淺談440?thCFB鍋爐降低磨損的方法

萬飛

摘 要：該文針對神華煤制油電廠440 t/h循環(huán)流化床鍋爐水冷壁磨損問題進行分析。磨損給鍋爐造成的直接危害是使受熱面管子壁厚減薄直至爆管停爐。循環(huán)流化床鍋爐由于防磨措施設置不當和運行調整不合理，而造成鍋爐的頻繁磨損爆管，直接影響了鍋爐的長期、安全、穩(wěn)定運行。因此為保證循環(huán)流化床鍋爐安穩(wěn)長滿優(yōu)運行，就必須降低水冷壁的磨損。

關鍵詞：CFB鍋爐 水冷壁 磨損 爆管安穩(wěn)長滿優(yōu)

中圖分類號：TQ3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0065-01

440 t/h高溫高壓CFB鍋爐與傳統(tǒng)的煤粉鍋爐不同，含有燃料、灰、石灰石及其反應產(chǎn)物的固體床料，在爐膛一分離器一回料閥一爐膛這一封閉循環(huán)回路里處于不停的高溫循環(huán)流動中；另外，床料在重力作用下，在爐內不斷地進行內循環(huán)流動。因此，在循環(huán)回路的相應部位必然產(chǎn)生嚴重磨損。磨損使鍋爐的運行維護費用增大，機組利用率降低，還限制了CFB鍋爐的一些優(yōu)點的發(fā)揮。CFB鍋爐大多發(fā)生過受熱面管子的磨損泄露。每次受熱面管子的磨損泄漏至少需停爐5～8 d才能修復，直接和間接經(jīng)濟損失很大。所以我們要通過調整分析來降低水冷壁的磨損，延長鍋爐運行周期，同時達到安穩(wěn)長滿優(yōu)的目的。

1 二次風比例不合適對水冷壁的磨損

鍋爐在額定負荷運行時，進入底部風室的風量是160000 m3/h，二次風量是90000 m3/h，這時煙氣中的含氧量是2%～3%，一、二次風的風率比例是64：36。顯然超出了設計值比∶55∶45。表觀流化風速也在7.8 m/s以上。我廠440 t/h循環(huán)流化床鍋爐設計煤種的收到基灰份是18.43%，收到基低位發(fā)熱量是21.62 MJ/kg。而我們現(xiàn)在所燒煤種的收到基灰份在10%左右，收到基低位發(fā)熱量在22.154 MJ/kg以上，月平均收到基低位發(fā)熱量在24244 MJ/kg。這顯然是一種優(yōu)質煤，它的燃燒速度快，能夠迅速燃燒而釋放熱量。這就要求我們控制密相區(qū)的燃燒份額，使密相區(qū)燃燒在缺氧還原的過程中進行，燃燒所釋放的熱量既能加熱新進來的原煤和流化風，也能被部分水冷壁吸收和煙氣帶出密相區(qū)，使之保持熱量平蘅，維持床溫在規(guī)定范圍內穩(wěn)定運行?？刂泼芟鄥^(qū)的燃燒，必然要控制流化風量。因為密相區(qū)燃燒所需要的氧量全部是由流化風量提供的。而且循環(huán)流化床鍋爐燃燒主要發(fā)生在密相區(qū)和稀相區(qū)，這兩個區(qū)域的燃燒份額之和接近于1，其中密相區(qū)的燃燒份額會影響到料層溫度控制、爐內的傳熱以及鍋爐的連續(xù)安全運行，所以密相區(qū)的燃燒份額是我們最關心的一個參數(shù)。就目前我們運行的風量配比看，流化風量在160000 m3/h，很顯然是采用加大密相區(qū)的過?？諝庀禂?shù)來降低床溫的。這樣會導致床溫的不穩(wěn)定，對于加減負荷的操作也不利。平穩(wěn)的密相區(qū)燃燒只需要床料完全流化和部分的燃燒就可以了。從幾年的運行觀察以及實踐中證明，如果負荷在80%以上，床料壓差（風室的壓力減去密相區(qū)頂部的壓力）保持在10.5～11.5 kPa，進入底部風室的風量維持在120000～130000 m3/h是完全可以滿足燃燒和熱負荷的需要。但是，進入底部風室的風量維持在120000～130000 m3/h時二次風的風量是不能滿足燃燒所需要的氧量，也就是無法維持煙氣的含氧量。而且一次風的風量可以達到170000 m3/h以上，有40000～50000 m3/h的余量。這樣在一次風經(jīng)過預熱器后通過擋板調節(jié)方式供給二次風的熱風管道上，就可以補足了二次風的不足。二次風量的增加會引起懸浮段壓差的升高，也增加了外循環(huán)的物料量。這樣既有利于負荷的增加，也有利于整個爐膛溫度場的分布均勻。外循環(huán)物料量的增加，使密相區(qū)的空隙率減小，控制密相區(qū)的燃燒，能夠得到我們所期望的床溫在規(guī)定范圍內穩(wěn)定運行，一、二次風的比例調節(jié)在45∶55范圍內。進而達到了降低流化風量的目的。

