楊進超

摘要：我國循環(huán)流化床燃燒技術(shù)已形成獨立的理論體系，但從參數(shù)分類上對大型循環(huán)流化床鍋爐的運行問題和應對措施分析較少。文章介紹了發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐的基本組成，分析了發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐的故障及應對措施，從而使企業(yè)實現(xiàn)低成本、高效益、低污染的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠;循環(huán)流化床;鍋爐;安全

1導言

循環(huán)流化床作為一種清潔燃煤技術(shù)，具有燃料適應性廣、爐內(nèi)脫硫成本低、燃燒效率高等特點，已廣泛應用在工業(yè)鍋爐中。這些工業(yè)鍋爐一般容量較小，用于供熱或供氣。循環(huán)流化床鍋爐運行中，常見的問題有輸送煤過程中出現(xiàn)故障、鍋爐內(nèi)部加熱面長時間損耗、物料流化不均勻及從點火到設備開始工作經(jīng)過的時間過長等。因此，必須對整個循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題所在，對可能出現(xiàn)的問題進行預防，針對一些潛在故障加以維護，實現(xiàn)提前預防、早發(fā)現(xiàn)、快處理，在保證低污染的情況下，使得企業(yè)利益最大化。

2循環(huán)流化床鍋爐特點

2.1循環(huán)流化床鍋爐煤炭燃燒率高

循環(huán)流化床采用的是動態(tài)流態(tài)化燃燒，許多灰粒子在爐內(nèi)進行穩(wěn)定的循環(huán)，而新加入的煤炭資源只占用床料的很小部分，這就使爐內(nèi)的熱量交換較為充分，更好、更高效地讓煤炭預熱和著火。對于未燃燒充分的煤粒子來說，通過反復循環(huán)增加了煤粒子在爐內(nèi)的停留時間使其可以多次參與熱量交換，從而達到充分燃燒的目的。循環(huán)流化床適應原材料性能也比較強，無論是高硫煤、洗中煤還是煤矸石等都可以使其充分燃燒，提高資源的利用率。

2.2循環(huán)流化床鍋爐調(diào)節(jié)性較強

由于灰粒子在循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)進行高溫循環(huán)，儲存的熱量較多，可以使爐內(nèi)的溫度保持在一個平穩(wěn)的水平上，當新煤炭加入后為其迅速預熱和著火提供熱量供應，因此循環(huán)流化床的負荷可以非常低，從而有利于對負荷進行更好的調(diào)節(jié)。當循環(huán)流化床負荷發(fā)生變化時，通過調(diào)節(jié)給煤量和流動速度就可以對負荷進行相應的調(diào)節(jié)。

2.3循環(huán)流化床對環(huán)境污染小

循環(huán)流化床既可以對煤炭進行脫硫，又可以進行脫氮?？梢哉f循環(huán)流化床一個很重要的優(yōu)勢就是可以高效脫硫脫氮，從而達到保護環(huán)境的目的。煤粉爐內(nèi)溫度過高會導致煤焦煤渣過多而影響脫硫脫氮效果，爐內(nèi)溫度過低又會使熱量損失，達不到煤粉充分燃燒的目的。而循環(huán)流化床因其內(nèi)部溫度一般在900℃左右，可以為煤炭脫硫處理提供最合適的溫度，通過加入脫硫劑比如石灰石等，使脫硫效果可以達到90%左右。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)溫度不算太高又采用分級送風，在對煤炭進行燃燒的過程中可以充分抑制氮氧化物的生成。通過這種方式可以有效實現(xiàn)脫硫脫氮，使得對大氣環(huán)境污染減少。

3發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐運行安全問題

3.1設備長期使用老化問題

循環(huán)流化床鍋爐相對于傳統(tǒng)鍋爐來說，其內(nèi)部的燃料粒徑過大，甚至是傳統(tǒng)鍋爐的幾十倍，再加上體積的大小不一，盡管循環(huán)流化床內(nèi)部受熱面采用特殊材料制成，但長期的腐蝕磨損使得整個鍋爐內(nèi)部損耗嚴重。因此在選擇鍋爐材料時，應盡可能選擇低成本、耐高溫、耐撞擊的新型材料，以延長其使用壽命。循環(huán)流化床鍋爐的主要易受損部位包括布風裝置、水冷壁管、屏式過熱器、煙道受熱面等，應盡可能最大程度地降低磨損程度。

3.2設備長期使用老化問題及應對措施

循環(huán)流化床鍋爐相對于傳統(tǒng)鍋爐來說，其內(nèi)部的燃料粒徑過大，甚至是傳統(tǒng)鍋爐的幾十倍，再加上體積的大小不一，盡管循環(huán)流化床內(nèi)部受熱面采用特殊材料制成，但長期的腐蝕磨損使得整個鍋爐內(nèi)部損耗嚴重。因此在選擇鍋爐材料時，應盡可能選擇低成本、耐高溫、耐撞擊的新型材料，以延長其使用壽命。循環(huán)流化床鍋爐的主要易受損部位包括布風裝置、水冷壁管、屏式過熱器、煙道受熱面等，應盡可能最大程度地降低磨損程度。

