浅谈型号UG—75t/3.82MPa—M41循环流化床锅炉

张芳芳

【摘 要】 就现在的国内市场有各种型号的循环流化床锅炉投入了运行和使用，但是自动控制方面水平跟国外来比还是比较低的，特别是在其燃烧系统的控制上，很难实现其应有的高性能指标。本文通过笔者多年的运行经验对该炉进行分析优化，提高了锅炉的效率。

【关键词】 循环流化床锅炉  影响  改造  效率

许多传统的燃煤锅炉所没有的优点是循环流化床锅炉具有的：燃烧效率高、燃料适应性广、燃烧效率高、组织炉内脱硫、负荷调节性能好等，它很好地解决了能耗高、污染重等一系列问题，目前在很多发达国家这种炉型的应用已经很广泛。循环流化床的燃烧机理十分复杂，它包括一系列基础研究课题。燃烧温度受多种因素的影响，并与其它系统有着复杂的耦合关系，而且系统具有很强的时变性。

1 影响流化床锅炉飞灰含碳量的主要因素

（1）影响飞灰含碳量的因素有煤种、床内温度、燃烧时间、氧气浓度。焦炭燃烧过程中发生的爆裂、磨损、失活等行为与煤种有关，对循环流化床锅炉飞灰碳燃尽有很大影响。

（2）飞灰含碳量与煤种强烈相关，可以用单位热值对应的干燥无灰基挥发分质量作为煤反应性指标来判断循环流化床锅炉的飞灰含碳量。燃料热值中挥发份的含量越太，越有利于焦炭颗粒的燃尽。

（3）床温越高反应速率越快，燃烧温度越高越有利于降低灰的含碳量。在一定的温度下，碳颗粒的燃尽时间随粒径的增大而延长。而相同的粒径下，温度越高，碳粒所需的燃尽时间越短。

（4）过量空气的增加意味着氧浓度的提高。合理的二次风位置及风配比可以强化炉内扰动，增加气流的穿透力，使得炉内物料混合更加充分，也使炉膛上部燃烧更加完全。飞灰含碳量随床压下降明显降低，但会稍微提高排渣的含碳量。改进飞灰含碳量高的方法有增加循环流化床的高度和旋风筒的分离效率，改变过量空气系数等。

2 合理的风匹配

循环流化床锅炉运行中，一次风作用是保证物料处于正常流化状态，并为燃料燃烧提供部分氧气，二次风的作用是补充燃烧所需氧气，同时起扰动作用，加强气-固相混合，改变炉内物料分布，锅炉设计一次风额定风量为65225m2/h，二次风额定风量为43483m2/h，一、二次风比为3：2。三台锅炉运行初期，由于经验不足，一次风量偏大，形成后部燃烧，返料温度较高（980℃左右）， 负荷70～73t/h，而且升降负荷速度较慢，无法实现低负荷运行。经几年的摸索，目前一次风量仅为52%左右，返料温度降为970℃以下，负荷最高可达78t/h，可低负荷运行。

运行中主要是根据冷态试验时的风量及煤种的类别进行适当调整，一般情况下，运行中的一次风量应低于冷态试验时的一次风量，因为在热态下，煤受热膨胀，密度降低，易于浮起，在燃用不同煤种时，低挥发份煤所需一次风量应高于燃用高挥发煤，二次风要根据氧含量调整，严格控制氧含量指标，避免过量空气。二次风经二次风空气预热器预热后，在炉膛前后两侧通过11根φ133二次风管分两层进入炉膛，每路风管都装有控制风门。

3 料层控制

（1）料层厚度是保证流化床锅炉运行的关键，在正常运行中料层差压必须保持相对稳定，如果遇到外界因素影响，造成料层差压变化，要及时进行调整风量，料层过厚，若调整不及时，很可能局部因流化不良而结焦，并且长期料层过厚，风机风压升高，用电量增加。料层过薄，一次风量相应偏大，容易造成后部燃烧，控制料层主要方法是控制排渣，目前，大部分厂家由于认识不够及操作上的原因，不用冷渣器而改用人工排渣，料层差压波动较大，建议目前使用人工排渣的厂家安装冷渣器。冷渣器为连续排渣，料层相对稳定，尤其是燃用低热值煤种时，由于排渣量较大，优越性更为突出。

（2）造成锅炉后部燃烧的因素较多，后部燃烧的危害性也较大，如出现后部燃烧时，烟气中尘的浓度相应增加，在分离器分离效率一定的情况下，分离后的烟气含尘也较高，对后部受热面的磨损增大，对中心筒的冲刷磨损也非常严重。出现后部燃烧时，旋风筒内温度较正常升高10～20℃，不管旋风筒是用耐磨砖还是浇注料砌成，在此高温下，温度升高这些材料的耐磨性就降低，影响了分离的使用寿命。

