延长循环流化床锅炉运行周期的关键技术研究

吴 帅

(阳煤集团寿阳化工有限责任公司，山西 晋中 045400)

引 言

企业在经营发展的过程中，最本质的目的是追求最大化的经济效益，因此，延长循环流化床锅炉运行周期具有重要意义。在循环流化床锅炉运行的过程中，确保其稳定运行对保证企业员工安全同样具有重要意义。延长循环流化床锅炉的运行周期不仅能够改进其生产技术，还能够提升锅炉的燃烧效率。循环流化床是新工业时代的一种产物，只有通过不断地对其进行优化调整，才能充分地发挥出循环流化床的优势，才能让相关的工作人员对循环流化床的运行规律进行深入了解，延长锅炉运行周期的关键技术被越来越多的企业所使用，为企业创造出更多的经济效益。

1 循环流化床锅炉运行现状与问题

1.1 运行不稳定

循环流化床锅炉在工作中，遭受到燃煤锅炉不足等问题，会导致循环流化床锅炉在较长的时间段内处于低负荷运行状态，该种情况导致循环流化床锅炉的操作弹性急速下降，进而导致锅炉运行失控，造成锅炉运行停止。结合循环流化床的工作特性来看，流化床锅炉处在低负荷运行状态，必然会导致流化不均匀、燃烧不稳定的问题，所以只有保证了锅炉内的温度稳定，才能确保燃烧充分，防止出现锅炉运行异常或停止工作问题。燃料充分燃烧的前提是保证较好的流化状态，保持较好的流化状态取决于温度、燃料等，所以在循环流化床锅炉运行的过程中，只需要找出决定运行周期的关键技术，并进行控制，就可以确保循环流化床在低负荷条件下亦可实现稳定运行。结合工作实践来看，温度取决于燃烧物质的特性，因此，可控因素主要包括料层差压与流化风量两点[1]。

1.2 水冷壁管受热磨损

循环流化床锅炉在长时间的工作后，炉膛下部集中了较多的大粒径颗粒物，且其浓度较大，在燃烧料的重力、炉内气流以及摩擦力等的作用下，大颗粒物随着水冷壁管流动，并与水冷壁管产生了较大的摩擦力，导致水冷壁管受热面遭到损坏。而在高负荷的条件下，循环流化床锅炉内燃料随着时间的推移不断增加，锅炉内部燃料的浓度与烟气的流速也随着时间的推移不断增加，造成锅炉内壁摩擦加剧，可能会使得锅炉内出现爆管问题，导致循环流化床锅炉停止工作。

2 延长循环流化床锅炉运行周期的技术与策略

2.1 受热面防磨技术

1)水冷壁的防磨。为了提升水冷壁的防磨性能，首先可以采用高强浇筑材料将锅炉燃料密相区覆盖包裹起来，并在膜式壁上焊接销钉。结合循环流化床锅炉的实际运行情况，为了防止卫燃带上部3 m范围内的水冷壁依旧出现磨损问题，采用金属耐磨材料对卫燃带上部3 m范围内进行喷涂，提升该区域的抗磨损性能。从实际应用效果来看，喷涂金属材质虽然一定程度上增强了该区域的抗耐磨性能，但金属喷涂后期容易出现爆皮脱落问题，具有使用周期短的问题，金属喷涂区域极易出现磨损沟槽，所以在进行金属喷涂的过程中，应注意确保喷涂末尾段薄、均、平。在喷涂完成后进行焊接的过程中，需要首先把需要焊接部分周边区域进行抛光处理，防止补焊时出现裂纹。2)过热器的防磨。针对过热器的防磨主要采用的是使用高耐磨合金、在过热器前炉顶布设一个防磨梁、在前几排过热器蛇形管迎风面添加高耐磨合金蘑罩等。3)省煤器的防磨。与过热器防磨措施相类似，一般在蛇形管迎风面设置防磨罩，结合实际运行情况可以在两端增设防磨板[2]。4)空预器的防磨。如果采用的是立式空预器，则可以在烟气的入口位置处增设一个喇叭形的缩口防磨罩；如果采用的是卧式空预器管的外壁附着搪瓷，一般具有较好的防磨效果，但低温硫腐蚀的影响，加之热振型的影响，极易导致爆瓷问题发生，所以应避免出现锅炉急停。5)分离器的防磨。在旋风分离器群中心筒设置离心铸钢件，且在耐火材料的施工中应注意采用耐磨性能好的材料[3]。