2 內循環(huán)物料的高度過高對水冷壁的磨損

大部分內循環(huán)物料的高度過高是由于流化風量過大引起的。流化風量的大小取決于床料壓差的高低。流化風的主要作用是使布風板上的床料完全均勻流化，而不是主要用來調節(jié)床溫的。下面就床料壓差的高低和流化風量大小的優(yōu)缺點分析如下：

2.1 床料差壓保持過高的優(yōu)缺點

（1）優(yōu)點：a.有利于床溫的穩(wěn)定。因為床料差壓大，說明爐內的循環(huán)物料量多，對于負荷變化時能緩沖因負荷變化而引起的床溫急劇變化。b.有利于外循環(huán)物料量的建立。因為床料差壓大，說明外循環(huán)物料量多，懸浮段差壓也大，對于鍋爐接帶負荷和控制床溫、爐膛沸中溫度、爐膛出口溫度、分離器內溫度、反料器內溫度都有利。

（2）缺點：a.需要大量的流化風量才能使床料得到充分的流化，所以造成風機耗電大。b.大量的物料循環(huán)對水冷壁、水冷屏、再熱屏、過熱屏、分離器內的可塑料磨損增加。

2.2 床料差壓保持過低的優(yōu)缺點

（1）優(yōu)點：循環(huán)物料量少，對水冷壁及其受熱面磨損小，風機耗電也小。

（2）缺點：床溫不穩(wěn)定，在加負荷時容易造成床溫高而引起床面結焦。而外循環(huán)物料量少，懸浮段差壓過小，不能維持正常的負荷運行。

2.3 流化風量保持過高或過低的優(yōu)缺點

（1）流化風量過高時，能使床料有足夠高的流化狀態(tài)，但是對于水冷壁的磨損非常嚴重。風機耗電明顯增加，床溫也不穩(wěn)定。流化風對床溫的調節(jié)起主導作用，不利于床面層的穩(wěn)定燃燒，特別是在加減負荷時床溫急劇變化，難以調整。

（2）流化風量過低時，使布風板上的床料不能完全流化，容易造成床面結焦。

3 結語

床料差壓和流化風量維持在適當?shù)姆秶鷥龋饶鼙３皱仩t的安全穩(wěn)定長周期運行，又能對整個機組的經(jīng)濟效益有顯著的提高。綜合以上兩方面的原因，一、二次風率可以維持在45∶55中運行，這就說明流化風量可以降低，從而降低了大顆粒物料內循環(huán)的高度，這樣就能有效減少對水冷壁的磨損。也能夠大大減少對風帽的磨損。

參考文獻

[1] 神華神東電力公司煤制油自備熱電廠鍋爐性能考核試驗報告[R].西安熱工研究院有限公司，2008.

[2] 王鵬立，高洪培.無錫華光鍋爐股份有限公司神華神東電力公司煤制油工程CFB鍋爐所用燃料試燒試驗研究報告[R].西安熱工研究院有限公司，2005.endprint