循环流化床锅炉的应用和选择

循环流化床锅炉的应用及选择 摘要：本文对循环流化床锅炉的实际使用效果、存在问题及其原因进行了论述分析，结合自己单

位的应用体会，对循环流化床锅炉在适应性方面进行了阐述，并提出了选择循环流化床锅炉时应注意的事项。

循环流化床锅炉在国外是六十年代开发成功投入运行的，目前已有大型循环流化床锅炉投入电站运行。在我国八十年代开始研制开发中小型循环流化床锅炉，中国科学院热物理研究所、清华大学、浙江大学等科研院所与锅炉生产厂家联合开发，使循环流化床锅炉完善化设计、规模化生产、投入正常运行的步伐进一步加快。目前国内生产的35t/h以下的循环流化床锅炉设计、制造、运行技术已比较成熟。75t/ｈ循环流化床锅炉也有二百余台投入运行，240t/h及更大容量的循环流化床锅炉将在近期建成投运。也有一些锅炉生产厂引进国外技术生产循环流化床锅炉，为循环流化床锅炉的发展注入了新的活力。进入九十年代特别是近两年，许多单位把循环流化床锅炉作为新建锅炉房的首选炉型。

一 、循环流化床锅炉的使用效果 循环流化床锅炉正以明显的特点和优势得到越来越广泛的应用。从已投运的75t/h及以下容量的循环流化床锅炉来看，其在实际应用中有以下优点：

（一） 锅炉效率高

循环流化床锅炉的清洁燃烧技术使得进入锅炉的固体可燃物燃烧效率达95%以上，有的甚至高达99.5%，大大减少了锅炉的固体不完全燃烧热损失，这是链条炉和抛煤机炉无法比拟的，固体不完全燃烧热损失的减小，使该型锅炉热效率一般都在85%以上，吨汽耗标煤在110kg左右，从而称之为高效节能炉型。

（二） 运转设备少

该炉型只有三台风机及给煤机，没有过多的转动机械，较煤粉炉省去了复杂的制粉、粗细粉分离、送粉等系统，较链条炉省去了故障频繁的炉排部分，给设备的稳定连续运行创造了良好的条件。如果筑炉部分不出现故障，机械检修的任务量较其他炉型为最少。

（三） 操作简单 运行稳定

目前已投运的各种容量及参数的循环流化床锅炉来说，从点火启动、运行操作到压火备用和事故处理，在技术上都比较成熟，许多使用单位都积累了丰富的经验。只要保证不间断给煤、炉膛料差稳定，控制好炉膛温度，循环流化床锅炉即可在50—110%的负荷下安全稳定运行。

（四） 循环流化床锅炉投运初期的部分缺陷已被解决

投运初期的循环流化床锅炉主要存在漏风、点火困难、结焦、磨损等问题，经过几年的完善化研制和对运行工况的积极探索，这些问题都得到了良好的解决。如：一些厂家采用全密封的模式水冷壁结构彻底解决了漏风问题；点火方式改为床下点火后使点火成功率达100%，而且点火耗油也降低50%左右。 经过十几年的研究开发，35t/h及以下容量循环流化床锅炉的生产、运行技术已比较成熟；75t/h循环流化床锅炉在各方面的缺陷也得到了较好的解决，连续运行时数已突破4000小时，年累计运行时数将近8000小时。

（五）循环流化床锅炉在使用中遇到的问题及原因分析

循环流化床锅炉投运十几年来也经历了十分艰难的历程，一些厂家过分夸大循环流化床锅炉的某些优点，使一些增设了循环流化床锅炉的单位遇到许多麻烦，主要原因是： 1、 部分厂家在循环流化床锅炉的漏风、点火等问题未得到良好解决时就过分夸大该型锅炉的节能效果、煤种适用性极广可烧炉渣等个别优点，使一些单位安装投运后遇到漏风、点火困难、磨损严重、甚至带负荷能力差等问题。 2、 循环流化床锅炉是一种新型锅炉，其点火燃烧方式不同于层燃炉和室燃炉，一些制造厂家是参照其他单位或国外的资料编写的使用说明书，在点火启动、运行操作技术上没有实践经验，很难给使用单位良好的技术指导，尤其是在点火启动、运行操作、工况调整等方面，使许多单位进行了长时间的摸索，走了不少弯路。 3、 该炉型依然没有很好地解决磨损等问题，故障停炉多，开停车频繁，使得选择循环流化床锅炉作为主要供热设备的厂家在系统生产上受到不同程度的影响。

