1、外置換熱器的結(jié)構(gòu)和工作原理
     外置換熱器實際上是由多個倉室構(gòu)成的非燃燒細粒子鼓泡流化床，每個倉室都布置有布風板和風箱，流化風由高壓流化風機供給，其流化速度在0.5 m/s左右，床內(nèi)流化固體顆粒直徑為0.1～0.5 mm左右。外置換熱器布置在高溫灰循環(huán)回路中，位于分離器下部；外置換熱器的灰分配室，利用合理的結(jié)構(gòu)和配風將來自分離器的循環(huán)灰分流成兩部分，一部分流經(jīng)高溫回灰管作為高溫循環(huán)灰(916℃)返回爐膛，另一部分則流經(jīng)均流室后，流向布置有受熱面的換熱床，在其內(nèi)循環(huán)灰和熱交換器及流化空氣進行熱交換，然后流化風攜帶灰顆粒從換熱床的頂部繞流過隔墻進入低溫回料室，被冷卻至570℃左右的灰顆粒通過低溫回灰管返回爐膛。
    330MWe循環(huán)流化床鍋在爐膛兩側(cè)下部對稱布置四個外置式換熱器，外置換熱器外殼由鋼板制成，內(nèi)襯絕熱材料和耐磨耐火材料，耐磨材料和保溫材料采用拉鉤、抓釘和支架固定；隔墻內(nèi)布置有冷卻水管，加強與冷卻隔墻。
    鍋爐右側(cè)的兩個外置換熱器內(nèi)布置低溫過熱器，爐左側(cè)的兩個外置換熱器內(nèi)布置高溫再熱器。布置高溫再熱器的外置換熱器主要作用是調(diào)節(jié)再熱汽溫，其余兩臺外置換熱器的主要作用是調(diào)節(jié)床溫。
2、外置換熱器的運行調(diào)節(jié)
2.1較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)爐膛溫度
    不布置外置換熱器的CFB鍋爐通過調(diào)節(jié)一、二次風比例的變化調(diào)節(jié)爐膛溫度，其調(diào)溫范圍有限且存在時間上的延遲現(xiàn)象。采用外置換熱器的CFB鍋爐中，回料閥內(nèi)916℃左右的高溫循環(huán)物料一部分流經(jīng)外置式換熱器，與布置在外置式換熱器內(nèi)的受熱面完成熱交換后，以570℃左右的低溫灰返回爐膛。通過控制高溫物料和”低溫”物料的比例，可以使床溫調(diào)節(jié)范圍為850~ 916℃，加大爐膛溫度的調(diào)節(jié)范圍。爐膛床溫主要由布置有低溫過熱器的左側(cè)兩個外置換熱器灰分配室控制，從而使床溫穩(wěn)定在900℃左右。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、木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時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。
2.2  良好的汽溫調(diào)節(jié)性能
    大型鍋爐的蒸汽溫度，尤其是再熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)性能是衡量鍋爐性能指標的重要方面。不布置外置換熱器的鍋爐再熱汽溫調(diào)節(jié)只能在煙氣溫度相對較低的尾部煙道完成，調(diào)節(jié)范圍相對較低。而在外置式換熱器內(nèi)布置高溫再熱器的系統(tǒng)中，通過控制流過其中的循環(huán)灰量調(diào)節(jié)再熱汽溫，它的調(diào)節(jié)方式簡單、靈敏度高、操作性能好，而不采用噴水調(diào)節(jié)，可提高整個系統(tǒng)的經(jīng)濟性。過熱汽溫除了采用噴水減溫外，由于低溫過熱器布置在外置式換熱器內(nèi)，通過控制流過其中的循環(huán)灰量就可以使過熱汽溫改變，特別是在低負荷下的汽溫調(diào)節(jié)性能更加穩(wěn)定，并減小減溫水量，甚至不投減溫水即可調(diào)節(jié)汽溫，調(diào)節(jié)性能良好。
