延長循環流化床鍋爐運行周期的關鍵技術研究

吳 帥

(陽煤集團壽陽化工有限責任公司，山西 晉中 045400)

引 言

企業在經營發展的過程中，最本質的目的是追求最大化的經濟效益，因此，延長循環流化床鍋爐運行周期具有重要意義。在循環流化床鍋爐運行的過程中，確保其穩定運行對保證企業員工安全同樣具有重要意義。延長循環流化床鍋爐的運行周期不僅能夠改進其生產技術，還能夠提升鍋爐的燃燒效率。循環流化床是新工業時代的一種產物，只有通過不斷地對其進行優化調整，才能充分地發揮出循環流化床的優勢，才能讓相關的工作人員對循環流化床的運行規律進行深入了解，延長鍋爐運行周期的關鍵技術被越來越多的企業所使用，為企業創造出更多的經濟效益。

1 循環流化床鍋爐運行現狀與問題

1.1 運行不穩定

循環流化床鍋爐在工作中，遭受到燃煤鍋爐不足等問題，會導致循環流化床鍋爐在較長的時間段內處于低負荷運行狀態，該種情況導致循環流化床鍋爐的操作彈性急速下降，進而導致鍋爐運行失控，造成鍋爐運行停止。結合循環流化床的工作特性來看，流化床鍋爐處在低負荷運行狀態，必然會導致流化不均勻、燃燒不穩定的問題，所以只有保證了鍋爐內的溫度穩定，才能確保燃燒充分，防止出現鍋爐運行異?；蛲Ｖ构ぷ鲉栴}。燃料充分燃燒的前提是保證較好的流化狀態，保持較好的流化狀態取決于溫度、燃料等，所以在循環流化床鍋爐運行的過程中，只需要找出決定運行周期的關鍵技術，并進行控制，就可以確保循環流化床在低負荷條件下亦可實現穩定運行。結合工作實踐來看，溫度取決于燃燒物質的特性，因此，可控因素主要包括料層差壓與流化風量兩點[1]。

1.2 水冷壁管受熱磨損

循環流化床鍋爐在長時間的工作后，爐膛下部集中了較多的大粒徑顆粒物，且其濃度較大，在燃燒料的重力、爐內氣流以及摩擦力等的作用下，大顆粒物隨著水冷壁管流動，并與水冷壁管產生了較大的摩擦力，導致水冷壁管受熱面遭到損壞。而在高負荷的條件下，循環流化床鍋爐內燃料隨著時間的推移不斷增加，鍋爐內部燃料的濃度與煙氣的流速也隨著時間的推移不斷增加，造成鍋爐內壁摩擦加劇，可能會使得鍋爐內出現爆管問題，導致循環流化床鍋爐停止工作。

2 延長循環流化床鍋爐運行周期的技術與策略

2.1 受熱面防磨技術

1)水冷壁的防磨。為了提升水冷壁的防磨性能，首先可以采用高強澆筑材料將鍋爐燃料密相區覆蓋包裹起來，并在膜式壁上焊接銷釘。結合循環流化床鍋爐的實際運行情況，為了防止衛燃帶上部3 m范圍內的水冷壁依舊出現磨損問題，采用金屬耐磨材料對衛燃帶上部3 m范圍內進行噴涂，提升該區域的抗磨損性能。從實際應用效果來看，噴涂金屬材質雖然一定程度上增強了該區域的抗耐磨性能，但金屬噴涂后期容易出現爆皮脫落問題，具有使用周期短的問題，金屬噴涂區域極易出現磨損溝槽，所以在進行金屬噴涂的過程中，應注意確保噴涂末尾段薄、均、平。在噴涂完成后進行焊接的過程中，需要首先把需要焊接部分周邊區域進行拋光處理，防止補焊時出現裂紋。2)過熱器的防磨。針對過熱器的防磨主要采用的是使用高耐磨合金、在過熱器前爐頂布設一個防磨梁、在前幾排過熱器蛇形管迎風面添加高耐磨合金蘑罩等。3)省煤器的防磨。與過熱器防磨措施相類似，一般在蛇形管迎風面設置防磨罩，結合實際運行情況可以在兩端增設防磨板[2]。4)空預器的防磨。如果采用的是立式空預器，則可以在煙氣的入口位置處增設一個喇叭形的縮口防磨罩；如果采用的是臥式空預器管的外壁附著搪瓷，一般具有較好的防磨效果，但低溫硫腐蝕的影響，加之熱振型的影響，極易導致爆瓷問題發生，所以應避免出現鍋爐急停。5)分離器的防磨。在旋風分離器群中心筒設置離心鑄鋼件，且在耐火材料的施工中應注意采用耐磨性能好的材料[3]。

