??????? 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(shè)備降低NOx\SO2大氣污染物排放、改善環(huán)保減輕溫室效應(yīng)、低成本的設(shè)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(shè)備發(fā)展和應(yīng)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(shè)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常快速發(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(jìn)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(jìn)太多。CFBC有許多理論和實踐問題需要進(jìn)一步研究和完善。我國CFBC研發(fā)水平與發(fā)達(dá)國家相比，差距不小，引進(jìn)技術(shù)的消化還不十分透徹。專業(yè)理論研究、技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域、管理機(jī)構(gòu)、設(shè)備安裝制造、成套設(shè)計和試驗調(diào)試之間的協(xié)作也存在不少弊病。
??????? 我們認(rèn)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(jìn)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(yīng)用。作者認(rèn)為，流化床首先應(yīng)當(dāng)被肯定的優(yōu)點有十項，今后也應(yīng)當(dāng)在這些方面多挖掘潛力，進(jìn)一步提高其應(yīng)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(yīng)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(fù)荷調(diào)節(jié)范圍很大，非常適應(yīng)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(jī)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(biāo)的前提下，設(shè)備綜合性一次投資較少
??????? 2.9 運行操作簡便，輔助機(jī)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(yīng)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(jìn)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(yán)重
??????? 由于受到固體顆粒強(qiáng)烈的摩擦，使受熱面磨損嚴(yán)重，成為發(fā)展流化床鍋爐大型化的首要困難。由于嚴(yán)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(tuán)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(fēng)機(jī)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(shè)施、給煤機(jī)本身的堵塞和泄漏。
??????? 由于播煤風(fēng)、二次風(fēng)設(shè)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(dāng)運行料層顆粒偏細(xì)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(dá)780～850Pa，這樣的情況下，給返料系統(tǒng)造成了很高的負(fù)擔(dān)，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(dá)1050～1170℃，嚴(yán)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(xì)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(fēng)壓和過渡煙道的對接部分
??????? 3.10流化床煙風(fēng)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(shè)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(yán)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(yán)重偏差，最高時可達(dá)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(shè)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(jī)落煤管增加輸煤風(fēng)：
??????? 在每臺給煤機(jī)下方落煤管上適當(dāng)部位增加小角度傾斜的導(dǎo)流式“輸煤風(fēng)” 管，其管徑和風(fēng)源壓力溫度根據(jù)流化床給煤機(jī)臺數(shù)和計算風(fēng)量要求確定。該風(fēng)源與一般的播煤風(fēng)和輸送風(fēng)有所區(qū)別，增加這一風(fēng)管有以下幾個目的：
??????? 4.1.1用高壓密封風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)進(jìn)入料層以后，起到播灑燃料和攪拌料層的作用，改善燃料擴(kuò)散效果，促進(jìn)床溫穩(wěn)定、均勻。
??????? 4.1.5由于輸煤風(fēng)事實上起到了二次風(fēng)的作用，減少了啟動二次風(fēng)機(jī)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(shè)瓦斯排放管
??????? 在空氣預(yù)熱器出口風(fēng)道的最高點甚至尾部煙道頂部、布風(fēng)室和旋風(fēng)分離器處增設(shè)瓦斯排放管，其目的在于排放壓火、啟動期間積存在空氣預(yù)熱器風(fēng)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(shè)捅灰捅渣口
??????? 在分離器、冷渣器放灰管接近返料器風(fēng)室下端處、放渣管接近風(fēng)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(shè)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(shè)水冷套或耐火涂層
??????? 在鍋爐底部放渣管風(fēng)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(hù)作用。
??????? 4.5返料器返料風(fēng)的改進(jìn)問題
??????? 根據(jù)返料風(fēng)、L閥喉部的阻力情況，改進(jìn)返料風(fēng)管并增加返料風(fēng)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(fēng)分配量，個別返料器還需要增設(shè)導(dǎo)流風(fēng)。
??????? 一般使用冷風(fēng)源作為返料風(fēng)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(dāng)?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(yīng)為400～550mm，480～500mm最佳；而料層差壓的零壓點取樣位置高度則應(yīng)當(dāng)為150～200mm處，以便準(zhǔn)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(fēng)負(fù)壓點的取樣位置應(yīng)當(dāng)為爐膛中部負(fù)壓或者分離器入口負(fù)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(shè)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(xué)、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(fēng)的密封影響；
??????? 標(biāo)識位置和名稱正確與否，所選擇的取樣點維護(hù)應(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)為φ10 ～ 12mm，并有含膠墊的密封端蓋。
??????? 4.7 在風(fēng)道適當(dāng)位置加裝大尺寸防爆門或?qū)Ｓ眯箟猴L(fēng)道
??????? 有必要考慮一下空氣預(yù)熱器防爆泄壓問題。我們建議，將相當(dāng)數(shù)量的檢修孔改造為具有防爆能力的雙功能設(shè)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(qiáng)度減弱線，在其內(nèi)部用耐火隔熱柔軟材料鋪設(shè)；在各級空氣預(yù)熱器的過渡或出口風(fēng)道上增設(shè)防爆風(fēng)道和防爆門，這樣做可以避免因嚴(yán)重尾部爆破無法泄壓，造成煙風(fēng)道的嚴(yán)重變形和破損的問題。
??????? 4.8旋風(fēng)分離器的膨脹問題的解決
??????? 為了防止旋風(fēng)分離器的膨脹變形和脫落問題，在旋風(fēng)筒耐火澆注料層的適當(dāng)部位多預(yù)留一些膨脹縫。對一些支吊結(jié)構(gòu)不夠強(qiáng)化的分離器及其內(nèi)筒體，設(shè)法加強(qiáng)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(yīng)設(shè)法予以平衡。對不能自由膨脹的支撐加以柔化處理，消除應(yīng)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(yīng)膨脹過程的擠壓和偏置集中應(yīng)力，減少發(fā)生開裂變形的可能。
??????? 4.9 旋風(fēng)分離器波紋管膨脹節(jié)燒紅問題的解決
??????? 將該處冷卻風(fēng)源調(diào)整為較高風(fēng)壓的冷風(fēng)源上，一般情況下可以直接取自一次風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)箱。加強(qiáng)密封，防止灼熱的灰流燒損。