循環流化床鍋爐回料器超溫燒紅在線處理技術的研究與應用

摘 要：對于循環流化床鍋爐來說，回料器作為一個重要的輔助設備，它的運行直接影響到鍋爐的安全，一旦回料器出現超溫燒紅現象可能負荷受限，如果得不到很好的治理會越來越嚴重，最后導致耐火材料脫落只能被迫停爐處理，造成負荷的影響和檢修維護成本升高。

關鍵詞：回料器；超溫；處理技術

中圖分類號：F270 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 18-0000-02

一、回料器的作用

回料器是流化床鍋爐主循環回路的重要組成部部件，它和分離器下的立管一起有以下三個方面的作用。將循環物料從壓力較低的分離器送到壓力較高的爐膛；起到密封作用，保證立管、回料器中的氣固兩相流向爐膛方向流動，防止爐膛煙氣短路進人分離器，破壞物料循環；在有外置換熱器時調節物料循環量，適應鍋爐汽溫調節和變負荷調節的需要。

二、回料器結構

回料器一般由下降段和上升段兩部分組成。回料器和回料立管均由鋼板卷制而成，內側敷設有防磨和絕熱保溫材料層。回料器返送物料的動能來自于回料器上升段和下降段的不同配風，其用風由單獨的高壓流化風機提供，高壓風通過其底部風箱以及布置在回料器閥體上的三層充氣口進入回料器。進入回料器風箱的管道和每層充氣管路上都設有各自的風量測點，以便測量出流經各管道的準確風量，并由調節閥來調節、分配風量，實現定量送風。

回料器內部布置了三層耐火材料，分別為硅酸鈣板、絕熱澆注料、耐磨澆注料。最里層的硅酸鈣板主要起到保溫降低回料器外表溫度。中間的絕熱澆注料主要起到絕熱的作用，阻斷熱量的傳遞，降低回料器內部熱量向外部傳遞，從而減少了熱量損失降低了外表溫度。最里層為耐磨澆注料，主要是耐磨性相當好，避免因灰量大磨損而導致漏灰及機組停運等事故的發生。

三、回料器工作原理

對于流化床鍋爐的回料器來說，一側與鍋爐下部的密相區連接處于正壓區，另一側與分離器相連處于負壓區，回料器中氣固流動呈現鼓泡流動狀態，正常運行中回料器的立管有一定料位，一個充滿氣固混合物的立管能形成一個料柱頭。在料柱頭的作用下，固體物料向爐膛流動，料位的高低取決于爐膛密相區壓力的高低，主要是通過U型管原理來實現料位的自動調節，當爐膛密相區的壓力升高后，立管里的物料要想返回爐膛，需要的料柱頭也相應升高，而料柱頭的高低取決于料位的高低，只有料位升高才能導致料柱頭升高，所以回料器的料位就高，相反則料位就低。在啟動過程中回料器中沒有料位，隨著分離器的不斷分離，回料器中建立起料位后，當立管的料柱頭大于鍋爐密相區壓力后開始返回爐膛。

四、回料器超溫現狀

回料器料腿及立管在運行當中出現大面積超溫，局部出現燒紅現象，只能逼迫降負荷運行，并且存在較大安全隱患，隨時都有可能出現跑灰漏灰可能，嚴重影響機組的安全穩定運行。具體超溫情況如下：

五、回料器超溫燒紅原因分析

根據回料器立管及料腿出現超溫燒紅的特點進行了分析和判斷，回料器外表溫度高負荷時能達到510℃，而低負荷時也可以降到210℃，說明回料器內部的耐磨澆注料沒有脫落，如果是耐磨澆注料脫落后，回料器外壁鋼板直接和高溫灰接觸，溫度和灰溫差不多應該在850℃左右，并且在低負荷時也不會下降太多，這就說明耐火材料沒有脫落而只是出現裂紋所致。耐磨澆注料出現了裂紋，導致熱煙氣將絕熱澆注料和硅酸鈣板沖刷掉，從上到下形成熱灰流動，從而出現大面積超溫燒紅現象，并且隨著機組負荷的升高、回料器料位的升高而超溫越嚴重，負荷低的時候超溫相對要輕。

