內(nèi)容摘要：本文從我省近幾年投運(yùn)的循環(huán)流化床鍋爐寧常見(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題分析入手，著重對(duì)影響該爐型的出力、熱效率等問(wèn)題進(jìn)行剖析，并提出相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐  出力  熱效率  無(wú)煙煤

在世界各國(guó)越來(lái)越重視能源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的今天，循環(huán)流化床(CFB)鍋爐作為潔凈燃燒設(shè)備，倍愛(ài)人們贊賞。1992年，我省第一臺(tái)10t／h低攜帶率循環(huán)流化床鍋爐在福州華僑塑料廠投運(yùn)。之后又有幾臺(tái)不同類型的CFB鍋爐在我省建成投運(yùn)。由于該爐型處于初期發(fā)展階段，許多技術(shù)問(wèn)題(包括運(yùn)行管理)都有待于完善，因此難免有這樣或那樣的問(wèn)題出現(xiàn)，如鍋爐的出力、熱效率、分離器、磨損、筑爐材料等。針對(duì)這些問(wèn)題，我省于1993年2月首次召開(kāi)了福建省循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)研討會(huì)，就上述有關(guān)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真的研討，對(duì)該爐型的燃燒技術(shù)給予充分的肯定。1997年元月，我省第二次召開(kāi)了研討會(huì)，并成立于全國(guó)唯一的循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)協(xié)作網(wǎng)，這次會(huì)議，就我省幾年來(lái)應(yīng)用循環(huán)流化床鍋爐的情況作了充分的討論和分析，對(duì)CFB鍋爐的燃燒技術(shù)在我省推廣應(yīng)用的有關(guān)技術(shù)要點(diǎn)達(dá)成了共識(shí)。并對(duì)今后該爐型在我省的發(fā)展作了肯定的導(dǎo)向。

自1992年我省一臺(tái)CFB鍋爐投產(chǎn)以來(lái)，至今已形成了各種流派，不同類型的CFB鍋爐已達(dá)41臺(tái)886蒸噸(見(jiàn)表一)，這批爐子的投運(yùn)，喜憂摻半。為我省CFB鍋爐的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，人們?cè)阱仩t的選型上從動(dòng)搖不定的觀望到重點(diǎn)選擇，再也不為鍋爐的出力、熱效率、分離裝置而苦惱，而是考慮連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)短，甚至提到脫硫的效率等影響環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題。

從近幾年的運(yùn)行實(shí)踐表明，產(chǎn)生這些問(wèn)題的因素很多，不同的爐型反映出的情況各不相同，但從石獅大寶熱電廠35t／h循環(huán)流化床鍋爐的選型設(shè)計(jì)、安裝運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)分析，以前普遍存在的問(wèn)題(如出力、熱效率、分離器、磨損、漏風(fēng)等)，最主要的原因在于鍋爐制造廠家對(duì)鍋爐本體的設(shè)計(jì)還不能適應(yīng)福建Ⅱ類無(wú)煙煤的特性及燃燒要求，對(duì)爐子的關(guān)鍵部件的要求尚缺乏成熟的技術(shù)，以及運(yùn)行管理人員的素質(zhì)等因素引起的。本文將對(duì)這些問(wèn)題作簡(jiǎn)要分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1．影響鍋爐的出力、熱效率的因素

1．1  燃料特性的制約

眾所周知，福建Ⅱ類無(wú)煙煤有著揮發(fā)份低、固定碳和灰份的含量高、著火溫度高而灰熔點(diǎn)低等特點(diǎn)。而原煤的篩分結(jié)構(gòu)往往被人們所忽視。據(jù)調(diào)查，諸多用戶在原煤破碎前未篩分，使本來(lái)細(xì)煤粉比例就較大的原煤破碎后細(xì)煤粉所占的份額就更大，且煤質(zhì)脆、強(qiáng)度低，這是最關(guān)鍵且是最致命的一點(diǎn)。因?yàn)檫@些細(xì)煤粉進(jìn)入爐膛后，立即受高溫?zé)煔饬鞯臎_刷、碰撞并迅速燃燒且被高溫?zé)煔饬鳑_出爐膛，這時(shí)如果沒(méi)有高效分離器是很難把這些細(xì)煤粉分離下來(lái)，造成返料灰減少。為保持爐膛煙氣流(細(xì)顆粒)濃度，必須增大給煤量，這樣勢(shì)必造成爐膛溫度降低，且飛灰含碳量增大。因此要保證燃燒效率就必須要有足夠高的爐溫和細(xì)顆粒在爐內(nèi)有足夠長(zhǎng)的燃燒(停留)時(shí)間。先篩分后破碎，可減輕破碎機(jī)負(fù)擔(dān)，又可使煤的篩分特性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。比如某化纖公司一臺(tái)10t／h的CFB鍋爐，燃用本省永安無(wú)煙煤，由于該公司在原煤破碎前未篩分，造成破碎后的細(xì)煤粉所占份額≥50％。再者，雖說(shuō)該爐型屬低攜帶率，但由于爐膛高度不夠，使未燃燼的細(xì)煤粉(融熔狀態(tài))受阻力的影響在分離器內(nèi)形成二次燃燒并結(jié)焦，出現(xiàn)分離效率下降、堵塞、返料灰減少(甚至無(wú)法循環(huán))等現(xiàn)象。最后被迫拆除分離器，當(dāng)沸騰爐使用。因此，煤的篩分結(jié)構(gòu)是影響CFB鍋爐出力和熱效率的關(guān)鍵因素之一。

