淺談型號UG-75t／3.82MPa-M41循環流化床鍋爐

張芳芳

(延安石油化工廠,陜西延安 727406)

淺談型號UG-75t／3.82MPa-M41循環流化床鍋爐

張芳芳

(延安石油化工廠,陜西延安 727406)

就現在的國內市場有各種型號的循環流化床鍋爐投入了運行和使用，但是自動控制方面水平跟國外來比還是比較低的，特別是在其燃燒系統的控制上，很難實現其應有的高性能指標。本文通過筆者多年的運行經驗對該爐進行分析優化，提高了鍋爐的效率。

循環流化床鍋爐 影響 改造 效率

許多傳統的燃煤鍋爐所沒有的優點是循環流化床鍋爐具有的:燃燒效率高、燃料適應性廣、燃燒效率高、組織爐內脫硫、負荷調節性能好等，它很好地解決了能耗高、污染重等一系列問題，目前在很多發達國家這種爐型的應用已經很廣泛。循環流化床的燃燒機理十分復雜，它包括一系列基礎研究課題。燃燒溫度受多種因素的影響，并與其它系統有著復雜的耦合關系，而且系統具有很強的時變性。

1 影響流化床鍋爐飛灰含碳量的主要因素

（1）影響飛灰含碳量的因素有煤種、床內溫度、燃燒時間、氧氣濃度。焦炭燃燒過程中發生的爆裂、磨損、失活等行為與煤種有關，對循環流化床鍋爐飛灰碳燃盡有很大影響。

（2）飛灰含碳量與煤種強烈相關，可以用單位熱值對應的干燥無灰基揮發分質量作為煤反應性指標來判斷循環流化床鍋爐的飛灰含碳量。燃料熱值中揮發份的含量越太，越有利于焦炭顆粒的燃盡。

（3）床溫越高反應速率越快，燃燒溫度越高越有利于降低灰的含碳量。在一定的溫度下，碳顆粒的燃盡時間隨粒徑的增大而延長。而相同的粒徑下，溫度越高，碳粒所需的燃盡時間越短。

（4）過量空氣的增加意味著氧濃度的提高。合理的二次風位置及風配比可以強化爐內擾動，增加氣流的穿透力，使得爐內物料混合更加充分，也使爐膛上部燃燒更加完全。飛灰含碳量隨床壓下降明顯降低，但會稍微提高排渣的含碳量。改進飛灰含碳量高的方法有增加循環流化床的高度和旋風筒的分離效率，改變過量空氣系數等。

2 合理的風匹配

循環流化床鍋爐運行中，一次風作用是保證物料處于正常流化狀態，并為燃料燃燒提供部分氧氣，二次風的作用是補充燃燒所需氧氣，同時起擾動作用，加強氣-固相混合，改變爐內物料分布，鍋爐設計一次風額定風量為65225m2/h，二次風額定風量為43483m2/h，一、二次風比為3:2。三臺鍋爐運行初期，由于經驗不足，一次風量偏大，形成后部燃燒，返料溫度較高（980℃左右）， 負荷70～73t/h，而且升降負荷速度較慢，無法實現低負荷運行。經幾年的摸索，目前一次風量僅為52%左右，返料溫度降為970℃以下，負荷最高可達78t/h，可低負荷運行。

運行中主要是根據冷態試驗時的風量及煤種的類別進行適當調整，一般情況下，運行中的一次風量應低于冷態試驗時的一次風量，因為在熱態下，煤受熱膨脹，密度降低，易于浮起，在燃用不同煤種時，低揮發份煤所需一次風量應高于燃用高揮發煤，二次風要根據氧含量調整，嚴格控制氧含量指標，避免過量空氣。二次風經二次風空氣預熱器預熱后，在爐膛前后兩側通過11根φ133二次風管分兩層進入爐膛，每路風管都裝有控制風門。

3 料層控制

（1）料層厚度是保證流化床鍋爐運行的關鍵，在正常運行中料層差壓必須保持相對穩定，如果遇到外界因素影響，造成料層差壓變化，要及時進行調整風量，料層過厚，若調整不及時，很可能局部因流化不良而結焦，并且長期料層過厚，風機風壓升高，用電量增加。料層過薄，一次風量相應偏大，容易造成后部燃燒，控制料層主要方法是控制排渣，目前，大部分廠家由于認識不夠及操作上的原因，不用冷渣器而改用人工排渣，料層差壓波動較大，建議目前使用人工排渣的廠家安裝冷渣器。冷渣器為連續排渣，料層相對穩定，尤其是燃用低熱值煤種時，由于排渣量較大，優越性更為突出。

