循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)運(yùn)行中的常見問題及改善措施

呂紅

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐是我國近些年來才新興的一種鍋爐，其燃燒效率較高，具有較強(qiáng)的環(huán)保性，所以在我國的工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。循環(huán)流化床鍋爐與傳統(tǒng)鍋爐相比在結(jié)構(gòu)上相對(duì)比較簡單，但是如果設(shè)計(jì)不合理，在運(yùn)行過程中也會(huì)對(duì)鍋爐的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生一定的影響。所以文章對(duì)循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)運(yùn)行中的常見問題進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了相應(yīng)的改善措施，對(duì)于提高循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；鍋爐設(shè)計(jì)；運(yùn)行問題

循環(huán)流化床鍋爐與傳統(tǒng)鍋爐相比，具有較多的優(yōu)點(diǎn)。其使用的燃料具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，燃料僅占據(jù)床料的1%-3%，床料有效的提高了燃料的燃燒效率，由于燃燒過程中床料本身具有一定的溫度，所以流化床很容易著火，有效降低燃燒的熱能損失。由于循環(huán)流化床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在脫硫、脫氮方面具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，所以對(duì)環(huán)境的污染較小，是一款環(huán)保型鍋爐。流化床鍋爐還具有負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、速度快，灰渣綜合利用，燃料預(yù)處理系統(tǒng)簡單以及給煤點(diǎn)少等優(yōu)勢(shì)，所以在電站以及廢棄物處理等工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的比較廣泛。對(duì)循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)運(yùn)行中的常見問題進(jìn)行分析，有利于在技術(shù)和管理方面進(jìn)行改善，進(jìn)而降低運(yùn)行成本，提高運(yùn)行效率，為促進(jìn)我國工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。

1 循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)中的常見問題分析

1.1 磨損問題

磨損是循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)運(yùn)行中比較常見的問題之一，主要發(fā)生區(qū)域?yàn)槭軣崦?、耐火材料以及布風(fēng)裝置。在鍋爐運(yùn)行過程中，爐內(nèi)物料的運(yùn)行角度和速度不同，與受熱面或者其他裝置的表面產(chǎn)生碰撞的力度也不相同，這主要受到床料、物料顆粒的粒徑、風(fēng)速、固體顆粒運(yùn)行角度等因素有關(guān)，長期對(duì)裝置表面的沖刷和碰撞，加劇磨損程度，就會(huì)導(dǎo)致熱應(yīng)力發(fā)生變化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生泄露和爆管等安全事故，嚴(yán)重威脅到鍋爐運(yùn)行的安全性。所以在設(shè)計(jì)階段，需要對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的磨損問題給予重視，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高鍋爐運(yùn)行的安全性。

1.2 爐膛結(jié)焦問題

在鍋爐的正常運(yùn)行中，爐膛結(jié)焦是常見問題，而且主要是在點(diǎn)火時(shí)出現(xiàn)的，但在鍋爐運(yùn)行的過程中，也有發(fā)生類似問題的可能性。但是，爐膛結(jié)焦有著自身的發(fā)生條件，主要在高溫時(shí)會(huì)出現(xiàn)爐膛結(jié)焦的問題，因?yàn)槿绻擦蠝囟却笥诨以娜埸c(diǎn)，那么就有發(fā)生爐膛結(jié)焦問題的可能。由此不難看出，爐膛結(jié)焦的真正原因在于局部和整體的溫度都大于灰渣熔點(diǎn)（或燒結(jié)溫）時(shí)，就更加容易產(chǎn)生爐膛結(jié)焦的現(xiàn)象。

1.3 布風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

布風(fēng)板是循環(huán)流化床鍋爐中重要的組成部分，其阻力設(shè)計(jì)對(duì)鍋爐的流化操作有直接關(guān)系，進(jìn)而影響到鍋爐的運(yùn)行效率。布風(fēng)板是保證氣流均勻，形成穩(wěn)定流化床層的關(guān)鍵，阻力設(shè)計(jì)的大小會(huì)對(duì)節(jié)能以及形成勾流和死區(qū)有直接關(guān)聯(lián)。如果布風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在問題，流化不均勻會(huì)導(dǎo)致結(jié)焦、風(fēng)帽磨損、受熱面磨損等現(xiàn)象，會(huì)降低鍋爐的使用壽命，影響燃燒效率，所以可對(duì)布風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。

1.4 返料裝置堵塞

返料裝置是循環(huán)流化床鍋爐能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，一旦返料裝置出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)循環(huán)物料不足而出現(xiàn)汽溫、氣壓下降，且床料的溫度難以控制，對(duì)鍋爐的運(yùn)行負(fù)荷和安全性產(chǎn)生較大的影響。返料裝置堵塞比較常見的原因有兩方面，一方面是布風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)不佳，無法保證風(fēng)量的供給，所以在返料裝置中就會(huì)形成物料的堆積而產(chǎn)生堵塞。另一方面是在返料裝置運(yùn)行過程中，由于循環(huán)灰的溫度較高形成結(jié)焦而導(dǎo)致的堵塞。返料裝置堵塞對(duì)鍋爐運(yùn)行的安全性存在很大的威脅，所以在設(shè)計(jì)階段需要引起重視。

