循环流化床锅炉流化不良预防措施

向怀江 姚冰峰

摘 要：介绍了循化流化床锅炉水冷布风板的结构型式，以及锅炉点火前流化试验的流程。通过对某电厂#3锅炉流化不良的现象进行分析和探讨，并提出预防措施，为锅炉正常运行提供了有利条件。

关键词：循环流化床锅炉；流化不良原因；预防措施

1 某电厂循环流化床锅炉简介

某电厂锅炉由无锡华光锅炉厂引进中科院工程热物理研究所循环流化床燃烧技术，结合华光锅炉厂多年生产循环流化床锅炉的经验进行设计而成。锅炉采用型号UG-130/9.8-M，高温高压，单炉膛，单汽包，自然循环，平衡通风、前墙3点给煤的布置方式。一次风从炉膛底部水冷风室，经过布风板、钟罩式风帽进入炉膛，二次风通过前后墙进入炉膛。燃料进入炉膛燃烧后，产生的高温烟气夹带着未燃尽的物料，通过位于炉膛上部两侧的水平烟道切向进入汽冷旋风分离器，被分离下来的粗颗粒物料经返料器返回炉膛密相区实现循环燃烧。渣料经过布置于水冷风室左右两侧放渣管，分别进入两台水冷式滚筒冷渣机，排出大颗粒床料，使锅炉稳定燃烧。

2 锅炉布风装置介绍

循环流化床锅炉布风装置由风室、布风板、浇注料、风帽等构成。本工程布风板型式为水冷式布风板，采用膜式水冷壁管拉稀延伸型式，在管与管之间的鳍片上开孔，布置风帽。在布风板上共布置有525只风帽，风帽采用钟罩式，由外罩和接管组成。风帽接管分两种型式，区别为通风孔数量不同，分为20孔与16孔，20孔接管布置在布风板外围两圈及排渣管周围，其余为16孔接管。

3 流化试验过程

对于循环流化床锅炉而言，将床层从固定状态转变到流化状态时按布风板面积计算得空气流量称为临界流化风量。临界流化风量是锅炉重要的参数之一，正常运行时锅炉总风量不得低于临界流化风量。在锅炉点火之前，冷态试验期间必须对临界流化风量进行实际测定。试验步骤如下：

1）检查确认一次风量经过标定准确无误，锅炉布风板上风帽是否有安装不牢固、堵塞现象，安装位置是否正确。发现有问题的风帽及时處理；

2）按照厂家推荐颗粒细度在布风板上添加一定厚度的床料，尽量沿炉膛床面铺放均匀，以免造成不同床压测点测量值偏差很大，影响试验的准确性。一般情况下，床料厚度保持在500-700mm，床料粒径不超过10mm，5～10mm大粒径不超过10%；

3）保持一次风道热风调节门全开，启动引风机、一次风机，返料风机，缓慢增加一次风机的出力，每增加一定的风量，记录风室压力、炉膛床下压力、炉膛床上压力（料层差压=床下压力﹣床上压力）、一次风量。根据一次风量及料层差压绘制料层阻力曲线，从曲线中可以看出，初始阶段随着一次风量的增加，料层阻力逐渐幅度较大，当风量超过某一数值时，继续增大一次风量，料层阻力增加值很小，该风量即为临界流化风量。

4）在流化试验期间，也可以采用特制钉耙在人孔门附近进行搅动，流化较好的地方搅动起来阻力较小，犹如在水中搅动一样。流化情况不好的地方阻力较大，床料堆积不动。但是应特别注意做好安全措施，戴好护目镜，手套，穿好防护服等，维持炉膛在负压状态，风机出现异常时及时通知试验人员。

4 #3锅炉流化不良现象

#3锅炉进行流化试验时，在500mm、400mm两个料层分别进行试验，发现锅炉前后墙流化情况有明显的差距。现在分析500mm料层时的流化情况，当一次风量达到15000Nm3/h时，靠近后墙的床料已经开始流化，而靠近前墙的床料明显静止不动。继续加大风量至2000Nm3/h，后墙床料已经翻腾，前墙才开始出现鼓泡。风量达到32000Nm3/h时，前墙床料才能完全流化。前后墙完全流化时的风量相差17000Nm3/h。