2.2 合理進行參數調整

基于循環流化床鍋爐的燃燒機理，應對爐膛差壓、料層差壓、流化、風量、循環倍率、蒸發量等參數進行優化調整。比如，在循環流化床鍋爐運行的過程中，造成爐膛內差壓過低的原因可能是返料量不足，分離效率低。爐膛差壓過低會導致尾部受熱面損壞加快，最終造成過熱器、省煤器等部件出現嚴重的泄露問題。如果料層差壓值過小，則意味著爐膛內的蓄熱量較小，此時，如果如煤量出現問題，則極易出現滅火問題。反之料層差壓值過高，則表明流化風量需求大，需要消耗較多的動力，同樣加劇了磨損程度。所以，在循環流化床鍋爐運行的過程中，應對各參數值進行優化調整，盡量確保各運行參數均處在合理的范圍內，延長循環流化床鍋爐運行周期。

2.3 改變與調整煙氣流速

循環流化床鍋爐運行的本質是流態化的高溫物料懸浮燃燒，因此風量的大小對循環流化床鍋爐的運行安全起到決定性作用。結合循環流化床鍋爐的燃燒機理來看，風量稍高與最小流化風量是最佳狀態，但在實際的應用中，工作人員為了進一步提高保險系數，通常會采用較大的風量，雖然有效地提高了保險系數，但卻導致煙氣的含氧量過高，不僅增加了動力消耗，還加劇了循環流化床鍋爐的磨損。

2.4 控制好入爐煤

循環流化床鍋爐的燃燒機理，決定了其具有較強的適應性，能夠燃用各種煤燃料。一般來說，常常將低熱值的煤矸石破碎處理后，添加優質煤。但綜合來看，循環流化床鍋爐燃用優質煤具有更加明顯的優勢，在運行的過程中，其運行的工況更優、煤耗更低、排渣熱損失更小；反之使用劣質煤時，因為劣質煤具有較大的比重，導致較高的動力消耗，產生較大的磨損。所以說，優質煤占比越大，則循環流化床鍋爐運行周期越長，但煤耗成本必然增加。所以，在實際應用中，應結合分析煤耗成本與鍋爐運行周期，制定最適宜的煤配比，在保證經濟性的同時，延長循環流化床鍋爐運行周期。

2.5 優化調控運行

1)控制適宜的負荷。從循環流化床鍋爐工作來看，一般應將循環流化床鍋爐的負荷控制在80%～95%范圍內。研究表明，當循環流化床鍋爐負荷處在額定負荷80%～95%范圍內時，鍋爐的操作穩定性最佳、運行效率最高、磨損情況最輕、運行周期最長。反之在超負荷工況下運行時，循環流化床鍋爐的循環倍率必然增加，此時物料的濃度、流化風量、引風量等也相應增加，這必然造成嚴重的磨損情況，同時極易導致后燃現象，使得后部出現高溫，導致返料器結焦，存在嚴重安全隱患[4]。2)堅決防止出現野蠻開停爐。在循環流化床鍋爐運行的過程中，強行降溫、急劇升溫、快速升壓等現象會對鍋爐的穩定運行產生不利影響。當循環流化床鍋爐出現運行故障后，維護人員為了提升維護效率，采取強制通風降溫，而因為此時鍋爐內各區域具有不同的膨脹系數與溫度，可能導致鍋爐爐墻、爐管因溫度不均而發生損壞。另外，在循環流化床鍋爐啟動的過程中，操作人員急于求成，快速增壓、升溫的過程極易導致煤炭燃爆，巨大的沖擊力會導致金屬焊縫出現拉傷。3)擴大煤泥燃用。循環流化床鍋爐燃燒煤泥發電技術也是一項節約能源的技術，能夠有效地提升循環流化床鍋爐經濟效益。此外，煤泥在進入鍋爐爐膛噴燃后形成的是細分顆粒，有助于減少鍋爐的磨損，延長循環流化床鍋爐的運行周期。

3 結論

綜上所述，影響循環流化床鍋爐運行周期的關鍵因素主要包括磨損、運行調控等因素，在實踐中，循環流化床鍋爐的磨損問題會導致受壓部件發生泄漏，進而造成鍋爐爐壁損壞，最終引發鍋爐停止工作。為了有效地避免磨損誘發的一系列問題，需要對循環流化床鍋爐容易發生磨損的部位進行處理，盡可能地減小磨損問題所帶來的不良影響，延長循環流化床鍋爐的運行周期。同時，應結合循環流化床的工作特性，制定科學的停爐方案，對鍋爐的工況負荷進行優化調整，選擇使用優質入爐煤等運行調控措施，延長循環流化床鍋爐運行周期。