2.3對再熱器的保護
    將布置在爐膛內(nèi)的再熱器布置在外置換熱器內(nèi)，啟動時整個CFB鍋爐的外循環(huán)物料較少，外置換熱器內(nèi)物料溫度較低，只要通過調(diào)節(jié)灰分配室配風使物料緩慢加熱，這就可以避免鍋爐啟動時再熱器的”干燒”現(xiàn)象，從而有效保證了再熱器的安全。
2.4床壓的控制
    在循環(huán)流化床運行中，排渣系統(tǒng)故障頻率最高，使得床壓難以控制，然而外置換熱器的每個倉室下部均開有排渣管，保證在排渣系統(tǒng)或事故狀態(tài)下當床壓高時，通過外置換熱器每個倉室下部開有排渣管排掉循環(huán)物料，降低床壓；而且排掉脫落的大塊耐磨材料，以免結(jié)渣。
2.5  負荷調(diào)節(jié)性能好，有利于污染物排放控制
    外置式換熱器的系統(tǒng)，在降低負荷時，在減少燃料量和進風量的同時，可適當減少通過外置式換熱器的循環(huán)灰量，使回灰溫度上升，從而補償了此時爐膛水冷壁相對較多的吸熱量，使床溫相對穩(wěn)定。因此，它在低負荷時仍然有良好的運行工況。穩(wěn)定的床溫和燃燒工況對穩(wěn)定控制NOx、S02、CO、CxHy等污染物的排放也是極其重要的。
3、外置式換熱器運行中出現(xiàn)的問題及對策
3.1外置式換熱器布風板流化不良
    外置式換熱器所采用的布風裝置與爐膛采用的布風裝置基本上是相同的，流化風在外置式換熱器底部應充分均勻地分布，保證固體顆粒能均勻地從分流室向進料室和換熱室傳輸，使換熱室內(nèi)良好的流化，避免出現(xiàn)停滯和死區(qū)。為保證外置式換熱器各倉室的調(diào)節(jié)性能，各倉室采用獨立配風方式，正常運行時，通過調(diào)節(jié)各倉室及返料裝置的配風量來調(diào)節(jié)進入各倉室和返料裝置的循環(huán)物料量。如果布風板流化不良，會造成兩側(cè)床溫、主汽溫或再熱汽溫偏差大，鍋爐帶負荷受限。其采取對策為：
    1)提高流化風壓，開大流化風量進行吹掃；
    2)如果風量逐漸增大，就表明已經(jīng)吹通，如果風量還是不變，就開啟壓縮空氣進行吹掃，壓縮空氣風門應逐個開啟根據(jù)風量再開；
    3)開啟外置式換熱器流化不良的倉室下部排渣管，進行事故排渣，排掉結(jié)塊的物料或排掉脫落的大塊耐磨材料，以免進一發(fā)展造成結(jié)渣。
3.2調(diào)節(jié)床溫與汽溫的協(xié)調(diào)
    外置式換熱器雖然是運行中調(diào)節(jié)床溫和再熱汽溫的有效手段，但是外置式換熱器在有效調(diào)節(jié)床溫的同時，卻犧牲了過熱器的汽溫特性；在調(diào)節(jié)再熱汽溫的同時，卻犧牲了調(diào)節(jié)床溫特性。使床溫、再熱汽溫及主熱汽溫相互協(xié)調(diào)的措施：
    1)再熱汽溫是由內(nèi)置高溫再熱器的兩個外置式換熱器灰分配室來控制，使再熱汽溫控制在540℃左右；
    2)爐膛床溫由內(nèi)置低溫過熱器的兩個外置式換熱器灰分配室來控制，從而使床溫穩(wěn)定在900℃左右；
