔性的非金屬膨脹節(jié)連接。鍋爐整體呈左右對稱布置，鍋爐鋼架左右兩側(cè)布置副跨，副跨內(nèi)布置平臺通道、省煤器進口管道、主蒸汽管道、再熱器進口管道和再熱器出口管道。

超臨界循環(huán)流化床鍋爐兼?zhèn)淞薈FB鍋爐高效清潔燃燒、低污染物排放和超臨界蒸汽循環(huán)熱效率高、熱耗低的優(yōu)點，超臨界循環(huán)流化床鍋爐作為下一代循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，其可以得到較高的供電效率，并且以脫硫和脫硝為主要手段的煙氣凈化系統(tǒng)。但循環(huán)流化床鍋爐在實際運行過程中，還存在著很多問題需要進行深入研究。如連續(xù)運行時間較短、啟停次數(shù)較多；燃燒劣質(zhì)煤時不能維持滿負(fù)荷；燃燒效率達不到設(shè)計值；熱工控制系統(tǒng)不完備，儀表配制不合理，測點不足；鍋爐整體密封性差，鍋爐房環(huán)境惡劣；用電高、灰渣含碳量大等。

三、關(guān)于鍋爐返料器及返料特性實驗

鍋爐返料器是循環(huán)流化床鍋爐主要的組成部分之一。煙氣攜帶的灰粒和正在燃燒的煤粒，通過爐膛進入分離器，在分離器內(nèi)大部分固體顆粒被分離下來，經(jīng)返料器又回到爐內(nèi)，而煙氣則通過分離器上部進入尾部受熱面。目前，國內(nèi)外CFB鍋爐的返料器不論成U、J或L型，其回料通道都是一個U型體，U型體下部左右側(cè)配有兩個調(diào)節(jié)閥，左側(cè)為回料風(fēng)閥，開度大，使U型體流化床左側(cè)的顆粒處于強烈流化狀態(tài)；而右側(cè)松動風(fēng)閥開度較小，其調(diào)節(jié)量只要保證U型體內(nèi)流化床右側(cè)的顆粒松動即可。

這樣，使U型體右側(cè)接料腿的顆粒柱處于充氣滑移狀態(tài)；而且料腿中能保持穩(wěn)定高度的顆粒柱且不受負(fù)荷波動影響。由于料腿中這個密相顆粒柱所具有的壓頭比爐膛內(nèi)膨脹度高的相對稀疏顆粒柱所產(chǎn)生的壓頭要高，因此很容易造成顆粒自動地穿過U型體左側(cè)進入爐膛，實現(xiàn)物料可靠的循環(huán)。因此返料器是關(guān)系到鍋爐燃燒、過熱汽溫和負(fù)荷的重要部件。密封返料器位于旋風(fēng)分離器下部，與燃燒室和分離器相連接，回料采用自平衡方式，流化密封風(fēng)大都采用獨立風(fēng)機單獨供給。良好的回料器能保證物料正常通過，并可隨運行的變化進行必要的調(diào)整。但目前不少CFB鍋爐的回料系統(tǒng)運行不正常，回料不暢通，甚至堵塞；有的鍋爐兩臺分離器回灰溫差很大，甚至達數(shù)百度。返料器工作不正常，不能建立正常的物料循環(huán)，便降低了CFB鍋爐的循環(huán)倍率，直接影響爐內(nèi)燃燒和換熱。

三、 鍋爐返料器返料不暢及其特點

鍋爐返料器返料不暢即“回料密封”，就是說返料口位于爐膛正壓區(qū)內(nèi)，爐膛內(nèi)的高壓煙氣將會返竄，造成煙氣短路，從而阻礙正常的飛灰循環(huán)。當(dāng)外循環(huán)灰進入立管中，物料的自重產(chǎn)生的壓力P1大于返料口爐膛內(nèi)的煙氣壓力P2時才能使循環(huán)灰進入到U型閥內(nèi)。但鍋爐剛開始運行時進入U型閥內(nèi)的循環(huán)灰量較少還難以輸送回爐膛內(nèi)，只能在U型閥立管內(nèi)積存，最終U型閥內(nèi)積存一定量的循環(huán)灰量只有當(dāng)P1=P2或P1≥P2時才能建立起良好穩(wěn)定的外循環(huán)物料平衡。當(dāng)U型閥內(nèi)如果在圖中返料立管段存有厚度一定的料層時，在高壓風(fēng)機的作用下，料位膨脹被流化，在回料立管P1≥P2情況下連續(xù)不斷地進入U型閥返回爐內(nèi)，從而建立起良好的外循環(huán)回路，實現(xiàn)其原有的設(shè)計理念，“U型閥屬于自平衡閥，即流出量與進入量自動調(diào)節(jié)”。