2.2 合理进行参数调整

基于循环流化床锅炉的燃烧机理，应对炉膛差压、料层差压、流化、风量、循环倍率、蒸发量等参数进行优化调整。比如，在循环流化床锅炉运行的过程中，造成炉膛内差压过低的原因可能是返料量不足，分离效率低。炉膛差压过低会导致尾部受热面损坏加快，最终造成过热器、省煤器等部件出现严重的泄露问题。如果料层差压值过小，则意味着炉膛内的蓄热量较小，此时，如果如煤量出现问题，则极易出现灭火问题。反之料层差压值过高，则表明流化风量需求大，需要消耗较多的动力，同样加剧了磨损程度。所以，在循环流化床锅炉运行的过程中，应对各参数值进行优化调整，尽量确保各运行参数均处在合理的范围内，延长循环流化床锅炉运行周期。

2.3 改变与调整烟气流速

循环流化床锅炉运行的本质是流态化的高温物料悬浮燃烧，因此风量的大小对循环流化床锅炉的运行安全起到决定性作用。结合循环流化床锅炉的燃烧机理来看，风量稍高与最小流化风量是最佳状态，但在实际的应用中，工作人员为了进一步提高保险系数，通常会采用较大的风量，虽然有效地提高了保险系数，但却导致烟气的含氧量过高，不仅增加了动力消耗，还加剧了循环流化床锅炉的磨损。

2.4 控制好入炉煤

循环流化床锅炉的燃烧机理，决定了其具有较强的适应性，能够燃用各种煤燃料。一般来说，常常将低热值的煤矸石破碎处理后，添加优质煤。但综合来看，循环流化床锅炉燃用优质煤具有更加明显的优势，在运行的过程中，其运行的工况更优、煤耗更低、排渣热损失更小；反之使用劣质煤时，因为劣质煤具有较大的比重，导致较高的动力消耗，产生较大的磨损。所以说，优质煤占比越大，则循环流化床锅炉运行周期越长，但煤耗成本必然增加。所以，在实际应用中，应结合分析煤耗成本与锅炉运行周期，制定最适宜的煤配比，在保证经济性的同时，延长循环流化床锅炉运行周期。

2.5 优化调控运行

1)控制适宜的负荷。从循环流化床锅炉工作来看，一般应将循环流化床锅炉的负荷控制在80%～95%范围内。研究表明，当循环流化床锅炉负荷处在额定负荷80%～95%范围内时，锅炉的操作稳定性最佳、运行效率最高、磨损情况最轻、运行周期最长。反之在超负荷工况下运行时，循环流化床锅炉的循环倍率必然增加，此时物料的浓度、流化风量、引风量等也相应增加，这必然造成严重的磨损情况，同时极易导致后燃现象，使得后部出现高温，导致返料器结焦，存在严重安全隐患[4]。2)坚决防止出现野蛮开停炉。在循环流化床锅炉运行的过程中，强行降温、急剧升温、快速升压等现象会对锅炉的稳定运行产生不利影响。当循环流化床锅炉出现运行故障后，维护人员为了提升维护效率，采取强制通风降温，而因为此时锅炉内各区域具有不同的膨胀系数与温度，可能导致锅炉炉墙、炉管因温度不均而发生损坏。另外，在循环流化床锅炉启动的过程中，操作人员急于求成，快速增压、升温的过程极易导致煤炭燃爆，巨大的冲击力会导致金属焊缝出现拉伤。3)扩大煤泥燃用。循环流化床锅炉燃烧煤泥发电技术也是一项节约能源的技术，能够有效地提升循环流化床锅炉经济效益。此外，煤泥在进入锅炉炉膛喷燃后形成的是细分颗粒，有助于减少锅炉的磨损，延长循环流化床锅炉的运行周期。

3 结论

综上所述，影响循环流化床锅炉运行周期的关键因素主要包括磨损、运行调控等因素，在实践中，循环流化床锅炉的磨损问题会导致受压部件发生泄漏，进而造成锅炉炉壁损坏，最终引发锅炉停止工作。为了有效地避免磨损诱发的一系列问题，需要对循环流化床锅炉容易发生磨损的部位进行处理，尽可能地减小磨损问题所带来的不良影响，延长循环流化床锅炉的运行周期。同时，应结合循环流化床的工作特性，制定科学的停炉方案，对锅炉的工况负荷进行优化调整，选择使用优质入炉煤等运行调控措施，延长循环流化床锅炉运行周期。