要使锅炉床料整体流化，必须保证一次风量不低于32000Nm3/h，根据锅炉厂家提供的经验数据，同类型同等级的锅炉临界流化风量一般在22000～27000Nm3/h，因此#3锅炉临界流化风量远高于正常值。临界流化风量增大，并且前后墙流化风量不一致，将影响锅炉低负荷能力，也就是说最低稳燃负荷将高于正常值，而且锅炉高负荷运行时，后墙吹穿的情况将增加锅炉结焦的可能性，给锅炉安全运行带来严重的隐患。

5 原因分析

5.1 检查过程

为保证锅炉安全运行，将布风板上的床料彻底放空，对#3锅炉布风装置进行彻底的检查，找出流化不良的原因。1）风帽外罩检查。确认风帽外罩是否有堵塞、松动现象，经过检查未发现此现象。

2）风帽接管安装位置检查。前文提到，风帽接管分两种型式，区别为通风孔数量不同，分为20孔与16孔，20孔接管布置在布风板外围两圈及排渣管周围，其余为16孔接管。如果接管位置错乱，将导致布风板布风不均。经过检查发现，共有6处风帽安装错误。

3）接管内部检查。在水冷风室安装时，浇注料有可能进入接管内部，造成堵塞，也有可能导致布风不均的情况发生。组织人员进入水冷风室，逐一对接管内部进行检查清理，结果发现多处有浇注料堵塞现象，安排安装单位人员进行清理。

5.2 原因分析

经过上述检查，对检查出的问题进行处理后，再次进行500mm料层阻力试验，试验结果表明，临界流化风量降低至28000Nm3/h，比之前流化风量降低4000Nm3/h，说明本次处理工作取得了一定的效果。但是，前后墙流化风量仍存在一定的差距。

影响本次流化不良、前后墙流化风量存在偏差的安装因素有：1）部分风帽接管存在堵塞现象；2）部分风帽接管安装位置与设计不符。

完全排除安装问题后，要想保证锅炉临界流化风量降低至正常值，并且彻底解决前后墙流化风量不一致的情况，还需对设计问题进行排查。

5.3 设计问题探讨

经过探讨研究，造成临界流化风量高于正常值的原因为布风板布风不均匀，需要对风帽接管通风孔进行改造，采用堵孔的方式进行优化。就目前情况，建议暂时不做改动，先热态运行一段时间再做流化试验，视情况决定是否采用堵孔方式来处理。

风帽改造堵孔方案如下：1）将20孔接管最下层4个通风孔焊死，改为16孔；2）将16孔接管最下层8个通风孔选择对称的2个孔焊死，改为14孔，焊材采用A402材质。最终效果待具体实施后进行验证。

6 预防措施

为保证循环流化床流化试验结果良好，满足热态运行要求。在布风装置安装及调试阶段时，应注意以下几个方面：

1）特别注意保护风帽，安装阶段将外罩及接管上的小孔用胶带或塑封纸将其密封，待浇注料浇筑完成后，再将胶带或塑封纸取下，避免浇注料进入接管及外罩，造成接管内部及小孔堵塞。

2）如果接管或风帽型号不同，应严格按照设计院及锅炉厂家图纸进行安装，一旦浇注料凝固或者烘炉结束，安装位置错误将为更换风帽带来不必要的麻烦。

3）在流化试验之前，应进入炉膛内部检查风帽是否有松动、堵塞现象。

4）流化试验时，保证床料颗粒细度符合锅炉厂家提供的要求，床料过粗或过细，都将影响流化试验结果。

7 结语

通过对某电厂循环流化床锅炉出现流化不良现象的问题进行探讨，分析原因并提出处理方案。列出流化试验之前的检查要点，提高流化试验结果的准确性，减少不必要的弯路，为今后循环流化床流化试验提供了详实具体的参考资料。

参考文献

[1]李征.170t/h循环流化床锅炉流化实验探讨[J].山东化工，2014，43（1）：151-152.

[2]王世昌.循环流化床锅炉原理与运行[M].中国电力出版社.2016版.