循環(huán)流化床鍋爐施工特點及運行研究

郭慶江

摘要：循環(huán)流化床鍋爐目前的使用率較高，也是熱電廠行業(yè)發(fā)展與研究的重點，合理進行循環(huán)流化床施工是發(fā)揮其作用的關(guān)鍵。本文主要對循環(huán)流化床鍋爐施工特點及運行情況予以分析，分析了循環(huán)流化床工作原理、循環(huán)流化床施工特點以及運行中可能遇到的問題，便于更好的指導(dǎo)同類型循環(huán)流化床鍋爐施工及運行，保證其施工效果與運行質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床;鍋爐施工;施工特點;運行管理

所謂的流態(tài)化是指氣體或液體按照一定速度向上流過固體顆粒層時，固體顆粒層會表現(xiàn)出類似液體狀態(tài)的現(xiàn)象，循環(huán)流化床鍋爐是以流態(tài)化研究原理為基礎(chǔ)。循環(huán)流化床鍋爐是采取流態(tài)化燃燒方式的一類鍋爐，簡單地說是采用半懸浮燃燒的方式運行[1]。從循環(huán)流化床鍋爐組成方面分析，除了鍋爐本體外，還包括相關(guān)的鍋爐輔助設(shè)備，明確循環(huán)流化床鍋爐施工特點能夠保證鍋爐本體與輔助設(shè)備的有效施工，為后續(xù)鍋爐的安全運行奠定基礎(chǔ)。本文結(jié)合筆者自身工作經(jīng)歷，對循環(huán)流化床鍋爐施工特點及運行的有關(guān)問題展開分析，為同類型鍋爐施工與運行提供參考。

1、循環(huán)流化床工作原理分析

明確循環(huán)流化床工作原理才能更好地指導(dǎo)循環(huán)流化床的施工與運行管理。在流化原理的基礎(chǔ)上，通過流態(tài)化方式完成燃燒，并進行脫硫。脫硫原理如下：循環(huán)流化床是通過石灰石爐內(nèi)燃燒完成脫硫，即煤中的硫能夠在爐膛內(nèi)反應(yīng)后生成二氧化硫與相關(guān)的硫化物;一定粒度范圍內(nèi)的石灰石會逐步進入爐膛，石灰石經(jīng)過高溫加熱后形成煅燒反應(yīng)，形成較多孔疏松的氧化鈣，氧化鈣可吸收二氧化硫，生成硫酸鈣，硫酸鈣會逐步堵塞孔隙，持續(xù)性覆蓋在氧化鈣表面，實現(xiàn)脫硫[2]。脫硫之后，能夠依靠輻射傳熱、氣體對流換熱、顆粒對流換熱等方式達到傳熱目的。

2、鍋爐概況及特點分析

以某鍋爐廠生產(chǎn)的循環(huán)硫化床鍋爐為例進行分析，其具有單汽包自然循環(huán)、超高壓、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣等特點。從參數(shù)方面分析，在鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量背景下過熱蒸汽流量可達到465t/h，該循環(huán)流化床鍋爐對應(yīng)的汽輪發(fā)電機組容量為135MW，能夠完成汽輪機定壓下的正常啟動與運行。本次研究中的鍋爐為循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，通過高溫絕熱分離器完成循環(huán)物料的有效分離，并在平衡通風(fēng)背景下燃燒。

從鍋爐組成方面分析，其包括爐膛、自平衡“U“型回料閥、高溫絕熱分離器以及尾部對流煙道。通過膜式水冷壁作為整個燃燒過程中的蒸發(fā)受熱面，水循環(huán)方面采用的是自然循環(huán)、單汽包、單段蒸發(fā)系統(tǒng)。通過水冷布風(fēng)板與直徑大較鐘的罩式風(fēng)帽，保證了循環(huán)流化床能夠更均勻的完成布風(fēng)，減少運行中可能出現(xiàn)的堵塞、結(jié)焦風(fēng)險，而且采取上述方式有利于后續(xù)的維修與保養(yǎng)。為提高蒸發(fā)受熱面，該鍋爐燃燒室內(nèi)采用雙面水冷壁，從提高過熱器系統(tǒng)和再熱器系統(tǒng)的輻射傳熱性方面考慮，整個燃燒室內(nèi)安裝了屏式Ⅱ級過熱器、屏式熱段再熱器，更加靈活地在鍋爐燃燒過程中調(diào)節(jié)鍋爐過熱汽溫、再熱汽溫，提高整個鍋爐的燃燒效率[3]。

鍋爐中包括2個高溫絕熱分離器，其內(nèi)徑達到8.08米，將一個非機械型回料閥安裝在高溫絕熱分離器回料腿下，通過自平衡方式完成回料，通過高壓風(fēng)機單獨提供流化密封風(fēng)。上述不同部分共同組成了物料熱循環(huán)回路，這也是整個循環(huán)流化床鍋爐的關(guān)鍵。根據(jù)前述分析的循環(huán)流化床工作原理，煤同石灰石通過燃燒后脫硫，煙氣利用分離器凈化，然后進入到尾部煙道。鍋爐中包括膨脹中心，合理選擇性能較好的非金屬膨脹節(jié)，使用其對不同煙氣、物料對應(yīng)煙道予以連接，解決熱脹冷縮過程中可能引起的局部移位與密封，保證整個鍋爐中心良好的密封性能。從整個鍋爐的密封性能方面分析，充分利用技術(shù)成熟的密封技術(shù)對穿墻部位加以分析，提高整個鍋爐的密封性能。

