??????? 1 我國循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展概況
??????? 1.1 普及CFBC鍋爐的原因
??????? 作為一個發(fā)展中國家，如何解決煤炭燃燒設備降低NOx\SO2大氣污染物排放、改善環(huán)保減輕溫室效應、低成本的設備投資、提高能源利用效率、便于劣質(zhì)煤綜合利用、盡量處理固體垃圾燃料之間所存在的矛盾，成為煤炭燃燒和綜合利用設備發(fā)展和應用的關(guān)鍵所在。
??????? 在這樣的客觀現(xiàn)實情況下，CFBC鍋爐的普遍運用就成為多數(shù)用戶的首選燃燒設備，較好地解決了上述矛盾。
??????? 1.2對我國CFBC鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀的看法
??????? 最近幾年，國內(nèi)CFBC鍋爐的容量和普及程度呈階梯狀異?？焖侔l(fā)展，很多并不成熟甚至是試驗性的技術(shù)，也被直接盲目引進國內(nèi)，帶來了許多問題，尤其是大中型CFBC鍋爐，需要的技術(shù)改進太多。CFBC有許多理論和實踐問題需要進一步研究和完善。我國CFBC研發(fā)水平與發(fā)達國家相比，差距不小，引進技術(shù)的消化還不十分透徹。專業(yè)理論研究、技術(shù)應用領(lǐng)域、管理機構(gòu)、設備安裝制造、成套設計和試驗調(diào)試之間的協(xié)作也存在不少弊病。
??????? 我們認為，國內(nèi)CFBC技術(shù)的發(fā)展過于急躁，容量直接由十二年前的75t/h迅速發(fā)展到現(xiàn)在的引進1025t/hCFBC電站鍋爐，生產(chǎn)研制周期太短，這其中的缺憾是在所難免的。
??????? 2 CFBC鍋爐的優(yōu)點
??????? CFBC鍋爐的很多獨特的優(yōu)點，是傳統(tǒng)鍋爐技術(shù)所無法實現(xiàn)的。正是由于這些技術(shù)優(yōu)點，使流化床鍋爐得以快速發(fā)展和廣泛應用。作者認為，流化床首先應當被肯定的優(yōu)點有十項，今后也應當在這些方面多挖掘潛力，進一步提高其應用實效。
??????? 流化床低溫燃燒技術(shù)實現(xiàn)了燃燒過程高效脫硫、脫硝
??????? 2.2 燃料的適應范圍廣泛，甚至可以燃燒一切具有發(fā)熱量的可破碎固體燃料。
??????? 2.3 排出的灰渣活性較好，有利于灰渣的綜合利用方便
??????? 與顆粒直接接觸的受熱面，具有很高的傳熱系數(shù)，受熱面布置靈活
??????? 流化床的負荷調(diào)節(jié)范圍很大，非常適應于電網(wǎng)調(diào)峰
??????? 小型的CFB可以實現(xiàn)較長時間的壓火熱備用
??????? 整臺鍋爐機組的鍋爐島系統(tǒng)布局簡單，不需要十分龐雜的燃料制備系統(tǒng)
??????? 在充分注意環(huán)保指標的前提下，設備綜合性一次投資較少
??????? 2.9 運行操作簡便，輔助機械故障率較低
??????? 2.10熱效率和燃燒效率較高
??????? 3 我國CFBC鍋爐在實際應用中所存在的缺點
??????? 由于CFBC鍋爐的特殊發(fā)展背景，其技術(shù)方面必然存在較多的困難和問題需要進一步克服和解決。根據(jù)我們的經(jīng)驗，目前國產(chǎn)CFBC鍋爐至少有以下十個方面的明顯缺點。
??????? 鍋爐受熱面磨損嚴重
??????? 由于受到固體顆粒強烈的摩擦，使受熱面磨損嚴重，成為發(fā)展流化床鍋爐大型化的首要困難。由于嚴重的磨損，甚至使一些流化床用戶的連續(xù)運行時間很難突破一、兩個月，比如西山煤電集團CFBC改造以前就是如此。
??????? 分離器料腿下方的返料器返料故障時有發(fā)生，影響返料系統(tǒng)物料循環(huán)效果
