循环流化床锅炉常见的问题与治理研究

陈煌辉

摘要：循环流化床锅炉是近年来发展起来的一种新型炉型，具有很大的优势，但也存在一些问题。根据笔者工作实践，总结了循环流化床锅炉常见的问题，分析其原因，并提出了治理策略。

关键词：循环流化床锅炉 问题 治理

0 引言

循环流化床燃烧技术是一项新兴的燃煤技术。循环流化床锅炉(以下简称CFBB)由于其燃烧适应性广、炉内直接脱硫脱硝、锅炉负荷调节比大、节约能源、热效率高等诸多方面具有的突出优点而日益为热工界所瞩目。循环流化床燃烧技术，在世界范围内的许多领域得到了广泛应用。然而，尽管循环流化床锅炉有这么多的优点，但在运行中还有许多弊端，其原因是多方面的。分析CFBB常见的问题和探讨其治理措施，可以大幅度减少CFBB的故障率，提高使用效率和寿命。

1 水冷壁管磨损

1.1 水冷壁管磨损原因 由于过渡区域沿壁面向下运动的固体物料与炉内向上运动的固体物料方向相反，因而产生局部涡流；沿炉膛壁面向下运动的固体物料在交界区域流动方向改变，冲刷水冷壁。这个区域的磨损不是在炉膛四周均匀发生的，与炉内物料总体流动方式有关。不规则管壁主要是炉墙开孔处的弯管、管壁上的焊缝、耐火材料形成的凸台、炉内的测试元件等。密相区水冷壁与耐火材料交接处的原始设计，要求耐火材料与水冷壁鳍片平滑过渡，但实际施工中很难达到这个工艺要求，使这个部位形成多处凸台，导致严重磨损。炉墙开孔处弯管的磨损严重区域为下部弯管。炉内的测试元件(如测温热电偶)的插入会对物料局部的流动产生较大的扰动，造成热电偶套管和邻近水冷壁管的严重磨损。

1.2 治理策略 采用水冷壁弯管，是目前最为先进的浇注料卫燃带上部水冷壁防磨方法。采用水冷壁弯管(防磨弯)与采用电弧喷涂相结合的防磨措施，应当是目前最佳的水冷壁防磨方法。而采用水冷壁弯管与安装防磨护瓦相结合的防磨方法，是在因存在现场焊接问题的前提下，采取的一种补偿措施。因为电弧喷涂方法具有良好的导热性，喷吐层具有较强的硬度，喷涂层较薄并且能和水冷壁较好的过渡。随着喷涂技术的发展，喷涂工艺的提高，喷层脱落问题会很好的解决。但是，采用喷涂的防磨方法，是在水冷壁管屏不存在凸台、凹坑，管屏平整的前提下，机械焊接能够较好的解决这一问题。因此，需要锅炉制造厂家在设计、制造锅炉时，将防磨弯处的水冷壁管子采用机械焊接成屏，将现在防磨弯处对接焊口整体下移，移至耐火耐磨浇注料以下。这样，对接焊口处即使存在凸台、凹坑，也不存在磨损的问题，弥补了现有条件下喷涂和安装防磨护瓦的不足。解决耐火耐磨浇注料卫燃带上部水冷壁弯管易磨损的问题。

2 锅炉结焦

2.1 原因 CFB运行中结焦的直接原因就是床料局部或整体温度超过灰熔点或烧结温度。当床层整体温度低于灰渣变形温度，由于局部超温而引起的结焦称为低温结焦。低温结焦常在启动和压火时的床层中出现，但也可能出现在高温旋风分离器的灰斗内和外置换热器和返料机构内。避免低温结焦的最好办法是保证床料良好的流化状态，使床温均匀。锅炉在压火期间，床料处于静止状态，如果漏风，便会产生燃烧。由于燃烧产生的热量不能及时被带走而积聚，使局部床料超温而结焦。

高温结焦是指床层整体温度水平较高而流化正常时所形成的结焦现象。当床料中含碳量过高，如不及时调整风量或返料量来控制床温，床温将急剧上升，当超过灰熔点时，便会产生高温结焦。渐进性结焦是运行中较难察觉的一种结焦形式。它是缓慢生长的，此时床温和观察到的流化质量都比较正常。产生渐进性结焦的主要原因是布风系统没计和安装质量不好，给煤粒度超出设计值，运行参数控制不当，风帽错装或堵塞等。

