吳永昌

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率高、燃料適應(yīng)性廣等優(yōu)越性已得到充分體現(xiàn)，但運(yùn)行中也暴露出許多問題。重點(diǎn)分析煤的粒度對鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響，并提出了相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；流化燃燒；顆粒度

一、煤的粒度對循環(huán)流化床鍋爐的影響

循環(huán)流化床鍋爐按照傳統(tǒng)理論，時間、溫度和湍流度是組織良好燃燒過程的關(guān)鍵。在燃燒溫度下，良好的內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)為燃燒顆粒提供了在高溫下足夠長的停留時間，循環(huán)流化床內(nèi)強(qiáng)烈的氣固混合為良好的燃燒提供了足夠的湍流度。

此鍋爐的燃燒特點(diǎn)是寬篩分的煤粒在適當(dāng)?shù)臍饬髯饔孟?，在床中邊翻騰運(yùn)動邊燃燒，（沸騰燃燒），不同于煤粉鍋爐、層燃鍋爐的燃燒方式。實(shí)踐證明，入爐煤的顆粒度對循環(huán)流化床鍋爐的點(diǎn)火啟動、運(yùn)行控制、燃燒效率、風(fēng)帽及水冷壁受熱面等部件的運(yùn)行均有很大影響。

1煤燃燒的各個階段

（1）干燥和加熱。當(dāng)煤粒被送入流化床后立即被大量不可燃床料包圍，并被加熱至床溫。影響加熱速率因素之一，即為煤的粒度。

（2）揮發(fā)分析出和燃燒。揮發(fā)分析出過程是指煤分解并產(chǎn)生大量氣態(tài)物質(zhì)的過程。

（3）膨脹和一次破碎，焦炭燃燒和二次破碎、磨損。

2 點(diǎn)火啟動

循環(huán)流化床鍋爐的點(diǎn)火過程是指通過某種方式將燃燒室內(nèi)的床料加熱到一定溫度，并送風(fēng)使床料處于流化狀態(tài)，待鍋爐床料加熱至450～500℃時，即可開始向燃燒室中添加少量煤并減少噴油量，當(dāng)床溫升至700℃時，即可關(guān)閉油槍正常給煤運(yùn)行。從鍋爐點(diǎn)火、加煤到正常燃燒是一個動態(tài)過程，這一過程的成敗與流化床底料靜止高度、煤的發(fā)熱量、煤的粒度及配風(fēng)等諸多因素有關(guān)。

從顆粒度來看，底料中要有足夠的細(xì)煤粉作為啟動前低溫階段的著火物料和底料溫升的熱源，細(xì)煤粉燃燒要求小風(fēng)量，既保證點(diǎn)火時床料流化良好，又使煤粉本身及所發(fā)生熱量不被風(fēng)帶走過多。另外，細(xì)煤粉受熱后溫升快，對著火有利，可相應(yīng)縮短加熱到著火溫度的時間，同時也減少了熱風(fēng)損失?？刂坪命c(diǎn)火床底料（底料靜止高度為350～450 mm較為合適），及入爐煤的粒度，可大大減少點(diǎn)火啟動用燃料，節(jié)約能源。

3 鍋爐運(yùn)行及燃燒效率

循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時的基本要求是床料流化正常，床溫維持穩(wěn)定。為此，要保證入爐煤的顆粒度及適當(dāng)?shù)暮Y分比例。運(yùn)行中如有大煤塊大量進(jìn)入流化床，會在床體中沉積形成死滯區(qū)，破壞正常的流化狀態(tài)，使?fàn)t內(nèi)溫度場分布不均勻，造成結(jié)焦而被迫停爐。如細(xì)小顆粒份額過大，會影響分離器效率，大部分細(xì)小顆粒隨著煙氣進(jìn)入布袋除塵器而使回灰減少、床溫升高而帶不上負(fù)荷，造成鍋爐效率下降。循環(huán)流化床鍋爐的安全運(yùn)行要求有良好的燃燒破碎、篩分系統(tǒng)，以保證進(jìn)入流化床的煤粒在要求的顆粒度范圍內(nèi)（一般要求顆粒度為0～13 mm）。否則運(yùn)行時若為減少粒度小煤粒飛逸而減小風(fēng)量，就會影響粒度大煤粒的流化；若為確保粒度大煤粒流化良好而加大流化風(fēng)量，則小粒度煤粒飛逸又會增多，增加鍋爐排煙損失。

