哈尔滨市华能集中供热有限公司生技一部150026
摘要循环流化床锅炉作为一种高效、低污染的新型锅炉,采用流态化循环燃烧,燃料适应性好,可燃用烟煤、无烟煤、贫煤,也可燃用褐煤、煤泥、煤矸石等低热值燃料,且燃烧效率高,达94%。由于采用低温燃烧,大幅降低氮氧化合物的排放量,另一显著特点是可燃用高硫煤,通过向炉内添加石灰石,显著地降低二氧化硫排放浓度,以达到良好的环保效果。另外,灰渣活性较好,可以用做水泥等材料的掺合料。纵观我国循环流化床锅炉的运行情况,磨损严重和运行周期短的问题已成为普遍现象,主要表现在炉膛水冷壁、省煤器、过热器的磨损,耐火材料的脱落损坏等。本文结合循环流化床锅炉的运行情况,分析一下循环流化床锅炉延长运行周期,稳定生产方法。
关键词循环流化床锅炉运行管理问题与对策
重点分析影响循环流化床锅炉运行周期的前期设备管理、控制风量、负荷以及锅炉防磨等运行中的问题,并提出解决办法。
一、注重设备前期管理
(一)搞好设备的进厂检验
目前,由于国家加强环境保护的执法力度,政策上对循环流化床锅炉的倾斜,循环流化床锅炉纷纷上马,很大程度上拉动了锅炉市场。锅炉用户应严把进厂检验这一关。尤其是易磨损部件、承压部件的检验,详查随机资料,特别是出厂检验报告,以确保整体质量,为以后的长周期运行做好基础保障。
(二)严格建设安装标准
在锅炉的建设过程中,要严格按照安装规程。特别是一些重要的尺寸,膨胀缝,一定要严格控制。因为电站锅炉的蒸汽初参数较高,钢材的热膨胀值较大。稍有偏差,很容易造成局部应力集中,变形损坏。这主要集中在让管道的弯头部位或焊接部位。另外,要注意施工的工序,要有先有后。
(三)筑炉工作及耐火材料
应选择性能优良的耐火材料,确保锅炉不至于因耐火材料而影响长周期运行。还要注重耐火材料的施工工艺,因为这也直接影响锅炉的安全运行。基于以上两点,要重点作好耐火材料的养护工作,人们习惯上在筑炉结束,将外护板全部焊接完成后,按部就班地进行烘炉。殊不知,水蒸气在护板内侧反复蒸发与冷凝,影响耐火材料的烘干与烧结。为此,建议在有条件的情况下,尽量在烘炉结束后再做外护板。或者在护板上预留排气孔,保障水汽的及时排除。根据耐火材料的固有特性及施工工艺,制定适宜的烘炉曲线,并严格按烘炉曲线进行。特别是在投煤初期,一定要限制升温速度。往往有些厂家,在启炉的过程中,迫不及待的过早投煤,没有达到煤的燃点,由于反应滞后。随着温度的逐渐升高,一旦达到着火点,则发生爆燃现象.炉膛突然严重正压,床层温度急剧上升,温升高达100℃/min。对耐火材料和锅炉受热面产生强烈的热冲击,对炉体产生损伤性的破坏。
二、运行操作过程中应注意的问题
(一)控制适宜的床温
在运行过程中要加强对料层温度监视,一般将料层温度控制在850℃-950℃之间,温度过高,容易使流化床体结焦造成停炉事故;温度太低易发生低温结焦及灭火。必须严格控制料层温度最高不能超过970℃,最低不应低于800℃。在锅炉运行中,当料层温度发生变化时,可通过调节给煤量、一次风量及送回燃烧室的返料量,调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过970℃时,应适当减少给煤量、相应增加一次风量并减少返料量,使料层温度降低;如料层温度低于800℃时,应首先检查是否有断煤现象,并适当增加给煤量,减少一次风量,加大返料量,使料层温度升高。一旦料层温度低于700℃,应做压火处理,需待查明温度降低原因并排除后再启动。