1．2  本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題

從我省近幾年投運(yùn)的循環(huán)流化床鍋爐情況分析，問(wèn)題最多的還是鍋爐的本體設(shè)計(jì)。究其原因在于鍋爐設(shè)計(jì)制造廠家對(duì)福建無(wú)煙煤特性沒(méi)有足夠的了解和必要的試驗(yàn)，以致鍋爐本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)存在不少缺陷。比如爐膛高度不夠，循環(huán)倍率太高，造成細(xì)煤粉末在爐膛內(nèi)燃燼就被煙氣流帶出鍋爐尾部，使飛灰含炭量大大增加，也給環(huán)保帶來(lái)諸多的問(wèn)題；其次是分離裝置問(wèn)題，分離器效果的好壞直接影響到鍋爐的燃燒效率、出力、熱效率和排塵濃度。曾先后有平面流分離器、旋風(fēng)分離器、迷宮分離器以及擋板分離器等多種分離器在我省投運(yùn)。但由于福建無(wú)煙煤有其獨(dú)特的特性，平面流分離器、迷宮式分離器和擋板分離器均難適應(yīng)，且出現(xiàn)分離效率低、結(jié)焦等問(wèn)題而先后被淘汰。而旋風(fēng)分離器以其較穩(wěn)定運(yùn)行和較高分離效率獨(dú)占鰲頭，且能適應(yīng)福建無(wú)煙煤特性。實(shí)踐證明，上排氣較下排氣的分離效率更高、磨損少、且運(yùn)行可靠。第三是返料裝置的設(shè)計(jì)問(wèn)題，目前在我省投入使用的有L閥、H型閥和U型閥等。從近幾年的使用情況分析，無(wú)論采用何形式，返料都是流化進(jìn)料的，所以料腿高度是關(guān)鍵，要保證物料處于充氣滑移狀態(tài)，且不能漏風(fēng)，以免造成二次燃燒結(jié)焦、堵塞等現(xiàn)象發(fā)生。但目前投運(yùn)的無(wú)論是何種型式閥，都共同存在一種弊病，就是對(duì)料腿高度沒(méi)有更直觀的觀察，只能靠對(duì)風(fēng)壓和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷料腿高度，這樣容易造成返料量不穩(wěn)，或出現(xiàn)過(guò)高堵塞和過(guò)低漏風(fēng)等現(xiàn)象。

2  部分輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)問(wèn)題

輔助設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將直接影響一臺(tái)鍋爐能否長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)踐證明，輔助系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題也是造成停爐的重要原因。

2．1  鼓、引風(fēng)機(jī)的配置

CFB鍋爐要求的送風(fēng)壓力與沸騰爐相似。其風(fēng)機(jī)系統(tǒng)電耗比常規(guī)鍋爐高出近一倍。所以優(yōu)化風(fēng)機(jī)的選型和配置，提高風(fēng)機(jī)系統(tǒng)效率，減少風(fēng)機(jī)故障造成的停爐對(duì)CFB鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于大、中型的CFB鍋爐可采用單設(shè)一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)的方案，可有效降低電耗，同時(shí)在二次風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，可在不停爐的情況下(由一次風(fēng)機(jī)維持低負(fù)荷運(yùn)行)進(jìn)行維修。而對(duì)小型的CFB鍋爐來(lái)說(shuō)，為避免分設(shè)一、二次風(fēng)機(jī)使送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)雜化，平電一大一小兩臺(tái)風(fēng)機(jī)是較合理的。同樣，為避免水膜除塵器的帶水引起引風(fēng)機(jī)葉片粘灰、腐蝕，也可配置一大一小引風(fēng)機(jī)作為互換。當(dāng)然，如果在鼓、引風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮配置變頻調(diào)速器，可大大減少電耗。

2．2  給煤機(jī)的選型設(shè)計(jì)

給煤機(jī)簡(jiǎn)單地可分為螺旋給煤機(jī)和刮板給煤機(jī)等。目前在我省應(yīng)用最普遍的是螺旋給煤機(jī)。該型機(jī)在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)的故障是堵塞現(xiàn)象，因此在選型設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)煤種和煤質(zhì)情況而定，一般選用葉片的螺旋間距要盡量大些較穩(wěn)妥，避免因煤種或煤質(zhì)(水份)的變化引起不必要的堵塞。而刮板給煤機(jī)主要是防止落煤管堵塞，因此在設(shè)計(jì)時(shí)落煤管的彎曲角度不應(yīng)過(guò)大。同時(shí)為防止落煤管銹蝕造成落煤不暢，最好采用不銹鋼管制作落煤管。

