循环流化床锅炉系统配置常见问题浅析 循环流化床锅炉系统图

　　摘 要:循环流化床锅炉作为一种新的洁净能源技术，近年来得到了广泛的推广应用。为充分发挥循环流化床锅炉的优点，使其具有较高的运行可靠性，本文结合锅炉实际运行情况，对循环流化床锅炉常见问题进行了分析论述，并提出了推荐建议和意见。
　　关键词：循环流化床;锅炉;结焦;磨损
　　1、概述
　　随着物质文化生活水平的提高，环保问题越来越受到人们的关注。国家也出台了相关的法律法规。能耗低、污染排放物高的电厂将强令关停。燃煤电厂如何处理能源供应和环保的问题已经成为新建和扩建电厂的决定性因素。循环流化床锅炉是一种洁净煤燃烧技术，可在炉内加石灰石粉脱硫，由于燃烧温度低，降低了Nox排放浓度；该炉适宜燃用劣质煤，因而得到了广泛的普及和应用。我国目前已是世界上在电厂使用循环流化床锅炉（CFB）最多的国家，已经运行的大小循环流化床电站锅炉有2000多台，其中410t/h以上大型循环流化床电站锅炉有近200多台。220t/h以下 CFB锅炉更是数不胜数。循环流化床锅炉在国内发展了十几年，目前已趋于成熟，其可靠性越来越强，本身独特的特点也越来越多的显示出来。循环流化床锅炉正在向大型化、高效性方向发展。然而同煤粉炉相比，大型循环流化床电站锅炉因制造、设计、安装、调试等方面存在先天不足，目前仍存在许多问题，影响锅炉正常运行和稳定。现就目前国内循环流化床锅炉经常遇到的问题和基本的解决方法做一下总结和说明，以供参考。
　　2、给煤不畅，煤斗形状设计不合理，易堵煤
　　2.1堵煤的原因
　　实际运行的各循环流化床锅炉都存在不同程度的堵煤现象，给生产运行造成了很大的麻烦。
　　煤斗出现的问题基本上都是堵煤。煤斗堵煤的表现形式主要是在煤斗的不同部位形成煤拱，堵煤原因本质上可以归纳为两方面：煤质成分原因和煤斗设计原因。
　　影响原煤流动性的主要因素是煤的粘结性，它通常与煤灰的成分和煤的水分有关。当煤含水较高时，在原煤斗及落煤管内就容易出现物料堆积、搭桥、粘壁的状况。工程上通常会采取设置干煤棚的措施来防止煤的水分受外界过多的影响，但有的工程由于考虑到造价或者场地受限等因素并未设置干煤棚，这就要求在设计时就考虑煤斗的适应性。
　　随着原煤斗容量和高度的增加，下部煤炭所受到的压力不断增大，流动性差，滞流或堵煤的情况时有发生。出现堵煤现象的原因除了煤的粒度小，水份高外，还有一个重要原因就是原煤斗的设计不合理。
　　常见的煤斗外形有方形和圆形之分，它们各有优缺点。方煤斗储煤量大，制作简单，耗材量大；圆煤斗流动性好，耗材少。目前工程中煤粉炉使用圆煤斗多一些，右图为最常见的锥形煤斗及其受力情况。煤粉在重力作用下，克服阻力向下运动，煤的水份增加会导致煤粉之间摩擦增加；同时随着煤粉的流动，其流通截面积不断缩小，煤粉之间的空隙会越来越小，相互之间不停的错动和挤压。当煤粉快要到达出口时，截面积减小到最小，煤粉受到的摩擦力也增加到最大。因此煤斗通常会在出口附近出现堵煤现象。堵煤严重时在煤斗出口处会形成拱形，由于拱形有很好的承载力，这会导致堵煤堆积越来越密实使得堵煤现象进一步加剧。
　　从上面分析不难看出，锥形筒要减少堵煤需要很大的锥度以减少摩擦力和反力的影响。相对来说，双曲线型小煤斗有着更好的受力情况。由于摩擦力方向不在同一个方向上，这对减少煤粉的阻力有很好的作用。因此在条件允许的情况下应尽量选用双曲线的煤斗形式。
　　2.2 解决措施
　　2.2.1煤斗设计采用非对称结构
　　从上图可以看出，常规的煤斗都有一个对称中心，从受力角度分析，煤斗的对称中心也是煤斗对原煤作用力的汇聚中心，两对称侧煤斗面的合力会聚集在中心，形成一个向上的合力阻碍煤的下落，因此一个非对称的煤斗结构更有利于煤粉的流动。下图为某工程的煤斗的示意图，可以看出该煤斗的出口达到了惊人的4000mm长度，且两个煤斗的采用了非常明显的非对称结构。在实际运行中，该煤斗对煤种的适应性极强，几乎从未出现过堵煤现象，即使是湿度非常大的煤种运行起来也没有问题，效果非常好。
　　2.2.2煤斗设计采用大出口
　　受给煤机皮带宽度的限制，国内煤斗落煤口的尺寸一般为#650～1000 mm。如果煤斗在落煤口处突破常规，在给煤机皮带方向上尽量放大落煤口的尺寸，设计出长方形出口的煤斗，对解决落煤口处的堵煤情况也会有很大的帮助。
　　2.2.3加装平衡风
　　在原煤仓适当位置加装平衡风。因CFB锅炉的给煤机为压力式，为防止炉膛热烟气倒灌，给煤机采用一次风进行密封，压力较高，理论上会在煤斗落煤口部位形成上托力，这也是形成堵煤的重要因素。为减少堵煤，可以在煤斗壁下方l／3处设一次风环形母管，从四壁向煤斗送入一次风，以平衡一次风的上托力。
　　2.2.4其它防止堵煤的措施
　　此外，还有其他防止堵煤的措施，对防止堵煤均有较好的效果：
　　原煤斗的内部采用圆形或圆弧过渡，下部内衬不锈钢板；
　　提高交线与水平面的夹角（要求≥70°）；
　　设置有效、可靠的振打设施（***和疏松机）。
　　3、锅炉磨损性强
　　相对与煤粉炉而言，由于高倍率循环灰的流动，使流化床锅炉炉内磨损十分严重，由于磨损造成的停炉事故接近停炉总数的50%，因此成为影响运行可靠性的主要因素。就目前来看，循环流化床锅炉磨损较为严重的部位主要集中在水冷壁管和外置床，过热器、再热器以及省煤器等部位受热面也出现过一些磨损现象。
　　3.1 磨损原因分析
　　锅炉水冷壁管磨损机理：一方面大量烟气和固体颗粒在上升过程中对水冷壁管进行冲刷；另一方面由于内循环的作用，大量固体颗粒沿炉膛四壁重新回落，对水冷壁管进行剧烈冲刷。特别在水冷壁管和耐火材料层过渡区的凸出部位，沿水冷壁管下来的固体颗粒形成涡流，对局部水冷管壁起到一种刨削作用。
　　影响水冷壁磨损的主要因素有：
　　（1）入炉煤粒度和烟气流速的影响：循环流化床锅炉受热面磨损速率与颗粒速度的三次方和颗粒粒径的平方呈正比，因此降低一次风量和风速是减轻水冷壁磨损的主要条件之一。