300MW循環流化床鍋爐設備優化探討

張德虹

摘要 循環流化床是近年來應用比較廣泛的一種新型燃燒技術，具有效率高以及污染低等特點，同時對燃料的質量要求不高，既可以燃用優質煤，同時也可以將燃用各種劣質燃料。300MW循環流化床鍋爐設備的應用可以有效燃燒效率，但是在使用過程中也會因為各種因素而出現運行故障，必須要針對其結構特征來進行優化。本文分析了300MW循環流化床鍋爐使用過程中常見問題，并提出了相應的優化措施。

關鍵詞：300MW循環流化床鍋爐；設備優化；磨損

300MW循環流化床鍋爐運行時需要大量循環物料，這樣高溫物料經過運行撞擊磨損使得鍋爐受熱面泄露。另外，設備在運行過程中床溫控制過高，會增加鍋爐結焦的面積，同時外置床、爐膛下部以及回料閥等位置均處于正壓運行模式，很容易對鍋爐的承壓部件造成影響。循環流化床鍋爐設備長期運行，在各種因素的影響下會出現故障，為保證設備的安全運行，必須要采取措施對設備進行優化。

1.300MW循環流化床鍋爐結構概述

鍋爐設備主要由單爐膛構成，結構為將褲衩腿與雙布風板，而爐膛內部蒸發受熱面主要采用膜式水冷壁與水冷壁延伸墻結構。該設備為亞臨界中間再熱，單鍋筒自然循環鍋爐，鍋爐后井煙道內布置對流受熱面，其余分布在鍋爐兩側外置床內。另外，鍋爐設備還配置了四分倉回轉式空氣預熱器、回料器、旋風分離器以及滾筒冷渣器等結構。鍋爐設備主要采用兩級破碎制煤系統，并搭配設置多條給煤線，通過刮板給煤機將燃料從爐膛兩側位置傳送到給煤口，而脫硫用石灰石則通過給料口送入爐膛，達到爐內脫硫的目的[1]。鍋爐設備運行過程中，燃燒后鍋爐煙氣中含有大量顆粒，這樣其在煙氣攜帶作用下長期作用于鍋爐受熱面，長期的磨損使得受熱面受到了嚴重的影響。針對這一特點，企業也采取了一定的防磨處理，以循環流化床鍋爐金屬構件與耐磨材料磨損為依據，確定磨損原因并制定處理方案，在實際應用上也取得了一定的成果。但是，想要更進一步提高鍋爐設備運行效果，必須要采取有效措施來完成設備提優化。

圖1 鍋爐結構示意圖

2.300MW循環流化床鍋爐設備優化分析

2.1 燃煤性能與質量

鍋爐設備在投產初期階段，對于燃煤的選擇與應用，需要嚴格按照設計要求來確定，保證煤種與粒徑滿足燃燒需求，一般可以選擇用較小粒徑的褐煤。如果鍋爐運行時不能保持正常的床壓，爐膛下部分以及分離器會長時間處于超溫工作狀態，降低了設備運行安全性與穩定性。出現此類問題主要是因為對褐煤進行破碎處理后粒徑過小，加速了設備床壓下降速度。基于此在對設備進行優化處理時，可以根據實際情況來決定是否要對燃煤進行破碎處理，同時要將劣質煤的摻燒比例控制在30%～40%左右，不但可以將床料控制在相對平衡的狀態，同時也可以正常排渣。

2.2 翻床故障優化

鍋爐設備為單爐膛褲衩型結構，如果左右兩側床壓不平衡，很容易出現翻床事故。在設備運行時，為了有效緩解燃煤供應不足情況，在實際運行中灰份遠遠大于設計要求，影響設備的正常排渣。另外，鍋爐床壓保持在較高狀態，并且管理人員沒有采取相應的處理措施，導致鍋爐連續出現翻床事故。而出現翻床事故的主要原因是床壓過高，在密相區床料內部形成直徑過大的氣泡，當氣泡破裂后對床壓產生影響比較大。為有效改善此類情況，應控制好風機出口壓力，適當減小一次風門開度，提高風門調節性能。還應做好床壓的控制，為保證排渣正常，應將床壓控制在8～11kPa，設備運行過程中一旦床壓偏差大于2.5kPa，必須要及時檢查兩側床溫和一次風量是否相同[2]。如果床溫存在較大的偏差，則應通過對煤量以及排渣等方面的調節來降溫；如果左右側床溫與一次風量相等，應就床壓高一側的排渣量進行增加。

2.3 設備金屬構件磨損優化

造成鍋爐設備構件磨損的主要原因可以分為幾個方面：第一，煙氣中所存顆粒通過運行撞擊對受熱面造成磨損，煤粉鍋爐尾部煙道受熱面沖刷磨損同樣是因為此原因。第二，受熱面運行速度低于 顆粒運行速度，相互作用而產生的磨損。以及其他沿著受熱面運行的固體物料或者顆粒，以貼壁固體顆粒為磨損介質，對受熱面產生磨損。第三，以氣泡為介質運行的顆粒對受熱面產生磨損，并且在氣泡破裂后顆粒被噴濺到受熱面產生的磨損。第四，投入到爐膛內的燃料中摻加有體積比較大的金屬構建，不能正常隨渣排除沉在布風板上，其周圍風帽吹出的流化風在構件影響下形成渦流，對風帽產生磨損。

對于此類問題的優化，第一選擇用讓管結構，改變水冷壁管幾何形狀，保證爐內耐磨材料在過渡區與上部水冷壁管保持平直，下確保固體物料可以沿著壁平直下落，減小耐火材料凸起對水冷壁管造成的磨損。第二，水冷壁防磨噴涂技術。如超音速電弧噴涂技術，主要就是以高鉻鎳基鈦合金為基礎層，然后噴涂一層高耐磨金屬陶瓷涂層，為保證噴涂效果良好，一般要控制在8～10遍，噴涂總厚度應保持在0.8～1mm以上，并且要保證涂層的平滑性，不得出現將凹凸不平情況，以及對于邊緣與澆筑材料接縫位置要平整，可以光滑過渡。

3.結束語

300MW循環流化床鍋爐現在應用相對廣泛，并且具有明顯的優點，為了更好的提升其運行效率，必須要針對常見的設備故障進行分析，明確故障發生的原因，然后選擇可行的措施進行管理，不斷提高鍋爐設備運行的安全性與穩定性。

參考文獻：

[1] 劉媛.國產化300MW循環流化床機組鍋爐燃燒系統研究[D].華北電力大學，2012.

[2] 王旭.300MW循環流化床鍋爐設備治理與運行優化[D].華北電力大學，2012.