刍议循环流化床锅炉的运用及运行问题分析

刍议循环流化床锅炉的运用及运行问题分析

折子平

（神华国能（神东电力）集团店塔发电公司陕西榆林719300）

摘要：随着我国经济的不断发展，低碳环保技术越来越受到关注和运用，采用低碳环保技术生产的循环流化床锅炉，不仅可以提高煤炭原料的利用率，还可以高效、洁净的减少空气污染。通过不断的科研、研发，制造出脱硫效率更好的循环流化床锅炉，解决当前循环流化床锅炉在运行中的问题所在，使循环流化床锅炉在运用上更加的科学、合理、耐用。

关键词：循环流化床；锅炉；运用；运行问题

不同于传统锅炉，循环流化床锅炉的优越性还是比较突出的。除了能够有效提高燃烧效率外，还能够与当下我国大力提倡的节能环保相契合。但是在具有的应用过程中存在着很多问题，这样无法确保锅炉的安全运行。所以怎样解决好循环流床锅炉运行中常见的问题是一个值得深入探讨的话题。

1循环流化床锅炉概况及运用特点

作为一种新型锅炉，循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，具有节能环保的特点，能够将它作为其他燃烧方式的替代品。其自从问世以后，就因为具有燃烧效率高、煤种适应性广、脱硫效果好，NOx排放量低，调整简单、维修方便、负荷调整范围宽等优势而受到广泛的关注和青睐。通常情况下，循环流化床锅炉采用的是低温燃烧技术。采用的根本原因是化学反应的作用，化学反应越高，燃烧就越彻底，在时间上还很短。同时，循环硫化床锅炉内燃温度要明显低于一般锅炉，反应速度也慢。所以循环硫化床锅炉有着其他锅炉所无法比拟的优势。

1.1燃料充分，机组利用效率高

循环流化床锅炉所采用的燃烧方式是悬浮式的，固体和气体的混合物具有相对较大的热容量，燃烧的空间也比普通的锅炉要大得多，这些因素都有利于燃料的充分燃烧。实现了外循环和内循环的重复燃烧，这也使得燃料资源的燃尽效率获得提升。同时，循环流化床锅炉的炉膛温度很高，热量传导以及燃料燃烧的温度达900℃，因此可以获得很高的燃烧效率。

1.2燃料适应性广，燃料制备系统简单

循环流化床锅炉独特的燃烧方式使得它几乎可以燃烧各种固体燃料，如泥煤、褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤、煤矸石，焦炭等燃料，可以解决令人头疼的环境污染问题。燃料的粒度控制的较大，只需要简单的干燥及破碎系统即可满足要求，较煤粉炉简单。

1.3降低SO2、NOx等污染物的排放量

循环流化床锅炉在燃烧过程中，炉内直接加入石灰石，白云石等脱硫剂，与燃料燃烧生产的SO2反应生产CaSO4,从而起到脱硫作用。根据燃料中含硫量的大小确定加入的脱硫剂量，可以达到90%的脱硫效率。这是循环流化床锅炉的环保优势。另外，循环流化床锅炉的燃烧温度一般控制在850--950℃的范围内，这不仅有利于脱硫，而且可以抑制热反应型的NOx的形成氮氧化合物的排放。循环流化床锅炉的整个燃烧过程都是在炉膛内实现的，并且是低温燃烧。采用这种方式能够实现分级燃烧，一次风经布风板进入燃烧室，二次风在布风板上方一定高度送入。因此，在燃烧室下部的密相区为欠氧燃烧，形成还原性气氛，在二次风口上部为富氧燃烧，形成氧化性气氛，通过合理调节一、二次风配比，可维持理想的燃烧效率并有效的控制NOx的生产量。

1.4负荷调节性好

循环流化床锅炉的负荷调节幅度一般为30%—100%的额定负荷，可以在30%的额定负荷甚至更低的负荷情况下，循环流化床锅炉也能保持稳定的燃烧，甚至当汽轮机或者电气方面有故障时，锅炉可以压火备用，以便处理缺陷后快速启动。缩短启动时间，减少资源浪费。这一点还特别适用于调峰电厂或热负荷变化较大的热电厂。

