循环流化床锅炉设计运行中的常见问题及改善措施

吕红

摘 要：循环流化床锅炉是我国近些年来才新兴的一种锅炉，其燃烧效率较高，具有较强的环保性，所以在我国的工业生产中得到了广泛的应用。循环流化床锅炉与传统锅炉相比在结构上相对比较简单，但是如果设计不合理，在运行过程中也会对锅炉的稳定性和安全性产生一定的影响。所以文章对循环流化床锅炉设计运行中的常见问题进行了分析，进而提出了相应的改善措施，对于提高循环流化床锅炉运行的安全性和稳定性具有重要的意义。

关键词：循环流化床锅炉；锅炉设计；运行问题

循环流化床锅炉与传统锅炉相比，具有较多的优点。其使用的燃料具有较强的适应性，燃料仅占据床料的1%-3%，床料有效的提高了燃料的燃烧效率，由于燃烧过程中床料本身具有一定的温度，所以流化床很容易着火，有效降低燃烧的热能损失。由于循环流化床的结构特点，在脱硫、脱氮方面具有很强的优势，所以对环境的污染较小，是一款环保型锅炉。流化床锅炉还具有负荷调节范围大、速度快，灰渣综合利用，燃料预处理系统简单以及给煤点少等优势，所以在电站以及废弃物处理等工业领域中应用的比较广泛。对循环流化床锅炉设计运行中的常见问题进行分析，有利于在技术和管理方面进行改善，进而降低运行成本，提高运行效率，为促进我国工业的发展创造有利的条件。

1 循环流化床锅炉设计中的常见问题分析

1.1 磨损问题

磨损是循环流化床锅炉设计运行中比较常见的问题之一，主要发生区域为受热面、耐火材料以及布风装置。在锅炉运行过程中，炉内物料的运行角度和速度不同，与受热面或者其他装置的表面产生碰撞的力度也不相同，这主要受到床料、物料颗粒的粒径、风速、固体颗粒运行角度等因素有关，长期对装置表面的冲刷和碰撞，加剧磨损程度，就会导致热应力发生变化，严重时会发生泄露和爆管等安全事故，严重威胁到锅炉运行的安全性。所以在设计阶段，需要对循环流化床锅炉的磨损问题给予重视，优化设计方案，提高锅炉运行的安全性。

1.2 炉膛结焦问题

在锅炉的正常运行中，炉膛结焦是常见问题，而且主要是在点火时出现的，但在锅炉运行的过程中，也有发生类似问题的可能性。但是，炉膛结焦有着自身的发生条件，主要在高温时会出现炉膛结焦的问题，因为如果床料温度大于灰渣的熔点，那么就有发生炉膛结焦问题的可能。由此不难看出，炉膛结焦的真正原因在于局部和整体的温度都大于灰渣熔点（或烧结温）时，就更加容易产生炉膛结焦的现象。

1.3 布风系统存在的问题

布风板是循环流化床锅炉中重要的组成部分，其阻力设计对锅炉的流化操作有直接关系，进而影响到锅炉的运行效率。布风板是保证气流均匀，形成稳定流化床层的关键，阻力设计的大小会对节能以及形成勾流和死区有直接关联。如果布风系统设计存在问题，流化不均匀会导致结焦、风帽磨损、受热面磨损等现象，会降低锅炉的使用寿命，影响燃烧效率，所以可对布风系统的设计进行改进。

1.4 返料装置堵塞

返料装置是循环流化床锅炉能够实现循环的重要环节，一旦返料装置出现堵塞现象，就会导致炉内循环物料不足而出现汽温、气压下降，且床料的温度难以控制，对锅炉的运行负荷和安全性产生较大的影响。返料装置堵塞比较常见的原因有两方面，一方面是布风系统运行状态不佳，无法保证风量的供给，所以在返料装置中就会形成物料的堆积而产生堵塞。另一方面是在返料装置运行过程中，由于循环灰的温度较高形成结焦而导致的堵塞。返料装置堵塞对锅炉运行的安全性存在很大的威胁，所以在设计阶段需要引起重视。