返料灰循環(huán)不暢時鍋爐特點主要有三個，分別為：

第一，當(dāng)開始發(fā)生返料不暢時，回料閥風(fēng)室壓力、各料腿風(fēng)量發(fā)生異常變化。一般情況下在鍋爐燃燒工況未發(fā)生變化的情況下，發(fā)生堵塞的回料閥風(fēng)室壓力逐漸升高，料腿風(fēng)量逐漸下降。

第二，當(dāng)回料閥開始堵塞后，由于至爐內(nèi)的回料中斷，鍋爐床壓逐漸下降，床溫將出現(xiàn)異常波動，爐膛差壓降低，汽溫、汽壓將會逐漸下降，鍋爐負(fù)荷無法維持。

第三，當(dāng)回料閥發(fā)生嚴(yán)重堵塞，鍋爐各項參數(shù)無法維持，已無法維持運行，必須立即壓火停爐。

四、 鍋爐返料器返料不暢的優(yōu)化調(diào)整

循環(huán)流化床鍋爐的燃燒調(diào)整是在滿足外界電負(fù)荷需要的蒸汽量和合格的蒸汽品質(zhì)的基礎(chǔ)上，保證鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性，要掌握鍋爐運行的技術(shù)、經(jīng)濟特性，確定鍋爐最佳燃燒方式，從而保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、連續(xù)運行。

（一） 加強燃料管理，盡量避免燃用高灰分、高硫分和熔點低的煤。燃料應(yīng)加強混配煤工作，如差煤的硬度高且密度大，好煤的硬度低密度小燃燒情況會好一些，用高揮發(fā)分煤配煤比例3：7，例如長焰煤或氣煤等，可能2：8就能解決問題。最大限度地降低結(jié)焦的可能性。另外，在旋風(fēng)分離受熱面亦存在燃燒，加之分離器中受熱面受熱情況復(fù)雜，所以合理的傳熱設(shè)計也能減少結(jié)焦。

為防止返料器結(jié)焦，必須嚴(yán)格控制返料溫度，貧煤不大于1050℃，尤其是：首先，放循環(huán)灰時不能過多，以免破壞流化燃燒狀況，造成細(xì)粉抽入循環(huán)回路二次燃燒；其次，當(dāng)返料溫度高停爐時，一定要放凈返料器循環(huán)灰，不致產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象；再次，運行中仍嚴(yán)格監(jiān)視返料器的檢修孔，觀察孔等部位是否嚴(yán)密，否則一旦冷風(fēng)漏入易造成分離器內(nèi)部結(jié)焦；最后，當(dāng)一側(cè)返料器堵塞時必須立即壓火停爐，進行疏通，防止循環(huán)工況破壞后另一側(cè)返料溫度升高，造成結(jié)焦。

（二） 要消除分離器漏風(fēng)

主要應(yīng)采取如下措施：一，分離器外護板焊縫嚴(yán)密，爐墻砌筑磚縫不透風(fēng)；二，系統(tǒng)的觀察孔，測量孔，排放孔，排放孔密封嚴(yán)密。三，避免返料風(fēng)量過小，流化風(fēng)壓不足。根據(jù)循環(huán)返料的要求，合理的調(diào)整好配風(fēng)量，并經(jīng)常檢查返料情況；四，能正確鑒定并嚴(yán)格控制爐膛灰濃度適應(yīng)鍋爐負(fù)荷需要，適時放灰。五，遇有燃用劣質(zhì)煤時，應(yīng)重視并加大放灰力度；六，控制旋風(fēng)筒進口負(fù)壓不超過1000Pa。七，返料器流化風(fēng)帽磨損嚴(yán)重要及時維修更換；八，由于施工質(zhì)量問題，以及運行中的沖刷磨損和報的頻繁啟停，致使旋風(fēng)分離器內(nèi)襯砌體多次出現(xiàn)脫落溫凝土塊和耐火磚塊現(xiàn)象，使返料器無法正常工作，因此施工及檢修期間須細(xì)致嚴(yán)格的檢查筒內(nèi)砌體各部位的情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

參考文獻

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[作者簡介] 張瑞晶（1984—），男，內(nèi)蒙古人，畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，助理工程師，現(xiàn)從事火力發(fā)電廠運行管理工作。