0、前言
    循環(huán)流化床鍋爐自問世以來，以其具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、污染物排放低和負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，受到用戶的青睞。特別是在目前電煤質(zhì)量下降的形勢下，循環(huán)流化床鍋爐的推廣速度越來越快，除新建電廠采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)外，許多老電廠都將原來的鏈條爐紛紛改造成循環(huán)流化床鍋爐。我廠于2006年9月成功將一臺(tái)35t/h拋煤鏈條爐改造成40t/h循環(huán)流化床鍋爐，并使用至今，現(xiàn)將我們在此過程中的幾點(diǎn)心得提供給大家，供參考。
1、風(fēng)帽的選擇
    目前，中小型循環(huán)流化床鍋爐用的風(fēng)帽主要有兩種類型，即小孔徑風(fēng)帽和鐘罩式大孔徑風(fēng)帽兩種。
    風(fēng)帽雖然是循環(huán)流化床鍋爐上的一個(gè)小元件，但是它直接影響爐床的布風(fēng)均勻性、爐內(nèi)氣固兩相流的動(dòng)力特性以及鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
    小孔徑風(fēng)帽的小孔風(fēng)速較高，對床料流化有利，但存在阻力較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、清渣困難的缺點(diǎn)。
    鐘罩式大孔徑風(fēng)帽成功地解決了風(fēng)室漏渣等問題，使得清渣和更換風(fēng)帽更為方便，但布風(fēng)不均勻是它的弱點(diǎn)。
  我廠鍋爐改造時(shí)使用鐘罩式大孔徑風(fēng)帽，但僅使用不到6個(gè)月，就發(fā)現(xiàn)風(fēng)帽磨損非常嚴(yán)重，有近一半需要更換，且布風(fēng)不太均勻，水冷壁偏磨現(xiàn)象嚴(yán)重，局部磨損量達(dá)到3.5mm（原有管子壁厚5.0mm）。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    為此，我們傾向于使用柱狀小孔徑斜孔風(fēng)帽。由于這種風(fēng)帽去除了上部帽沿，因而尺寸更緊湊，構(gòu)造也更簡單，清渣方便；特別是斜孔出風(fēng)，對床料的流化特別有利，且大量細(xì)小的、高度分散和強(qiáng)烈擾動(dòng)的高速氣流在布風(fēng)板上形成了一層均勻的“氣墊”，為均勻配風(fēng)創(chuàng)造了良好的條件。小孔風(fēng)帽的噴散作用對空氣的分配起了主要作用，而小孔風(fēng)速則是一個(gè)最重要的參數(shù)，所以，小孔的大小和數(shù)量均需要通過計(jì)算和試驗(yàn)來確定，可委托鍋爐設(shè)計(jì)部門進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
2、分離器的選擇
    分離器是循環(huán)流化床鍋爐物料循環(huán)系統(tǒng)中最重要的部件，它是保證循環(huán)倍率的主要設(shè)備。其作用就是將煙氣中的固體顆粒分離出來，通過立管和返料器重新返送回爐膛繼續(xù)燃燒，減少機(jī)械不完全燃燒熱損失(q4)，提高爐內(nèi)煙氣的固相濃度，增強(qiáng)煙氣的對流換熱強(qiáng)度，從而提高鍋爐的出力和熱效率；同時(shí)可減輕分離器后各受熱面的磨損，提高鍋爐的使用壽命。因此，分離器分離效果的好壞將直接影響鍋爐的出力、熱效率和使用壽命。
    目前，用于循環(huán)流化床鍋爐的分離器有兩種，即：高溫旋風(fēng)分離器和中溫旋風(fēng)分離器。
    高溫旋風(fēng)分離器和中溫旋風(fēng)分離器的主要差異在于其布置的位置不同。高溫旋風(fēng)分離器布置在爐膛的出口處，對布置在其后的受熱面有良好的保護(hù)作用，且返料溫度高，對爐膛的溫度影響很小，對提高爐膛燃燒穩(wěn)定性的作用較好。缺點(diǎn)是耗用的耐火材料多，且熱慣性大使得鍋爐啟動(dòng)時(shí)間延長，啟動(dòng)費(fèi)用增加。中溫旋風(fēng)分離器布置在鍋爐過熱器的后面，由于煙氣溫度較低，故而中溫旋風(fēng)分離器的體積和所耗用的材料相對于高溫旋風(fēng)分離器少，成本較低，同時(shí)由于返料溫度低，返料返回爐膛對鍋爐的燃燒工況會(huì)有一定的影響。中溫旋風(fēng)分離器最大的缺點(diǎn)是因它的安裝位置所決定的，由于中溫旋風(fēng)分離器布置在過熱器后，過熱器處的煙氣含固體物料的濃度大，且固體物料顆粒度大，增加了過熱器的磨損，降低了鍋爐的使用壽命。
