摘 要： 本文分析了330MW循環(huán)流化床鍋爐四管泄漏的原因，并提出了相應(yīng)的對策。
　　關(guān)鍵詞： 330MW CFB 鍋爐 四管泄漏 原因 應(yīng)對措施
　　
　　1.前言
　　循環(huán)流化床（CFB）鍋爐是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的高效率、低污染、高操作靈活性和良好綜合效益的燃煤技術(shù)，循環(huán)流化床鍋爐具有很強的燃燒適應(yīng)性，可廣泛應(yīng)用于燃用劣質(zhì)燃料及常規(guī)原煤（無煙煤、貧煤、煙煤、褐煤）、煤礦洗選下來的煤研石、洗中煤和煤泥等。
　　CFB鍋爐燃燒方式是一種介于煤粉爐懸浮燃燒和鏈條爐固定燃燒之間的燃燒方式，即通常所講的半懸浮燃燒方式。所謂的流態(tài)化是指固體顆粒在空氣的作用下處于流動狀態(tài)，從而具有許多流體性質(zhì)的狀態(tài)。在CFB鍋爐爐內(nèi)存在著大量的床料（物料），這些床料在鍋爐一次風(fēng)、二次風(fēng)的作用下處于流化狀態(tài)，并實現(xiàn)爐膛內(nèi)的內(nèi)循環(huán)和爐外的外循環(huán)，從而實現(xiàn)鍋爐不斷地往復(fù)循環(huán)燃燒。CFB鍋爐獨特的燃燒方式造成其發(fā)生四管泄漏的機率多于煤粉爐。
　　2. 330MW CFB機組簡介
　　國產(chǎn)330MW CFB鍋爐是最初采用AL STOM公司的引進技術(shù)設(shè)計和制造的。鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)、單鍋筒、平衡通風(fēng)的循環(huán)流化床鍋爐，可燃用無煙煤、矸石等劣質(zhì)燃料。鍋爐以最大連續(xù)負荷（即BMCR工況）為設(shè)計參數(shù)，鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為1025t/h;機組電負荷為330MW（即額定工況）時，鍋爐的額定蒸發(fā)量為943.8t/h。爐膛、分離器、回料閥和外置式換熱器構(gòu)成了循環(huán)流化床鍋爐的物料熱循環(huán)回路，煤與石灰石在燃燒室內(nèi)完成燃燒及脫硫反應(yīng)，產(chǎn)生的煙氣分別進入4個分離器，進行氣固兩相分離，經(jīng)過分離器凈化過的煙氣進入尾部煙道。分離器分離下來的高溫物料一部分直接返送回爐膛，另一部分進入外置式換熱器，外置換熱器入口設(shè)有錐型閥，通過調(diào)整錐型閥的開度來控制外置換熱器和回料閥的循環(huán)物料分配。
　　3. 330MW CFB鍋爐四管泄漏原因分析
　　過熱器、再熱器的超溫爆管，水冷壁、省煤器的磨損爆管，耐磨耐火材料的大面積脫落，回料系統(tǒng)的堵塞、錐閥卡澀、膨脹節(jié)泄漏等是目前300MW CFB鍋爐出現(xiàn)主要問題。但最為突出的問題還是四管泄漏，一旦發(fā)生四管泄漏后將造成長時間停爐檢修，極大影響了鍋爐的經(jīng)濟運行。
　　造成330MW CFB鍋爐發(fā)生四管泄漏的原因很多，涉及設(shè)計、制造、安裝、檢修、運行、煤種和管理等諸多方面，而且這些因素又相互作用。因此發(fā)生四管泄漏往往不是單一因素造成的，而是由幾個因素同時存在并相互作用的結(jié)果。CFB鍋爐普遍燃用劣質(zhì)煤，含灰量和含硫量均較高，鍋爐“四管”（水冷壁管、過熱器管、再熱器管、省煤器管）工作在高溫高壓及受煙氣腐蝕和沖蝕的惡劣環(huán)境中，極易產(chǎn)生高溫腐蝕及磨損，致使管壁減薄。鍋爐管壁因高溫腐蝕和物料循環(huán)對受熱面管壁磨損，每年減薄量約1.5mm。鍋爐“四管”減薄后的直接危害是導(dǎo)致鍋爐“四管”泄漏爆管事故。另外，由于330MW CFB鍋爐的結(jié)構(gòu)特點，增加了外置床、高溫物料直接與外置式受熱面接觸換熱發(fā)生磨損，增大了鍋爐發(fā)生“四管”泄漏的機率。
　　4. 降低發(fā)生四管泄漏的應(yīng)對措施
