循环流化床锅炉回料器返料不畅及相关的优化运行调整

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[摘 要]循环流化床锅炉在实际运行过程中，还存在着很多问题需要进行深入研究。锅炉返料器是循环流化床锅炉主要的组成部分之一。在循环流化床锅炉应用过程中，经常会发生回料器返料不畅的现象。针对循环流化床锅炉回料器返料不畅及相关的优化运行调整，本文作了浅谈。

[关键词]循环流化床锅炉 回料器返料不畅 优化运行调整

中图分类号：TK229.66 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0056-01

一，关于循环流化床技术

循环流化床锅炉燃烧是目前世界上公认的洁净煤燃烧发电技术最为可行的发展方向之一，该技术的应用及发展也是解决我国目前仍以燃煤为主火力发电提高其发电效率、并大幅度降低燃煤锅炉污染物排放满足我国目前日益严格的环保要求的有效途径之一。自上世纪80年代循环流化床锅炉燃烧技术出现并应用于商业运行以来，该技术在实际应用过程中显示出清洁高效的优势优势是目前其它燃烧技术所无法比拟的。其脱硫过程的主要特点是燃煤与石灰石粉在炉内经过多次循环混合从而实现高效脱硫，由于循环流化床技术燃烧温度较低，从而能产效降低NO。的排放，即实现低氮燃烧、并且实现90%左右的脱硫效率。

循环流化床技术是国际上20世纪70年代中期发展起来的新型燃烧技术，但实际运行过程中，还存在着很多问题需要进行深入研究。如连续运行时间较短、启停次数较多：燃烧劣质煤时不能维持满负荷：燃烧效率达不到设计值；热工控制系统不完备，仪表配制不合理，测点不足：锅炉整体密封性差，锅炉房环境恶劣；用电高、灰渣含碳量大等。

二、 锅炉及循环流化床锅炉

锅炉主要由锅筒、悬吊式全膜式水冷壁炉膛、绝热式旋风分离器、u型返料回路以及后烟井对流受热面组成。锅炉的锅筒、炉膛水冷壁和尾部包覆墙部分均采用悬吊结构。旋风分离器和旋风分离器出口烟道搁置在钢架横梁上；一级省煤器管系通过管夹悬挂在承重梁上，通过省煤器框架炉墙立柱及牛腿结构搁置在钢架横梁上；U型回料器和管式空气预热器支撑在钢架横梁上。锅炉炉膛和后烟井包复过热器整体向下膨胀，锅炉在炉膛水冷壁、旋风分离器和后烟井设置三个膨胀中心，每个独立膨胀的组件之间均有柔性的非金属膨胀节连接。锅炉整体呈左右对称布置，锅炉钢架左右两侧布置副跨，副跨内布置平台通道、省煤器进口管道、主蒸汽管道、再热器进口管道和再热器出口管道。

超临界循环流化床锅炉兼备了CFB锅炉高效清洁燃烧、低污染物排放和超临界蒸汽循环热效率高、热耗低的优点，超临界循环流化床锅炉作为下一代循环流化床燃烧技术，其可以得到较高的供电效率，并且以脱硫和脱硝为主要手段的烟气净化系统。但循环流化床锅炉在实际运行过程中，还存在着很多问题需要进行深入研究。如连续运行时间较短、启停次数较多；燃烧劣质煤时不能维持满负荷；燃烧效率达不到设计值；热工控制系统不完备，仪表配制不合理，测点不足；锅炉整体密封性差，锅炉房环境恶劣；用电高、灰渣含碳量大等。

三、关于锅炉返料器及返料特性实验

锅炉返料器是循环流化床锅炉主要的组成部分之一。烟气携带的灰粒和正在燃烧的煤粒，通过炉膛进入分离器，在分离器内大部分固体颗粒被分离下来，经返料器又回到炉内，而烟气则通过分离器上部进入尾部受热面。目前，国内外CFB锅炉的返料器不论成U、J或L型，其回料通道都是一个U型体，U型体下部左右侧配有两个调节阀，左侧为回料风阀，开度大，使U型体流化床左侧的颗粒处于强烈流化状态；而右侧松动风阀开度较小，其调节量只要保证U型体内流化床右侧的颗粒松动即可。

这样，使U型体右侧接料腿的颗粒柱处于充气滑移状态；而且料腿中能保持稳定高度的颗粒柱且不受负荷波动影响。由于料腿中这个密相颗粒柱所具有的压头比炉膛内膨胀度高的相对稀疏颗粒柱所产生的压头要高，因此很容易造成颗粒自动地穿过U型体左侧进入炉膛，实现物料可靠的循环。因此返料器是关系到锅炉燃烧、过热汽温和负荷的重要部件。密封返料器位于旋风分离器下部，与燃烧室和分离器相连接，回料采用自平衡方式，流化密封风大都采用独立风机单独供给。良好的回料器能保证物料正常通过，并可随运行的变化进行必要的调整。但目前不少CFB锅炉的回料系统运行不正常，回料不畅通，甚至堵塞；有的锅炉两台分离器回灰温差很大，甚至达数百度。返料器工作不正常，不能建立正常的物料循环，便降低了CFB锅炉的循环倍率，直接影响炉内燃烧和换热。