    鑒于以上分析，同時(shí)借鑒國內(nèi)外循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，我們認(rèn)為使用高溫旋風(fēng)分離器的優(yōu)點(diǎn)多于缺點(diǎn)。但在使用高溫旋風(fēng)分離器時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
    (1)高溫旋風(fēng)分離器進(jìn)口大小及形狀的選擇
    高溫旋風(fēng)分離器的分離效率是由進(jìn)口的氣體流速所決定的，而此時(shí)氣體流速是由進(jìn)口的大小所決定，而氣流的形狀則是由進(jìn)口的形狀所決定。要保證高溫旋風(fēng)分離器有高的分離效率就要選擇好高溫旋風(fēng)分離器進(jìn)口大小及形狀。
    (2)高溫旋風(fēng)分離器進(jìn)口的氣流方向
    高溫旋風(fēng)分離器進(jìn)口的氣流方向?qū)�決定高溫旋風(fēng)分離器的使用壽命，選擇不當(dāng)會(huì)增加分離器器壁和中心筒的磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)磨穿器壁和中心筒，煙氣短路，使分離器失去作用，造成受熱面的磨損加劇。
    (3)高溫旋風(fēng)分離器的施工質(zhì)量
    高溫旋風(fēng)分離器的器壁通常是由耐磨澆注料或耐磨可塑料做成，施工成型后必須保證器壁表面光滑，如不平滑，必須用機(jī)械方法進(jìn)行處理，直至平滑。同時(shí)要保證耐磨材料有足夠的膨脹裕度，否則會(huì)造成分離器器壁損壞。
    我廠在改造施工時(shí)，由于分離器進(jìn)口的氣流方向選擇得不好，氣流偏中，加上分離器的施工質(zhì)量不良，鍋爐運(yùn)行僅2個(gè)多月，就發(fā)生了分離器中心簡磨穿，分離器內(nèi)壁耐磨材料剝落，外壁燒紅，分離器分離效率嚴(yán)重下降，鍋爐被迫停爐的事故。經(jīng)對癥下藥，進(jìn)行分離器進(jìn)口改造和分離器修復(fù)后，運(yùn)行4個(gè)月后檢查，分離器完好。
3、水冷壁的防磨問題
    水冷壁的磨損是CFB鍋爐中與材料有關(guān)最嚴(yán)重的問題之一。在CFB鍋爐爐膛內(nèi)，典型的流體動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)為環(huán)一核結(jié)構(gòu)。在內(nèi)部核心區(qū)，顆粒團(tuán)向上運(yùn)動(dòng)；而在外部環(huán)狀區(qū)，固體顆粒沿爐膛水冷壁向下回流。環(huán)狀區(qū)的厚度從床底部到頂部逐漸減薄。固體物料沿水冷壁的向下回流是水冷壁產(chǎn)生磨損的主要原因。水冷壁的嚴(yán)重磨損與回流物料量的大小和方向有密切關(guān)系。通常爐內(nèi)永冷壁磨損的主要部位有爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁交界區(qū)域、爐膛四角部、水冷壁的安裝焊縫處。
    減小水冷壁磨損的措施：
    (1)在易磨損的部位進(jìn)行防磨噴涂；
    (2)在爐膛四角進(jìn)行耐磨澆筑或防磨噴涂；
    (3)在施工和安裝時(shí)，使衛(wèi)燃帶與水冷壁之間、焊縫與母材之間等有凸起的地方實(shí)行零過渡；
    (4)使用合適的布風(fēng)裝置，盡可能使?fàn)t膛布風(fēng)均勻。
4、運(yùn)行方面應(yīng)注意的事項(xiàng)
    (l)燃料顆粒的要求
    鍋爐廠進(jìn)行熱力計(jì)算時(shí)根據(jù)的一般是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而在實(shí)際生產(chǎn)中，由于多種因素，會(huì)造成燃料顆粒配比和設(shè)計(jì)要求出現(xiàn)偏差，而且，我廠改造的目的是為了將在合成氨生產(chǎn)中產(chǎn)生的造氣廢渣進(jìn)行回收利用。由于白煤渣的特性決定了對燃燒的要求，燃盡時(shí)間較長，而且在燃燒過程中，其顆粒的膨脹和破碎性較煙煤要差得多，這對循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行有很大的影響。