??????? 點火過程的操作比較繁瑣，考慮因素較多
??????? 冷渣器的排渣狀態(tài)直接影響流化床的運行可靠性
??????? 風機廠用電率較高
??????? 容易發(fā)生堵煤和床溫不均勻故障
??????? CFBC鍋爐對燃料的水分、顆粒度以及燃料的流動性十分敏感，普遍存在落煤管、煤倉給煤斗、碎煤設施、給煤機本身的堵塞和泄漏。
??????? 由于播煤風、二次風設計不盡合理，造成床溫的偏差過大甚至局部結(jié)焦。
??????? 3.7 CFBC料層及爐膛溫度對燃料的顆粒尺寸及其寬篩分的比例分布十分敏感
??????? 當運行料層顆粒偏細時，爐膛內(nèi)的各部灰濃度顯著增加，反映在爐膛壓力上會非常高。觀察和測量到的熱態(tài)最大爐膛中部壓力高達780～850Pa，這樣的情況下，給返料系統(tǒng)造成了很高的負擔，會出現(xiàn)5～18分鐘為周期的爐膛懸空部分脈動式懸浮燃燒，甚至使得空間溫度高達1050～1170℃，嚴重時掉焦塊壓死床料造成緊急停爐；或者在返料系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)成結(jié)焦環(huán)境，產(chǎn)生疏松的焦快。
??????? 根據(jù)我們多年來的觀察，細料床一般溫度偏低，點火困難且容易滅火，低溫結(jié)焦傾向明顯；而粗大顆粒料層又容易溫度偏高，高溫結(jié)焦傾向明顯。
??????? 3.8 煙氣中攜帶的飛灰可燃物含量普遍較高
??????? 密封問題需要很好地解決，尤其是高風壓和過渡煙道的對接部分
??????? 3.10流化床煙風道爆破的隱患明顯存在。
??????? 由于受低溫燃燒的傳統(tǒng)概念影響，絕大多數(shù)CFBC鍋爐制造廠、用戶和設計單位沒有充分意識到鍋爐的瓦斯防爆問題。
??????? 啟動過程中控制不好時，容易出現(xiàn)爆燃
??????? 該現(xiàn)象引起爐膛溫度急劇上升，汽溫嚴重升高。雙爐膛結(jié)構(gòu)的CFB在單側(cè)發(fā)生爆燃時，還造成汽溫嚴重偏差，最高時可達65～120℃。
??????? 3.12 與常規(guī)鍋爐運行相比較，CFB鍋爐運行周期相對較短
??????? 關(guān)于CFBC鍋爐設備缺陷和運行故障的的解決方案
??????? 這些年來，我們對多臺流化床鍋爐實施了成功的技術(shù)改造，基本解決了這些鍋爐的關(guān)鍵燃燒有關(guān)的技術(shù)問題，下面簡要歸納內(nèi)容可供有關(guān)技術(shù)人員參考。
??????? 4.1 給煤機落煤管增加輸煤風：
??????? 在每臺給煤機下方落煤管上適當部位增加小角度傾斜的導流式“輸煤風” 管，其管徑和風源壓力溫度根據(jù)流化床給煤機臺數(shù)和計算風量要求確定。該風源與一般的播煤風和輸送風有所區(qū)別，增加這一風管有以下幾個目的：
??????? 4.1.1用高壓密封風密封微正壓燃燒的爐內(nèi)料層，減少環(huán)境的煙氣、粉塵污染。
??????? 4.1.2通過具有一定流速的輸煤風來疏松和攜帶燃料，減少發(fā)生堵煤的可能。
??????? 4.1.3落煤管尤其是其爐前部分容易受到高溫輻射影響，需要冷卻風來冷卻，解決落煤管燒紅、燒損問題以及膨脹變形、開裂問題。
??????? 4.1.4輸煤風進入料層以后，起到播灑燃料和攪拌料層的作用，改善燃料擴散效果，促進床溫穩(wěn)定、均勻。
??????? 4.1.5由于輸煤風事實上起到了二次風的作用，減少了啟動二次風機所產(chǎn)生的瞬間蒸汽、料層溫度擺動的沖擊，便于穩(wěn)定過渡。
??????? 4.2增設瓦斯排放管
??????? 在空氣預熱器出口風道的最高點甚至尾部煙道頂部、布風室和旋風分離器處增設瓦斯排放管，其目的在于排放壓火、啟動期間積存在空氣預熱器風室內(nèi)部的瓦斯，降低瓦斯?jié)舛?，減少產(chǎn)生爆破的可能。