二、循环流化床锅炉的应用体会 我厂于1995年底投运一台75t/h中参数循环流化床锅炉，笔者参与了该炉的考察调研、设备选型，参加完成了锅炉房设计、工艺管道辅机的施工安装及设备的试车投产，现在该炉是我车间的主要供热设备。投产两年多来，经过工程技术人员的共同努力，对该炉的点火启动、防磨检修及运行操作技术都积累了一定的经验，对循环流化床锅炉也有了新的认识。 我厂投产的75t/h循环流化床锅炉从第一次点火到顺利熟练掌握点火运行操作技术仅用了半个月的时间。投产初期，设备运行良好，锅炉热效率在89%以上，燃烧效率在96%以上，该炉从试车到正常运行在当时确实创国内较好水平，各项性能指标也达到甚至超过设计要求。由于我厂的这台锅炉是锅炉厂重大改型设计后的第一台，尚处于完善化设计的初始阶段，各项防磨措施正在完善中。所以，锅炉投产半年后，其主要受热面相继出现问题，该炉型弱点开始明显暴露出来：膜式水冷壁、高温过热器、省煤器、相继出现磨损泄露现象，在九六年六月份的第一次大修中，为校正旋风分离器的中心筒和旋风筒顶的龟裂，将旋风筒顶打掉重新浇注，从此，旋风筒顶的被冲刷成突出问题，之后的两年时间里，先后四个厂家九次对顶进行浇注，给生产和供热带来极大影响。为此我们对锅炉的磨损原因进行了仔细分析，并采取了积极有效的防磨措施。

（一） 膜式水冷壁的磨损及防护

磨损的部位主要在后膜壁两侧的夹角处，分析原因主要是因为锅炉的烟气出口在炉膛后部，烟气流从后膜壁顶部引出炉膛时，烟气夹带的颗粒与后膜壁碰撞后下落，由于后膜壁两侧的夹角处是烟气的相对静止区，所以颗粒浓度较大，燃用高灰份煤种或高料差运行会使其浓度相对增加，磨损进一步加剧。两年的时间里，后膜壁两侧夹角处卫燃带上部曾三次更换八段管子。 为解决卫燃带上部的磨损，我们采取了多项防磨措施。在九七年度设备大修时，根据一些单位提供的情况和资料介绍，采取了喷涂金属粉末的办法，以增加其表面的抗磨性。由于是立管喷涂，很难在表面喷涂均匀，而该炉最忌悔的就是不平整表面。所以开炉一段时间后，未喷上或喷层较薄的仍磨损泄露。由于金属粉末是几种金属的合金，一旦泄露，其可焊性极差，必须将喷涂层彻底磨净，给抢修带来较大难度。为此我们订购了铁铝瓷防磨护瓦，拟扣在膜壁上，起保护膜壁、分离细灰的作用，但有些护瓦不能紧贴膜壁，使细灰从缝间流过仍对膜壁造成磨损。经过分析试验，我们自行设计制造了一种小盖瓦，使其能紧紧贴住膜式壁，将贴壁下降流的细灰分离，从而起保护作用。

（二） 高温过热器的磨损及防护

高温过热器的磨损部位在上段约800mm的范围内，分析原因主要是烟气从中心筒垂直出来，向后转弯时，因为惯性作用使大部分烟气及携带的颗粒从高温过热器上部经过，造成磨损。为此我们在高温过热器之前顶部浇注一道耐磨混凝土梁，以使烟气能适当改变方向，另外，在其可能受冲刷的直管段迎风面，加上铁铝瓷防磨护瓦，防止冲刷磨损。

（三） 省煤器的磨损及防护

省煤器为蛇形光管，上护不锈钢角钢，磨损部位主要在其入口靠炉前部位，磨损原因是由于烟气从低温过热器出来后转弯进省煤器，因惯性作用使省煤器入口烟气偏流所至；加上省煤器是52组，烟气流通面积小，流速快，是其磨损加剧的又一原因。 为了解决烟气偏流的问题，我们先在省煤器入口上方增设了布风板，使烟气尽可能垂直均匀进入省煤器，此项措施使省煤器在已盲8组的情况下，又运行一年的时间。另外，在省煤器更新时，我们将52组光管式改为36组鳍片式省煤器，在不减少水侧流通面积的情况下，增加了烟气侧的流通面积。