　?。?）控制物料總體循環(huán)量。330MW CFB中受熱面的磨損與流經(jīng)其表面的固體物料運行方式密切相關(guān)，爐內(nèi)物料總體循環(huán)形式是由鍋爐的幾何形狀和各種射流方式所決定，射流主要包括:布風(fēng)板送入的一次風(fēng)、爐膛中部送入的二次風(fēng)，燃料的給入方式，循環(huán)物料多少即床壓，等等。各種不同形式的循環(huán)流化床爐內(nèi)的總體氣固流動形式是完全不同的，因此，受熱面的磨損不同。鍋爐啟動時，當(dāng)床料發(fā)生流化后，確認床壓小于18kPa，風(fēng)燃器入口風(fēng)壓低于25kPa以下，一次風(fēng)量控制在150—250kNm3/h，當(dāng)床壓高時應(yīng)開啟兩側(cè)排渣系統(tǒng)進行連續(xù)排渣，直至床壓正常;機組正常運行時，床壓應(yīng)控制在8—11kPa的正常范圍內(nèi)，風(fēng)燃器入口風(fēng)壓控制在20—25kPa，一次風(fēng)量控制在200—300kNm3/h之間;鍋爐正常運行時，當(dāng)床壓大于11kPa時，投入排渣設(shè)備進行排渣;在機組升降負荷時，及時調(diào)整一次風(fēng)機風(fēng)壓、風(fēng)量偏置，確保床壓穩(wěn)定并控制在規(guī)定范圍內(nèi);鍋爐運行中，安排專人對床壓監(jiān)視的同時，還應(yīng)加強監(jiān)視水冷風(fēng)室壓力并作為床壓參考，避免因床壓測點不準(zhǔn)或因流化風(fēng)量不同造成床壓顯示發(fā)生偏差造成物料多引起磨損增大。
　?。?）過、再熱汽溫的調(diào)整主要靠外置床進料量的多少和減溫水量調(diào)整，另外調(diào)整總風(fēng)量，一、二次風(fēng)的配比及二次風(fēng)上下層風(fēng)量也可輔助調(diào)節(jié)。在保證床溫及過再熱汽溫的前提下，控制減溫水量，減少外置床的進料量，降低流化風(fēng)量，減少物料滑移速度，減小外置床磨損。
　?。?）控制燃料特性。受熱面的磨損量與燃料、床料的直徑大小有關(guān)，直徑小，受熱面所受到的沖腐磨損小。隨著直徑的增加，磨損量增加。機組運行中，粗顆粒較多時，燃煤粒徑的分布達不到循環(huán)流化床爐的要求，物料的循環(huán)量小，粗顆粒將沉浮于燃燒室下部燃燒，造成密相床燃燒的份額過大，爐床將超溫結(jié)焦。運行中，為了避免結(jié)焦，減少給煤量，造成鍋爐的出力達不到要求，為防止粗顆粒沉積而引發(fā)事故，通常采用大風(fēng)量運行，不僅在額定負荷下風(fēng)門大開，而且在低負荷時，也保持風(fēng)門較大的開度。這種大風(fēng)量的運行方式，不僅會引起煙氣量增加，而且會造成揚析量增加，密相床的燃燒份額下降，飛灰的濃度增加。同時，通過對流受熱面的煙速上升，煙氣中粒子的尺寸增大，磨損大，惡性循環(huán)。如果顆粒組中的細顆粒較多，則床層不易建立，密相區(qū)的床溫難以維持，即使能維持密相區(qū)的燃燒溫度，較細的顆粒也將被揚析，加大尾部受熱面的磨損，同時，難以保證煙氣出口的粉塵排放要求。
　　因此，運行中應(yīng)注意控制好風(fēng)量，降低煙氣的流速，控制好床料及燃燒的篩分比，減少灰粒子濃度和粒子的直徑，以減少磨損。
　?。?）通過控制床溫，防止受熱面發(fā)生超溫超壓。床溫的高低直接影響煙氣的溫度和受熱面的溫度，床溫升高，煙氣的溫度和受熱面的溫度升高，反之亦然，從外觀看，床溫的變化對飛灰的磨損性影響不大，但溫度的變化勢必會影響受熱面管壁的溫度，管壁溫度的變化將在很大程度上影響到金屬材料的機械強度，金屬的壁溫升高后，金屬的熱應(yīng)力增加。同時，金屬壁面形成的氧化膜和金屬的熱膨脹系數(shù)不同，以及高溫腐蝕的影響，磨損加劇，長時期高溫運行，磨損的加劇程度更大，所以，運行中一定要限制床溫，不宜過高，更不允許長期的高溫運行，床溫的控制范圍為820—870℃。通過控制床壓可有效控制床溫。機組正常運行時，床壓應(yīng)控制在8—11kPa的正常范圍內(nèi)，當(dāng)床壓小于8kPa時，通過調(diào)整一次風(fēng)量及一次風(fēng)壓進行控制，確保床壓在8kPa以上，避免床溫高引起過、再熱汽超溫，發(fā)生四管泄漏。
　?。?）鍋爐啟動初期投煤時注意給煤著火可能引起汽溫、汽壓快速升高。在正常運行過程中，升降負荷，也應(yīng)控制速度，防止超溫超壓。CFB蓄熱量大，在停爐或壓火時，過、再熱汽超溫超壓，也是四管泄漏的原因之一。
　　
　　參考文獻：
　?。?］岑可法，駱仲泱.循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計及運行.北京:中國電力出版社，1997.
　?。?］由俊坤，王朝偉，王紹輝等.循環(huán)流化床鍋爐磨損問題分析［J］.能源研究與信息，2007，（2）.
　?。?］鄧化凌，王勇，宋云京等.循環(huán)流化床鍋爐快速磨損失效機理［J］.中國電力，2007，（1）.
　?。?］王清臣.循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損原因分析及解決措施［J］.冶金動力，2006，（5）.