300MW循环流化床锅炉设备优化探讨

张德虹

摘要 循环流化床是近年来应用比较广泛的一种新型燃烧技术，具有效率高以及污染低等特点，同时对燃料的质量要求不高，既可以燃用优质煤，同时也可以将燃用各种劣质燃料。300MW循环流化床锅炉设备的应用可以有效燃烧效率，但是在使用过程中也会因为各种因素而出现运行故障，必须要针对其结构特征来进行优化。本文分析了300MW循环流化床锅炉使用过程中常见问题，并提出了相应的优化措施。

关键词：300MW循环流化床锅炉；设备优化；磨损

300MW循环流化床锅炉运行时需要大量循环物料，这样高温物料经过运行撞击磨损使得锅炉受热面泄露。另外，设备在运行过程中床温控制过高，会增加锅炉结焦的面积，同时外置床、炉膛下部以及回料阀等位置均处于正压运行模式，很容易对锅炉的承压部件造成影响。循环流化床锅炉设备长期运行，在各种因素的影响下会出现故障，为保证设备的安全运行，必须要采取措施对设备进行优化。

1.300MW循环流化床锅炉结构概述

锅炉设备主要由单炉膛构成，结构为将裤衩腿与双布风板，而炉膛内部蒸发受热面主要采用膜式水冷壁与水冷壁延伸墙结构。该设备为亚临界中间再热，单锅筒自然循环锅炉，锅炉后井烟道内布置对流受热面，其余分布在锅炉两侧外置床内。另外，锅炉设备还配置了四分仓回转式空气预热器、回料器、旋风分离器以及滚筒冷渣器等结构。锅炉设备主要采用两级破碎制煤系统，并搭配设置多条给煤线，通过刮板给煤机将燃料从炉膛两侧位置传送到给煤口，而脱硫用石灰石则通过给料口送入炉膛，达到炉内脱硫的目的[1]。锅炉设备运行过程中，燃烧后锅炉烟气中含有大量颗粒，这样其在烟气携带作用下长期作用于锅炉受热面，长期的磨损使得受热面受到了严重的影响。针对这一特点，企业也采取了一定的防磨处理，以循环流化床锅炉金属构件与耐磨材料磨损为依据，确定磨损原因并制定处理方案，在实际应用上也取得了一定的成果。但是，想要更进一步提高锅炉设备运行效果，必须要采取有效措施来完成设备提优化。

图1 锅炉结构示意图

2.300MW循环流化床锅炉设备优化分析

2.1 燃煤性能与质量

锅炉设备在投产初期阶段，对于燃煤的选择与应用，需要严格按照设计要求来确定，保证煤种与粒径满足燃烧需求，一般可以选择用较小粒径的褐煤。如果锅炉运行时不能保持正常的床压，炉膛下部分以及分离器会长时间处于超温工作状态，降低了设备运行安全性与稳定性。出现此类问题主要是因为对褐煤进行破碎处理后粒径过小，加速了设备床压下降速度。基于此在对设备进行优化处理时，可以根据实际情况来决定是否要对燃煤进行破碎处理，同时要将劣质煤的掺烧比例控制在30%～40%左右，不但可以将床料控制在相对平衡的状态，同时也可以正常排渣。

2.2 翻床故障优化

锅炉设备为单炉膛裤衩型结构，如果左右两侧床压不平衡，很容易出现翻床事故。在设备运行时，为了有效缓解燃煤供应不足情况，在实际运行中灰份远远大于设计要求，影响设备的正常排渣。另外，锅炉床压保持在较高状态，并且管理人员没有采取相应的处理措施，导致锅炉连续出现翻床事故。而出现翻床事故的主要原因是床压过高，在密相区床料内部形成直径过大的气泡，当气泡破裂后对床压产生影响比较大。为有效改善此类情况，应控制好风机出口压力，适当减小一次风门开度，提高风门调节性能。还应做好床压的控制，为保证排渣正常，应将床压控制在8～11kPa，设备运行过程中一旦床压偏差大于2.5kPa，必须要及时检查两侧床温和一次风量是否相同[2]。如果床温存在较大的偏差，则应通过对煤量以及排渣等方面的调节来降温；如果左右侧床温与一次风量相等，应就床压高一侧的排渣量进行增加。

2.3 设备金属构件磨损优化

造成锅炉设备构件磨损的主要原因可以分为几个方面：第一，烟气中所存颗粒通过运行撞击对受热面造成磨损，煤粉锅炉尾部烟道受热面冲刷磨损同样是因为此原因。第二，受热面运行速度低于 颗粒运行速度，相互作用而产生的磨损。以及其他沿着受热面运行的固体物料或者颗粒，以贴壁固体颗粒为磨损介质，对受热面产生磨损。第三，以气泡为介质运行的颗粒对受热面产生磨损，并且在气泡破裂后颗粒被喷溅到受热面产生的磨损。第四，投入到炉膛内的燃料中掺加有体积比较大的金属构建，不能正常随渣排除沉在布风板上，其周围风帽吹出的流化风在构件影响下形成涡流，对风帽产生磨损。

对于此类问题的优化，第一选择用让管结构，改变水冷壁管几何形状，保证炉内耐磨材料在过渡区与上部水冷壁管保持平直，下确保固体物料可以沿着壁平直下落，减小耐火材料凸起对水冷壁管造成的磨损。第二，水冷壁防磨喷涂技术。如超音速电弧喷涂技术，主要就是以高铬镍基钛合金为基础层，然后喷涂一层高耐磨金属陶瓷涂层，为保证喷涂效果良好，一般要控制在8～10遍，喷涂总厚度应保持在0.8～1mm以上，并且要保证涂层的平滑性，不得出现将凹凸不平情况，以及对于边缘与浇筑材料接缝位置要平整，可以光滑过渡。

3.结束语

300MW循环流化床锅炉现在应用相对广泛，并且具有明显的优点，为了更好的提升其运行效率，必须要针对常见的设备故障进行分析，明确故障发生的原因，然后选择可行的措施进行管理，不断提高锅炉设备运行的安全性与稳定性。

参考文献：

[1] 刘媛.国产化300MW循环流化床机组锅炉燃烧系统研究[D].华北电力大学，2012.

[2] 王旭.300MW循环流化床锅炉设备治理与运行优化[D].华北电力大学，2012.