（四） 旋风分离器顶部的磨损及防护

旋风分离器顶部在九八年度大修之前，曾有四个施工单位选用多种物料配方，九次对其进行浇注修补，大多采用了加有碳化硅、棕刚玉、钢纤维等耐磨性极好的固料，一些施工单位和耐磨浇注料生产厂过高估计自己物料性能和浇注效果。大都宣称，物料浇注好后三天内可以拆模、点火开炉；个别单位竟说，24小时后即可不拆模开炉。但事与愿违，经过实践均出现了不同程度的踏落，即使自然养生一周，然后蒸汽烘炉三天，再点火开炉，也只运行三十余天，即被严重冲刷，甚至将280mm的耐磨浇注料顶部冲透。由此我们走了不少弯路，严重影响了冬季的蒸汽供应和系统生产。 经过分析认为，烟气从炉膛后部烟窗出来时，经转弯进入高温旋风分离器时，由于惯性作用，高温烟气夹带的颗粒对顶部造成冲刷。为此我们认为，浇注料本身的质量固然重要，施工质量、自然养生及浇注料的初期烧结也决不能轻视。我们在敦促施工单位保证物料和施工质量的同时，尝试着增加自然养护时间和低温洪炉时间，为保证低温烧结良好，我们在旋风筒顶打浇注料时，垫一层薄钢板做防护，主要目的是在点火运行初期，使浇注料在钢板的保护下能缓慢烧结，在其烧结之前不被冲刷，待其烧结良好后，浇注料的耐磨性会比烧结前增加许多，薄钢板的炭化需要一定的时间，炭化脱落后，浇注料已有较强的抗磨能力。

（五） 改变煤种 调整运行工况 减轻对锅炉的磨损

锅炉投运初期，燃用河南义马煤，该煤种灰份高，挥发份高，易点火，炉膛料差易控制，但灰份高必然使烟气中夹带的颗粒浓度增加，磨损加剧，而且高料差运行使物料的飞扬高度增加，过度区的高度提高，烟气中的灰粒增加，磨损进一步加剧。所以我们经过试验，燃用灰份低、发热量高、粒度细、煤质疏松的煤种；并适当降低了炉膛料差，由运行初期的9500Pa降到8300Pa左右，突破了锅炉生产厂提供的指标，炉膛温度也由运行初期的850—950°C提高到950—1050°C，为锅炉的减轻磨损和正常运行提供了有力保证。 经过采取以上的防磨措施和为减轻磨损对运行工况的调整，使锅炉的运行周期明显提高，由原来的连续运行1000多小时提高到4000多小时。也使我们对循环流化床锅炉有了新的认识，彻底改变了循环流化床锅炉不能长周期运行的看法。

三、选择循环流化床锅炉的企业应注意的几点 根据我们在考察选型及运行检修中的经验，结合我们了解到的一些循环流化床锅炉设计制造单位及使用厂家的情况，想就选择循环流化床锅炉谈以下几点看法。

（一）循环流化床锅炉对煤种的适用性

循环流化床锅炉是作为燃用劣质煤的项目开发研制出来的，但它对不同煤种几乎都有良好的适应性。一般情况下，其燃用各种固体燃料的热效率或燃料的燃尽率较其他炉型都要高，对劣质煤其燃尽率可达99%以上，对优质燃料或含碳量较高的煤种，由于其燃尽率相对较低，故其热效率也要稍低。 但在实际运行中，不能一味追求劣质煤的燃尽率而选择燃用劣质煤，因为劣质煤的灰份较大，势必会使锅炉的磨损更加严重。因此在实际选择燃用煤种时应作好技术经济比较，尤其是需要远程购煤的锅炉用户，应对燃煤的粒度、硬度、固定碳、发热量等指标进行考察比较，并尽量不选择劣质煤。

（二） 循环流化床锅炉对企业生产性质的适应性

循环流化床锅炉由于是高效节能炉型，且对负荷有较好的适应性，可在50—110%的负荷下运行，目前正在各行各业积极推广，适应各种性质的企业锅炉房设置。但由于循环流化床锅炉的磨损问题尚未得到很好的解决，所以在选择时还应注意根据企业的性质选择好锅炉的容量。对连续性生产企业，如果没有其他锅炉作热负荷调整，一般不宜设置大容量的循环流化床锅炉；对新建单位的锅炉房，也不宜选择大容量的循环流化床锅炉，宜选择同型号的两台锅炉同时投运，以保证系统生产的连续性。