六、在線處理可行性分析

（1）正常運行中回料器中的灰只要能流化就可以正常返回爐膛，所以關閉一側流化風后，立管和另一側的流化風仍然可以連續不斷的送入，關閉一側的布風板沒有流化風處于不流化狀態，而其余布風板仍正常流化，只是整個回料器布風板能流化的面積減小了，不會影響回料器的正常運行。所以回料器采取單側返料是可以的；（2）對于回料器立管來說，正常運行當中料位以上是處于負壓區，以下是正壓區，通過維持低負荷、低床壓、低一次風量可以降低回料器料位，使得負壓區增大，正壓區減少，這樣只要在負壓區開口也是可以實現的，不會向外噴灰；（3）回料器調整為單側返料后，不返料側的料腿被灰填滿，高壓流化風竄不進去。對于返料口正常運行中處于正壓區，但隨著爐膛的負壓增大，鍋爐的零壓點會下降，通過鍋爐在啟動前做的流化試驗的經驗看，維持爐膛負壓在-500Pa左右，打開爐膛人孔門就不會向外噴灰，而返料口上部與爐膛人孔門的高度差不多，甚至比爐膛人孔門還要高，這樣就可以通過調整爐膛負壓控制爐膛內的熱煙氣不會反竄到回料腿。這樣一來在回料腿上開口處理也不會向外噴灰；（4）確定原因為耐磨澆注料出現裂紋竄風熱灰流動所致，立管、料腿都可以實現不噴灰處理，用保溫耐火材料將裂縫堵死后就不會再出現竄風和熱灰流動現象，外表溫度必然會大幅降低。說明可以處理。

七、處理方案

（一）在處理回料器立管時，將機組負荷穩定到了165MW，鍋爐維持低床壓、低一次風量運行，床壓維持到5.5Kpa左右，一次風量維持到24萬Nm3/h，降低回料器料位從而降低循環灰量，將回料器立管流化風門開度由原來的100%關至60%，回料器松動風門全部關閉。降低高壓流化風母管壓力，維持到37Kpa左右。適當提高爐膛負壓維持在-1000Pa左右，將回料器立管燒紅部位的鋼板進行割口，割口后維持好爐膛負壓，直到不噴灰為止，一般爐膛負壓在-1000Pa就可以滿足現場干活需要，不會向外噴灰。這樣就可以將超溫燒紅部位的四周塞滿保溫澆注料，塞滿后將割口焊好即可。

（二）在處理回料器料腿燒紅超溫時，處理的方法基本和處理立管段方法一樣，只是回料腿區域在正常運行中一直處于正壓區，開口后容易向外噴灰，不好處理，考慮到這一特點，將13回料器右側流化風門關到零，將立管和左側料腿流化風門開到最大采取單側回料方式，讓右側料腿里堆滿灰，維持好爐膛負壓后，回料器料腿沒有風竄入，割開口后不會向外噴灰，將保溫澆注料和好后塞滿開口四周，然后將開口處的鋼板補焊好即可。

八、效果檢驗

通過在超溫區域開口填注保溫耐火材料后，回料器立管及料腿外表溫度得到了明顯的控制，從處理后已運行了半年多，再未出現超溫燒紅現象。處理后的具體效果統計如下：

九、結束語

對于流化床鍋爐來說，回料器作為重要的輔助設備，它的安全與否直接影響到機組的安全運行，在實際運行當中，經常發生由于耐火材料出現裂紋導致外表超溫燒紅現象，這種情況發生后要及時進行處理，一般通過這種方法是可以處理好的，如果得不到及時的處理，等到耐火材料脫落后越擴展越大只能采取停爐處理，這樣不僅影響了機組負荷，還大大增加了額外的維修成本。

參考文獻：

[1]呂俊復，岳光溪，張建勝.循環流化床鍋爐運行與檢修[M].北京：中國水利水電出版社.

[2]劉德昌，陳漢平，張世紅.循環流化床鍋爐運行及事故處理[M].北京：中國電力出版社.

[作者簡介]鄭秀平（1983-），男，助理工程師，從事CFB鍋爐運行研究10余年、發表論文10余篇，內蒙古京泰發電有限責任公司運行部值長；練純青（1969-），男，高級工程師，從事管理工作，內蒙古京泰發電有限責任公司副總經理。