1.5灰渣综合利用性能好

循环流化床锅炉的燃烧温度低，灰渣不会软化和粘结，活性较好。另外，炉内加入石灰石等脱硫剂，灰渣成分也有变化，含有一定的COSO4和CO2，灰渣可以用于制造水泥的掺合料或其他建筑材料的原料。有利于灰渣的综合利用，可以减少环境污染，这一点对于环保要求越来越高的今天也是非常有利的。

2锅炉运行中存在的问题及应对策略

循环流化床锅炉在运行中，经常会出现烟道内二次燃烧、结焦、弯管和锅炉壁面磨损等一系列问题，给锅炉的使用埋下了安全隐患，为了使循环流化床在正常、良好的状态运行，防止事故的发生，必须及时处理锅炉运行中出现的问题，并且采取有效措施加以解决。

2.1水冷壁等受热面磨损问题

循环流化床锅炉的燃料粒径较大，并且炉内的物料浓度是煤粉炉的十至几十倍。高速度、高浓度、高通量的流体或固体颗粒以一定的速度和角度对锅炉受热面和耐火材料的表面进行冲击，会造成锅炉金属部件磨损，而且炉内的受热面和耐火材料不同的热膨胀系数也会形成机械应力，还有运行过程中的调整不当，施工过程中的材料选择不合理，结构及施工方法不当，都加剧了锅炉的磨损。但实践中发现，循环流化床锅炉的磨损是可以减小的。

预防处理措施：(1)通过合理选择抗磨损和耐高温的材料，可以有效解决锅炉壁面的问题，减少磨损。同时还应确保耐火材料的性能，优化烟气进出口处，中心筒，分离器等的施工方案；（2）定期对锅炉进行检修，发现磨损的部件和材料及时更换，在水冷壁、过热器等加装防护件；（3）降低给煤粒度，确保流场的均匀性；（4）合理配比一、二次风比例，合理给煤，尽量降低烟气流速；（5）严格控制升温，升压速度，避免负荷，床温，汽温，汽压大幅度波动；（6）机组启动，停运期间严格按照规程规定的温度，压力曲线进行。

2.2运行中存在的结焦故障

结焦在锅炉的运行中，是较为普遍的问题。相对于普通锅炉而言，因为循环流化床锅炉具有较为平稳的炉膛温度，因此结焦的问题并不是十分突出，然而为降低锅炉运行的安全隐患，结焦问题也同样不容忽视。导致结焦的原因主要有：因操作人员操作不合理，致使炉膛温度过高而结焦；料层差压过厚或过薄，燃烧不稳定而导致结焦；锅炉运行中风煤配比不当，一次风量低于最低流化风量而导致结焦；煤颗粒度过大，流化不良，床料中可燃物过多，熔点过低导致结焦；煤质变化，给煤不当，返料器不能正常返料等都会造成结焦。

预防处理措施：（1）保证一次风量大于最低流化风量运行，确保流化良好，床层布风均匀；（2）将料层差压控制在适宜的范围，过大或者过小均不可取；（3）根据设计的要求，确保给煤粒度，对炉膛内煤粒的情况要随时观察和掌握。炉膛的温度是锅炉运行的重要参数，必须严格控制，一旦出现结焦，必须停炉清理。（4）启动前彻底检查风帽良好，风室内无杂物，尽量缩短油煤混燃时间，床温达到投煤温度再进行投煤，且要少量间断给煤，控制温升在合理范围；（5）调整返料器的压力，温度在合理范围，调整返料风量机风压正常，确保返料系统正常运行；（6）检修时，应确保合格的耐火材料及浇注料的质量及施工质量，防止因浇注料等材料脱落导致结焦；（7）锅炉压火时严格按照规程操作，防止结焦。

2.3尾部烟道内存在可燃物二次燃烧

尾部烟道二次燃烧对锅炉设备的损坏极大，而且会造成严重的环境污染。运行中炉膛负压大或者燃料颗粒大，未按规定进行吹灰，风煤配比不当，氧量过低，则可能会在尾部烟道内堆积过多的可燃物；启动过程中油煤混燃时间过长，油枪雾化不良，使得油粒附在受热面上；锅炉负荷长时间过低，分离器分离效率低，大颗粒进入尾部烟道；上述原因都会导致燃料在烟道内堆积过多，引发二次燃烧。