2．3  排渣管及其它

排渣管極容易被床內(nèi)排出的約900℃左右的熱灰渣燒壞。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用水冷夾套，使其得到充分冷卻，其次是排渣管在一次風(fēng)室內(nèi)的熱脹冷縮，造成風(fēng)室漏風(fēng)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量考慮膨脹節(jié)。第三是風(fēng)室的排灰(渣)問(wèn)題，如果風(fēng)帽被燒壞，床料將漏入風(fēng)室，如不能及時(shí)排出，則會(huì)被一次風(fēng)吹起，將其它風(fēng)帽堵死燒壞，因此在風(fēng)室內(nèi)應(yīng)布置排渣管。

返料風(fēng)要返回物料并在床內(nèi)迅速均勻播散。因此它要求要有較高的壓頭。如單設(shè)回料風(fēng)機(jī)，其風(fēng)量小風(fēng)壓高，風(fēng)機(jī)很難達(dá)到要求，也很難控制。因此，在我省的某些用戶已采用風(fēng)壓較高的冷一次風(fēng)作為回料風(fēng)，基本上能滿足返回物料在床內(nèi)迅速擴(kuò)散的要求。

3  磨損與筑爐材料

凋查表明：目前在我省已投運(yùn)的CFB鍋爐大都出現(xiàn)不同程度的爐膛漏風(fēng)、耐火材料脫落以及濃相區(qū)、低溫過(guò)熱器、分離器的嚴(yán)重磨損等現(xiàn)象。它將直接影響鍋爐連續(xù)穩(wěn)定安全運(yùn)行時(shí)間及熱效率，因此爐內(nèi)(包括分離器、返料器等)的耐高溫、耐磨砌筑和澆注料的選擇是至關(guān)重要的。如福州二化熱電廠兩臺(tái)35t／h循環(huán)流化床鍋爐(未改前)，由于其主床面小，煙氣流速偏高，爐膛高度不夠，使燃料在爐內(nèi)停留時(shí)間很短，一次燃燼率低，磨損嚴(yán)重。而且分離器效率低，造成循環(huán)灰量少，爐膛內(nèi)顆粒濃度低。這必然造成煤耗大、熱效率低(出力低)、磨損嚴(yán)重等現(xiàn)象，形成惡性循環(huán)；改造后，各技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有了很大的改觀，就防磨砌筑料而言，該廠經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，反復(fù)比較，最后確定采用江蘇宜興耐磨耐火材料總廠生產(chǎn)的HMS高耐磨標(biāo)準(zhǔn)磚砌筑，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月來(lái)的運(yùn)行證明，該材料在爐內(nèi)耐火耐磨的砌筑是可行的。因此，耐磨燒注料首先要選好生產(chǎn)廠家，再就是嚴(yán)格按其技術(shù)要求配制施工。

4  運(yùn)行管理

實(shí)踐證明，正確的操作和良好的運(yùn)行管理是CFB鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。否則即使再好的設(shè)備和完善的輔機(jī)系統(tǒng)，也不可能有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)。就石獅大寶熱電廠而言，該廠吸取了省內(nèi)近幾年CFB鍋爐安裝運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在籌建初期，聘請(qǐng)了省內(nèi)鍋爐和運(yùn)行司爐專家，使該廠從安裝、調(diào)試、運(yùn)行等都順利進(jìn)行，并取得了(打破了省內(nèi))半年連續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行無(wú)大事故(無(wú)停爐)大關(guān)。這充分說(shuō)明運(yùn)行操作人員的水平素質(zhì)是非常重要的。因此，開(kāi)爐前對(duì)司爐人員的培訓(xùn)和跟班實(shí)踐是非常必要的。更重要的是在運(yùn)行實(shí)踐中摸透一臺(tái)爐的特性，不斷總結(jié)提高操作水平和管理水平。

5  結(jié)束語(yǔ)

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)環(huán)保要求也越來(lái)越嚴(yán)。就鍋爐煙塵排放而言，從對(duì)其粉塵和黑(煙)度的要求到目前已對(duì)SO2實(shí)行總量控制，而CFB鍋爐作為潔凈燃燒設(shè)備，越來(lái)越受到人們贊賞。    從幾年的投運(yùn)實(shí)踐、探索、改造、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，福建的CFB鍋爐已邁入逐步成熟的階段。相信在本協(xié)作網(wǎng)的帶動(dòng)下，經(jīng)過(guò)廣大同仁的積極努力，CFB鍋爐將會(huì)為社會(huì)、企業(yè)創(chuàng)造更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

文章作者：詹玉明  （福建省節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心  350001）