4 水循环系统

（1）炉膛水冷壁为膜式水冷壁。前、后墙在炉膛下部收缩形成锥形炉底，后墙水冷壁向前弯曲与两侧水冷壁共同形成水冷布风板和风室，布风板标高5800mm。布风板采用水冷布风板结构，有效面积7.7m2在布风板的鳍片上装有耐热铸钢风帽，该风帽为钟罩型风帽，具有阻力大、布风均匀等特点，加强了炉内床料的混合，提高燃烧效率，并对布风均匀性、排渣通畅、减轻磨损也有很大好处。通过水冷壁上集箱用吊杆悬挂于钢架上。炉膛截面积为3170mm×5290mm，燃烧室部分的水冷壁管表面焊有销钉，并浇筑在耐火浇筑料内。

（2）过热器系统由低温过热器，喷水减温器，高温过热器组成，高过布置在炉膛顶部，低温过热器布置在尾部竖井中。饱和蒸汽从锅筒由四根顶部连接管的管子引入位于尾部竖井中的低温过热器入口集箱;低温过热器为光管错列布置，为减少磨损，一方面控制烟速，另一方面加盖材质为1Cr13的防磨盖，压板及防磨瓦，对局部也作了相应的处理。过热蒸汽从低温过热器出来后通过引出管进入喷水减温器中，减温可以通过调节减温水量来实现，达到调温目的。过热蒸汽减温后进入高温过热气中，高温过热器布置在炉膛顶部，采用12Cr1MoV管子，最后进入集箱。

5 运行中应注意的问题

（1）控制适宜的风量和一二次风的配比。控制适宜的负荷。根据实际情提来看，循环流化床锅炉的负荷最好不要超过额定负荷下长期运行，较理想的负荷为80%～95%的额定负荷。在此负荷下，操作运行稳定，燃烧效率和热效率较高，各受热面和耐磨耐火材料磨损较轻。

（2）在起停炉过程中，要严格控制升温升压速度。备受热面和耐火材料都有一个温升速率限制。如果超过限制，将会对锅炉造成极大应力破坏。点火到并炉时间最好不要低于8h。

（3）控制好煤的颗粒度和质量。尽量减少过大和过小颗粒的份额。将各参数控制在指标范围内，不超参数运行。合理的控制炉膛差压、料层差压、床体温度、返料温度、氧含量等。

6 改造情况

（1）将返料器风帽全部改为单排4孔风帽。

（2）增加返料风机。原返料风为1台BK6008罗茨风机与一次风两路同时供给，风压受炉况影响较大，且风压较低。为了提高和稳定返料风压，将一次风窜向返料风的管线去除，由增压风机单独供给，并增加1台BK6008罗茨风机作为备用，使返料风压控制在16kPa，一用一备。

（3）改进冷渣排渣器。目前使用的冷渣排渣器型号为HBSL，换热效果不好，且容易发生泄漏。将原冷渣器改为2台HBSL-4新型水冷式排渣器。其原理就是利用除盐水与高温炉渣换热（炉渣温度降至150℃以下，除盐水温度升高30℃左右），来减少炉渣的物理热损失，同时提高了给水温度，提高锅炉效率。

（4）输渣系统改造。以前使用的是链斗式输渣机，现场灰尘大、噪音大，且容易发生断链事故，将链斗式输渣机改为皮带式输渣机。避免了以上问题的发生。

（5）改造后运行情况经过6个月的运行，目前75 t/h循环流化床锅炉运行稳定，均能达到设计能力。蒸发量达到了设计值（75 t/h.），炉效率大大提高，约在85%左右，飞灰含碳量已下降。返料装置不再发生返料终止事故。

7 结语

循环流化床锅炉是一种高效低污染节能型锅炉。通过优化参数、技改技措、设备更新等方法对锅炉进行合理的改进，提高了锅炉的运行效率，保证了锅炉的长周期、稳定运行。分离效率得到提高，炉渣可燃物及灰渣可燃物含量得到了不同程度的降低，水冷壁管使用时间大大延长，避免了因燃煤堵塞而造成锅炉停炉，同时，降低了检修强度，缩短了检修时间。

参考文献：

[1]UG-75/5.3-M12型循环流化床锅炉说明书.

[2]刘焕彩.流化床锅炉原理与设计·武汉：华中理工大学出版社，1988.endprint