3.3循環(huán)流化床鍋爐啟動運行時的故障

區(qū)別于傳統(tǒng)鍋爐，循環(huán)流化床鍋爐采用電子點火槍來啟動，通過床上、床下熱煙氣的方式點火。循環(huán)流化床鍋爐啟動運行時的故障有：a）由電子點火槍噴射出熱油燃燒所產(chǎn)生的熱煙氣形成加熱床料，此時，由于溫度急劇增大，鍋爐內(nèi)部的耐熱壁受熱不均勻，從而可能導致脫落。b）向循環(huán)流

化床鍋爐中投放燃料時，對燃料的投入量控制不當，導致鍋爐內(nèi)O2消耗過快，燃燒床溫度過高，從而需要在鼓風口增加鼓風強度來補充鍋爐內(nèi)部O2。但這種處理方式也會產(chǎn)生一系列弊端，比如鼓風量過大使得鍋爐內(nèi)部溫度下降過快進而導致熄火。

4發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐安全運行

4.1對循環(huán)流化床鍋爐的各參數(shù)指標要正確控制

鑒于循環(huán)流化床的構(gòu)造特點和運行方式，其對于風量的要求遠高于傳統(tǒng)的煤粉爐。風量中的氧氣是煤粉進行燃燒的必要條件，控制好床壓、總一次風量、床料厚度是提高循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能降耗能力的有效途徑。對風量的控制要以燃燒中最合適的風煤比為基準來進行。相關(guān)技術(shù)人員要根據(jù)本廠的實際情況科學的計算出相關(guān)指標，在生產(chǎn)過程中嚴加控制。同時在年度大修時，要對鍋爐風量測定元件進行標定。對一次、二次風量以及總風量通過熱質(zhì)式流量計進行準確標定，之后利用修正熱工測量系統(tǒng)對標定結(jié)果進行控制，來達到自動調(diào)節(jié)的精準性。對循環(huán)流化床鍋爐的床溫也要進行控制，通過外置床錐形閥開度來調(diào)整控制床溫在800℃左右，此溫度可以使燃燒更加充分，效率更高，旋風分離器入口煙溫不能過高，否則會使耐火材料損毀。一旦煙溫異常會導致回料錐閥開度兩側(cè)的減溫裝置出現(xiàn)異常，控制好煙溫也可以實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

4.2結(jié)焦問題改善措施

（1）對機組啟動方式進行優(yōu)化，選擇合適的床壓、風量和投煤溫度。

（2）嚴格控制啟動時床溫上漲幅度，保證爐內(nèi)燃燒均勻。燃煤電站鍋爐在啟動階段采用上述措施后，根據(jù)運行情況很少出現(xiàn)爐膛結(jié)焦問題。

4.3啟動故障維護

總結(jié)了一些經(jīng)驗之后，根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐與傳統(tǒng)鍋爐的區(qū)別，制定出一套較為可靠的方案：a）為了使得鍋爐內(nèi)部耐火材料受熱均勻而不至于脫落，結(jié)合循環(huán)流化床鍋爐投放燃料的特點，從常溫下開始加熱，大致需要4～6h鍋爐可達到穩(wěn)定溫度;b）考慮到鍋爐中燃料投放的量及鼓風強度不太好控制，等鍋爐內(nèi)部的整體情況穩(wěn)定后再開始投料，并對內(nèi)部溫度及內(nèi)部O2的濃度進行實時監(jiān)測，根據(jù)不同的情況來設置鼓風強度;c）應結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)進行遠程監(jiān)測及控制，從而有效應對鍋爐點火時的故障。

4.4合理控制鍋爐床溫

除了煤燃料的粒徑外，對于循環(huán)流化床還需要考慮設備安全性及成本等問題對燃燒床溫度進行控制。煤燃料進入循環(huán)流化床鍋爐燃燒之后，被分離出來形成焦炭，而焦炭也是一種可燃物，但其所需要的燃燒溫度較高，一般至少需要達到800℃，焦炭顆粒主要發(fā)生在稀相區(qū)。因此，為了設備的維護，一般會在稀相區(qū)和密集相區(qū)之間安裝一個二次鼓風裝置，但是過大的風量使得稀相區(qū)溫度急劇下降而達不到焦炭所需的燃燒溫度，導致廢渣中含碳量增高。因此，需要適當提高稀相區(qū)的燃燒溫度，但需要控制在1000℃以下，這樣稀相區(qū)的溫度就不會下降太多而導致焦炭消耗不完全，進而有效降低含碳量，并且也在一定程度上保障了設備安全運行。

結(jié)束語

綜上所述，循環(huán)流化床鍋爐作為一種新型環(huán)保型鍋爐，相對于傳統(tǒng)鍋爐來說具有操作簡單、控制調(diào)整方便等優(yōu)點，但要使該鍋爐實現(xiàn)低成本、高經(jīng)濟效益、高安全性還需要一定的改進，使得循環(huán)流化床鍋爐在保障安全的前提下實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。在循環(huán)流化床鍋爐運行時，要利用各種方法來提高資源的利用率，實現(xiàn)其節(jié)能降耗，一方面可以實現(xiàn)火電廠的資源合理配置，另一方面可以促進火電廠穩(wěn)定健康發(fā)展，對循環(huán)流化床節(jié)能降耗的研究意義非常深遠，希望有后來者繼續(xù)對此展開深入研究。

參考文獻：

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