（2）造成鍋爐后部燃燒的因素較多，后部燃燒的危害性也較大，如出現后部燃燒時，煙氣中塵的濃度相應增加，在分離器分離效率一定的情況下，分離后的煙氣含塵也較高，對后部受熱面的磨損增大，對中心筒的沖刷磨損也非常嚴重。出現后部燃燒時，旋風筒內溫度較正常升高10～20℃，不管旋風筒是用耐磨磚還是澆注料砌成，在此高溫下，溫度升高這些材料的耐磨性就降低，影響了分離的使用壽命。

4 水循環系統

（1）爐膛水冷壁為膜式水冷壁。前、后墻在爐膛下部收縮形成錐形爐底，后墻水冷壁向前彎曲與兩側水冷壁共同形成水冷布風板和風室，布風板標高5800mm。布風板采用水冷布風板結構，有效面積7.7m2在布風板的鰭片上裝有耐熱鑄鋼風帽，該風帽為鐘罩型風帽，具有阻力大、布風均勻等特點，加強了爐內床料的混合，提高燃燒效率，并對布風均勻性、排渣通暢、減輕磨損也有很大好處。通過水冷壁上集箱用吊桿懸掛于鋼架上。爐膛截面積為3170mm×5290mm，燃燒室部分的水冷壁管表面焊有銷釘，并澆筑在耐火澆筑料內。

（2）過熱器系統由低溫過熱器，噴水減溫器，高溫過熱器組成，高過布置在爐膛頂部，低溫過熱器布置在尾部豎井中。飽和蒸汽從鍋筒由四根頂部連接管的管子引入位于尾部豎井中的低溫過熱器入口集箱；低溫過熱器為光管錯列布置，為減少磨損，一方面控制煙速，另一方面加蓋材質為1Cr13的防磨蓋，壓板及防磨瓦，對局部也作了相應的處理。過熱蒸汽從低溫過熱器出來后通過引出管進入噴水減溫器中，減溫可以通過調節減溫水量來實現，達到調溫目的。過熱蒸汽減溫后進入高溫過熱氣中，高溫過熱器布置在爐膛頂部，采用12Cr1MoV管子，最后進入集箱。

5 運行中應注意的問題

（1）控制適宜的風量和一二次風的配比。控制適宜的負荷。根據實際情提來看，循環流化床鍋爐的負荷最好不要超過額定負荷下長期運行，較理想的負荷為80%～95%的額定負荷。在此負荷下，操作運行穩定，燃燒效率和熱效率較高，各受熱面和耐磨耐火材料磨損較輕。

（2）在起停爐過程中，要嚴格控制升溫升壓速度。備受熱面和耐火材料都有一個溫升速率限制。如果超過限制，將會對鍋爐造成極大應力破壞。點火到并爐時間最好不要低于8h。

（3）控制好煤的顆粒度和質量。盡量減少過大和過小顆粒的份額。將各參數控制在指標范圍內，不超參數運行。合理的控制爐膛差壓、料層差壓、床體溫度、返料溫度、氧含量等。

6 改造情況

（1）將返料器風帽全部改為單排4孔風帽。

（2）增加返料風機。原返料風為1臺BK6008羅茨風機與一次風兩路同時供給，風壓受爐況影響較大，且風壓較低。為了提高和穩定返料風壓，將一次風竄向返料風的管線去除，由增壓風機單獨供給，并增加1臺BK6008羅茨風機作為備用，使返料風壓控制在16kPa，一用一備。

（3）改進冷渣排渣器。目前使用的冷渣排渣器型號為HBSL，換熱效果不好，且容易發生泄漏。將原冷渣器改為2臺HBSL-4新型水冷式排渣器。其原理就是利用除鹽水與高溫爐渣換熱(爐渣溫度降至150℃以下，除鹽水溫度升高30℃左右)，來減少爐渣的物理熱損失，同時提高了給水溫度，提高鍋爐效率。

（4）輸渣系統改造。以前使用的是鏈斗式輸渣機，現場灰塵大、噪音大，且容易發生斷鏈事故，將鏈斗式輸渣機改為皮帶式輸渣機。避免了以上問題的發生。

（5）改造后運行情況經過6個月的運行，目前75 t/h循環流化床鍋爐運行穩定，均能達到設計能力。蒸發量達到了設計值(75 t/h.)，爐效率大大提高，約在85%左右，飛灰含碳量已下降。返料裝置不再發生返料終止事故。

7 結語

循環流化床鍋爐是一種高效低污染節能型鍋爐。通過優化參數、技改技措、設備更新等方法對鍋爐進行合理的改進，提高了鍋爐的運行效率，保證了鍋爐的長周期、穩定運行。分離效率得到提高，爐渣可燃物及灰渣可燃物含量得到了不同程度的降低，水冷壁管使用時間大大延長，避免了因燃煤堵塞而造成鍋爐停爐，同時，降低了檢修強度，縮短了檢修時間。

[1]UG-75/5.3-M12型循環流化床鍋爐說明書.

[2]劉煥彩.流化床鍋爐原理與設計·武漢:華中理工大學出版社,1988.