    由于顆粒過大，必將要求使用較高的流化風(fēng)速，這將對一次風(fēng)機(jī)的電耗有很大的影響。同時(shí)，對水冷壁的磨損也加劇，嚴(yán)重時(shí)對鍋爐負(fù)荷的穩(wěn)定和帶負(fù)荷都有影響。
    所以，在使用中應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行配煤，這對保持循環(huán)流化床的正常運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有很大的好處。在這一點(diǎn)上，對初步接觸CFB鍋爐的管理人員來說，尤為重要。
    (2)對于一次、二次風(fēng)的配合
    在CFB鍋爐中一次風(fēng)的作用主要是作為流化風(fēng)，同時(shí)也提供燃燒所需的部分氧氣；二次風(fēng)的作用是補(bǔ)充燃燒所需的氧氣，同時(shí)，對爐膛內(nèi)煙氣進(jìn)行劇烈的攪動(dòng)。一般一次、二次風(fēng)的配比為6:4 ~5:5。
    在實(shí)際使用過程中，由于運(yùn)行人員擔(dān)心一次風(fēng)量過低，會(huì)造成爐內(nèi)流化不良，影響正常運(yùn)行，往往會(huì)將一次風(fēng)量提得較高，特別是在燃料的顆粒不合格時(shí)，甚至?xí)�將風(fēng)量提得很高，而二次風(fēng)的風(fēng)量在保證氧量合格時(shí)，就開得較少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了設(shè)計(jì)的要求，對飛灰燃盡或鍋爐帶負(fù)荷造成影響。
    所以在運(yùn)行中，一次風(fēng)應(yīng)在保證流化的前提下盡量接近設(shè)計(jì)的運(yùn)行工況。
    (3)料層高度的控制
    為了維持合適的料層高度，應(yīng)特別注意在調(diào)試中做好料層阻力試驗(yàn)，在運(yùn)行中根據(jù)布風(fēng)阻力和料層高度的曲線，控制好合適的料層高度，對保證流化和降低爐渣的含碳量有很大的好處，同時(shí)可以避免運(yùn)行人員操作調(diào)整中的盲目性。
    (4)爐膛差壓的控制
    維持和保證合適的爐膛差壓對CFB鍋爐保證接帶負(fù)荷有顯著的作用。在差壓較低時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整燃料的顆粒級(jí)配，保證有足夠的細(xì)小顆粒進(jìn)行循環(huán)。在細(xì)小顆粒較多時(shí)，特別是在出渣機(jī)出力受限制時(shí)，應(yīng)通過返料器放灰管進(jìn)行放灰。實(shí)際上，對放灰管的使用上，許多人對此認(rèn)識(shí)不足。
    (5)輔機(jī)的選擇方面
    在進(jìn)行輔機(jī)選型時(shí)，應(yīng)留有必要的余地。特別是一次風(fēng)機(jī)，必須有10%～15%余量，以免在夏季時(shí)供風(fēng)量不足。在出渣機(jī)的選型上，應(yīng)按最高負(fù)荷時(shí)燃用最差燃料的消耗量進(jìn)行核算，并留有10%的出力余量，以免由于燃料灰分過高時(shí)，出渣能力跟不上，被迫降低負(fù)荷運(yùn)行。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
5、結(jié)語
    在鏈條爐進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)充分做好相關(guān)的、符合本廠實(shí)際的設(shè)計(jì)、設(shè)備的選型。在投產(chǎn)前做好人員的培訓(xùn)及各項(xiàng)基本試驗(yàn)，充分認(rèn)識(shí)CFB鍋爐的運(yùn)行特性，做好燃料配比，使燃料顆粒盡可能接近設(shè)計(jì)要求，這對循環(huán)流化床鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行有著重要意義。
    將鏈條爐改造成為循環(huán)流化床鍋爐，對優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、節(jié)約能源是一個(gè)行之有效的途徑。