4 受熱面設(shè)備的磨損

循環(huán)流化床鍋爐最為突出的問題是受熱面磨損。包括布風(fēng)裝置磨損（風(fēng)帽磨損、爐膛內(nèi)熱電偶磨損）；鍋爐水冷壁管磨損（鍋爐下部敷設(shè)衛(wèi)燃帶和水冷壁管過渡區(qū)域）；不規(guī)則管壁磨損（如穿墻管、彎管）；凸出或凹陷的部位磨損（如焊縫等）；屏式過熱器磨損；煙道內(nèi)受熱面磨損（過熱器、省煤器、空預(yù)器管壁的磨損）。

床溫恒定時，床料平均粒徑增加床料流化所需最小流化風(fēng)量也增加，在一定風(fēng)壓下床料阻力也增大，致使流化狀態(tài)向不良方向移動，加速布風(fēng)板上風(fēng)帽磨損；飛灰損失隨著最小流化風(fēng)量增加而增加，水冷受熱面磨損隨著風(fēng)速的增大而成倍增大，進(jìn)而導(dǎo)致鍋爐泄漏，運(yùn)行周期縮短。

二、實(shí)例分析

我公司目前運(yùn)行的3臺75 t/h循環(huán)流化床鍋爐為低倍率循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐對煤粒度的要求：平均粒徑為0～10 mm，最大粒徑為13 mm，粒徑低于3 mm占60%以上。投運(yùn)初期，鍋爐冷渣器進(jìn)渣管喉部堵灰、排渣管堵灰、床面結(jié)焦時有發(fā)生。停爐檢查發(fā)現(xiàn)堵灰部位及床面有大量直徑約為30 mm的矸石塊，有的甚至達(dá)到40mm。分析原因主要是輸煤除鐵器、篩煤機(jī)、碎煤機(jī)出現(xiàn)故障使大量粒度不等的原煤及部分鐵器進(jìn)入爐膛，造成部分鐵器沉積床面，給煤粒度又過大，床面局部流化不良，由點(diǎn)及面，惡性循環(huán)造成床面結(jié)焦。通過2007～2008年鍋爐停爐原因分析對比，2007年停爐11次，因風(fēng)帽損壞、排渣管堵渣、床面結(jié)焦影響鍋爐運(yùn)行停爐2次，占停爐次數(shù)的18.2%；2007年停爐8次，因風(fēng)帽損壞、排渣管堵渣、床面結(jié)焦影響鍋爐運(yùn)行停爐1次，占停爐次數(shù)的12.5%。與2007年相比下降6個百分點(diǎn)。我公司先后對燃料輸煤除鐵器、篩分系統(tǒng)、碎煤系統(tǒng)采取改造措施，改造后以電廠2號爐為例自2008年11月1日點(diǎn)火啟動到2009年3月30日滿負(fù)荷運(yùn)行150天供暖期結(jié)束，運(yùn)行周期由90天提升至150天以上。

三、結(jié)束語

循環(huán)流化床鍋爐煤種適應(yīng)性廣，但對燃料顆粒度要求也很嚴(yán)格。應(yīng)加強(qiáng)對燃料輸煤除鐵器、篩分系統(tǒng)、碎煤系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，保證供給鍋爐符合設(shè)計要求的燃煤，嚴(yán)格控制煤粒度（平均粒徑為0～10 mm），保障安全生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

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