预防处理措施：（1）锅炉运行中应调整一、二次风配比，保证氧量在合理范围，严禁缺氧燃烧；（2）运行中严格按照规定进行吹灰；（3）密切监视尾部烟道各部温度，热风温度，调整炉膛负压在合理范围；（4）保证分离器正常工作，保证煤的颗粒度在合理范围，煤质尽量接近设计煤种。（5）启动过程中尽量缩短油煤混燃时间；（6）定期对油枪进行清理，试验，保证雾化良好；（7）发生尾部烟道二次燃烧，立即投入蒸汽吹灰或消防水等灭火系统。处理无效时，应紧急停炉，全停风机，关闭所有风门挡板，密闭锅炉燃烧、风烟系统；（8）重新启动时，要按规定进行吹扫，并检查合格后方可启动。

2.4翻床问题

循环流化床锅炉日常运行比较稳定，负荷比较平稳，但由于燃料，风量等原因，运行中常出现床压失稳导致翻床的现象，单侧给煤量偏差大，导致两侧床压偏差大，单侧一次风机风门卡涩，两床间燃烧工况不均匀，床压过高等原因等原因发生翻床。锅炉翻床时，造成机组出力受阻，直接影响到机组的安全经济运行。

预防处理措施：（1）运行中给煤量，返料量，排渣量控制合理，保证两侧床压基本一致；（2）给煤量调整时应保证给点给煤均匀，控制两侧床压偏差在2.5KP；（4）两侧返料器的返料量基本一致，避免应返料量偏差而导致床压偏差；（5）调整两侧风量，给煤量使两侧床温及一次风量分布均匀；（6）解除一次风量调节自动，手动进行调整，最终以原风量小的一侧风量开始增大并缓慢大于另一侧为止；（7）如果翻床前床温较低，翻床后床压高，一侧床温下降速度很快，应立即降低给煤量，或停止给煤机运行，同时投入床枪进行助燃；（8）如床料彻底翻死，应同时打开床压高一侧风燃器吹扫风门和混合风门，继续提高一次风压力，直至床料重新流化。

2.5返料器堵塞

返料器是循环流化床锅炉的重要部件，也是其区别与其他锅炉的重要特征之一，返料器堵塞对锅炉的安全运行有极大的影响。运行中返料风压过低，使得回料阀堵塞；返料风室风帽堵塞，料腿松动风口堵塞；返料温度过高而超温结焦；耐火保温材料脱落造成堵灰结焦；煤中细颗粒比例较大，造成回料阀内燃烧严重堵灰结焦等原因都可能导致返料器堵塞。

预防处理措施：（1）保证返料风量，风压在合理范围；（2）控制返料器温度不超温；（3）注意悬浮段差压在正常范围；（4）发现返料器堵塞时，立即加大返料风压，必要时启动备用流化风机，减少给煤量，（5）调整入炉煤质，适当降低一次风量。

结语

循环流化床锅炉在国内外工业生产的应用十分广泛，我们要努力提高大型循环流化床锅炉技术的理论水平，同行业多交流，多借鉴同类机组的运行经验，研究各种故障事故原因，在运行实践中不断提高积累经验，使循环流化床锅炉不仅可以有效节约燃料资源的消耗，降低企业的工业生产成本，还可以通过节能减排，保护社会生态环境，提高企业的经济效益。

参考文献

[1]程乐鸣，周星龙，郑成航，等.大型循环流化床锅炉的发展[J].动力工程，2008（6）.

[2]李斌，李建锋，吕俊复，等.我国大型循环流化床锅炉机组运行现状[J].锅炉技术，2012（1）.

[3]杨建华，王玉召，屈卫东，等.循环流化床锅炉设备及运行[J].锅炉技术，2014（3）

[4]李斌.循环流化床锅炉单元机组集控运行[J].锅炉技术，2009（1）

作者信息：

折子平，男，汉族，本科，研究方向：刍仪循环流化床锅炉的运用及运行问题分析，供职单位：神华国能（神东电力）集团店塔发电公司