(二)控制适宜的负荷
根据实际运行情况来看,循环流化床锅炉的负荷最好不要超过额定负荷,以控制在80~95%为理想。在此负荷下,操作稳定,效率较高,磨损较轻,运行周期较长。因为,在超负荷情况下,循环倍率增加,流化风量加大,存在后燃现象,造成后部高温,甚者造成返料器结焦,危及锅炉的安全运行。
(三)运行过程中的参数调整
基于循环流化床的燃烧机理,需要合理的控制炉膛差压、料层差压、流化风量、循环倍率、蒸发量。如果炉膛差压过低,有可能是返料量不够,分离效率低造成的。这将同时造成尾部受热面的加速磨损,过热器、省煤器的磨损泄漏。料层差压偏低,则炉膛蓄热量少,一旦给煤出现问题,容易灭火。如果料层差压偏高,则需较大的流化风量,又增加动力消耗和磨损。事实证明,超负荷运行,得不偿失,将付出巨大的代价。
(四)控制好入炉煤的颗粒度
由于一些厂家为了节省投资将给煤由两级破碎改为一级破碎,造成给煤颗粒度太大,有的颗粒度竟达30~50mm,严重影响了床料的流化,易造成结焦现象的发生,堵塞落渣管,甚至造成大面积结焦而停炉。所以控制好入炉煤的颗粒度是至关重要的。有的电厂在原煤破碎前上了筛分设备进行破碎前预筛分,这不仅减少了破碎机的磨损而且减少了厂用电的消耗。
(五)杜绝野蛮开停炉
强行降温、急剧升温、快速升压都危及到锅炉的安全运行。锅炉故障停炉后,急于检修,强制通风降温,由于各部位的膨胀系数不一致、温度不一致,很容易造成炉墙,炉管的损坏。另外,在锅炉启动时,急于求成,快速升压、升温,膨胀不到位,损坏锅炉。特别是点火初期,过早投煤造成煤炭爆燃,床温骤然升高。强大的热冲击,造成耐火材料快速膨胀,产生皲裂或金属焊缝拉伤。
三、关于循环流化床锅炉的防磨问题
(一)水冷壁的防磨
根据循环流化床锅炉的运行机理,炉膛内是典型的气固两相流,高强度的物料反混,对膜式水冷壁产生冲刷磨蚀。通常的处理办法是在卫燃带覆盖耐火材料,结果造成磨损区域上移,只好再次覆盖耐火材料,如此反复,最终以传热面积减少更换水冷壁管而告终。另一种办法是进行喷涂耐磨材料,但喷涂材料的上部区域磨损较严重。目前,尚没有发现经济实用的解决办法。
(二)分离器的防磨
在炉膛出口处,为了达到较高的气固分离效率,对高温烟气进行节流加速,对中心筒和分离器产生磨损。使中心筒变形穿孔和旋风分离器耐火材料的损坏。为此,在旋风分离器耐火材料的施工中,选择耐磨性能强的材料,同时要严格控制烟气进口和中心筒的安装尺寸。
(三)过热器的防磨
分离后的烟气,经扩压以5~10m/s的速度冲向过热器,在通过第一排过热器管后,流通截面减小,烟气节流加速,冲刷磨损第二排管;同时伴随着局部小面积的急剧磨损。可以在第二排过热器管前加装防磨罩,同时调整运行风量,避免烟气流通偏流,形成烟气走廊。
(四)省煤器的磨损
与过热器相类似,一般采取加防磨罩的办法进行处理。比较好一点的办法是采用热管式省煤器。
参考文献
[1]钟伟志,《循环流化床锅炉启动调试与安全运行》,中国电力出版社,2011年版。
[2]李林.循环流化床锅炉磨损问题初析。锅炉制造,2013,2:35-36
[3]温友发,循环流化床锅炉,吉林科技出版社,2012年版