2.2 治理策略 ①改变燃煤的焦结特性，做好人炉煤的搭配，同时要控制煤的粒度在10mm以下，对预防循环流化床锅炉结焦具有明显的实用意义。②在每次锅炉启动前，应认真检查风帽、风室，清理杂物。启动时，认真做好冷态流化试验，确认床层布风均匀，流化良好。③锅炉启动期问，返料装置应充满灰后方可投入，否则风会反窜。点火初期先不投返料风，待底料中的细灰充满返料装置后则应开返料风(一般是点火后半小时)，保证床内有料，否则，床温将难以控制。④点火过程中严格控制进煤量，要控制好温升及临界流化风量。床温达到500℃时可以用脉冲加煤的方式来提高床温，加快启动速度。如果加煤量过多，煤粒燃烧不完全，整个床料含碳量增大，这时一经加大风量，就会猛烈燃烧，床温上升很快，甚至超过灰的软化温度，结果造成整床超温结焦。当床温超过1050℃，虽经减煤加风措施，床温仍然上升，此时必须立即停炉压火，一般待床温低于800℃再启动。⑤运行过程中，应控制床温在允许范围内，运行风量不低于临界流化风量，保持相应稳定的料层厚度，进行合理的风煤配比，保证良好的流化工况，防止床料沉积。⑥认真监测床底部和床中部温差，如果温差超出正常范围，说明流化不正常，若下部有沉积或结渣时，可短时开大一次风，吹散焦块，并打开冷渣管排渣；如不能清除，应立即停炉检修。

3 省煤器磨损

3.1 磨损原因分析 省煤器的边墙管和弯管与竖井烟道两侧墙之间的间隙形成烟气走廊，因阻力较小，烟速较高，所以磨损较为严重。省煤器蛇形管是错列布置的，烟气从空烟道进入管排第2、3层后因截面收缩速度突然提高，导致管排第2、3层较以下各层磨损严重。

3.2 采取的措施 对边墙管各层及所有弯管的内、外侧加装防磨罩。利用停炉检修的机会重点检查上部防磨罩，及时更换厚度超标的防磨罩。

4 排渣困难

4.1 排渣困难原因 冷渣器是CFB安全运行必不可少的辅机设备，目前冷渣器结构形式有滚筒式(旋转性渣器)、链条刮板式冷渣器等。滚筒式冷渣器由头部进渣管、冷渣器本体、尾部排渣管等组成。冷渣器本体由水冷绞龙螺旋排渣机外加动力设施(传输链条及电机)组成，滚筒的旋转速度可控，从而达到控制渣量排放的多少。冷渣器排渣困难主要表现在冷渣器进渣管(即炉膛排灰管)堵塞、冷渣器排渣温度高、冷渣器排灰管堵塞等。

4.2 排渣困难治理策略 在冷渣器进渣管上增设内通冷却水并耐高温和耐磨的锥型阀来调节冷渣器的进渣量，并在进渣管上增设输送吹扫风(用压缩空气)，设定安全运行程序。这样即可控制进渣量，也可防止进渣管的堵塞。运行前，先开冷却水、冷却风；关闭前，先关热渣，后停冷却风、冷却水。

防止冷渣器排渣管堵塞最有效的办法是把排渣管设计成“上小下大，天圆地方”的嗽叭型。“上小下大，天圆地方”相当于一个缩放盒，只要物料由上至下、由小到大流动，通道就越来越宽，物料就会越来越松散，流动性也就越来越好，排渣相应就顺利。而在流化床式冷渣器排渣管上必需加装密封良好的给料机(最好用旋转式带内冷却的给料机)，便于控制排渣量和给各分室建立床压。

参考文献：

[1]周一工.循环流化床锅炉在中国的发展与问题[J].上海电力.2005.4.

[2]刘德昌.循环流化床锅炉运行及事故处理[M].中国电力出版社.2006.

[3]王伟.150t/h循环流化床锅炉存在的问题及改进[J].中氮肥.2006.(2).