本次所使用的鍋爐循環(huán)流化床具有多方面的優(yōu)勢，如能夠保證低硫排放、燃燒效率較高、降低氮氧化合物的排放，能夠滿足多種類型燃料的燃燒。針對整個循環(huán)流化床的局部采取防磨措施，提高整個鍋爐的安全運行效果。比如料腿內(nèi)表面、高溫絕熱分離器表面、下部燃燒室內(nèi)表面、雙面水冷壁表面等。風(fēng)帽包括內(nèi)管（小直徑）與外罩（大直徑），并通過螺紋連接，保證流化均勻性，安裝與維修更加便捷，不易堵塞。通過床上與床下啟動燃燒器相結(jié)合的方式，提高啟動響應(yīng)速度，降低燃燒消耗。

3、循環(huán)流化床鍋爐不同結(jié)構(gòu)施工特點與運行情況分析

循環(huán)流化床在施工階段包括多項內(nèi)容，同時在運行過程中也可能出現(xiàn)相關(guān)問題，這些都要求掌握不同施工特點以及運行潛在問題，具體分析如下：

3.1密封性施工與運行分析

循環(huán)流化床在施工過程中對整個鍋爐的密封性要求較高，鍋爐爐膛內(nèi)采用正壓燃燒，而較多構(gòu)件需要與鍋爐爐膛連接，如風(fēng)管道、油槍、物料管道、測點等，這些如果與鍋爐爐膛施工中密封不可靠，則可能引起物料外漏，燃燒效率以及燃燒環(huán)境等都會受到影響。施工過程中需要注重不同焊接點的密封性，包括給煤口、二次風(fēng)口、床上點火器接口、回料閥接口等，規(guī)范進行嚴密性試驗分析，確保不同連接部位與鍋爐爐膛具有完整的密封性。

針對床下點火燃燒器非金屬膨脹節(jié)的安裝，需要注意在運行中可能出現(xiàn)膨脹節(jié)燒壞問題，不僅需要保證整個安裝過程中的密封性，同時在膨脹節(jié)安裝期間，合理使用保溫材料，設(shè)置鋼絲網(wǎng)，實現(xiàn)對整個膨脹節(jié)的保護[4]。

3.2旋風(fēng)分離器安裝與運行分析

循環(huán)流化床的正常工作離不開旋風(fēng)分離器，整個鍋爐的系統(tǒng)安裝、運行、故障情況等都會受到旋風(fēng)分離器的影響。本次在旋風(fēng)分離器施工中選擇地面組合形式，需要在鍋爐封頂前將其吊入，根據(jù)施工進度及時組合分離器錐段與直段，分片吊裝與組裝出口與出口的煙道分片。安裝回料閥時需要保證與爐膛有一定的距離，仔細核對精準非金屬補償器的安裝位置，避免非金屬補償器錯位等引起膨脹節(jié)的損壞。

3.3保溫交叉施工分析

施工過程中存在一定的交叉內(nèi)容，為保證施工進度，可采取分段施工與交付方法，即先完成爐膛、分離器等施工;地面澆筑冷渣器頂蓋，吊裝施工;旋風(fēng)分離器頂蓋、分離器進出口頂部需要先行完成安裝與加固，完成烘爐后進行頂板施工。需要注意的是運行期間可能因為不同部位膨脹性不同出現(xiàn)頂板撕裂，施工中需要保證整個焊接質(zhì)量。

3.4風(fēng)帽施工與運行

循環(huán)流化床中的冷渣器、回料閥、風(fēng)室水冷壁都需要布置風(fēng)帽，風(fēng)帽施工中需要根據(jù)設(shè)計圖紙，保證安裝位置的準確性，檢查安裝高度、固定方式以及安裝角度。風(fēng)帽施工中避免出現(xiàn)角度偏差影響物料流化效果。風(fēng)帽安裝完成后做好防護，避免風(fēng)帽孔眼出現(xiàn)堵塞，影響正常通風(fēng)。

3.5循環(huán)流化床試運行常見問題分析

回料閥在試運行過程中可能因為吊桿固定后無法調(diào)節(jié)，工作狀態(tài)下出現(xiàn)振動;尾部受熱面在試運行過程中可能出現(xiàn)低頻共振，可能與安裝有關(guān)，也有可能是在試運行階段尾部受熱面存在灰，隨著燃燒的進行，尾部受熱面低頻共振問題消失。針對施工中不同區(qū)域可能出現(xiàn)的受熱后局部撕裂問題，視情況可對局部采用分段式施工，避免整體膨脹系數(shù)不同出現(xiàn)撕裂。

結(jié)束語

循環(huán)流化床鍋爐施工前需要結(jié)合具體情況，分析其施工特點，通過試運行發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題，通過分析可能問題，靈活調(diào)整施工方案，更好的保障施工進度與后續(xù)運行可靠性。

參考文獻

[1]余衛(wèi).循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)襯澆注施工探討[J].科技風(fēng)，2020（10）：119.

[2]馬可.220t/h循環(huán)流化床蒸汽鍋爐模塊化吊裝施工技術(shù)研究[J].佳木斯職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2019（04）：259-260.

[3]劉聰，白月，顧楊楊，王金龍.410t/h循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)量選型及配風(fēng)管道安裝設(shè)計[J].電站系統(tǒng)工程，2019，35（02）：46-48.

[4]張占權(quán).淺談130t/h循環(huán)流化床鍋爐安裝施工技術(shù)[J].建材與裝飾，2017（36）：230-231.