CFB鍋爐烘爐工藝探討

劉錦松

（山西京能呂臨發(fā)電公司，山西 呂梁 033000）

循環(huán)流化床鍋爐是在沸騰爐的基礎(chǔ)上演變發(fā)展而來，其具有燃料適應(yīng)能力強、燃燒效率高、燃燒強度高、爐膛截面積小、負荷調(diào)節(jié)范圍廣、調(diào)節(jié)速度快等特點。也正是因為運行中希望最大可能地發(fā)揮這些優(yōu)點，導(dǎo)致循環(huán)流化床鍋爐時，由于爐膛內(nèi)部高顆粒濃度、高運行風(fēng)速、高運行溫度導(dǎo)致爐膛內(nèi)部受熱面長期受到循環(huán)物料系的沖刷，加之主要燃用高灰分劣質(zhì)煤種，在運行中受熱面局部會出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，需要在鍋爐設(shè)計制造、運行維護方面采取相應(yīng)技術(shù)措施才能保證鍋爐長期安全穩(wěn)定運行。

為了減緩受熱面的磨損，循環(huán)流化床在點火風(fēng)道、爐膛內(nèi)襯、水平煙道表面敷設(shè)了耐火耐磨材料，雖然這些耐火耐磨材料雖然經(jīng)過空氣的自然風(fēng)干，但其材料內(nèi)部仍然殘留一定的自由水分，如若不采用烘爐技術(shù)而直接投入運行使用，耐火耐磨材料會因自由水分的體積膨脹而發(fā)生裂縫、變形，甚至脫落的現(xiàn)象。現(xiàn)代烘爐工藝多采用熱煙氣烘爐技術(shù)，此方法在確保烘爐質(zhì)量的前提下，還能達到省工、省時、省料的目的。

1 烘爐前準備

1.1 烘爐前循環(huán)流化床鍋爐的必備條件

（1）鍋爐整體安裝工作和鍋爐的保溫工作已經(jīng)完成，漏風(fēng)試驗、水壓試驗合格。

（2）鍋爐本體及內(nèi)壁施工完成后，保證在常溫（0℃以上）環(huán)境下至少養(yǎng)護7天以上，并組織相關(guān)人員進行冷態(tài)驗收，并辦理合格簽證。

（3）烘爐排煙采用臨時措施，在后豎井入口低再及一級中溫過熱器上部鋪設(shè)鐵皮和巖棉板，四周不留間隙；在三個分離器出口煙道頂部門孔安裝制作臨時煙囪，斜上方接出鍋爐頂棚至通風(fēng)口排煙。臨時煙囪采用白鐵皮制作，接縫嚴密，做好防護措施。

（4）為防止煙氣及熱量散失，除熱煙氣通入孔外的所有孔洞封堵嚴密，防止煙氣逸出。

（5）鍋爐點火風(fēng)道、一次風(fēng)風(fēng)室、爐膛、回料器、旋風(fēng)分離器進口、旋風(fēng)分離器出口等所有風(fēng)煙系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)DCS溫度、壓力檢測系統(tǒng)均進行校準試驗并且具備投運條件。

（6）鍋爐對空排汽閥、EPRV，所有電動門、排污閥、放水閥閥門傳動試驗合格，各閥門開閉靈活，無卡澀、泄漏現(xiàn)象；鍋爐水位監(jiān)視系統(tǒng)調(diào)試完畢并具備投運條件；汽水系統(tǒng)與機側(cè)隔離措施，暫定采用堵閥隔離的方式；汽機油系統(tǒng)及盤車具備投運條件。

（7）運行規(guī)程、烘爐措施、烘爐圖表等相關(guān)技術(shù)資料齊全。對參加烘爐的全體運行人員、烘爐廠家進行安全技術(shù)交底。

1.2 烘爐燃料、設(shè)備、控制、儀器等準備

（1）燃料使用0#輕柴油。供油系統(tǒng)采用臨時供油措施，鍋爐零米布置臨時儲油箱（5t以上），安裝兩臺供油泵，臨時油管路分兩路至烘爐機各點。每臺烘爐機配一個儲油桶（175kg）。