??????? 4.3加設捅灰捅渣口
??????? 在分離器、冷渣器放灰管接近返料器風室下端處、放渣管接近風室下方處加裝桶灰嘴，并在桶灰嘴上加一個手撥密封擋板，一旦發(fā)生堵灰堵渣時設法疏通，以免發(fā)生由于堵塞而被迫停爐的事故。
??????? 4.4 放渣管增設水冷套或耐火涂層
??????? 在鍋爐底部放渣管風箱內(nèi)部的管段增加水冷套或耐火涂層，防止放渣管在油槍點火過程中的燒損，起到一個啟動保護作用。
??????? 4.5返料器返料風的改進問題
??????? 根據(jù)返料風、L閥喉部的阻力情況，改進返料風管并增加返料風壓利用率。然后按返料裝置的結(jié)構(gòu)特點，肉眼觀察返料效果，調(diào)整好返料風分配量，個別返料器還需要增設導流風。
??????? 一般使用冷風源作為返料風可以產(chǎn)生很好的效果。
??????? 在管道布局上，充分考慮阻力平衡，形成對稱的返料特性。。
??????? 2..6加裝合理的料層差壓取樣系統(tǒng)、調(diào)整適當?shù)拇矊訙囟扔嫺叨?br /> ??????? 從耐火澆注料表面向上算起，料層溫度計的高度應為400～550mm，480～500mm最佳；而料層差壓的零壓點取樣位置高度則應當為150～200mm處，以便準確反映料層厚度，有利于排渣量和排渣周期的精確掌握，而下風負壓點的取樣位置應當為爐膛中部負壓或者分離器入口負壓，確保參數(shù)的穩(wěn)定可靠。計算單元根據(jù)冷態(tài)試驗結(jié)果加上零位修正即可。
??????? 對于各處設計的溫度測量一次元件的安裝取樣位置，必須考慮到以下幾個方面的誤差影響因素：取樣一次元件是否足夠長，防止附近受熱面的吸熱或放熱影響；
??????? 取樣難點能否反映真實的煙氣流程基本平均狀態(tài)，煙氣溫度的測量需要與鍋爐專家探討其流體偏差、煙氣分布的影響，盡量科學、真實；
??????? 流化燃燒顆粒沖刷的影響；
??????? 取樣點是否考慮了前后受熱段漏風的密封影響；
??????? 標識位置和名稱正確與否，所選擇的取樣點維護應當方便。
??????? 對于煙氣壓力測量，爐內(nèi)需要考慮防堵塞措施；爐外須加裝吹掃三通和吹掃用的可拆卸管口，其末端直徑應當為φ10 ～ 12mm，并有含膠墊的密封端蓋。
??????? 4.7 在風道適當位置加裝大尺寸防爆門或?qū)Ｓ眯箟猴L道
??????? 有必要考慮一下空氣預熱器防爆泄壓問題。我們建議，將相當數(shù)量的檢修孔改造為具有防爆能力的雙功能設施，其表面鐵板可以由0.4～0.5mm鐵箔或鋁皮替換，并在其表面用剪刀劃出輻射狀強度減弱線，在其內(nèi)部用耐火隔熱柔軟材料鋪設；在各級空氣預熱器的過渡或出口風道上增設防爆風道和防爆門，這樣做可以避免因嚴重尾部爆破無法泄壓，造成煙風道的嚴重變形和破損的問題。
??????? 4.8旋風分離器的膨脹問題的解決
??????? 為了防止旋風分離器的膨脹變形和脫落問題，在旋風筒耐火澆注料層的適當部位多預留一些膨脹縫。對一些支吊結(jié)構(gòu)不夠強化的分離器及其內(nèi)筒體，設法加強支撐筋板或自調(diào)結(jié)構(gòu)，個別可能出現(xiàn)膨脹偏斜的斜撐應設法予以平衡。對不能自由膨脹的支撐加以柔化處理，消除應力，防止筒體變形脫落。
??????? 為了解決返料器方箱開裂的問題，建議加裝分離器外套筒的金屬膨脹密封套管，套管與主套筒之間用石棉繩或使用松軟材料密封，使得L閥可以自由適應膨脹過程的擠壓和偏置集中應力，減少發(fā)生開裂變形的可能。
??????? 4.9 旋風分離器波紋管膨脹節(jié)燒紅問題的解決
??????? 將該處冷卻風源調(diào)整為較高風壓的冷風源上，一般情況下可以直接取自一次風機的出口風箱。加強密封，防止灼熱的灰流燒損。