三、 锅炉返料器返料不畅及其特点

锅炉返料器返料不畅即“回料密封”，就是说返料口位于炉膛正压区内，炉膛内的高压烟气将会返窜，造成烟气短路，从而阻碍正常的飞灰循环。当外循环灰进入立管中，物料的自重产生的压力P1大于返料口炉膛内的烟气压力P2时才能使循环灰进入到U型阀内。但锅炉刚开始运行时进入U型阀内的循环灰量较少还难以输送回炉膛内，只能在U型阀立管内积存，最终U型阀内积存一定量的循环灰量只有当P1=P2或P1≥P2时才能建立起良好稳定的外循环物料平衡。当U型阀内如果在图中返料立管段存有厚度一定的料层时，在高压风机的作用下，料位膨胀被流化，在回料立管P1≥P2情况下连续不断地进入U型阀返回炉内，从而建立起良好的外循环回路，实现其原有的设计理念，“U型阀属于自平衡阀，即流出量与进入量自动调节”。

返料灰循环不畅时锅炉特点主要有三个，分别为：

第一，当开始发生返料不畅时，回料阀风室压力、各料腿风量发生异常变化。一般情况下在锅炉燃烧工况未发生变化的情况下，发生堵塞的回料阀风室压力逐渐升高，料腿风量逐渐下降。

第二，当回料阀开始堵塞后，由于至炉内的回料中断，锅炉床压逐渐下降，床温将出现异常波动，炉膛差压降低，汽温、汽压将会逐渐下降，锅炉负荷无法维持。

第三，当回料阀发生严重堵塞，锅炉各项参数无法维持，已无法维持运行，必须立即压火停炉。

四、 锅炉返料器返料不畅的优化调整

循环流化床锅炉的燃烧调整是在满足外界电负荷需要的蒸汽量和合格的蒸汽品质的基础上，保证锅炉运行的安全性和经济性，要掌握锅炉运行的技术、经济特性，确定锅炉最佳燃烧方式，从而保证锅炉的安全、稳定、连续运行。

（一） 加强燃料管理，尽量避免燃用高灰分、高硫分和熔点低的煤。燃料应加强混配煤工作，如差煤的硬度高且密度大，好煤的硬度低密度小燃烧情况会好一些，用高挥发分煤配煤比例3：7，例如长焰煤或气煤等，可能2：8就能解决问题。最大限度地降低结焦的可能性。另外，在旋风分离受热面亦存在燃烧，加之分离器中受热面受热情况复杂，所以合理的传热设计也能减少结焦。

为防止返料器结焦，必须严格控制返料温度，贫煤不大于1050℃，尤其是：首先，放循环灰时不能过多，以免破坏流化燃烧状况，造成细粉抽入循环回路二次燃烧；其次，当返料温度高停炉时，一定要放净返料器循环灰，不致产生结焦现象；再次，运行中仍严格监视返料器的检修孔，观察孔等部位是否严密，否则一旦冷风漏入易造成分离器内部结焦；最后，当一侧返料器堵塞时必须立即压火停炉，进行疏通，防止循环工况破坏后另一侧返料温度升高，造成结焦。

（二） 要消除分离器漏风

主要应采取如下措施：一，分离器外护板焊缝严密，炉墙砌筑砖缝不透风；二，系统的观察孔，测量孔，排放孔，排放孔密封严密。三，避免返料风量过小，流化风压不足。根据循环返料的要求，合理的调整好配风量，并经常检查返料情况；四，能正确鉴定并严格控制炉膛灰浓度适应锅炉负荷需要，适时放灰。五，遇有燃用劣质煤时，应重视并加大放灰力度；六，控制旋风筒进口负压不超过1000Pa。七，返料器流化风帽磨损严重要及时维修更换；八，由于施工质量问题，以及运行中的冲刷磨损和报的频繁启停，致使旋风分离器内衬砌体多次出现脱落温凝土块和耐火砖块现象，使返料器无法正常工作，因此施工及检修期间须细致严格的检查筒内砌体各部位的情况，发现问题及时处理。

参考文献

[1]谷守军.循环流化床锅炉运行优化研究[D].华北电力大学能源动力与机械工程学院.2013.03月

[2]杨建华屈卫东杨义波等.新乡火电厂440t/h循环流化床锅炉技术特点[M].中国电力出版社.2002

[作者简介] 张瑞晶（1984―），男，内蒙古人，毕业于内蒙古工业大学，助理工程师，现从事火力发电厂运行管理工作。