2 循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)運(yùn)行的改善措施

2.1 鍋爐壁管磨損問題

為減少循環(huán)流化床鍋爐的磨損，可以分為主動(dòng)防御和被動(dòng)防御兩方面。從主動(dòng)防御的角度出發(fā)，應(yīng)該控制床料和物料的粒徑，降低與裝置內(nèi)表面撞擊的力度。調(diào)整風(fēng)量，降低物料流動(dòng)速度，同時(shí)還能夠調(diào)整物料與裝置表面撞擊的角度。從被動(dòng)防御的角度出發(fā)，選用耐磨性較強(qiáng)的材料，提高受熱面、耐火材料和布風(fēng)裝置的抗磨性。還可在被磨損材料的表面噴涂耐磨材料，降低對(duì)受熱面等裝置的直接磨損。

2.2 防止?fàn)t膛結(jié)焦的措施

在鍋爐處于低溫時(shí)，爐膛結(jié)焦是灰渣溫度超溫或低溫，由此引起的結(jié)焦大多是在鍋爐啟動(dòng)時(shí)或壓火時(shí)出現(xiàn)的，多發(fā)生在床內(nèi)部分，為解決低溫結(jié)焦的問題，需要保證結(jié)焦易發(fā)部分的正常流化，均勻顆?；旌衔锖鸵苿?dòng)溫度，并向床內(nèi)加入石灰石等材料，以解決低溫的問題。當(dāng)爐內(nèi)溫度處于較高溫度時(shí)則容易發(fā)生高溫結(jié)焦，常是因?yàn)榇矊颖砻娴臏囟冗^高，并在正常的流化狀態(tài)下出現(xiàn)。而且如果床內(nèi)的碳含量高，也有可能出現(xiàn)爐膛結(jié)焦。無論是何種形式的結(jié)焦都會(huì)對(duì)鍋爐的運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此，為了解決結(jié)焦的問題，應(yīng)該發(fā)現(xiàn)結(jié)焦?fàn)顩r便及時(shí)清除，要求工作人員已經(jīng)相應(yīng)的工作原則來徹底清除結(jié)焦，結(jié)焦現(xiàn)象嚴(yán)重，那么就應(yīng)該立即停爐，實(shí)施打焦工作或清除小焦，徹底清除殘留的焦塊，以免因焦塊而影響循環(huán)流化鍋爐的順利運(yùn)行。

2.3 優(yōu)化布風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造

如果循環(huán)流化床鍋爐中的布風(fēng)系統(tǒng)無法保證均勻性，就會(huì)導(dǎo)致磨損、漏渣等現(xiàn)象的發(fā)生，尤其是在布風(fēng)板所占比例較小的情況下，床層由于偏流還出現(xiàn)勾流和死區(qū)。針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐中布風(fēng)系統(tǒng)流化較差的問題，可以對(duì)布風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造。根據(jù)流化床的實(shí)際情況在鍋爐風(fēng)室內(nèi)增加適宜尺寸和角度的導(dǎo)流板，對(duì)鍋爐的布風(fēng)情況進(jìn)行調(diào)整，可有效降低磨損頻率，同時(shí)還能減少鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生的能耗。在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)該根據(jù)鍋爐運(yùn)行的實(shí)際情況，有針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)改良，以保證布風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性。

2.4 防止返料裝置堵塞的措施

為控制返料裝置堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，在循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)之前，應(yīng)該對(duì)返料裝置的內(nèi)部進(jìn)行全面的檢查，尤其是料腿入口和U型閥處，檢查是否有澆注料或者其他雜物，保證裝置內(nèi)部的清潔。為了掌控風(fēng)量供給的合理性，在鍋爐啟動(dòng)前，還可以進(jìn)行冷態(tài)試驗(yàn)。通過對(duì)返料和風(fēng)量的試驗(yàn)，記錄下返料能夠正常運(yùn)行時(shí)的風(fēng)量數(shù)值，然后在鍋爐啟動(dòng)后，風(fēng)量要高于在冷態(tài)試驗(yàn)時(shí)記錄的數(shù)值。此外，為了減少因?yàn)榻Y(jié)焦而造成的堵塞，可以通過增加一次風(fēng)量來降低返料裝置的溫度，減少裝置結(jié)焦，保證返料裝置的暢通運(yùn)行。

3 結(jié)束語

循環(huán)流化床鍋爐因?yàn)榫哂协h(huán)保節(jié)能以及高效燃燒等優(yōu)勢(shì)，在我國工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，這是我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的重要成果。由于鍋爐長期處于高溫高壓的運(yùn)行狀態(tài)下，所以在運(yùn)行過程中會(huì)存在各種各樣的問題，對(duì)鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生一定的影響。文中通過對(duì)循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)運(yùn)行中常見的問題進(jìn)行分析，為鍋爐的設(shè)計(jì)工作提供了一定的參考，對(duì)我國鍋爐工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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