（2）使用烘爐機20套，其中3套備用。

（3）選用三相四線制、電壓380V作為臨時電源，選用的20臺烘爐機單臺功率為2.5kW，總功率50kW。由于烘爐機安裝平臺位置不一，電源線就近接入鍋爐平臺檢修箱。由業(yè)主提供穩(wěn)定可靠的電源，保證烘爐期間不能停電。

（4）烘爐用臨時油管路采用無縫鋼管及不銹鋼閥門，并需打壓查漏。

（5）烘爐所需臨時系統(tǒng)搭建完成，包括臨時隔墻、臨時煙囪、煙氣隔斷系統(tǒng)、排濕孔開設(shè)。

（6）安全消防用品及防護措施的布置。

2 烘爐作業(yè)方法及技術(shù)要求

烘爐分為低溫烘爐和中高溫烘爐兩階段，本方案僅用于耐磨耐火材料的低溫烘爐。

2.1 烘爐機現(xiàn)場布置

結(jié)合呂臨電廠現(xiàn)場實際情況和耐火材料的結(jié)構(gòu)布置烘爐機的位置和數(shù)量如下：

旋風(fēng)分離器進口煙道共布置3臺烘爐機，每側(cè)分離器進口各布置1臺；鍋爐爐膛布置4臺烘爐機，左右兩側(cè)2個人孔門各1臺；鍋爐點火風(fēng)道共布置4臺烘爐機，每側(cè)人孔門口各1臺；回料器共布置6臺烘爐機分別從回料器人孔引入，烘爐機在該處安裝前需將回料器正對烘爐機熱煙道出口墻及頂部用硅酸鋁纖維板進行保護，防止燃燒火焰直接在耐磨材料表面燃燒；備用3臺烘爐機。

2.2 烘爐機啟動順序

啟動點火風(fēng)道烘爐機→啟動爐膛烘爐機→啟動回料器烘爐機→啟動旋風(fēng)分分離器進口煙道烘爐機。在按照啟動順序啟動時，各階段均要求先以小油量低煙溫投運，當(dāng)燃燒穩(wěn)定后再逐步加大油量，控制溫升按照烘爐曲線進行。

2.3 烘爐過程溫度測量控制

通過煙氣溫度的監(jiān)測來間接反應(yīng)耐火材料表面溫度。同時，由于耐火材料的溫升總是滯后于煙氣溫度，所以在按照烘爐曲線進行烘爐工藝時，采用煙氣溫度作為控制量是一種相對安全的方法。

2.4 鍋爐系統(tǒng)操作

（1）烘爐前鍋爐必須經(jīng)過上水沖洗并化驗水質(zhì)合格，保持儲水罐水位6～12m。

（2）烘爐期間，烘爐后期主汽壓力控制在2.5～4MPa。

（3）為防止空預(yù)器超溫?zé)龎?，烘爐期間嚴密監(jiān)視鍋爐尾部豎井煙道的煙氣溫度。

（4）烘爐時耐火材料中的自由水分將大量凝結(jié)，集中在省煤器下部灰斗排出，烘爐前應(yīng)做好集中排水措施。

（5）烘爐期間專職人員按照烘爐曲線定時做好巡回檢查和鍋爐膨脹指示數(shù)據(jù)記錄工作。

2.5 烘爐升溫控制曲線

低溫烘爐曲線，見圖1。

圖1

中高溫烘爐曲線，見圖2。

圖2

2.6 烘爐質(zhì)量控制

為了保證烘爐質(zhì)量，烘爐時嚴格按升溫曲線要求進行：第一，嚴禁在烘爐期間快速升溫與快速降溫；第二，保證升溫速率與保溫時間。

2.7 烘爐質(zhì)量驗收

（1）烘爐前在各烘爐部位設(shè)置試塊，目的是在烘爐結(jié)束后檢驗烘爐效果、查看澆注料性能。試塊位置布置及數(shù)量如表2。

表2

根據(jù)《循環(huán)流化床鍋爐施工質(zhì)量的驗收規(guī)程》規(guī)定，和GB/T3007—2006規(guī)定本項目要求試塊檢測含水率不大于1%。