2 循环流化床锅炉设计运行的改善措施

2.1 锅炉壁管磨损问题

为减少循环流化床锅炉的磨损，可以分为主动防御和被动防御两方面。从主动防御的角度出发，应该控制床料和物料的粒径，降低与装置内表面撞击的力度。调整风量，降低物料流动速度，同时还能够调整物料与装置表面撞击的角度。从被动防御的角度出发，选用耐磨性较强的材料，提高受热面、耐火材料和布风装置的抗磨性。还可在被磨损材料的表面喷涂耐磨材料，降低对受热面等装置的直接磨损。

2.2 防止炉膛结焦的措施

在锅炉处于低温时，炉膛结焦是灰渣温度超温或低温，由此引起的结焦大多是在锅炉启动时或压火时出现的，多发生在床内部分，为解决低温结焦的问题，需要保证结焦易发部分的正常流化，均匀颗粒混合物和移动温度，并向床内加入石灰石等材料，以解决低温的问题。當炉内温度处于较高温度时则容易发生高温结焦，常是因为床层表面的温度过高，并在正常的流化状态下出现。而且如果床内的碳含量高，也有可能出现炉膛结焦。无论是何种形式的结焦都会对锅炉的运行产生影响。因此，为了解决结焦的问题，应该发现结焦状况便及时清除，要求工作人员已经相应的工作原则来彻底清除结焦，结焦现象严重，那么就应该立即停炉，实施打焦工作或清除小焦，彻底清除残留的焦块，以免因焦块而影响循环流化锅炉的顺利运行。

2.3 优化布风系统设计改造

如果循环流化床锅炉中的布风系统无法保证均匀性，就会导致磨损、漏渣等现象的发生，尤其是在布风板所占比例较小的情况下，床层由于偏流还出现勾流和死区。针对循环流化床锅炉中布风系统流化较差的问题，可以对布风系统进行优化设计改造。根据流化床的实际情况在锅炉风室内增加适宜尺寸和角度的导流板，对锅炉的布风情况进行调整，可有效降低磨损频率，同时还能减少锅炉运行产生的能耗。在制定设计方案时，应该根据锅炉运行的实际情况，有针对性的进行设计改良，以保证布风系统设计方案的科学性和合理性。

2.4 防止返料装置堵塞的措施

为控制返料装置堵塞现象的发生，在循环流化床锅炉启动之前，应该对返料装置的内部进行全面的检查，尤其是料腿入口和U型阀处，检查是否有浇注料或者其他杂物，保证装置内部的清洁。为了掌控风量供给的合理性，在锅炉启动前，还可以进行冷态试验。通过对返料和风量的试验，记录下返料能够正常运行时的风量数值，然后在锅炉启动后，风量要高于在冷态试验时记录的数值。此外，为了减少因为结焦而造成的堵塞，可以通过增加一次风量来降低返料装置的温度，减少装置结焦，保证返料装置的畅通运行。

3 结束语

循环流化床锅炉因为具有环保节能以及高效燃烧等优势，在我国工业生产中得到了广泛的应用，这是我国科学技术不断发展的重要成果。由于锅炉长期处于高温高压的运行状态下，所以在运行过程中会存在各种各样的问题，对锅炉运行的稳定性和安全性产生一定的影响。文中通过对循环流化床锅炉设计运行中常见的问题进行分析，为锅炉的设计工作提供了一定的参考，对我国锅炉工业的可持续发展具有重要的意义。

参考文献

[1]刘洪凯.循环流化床锅炉设计要点及注意事项[J].科技展望，2016. [2]徐益峰.关于低床压节能型循环流化床锅炉的设计及实践解析[J].科技展望，2015.

[3]李贺，蒋子阳，殷杭.探究循环流化床锅炉设计运行中的常见问题[J].科技创业家，2014.