（2）內(nèi)襯材料在完成熱養(yǎng)護后，不能出現(xiàn)大面積的開裂、脫落、變形和起拱現(xiàn)象。澆注料表面的毛細裂紋允許存在，這是因為金屬材料與非金屬耐火材料的線膨脹系數(shù)不一致，屬正常物理現(xiàn)象。但不允許有貫穿裂紋存在。

表1

（3）烘爐檢查按DL/5210.2-2009內(nèi)《整體烘爐》中的“烘爐后檢查”執(zhí)行。質(zhì)量標(biāo)準：表面有細小裂紋，不超過廠家要求，膨脹縫正常，爐墻無脫落。

（4）烘爐后期排濕口仍有大量水汽排出，可適當(dāng)延長恒溫時間。

（5）烘爐期間停電和其他原因?qū)е潞鏍t中斷，需將溫度升至中斷前溫度重新計時。

3 熱煙烘爐技術(shù)應(yīng)用注意事項

（1）烘爐期間，將所有DCS監(jiān)測系統(tǒng)采集到的煙溫、壁溫數(shù)據(jù)，以及烘爐就地記錄的就地溫度，鍋爐膨脹指示數(shù)據(jù)都完整記錄并存檔。

（2）開設(shè)排濕孔是為了將耐火耐磨材料、保溫材料中的游離水和結(jié)晶水蒸發(fā)排出，所以排濕孔上方應(yīng)保證足夠排放空間，高溫烘爐結(jié)束封閉檢查。

（3）烘爐期間嚴禁出現(xiàn)鍋爐各受熱面管壁過熱或超溫的情況。

（4）本文中所述的烘爐方案采用鍋爐帶壓烘爐。

（5）在發(fā)現(xiàn)問題時要及時消缺。

4 熱煙烘爐技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

（1）呂臨電廠烘爐工藝采用多點布置方式，在時間和空間上可以實現(xiàn)對能量的優(yōu)化分配，提高熱煙烘爐熱量的利用率。同時，根據(jù)爐膛澆注料位置靈活布置以滿足不同位置處鍋爐的不同需求，避免了熱能資源浪費。

（2）熱煙烘爐工藝以煙溫為目標(biāo)監(jiān)測值，通過調(diào)節(jié)各點烘爐機的供油量、壓力和風(fēng)量來達到調(diào)節(jié)烘爐溫度的方式。此種方法能夠使得烘爐實際升溫曲線和目標(biāo)升溫控制曲線幾乎重合，有效避免溫度突然升高或降低導(dǎo)致受熱面超溫過熱及熱應(yīng)力太大引起管束變形等惡劣現(xiàn)象。最大程度地保證鍋爐材料的穩(wěn)定性，保證了鍋爐的應(yīng)用性能和應(yīng)用期限。

5 結(jié)語

循環(huán)流化床鍋爐磨損主要表現(xiàn)為對受熱面、耐火耐磨材料及布風(fēng)板風(fēng)帽的損害。而且爐膛耐火耐磨材料脫落會堵塞排渣口，引起排渣不暢或流化不良，分離器內(nèi)用耐火耐磨材料脫落會堵塞立管影響返料器的正常運行，嚴重時會引起鍋爐結(jié)焦、風(fēng)室堵塞等問題。這些問題的出現(xiàn)，都會對鍋爐安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行產(chǎn)生巨大的影響。循環(huán)流化床鍋爐耐磨耐火材料的穩(wěn)定性是保證循環(huán)流化床鍋爐能夠長期穩(wěn)定運行的重要因素之一。因此，在鍋爐建設(shè)期間耐磨耐火材料的選擇、施工、烘爐起著至關(guān)重要的作用。而隨著烘爐工藝的不斷優(yōu)化改進，使得澆注料的使用壽命和運行能力得以不斷地提升。由此可見，澆注料的烘爐工藝對循環(huán)流化床鍋爐運行應(yīng)用的重要意義。