    3)布置有低溫過熱器的外置式換熱器內(nèi)灰流量的變化，必然會導致過熱汽溫的變化，由噴減溫水控制過熱汽溫在540℃。
3.3外置式換熱器調(diào)節(jié)的延遲性
    灰量的變化，而灰量的測量、調(diào)整靈敏度差，造成汽溫調(diào)節(jié)特性差、有較大的延遲性，根據(jù)運行經(jīng)驗這個延遲大約5～8 min�？刂撇缓脮�造成汽溫波動大，通過改變流化風量來調(diào)節(jié)，加大流化風量，換熱量加強，可以暫時提高汽溫，減小流化風量，換熱量減弱，汽溫下降，采取提前調(diào)節(jié)。
3.4外置式換熱器受熱面管破裂的處理
    外置式換熱器內(nèi)中受熱面爆管后，如果處理不當將會引起該床內(nèi)物料板結(jié)，物料無法流化，要經(jīng)過一周以上的時間處理，才將板結(jié)物料清理出去，造成機組停運時間增長。所以受熱面爆管后，采取如下措施：
    1)減負荷至最低值，降低鍋爐壓力；
    2)調(diào)整灰分配室風量配比，使高溫物料直接排至爐膛；
    3)跳閘鍋爐，全開再熱器出口排空閥，以使再熱器溫度盡量低；
    4)采用逐室增加流化風的手段，將外置式換熱器的床料排至爐膛及冷渣器，先全開緊靠爐膛的低溫回料室下面的流化風門，再全開受熱面室下面的流化風門，最后全開均流室下面的流化風門；
    5)當床料溫度低于350℃時，停止通風；
    6)維持汽包水位，靠高旁使鍋爐降壓；
    7)重新開始外置式換熱器的流化，從而完成床料的冷卻及排空；
    8)跳閘后的一段時間，爐膛必須由二次風冷卻，水位必須靠給水回路維持；
    9)全開過熱器出口排空閥，以使約15%汽量通過高旁流經(jīng)再熱器，由此鍋爐繼續(xù)降壓，并且準許受損的外置式換熱器重新開始流化，以排出床料。
3.5外置式換熱器的投運
    在330MWe CFB鍋爐機組調(diào)試和運行技術中，外置式換熱器投運是最缺少經(jīng)驗的，設計資料中要床溫大于800℃，鍋爐蒸發(fā)量大于100t/h，
即要機組帶一定的負荷后才能投外置式換熱器。這樣帶來兩個問題，一是汽機沖轉(zhuǎn)溫度參數(shù)特別是蒸汽溫度要花較長時間才能達到，二是后期投用外置式換熱器時對汽溫、床溫沖擊較大。經(jīng)過一年多的經(jīng)驗，采取以下投運方法：
    1)鍋爐啟動前外置式換熱器內(nèi)必須有足夠多的床料，床料最大粒徑小于0.6 mm的砂子或粒徑小于1 mm的原有床料，初始床料的高度要低于受熱面的頂部，約為受熱面高度的0.8倍；
    2)投入外置式換熱器的隔墻冷卻水；
    3)啟動外置式換熱器，使部分物料緩慢向低溫回料室流動，在啟動過程中必須密切監(jiān)視爐膛總壓降△Pl的變化趨勢，注意△Pl不能降至15 kPa以下，并酌情隨時向爐膛投床料以維持AP1恒定不變；
    4)因為機組啟動過程床內(nèi)物料溫度低，當蒸汽通過外置式換熱器內(nèi)的受熱面時，部分蒸汽將被冷凝，因此必須啟動過熱器和再熱器的自動疏水；
    5)采用了先預熱、再盡早投用的方式。即在鍋爐升溫升壓過程中，在不破壞最小物料循環(huán)的前提下，間斷地少量地慢慢置換外置式換熱器里的冷床料，讓外置式換熱器也跟著基本同步升溫，一旦物料循環(huán)正常建立，外置式換熱器即投入運行；富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
    6)在外置式換熱器投運過程中要密切監(jiān)視汽溫、床溫的變化，保持足夠的過熱度；
    7)在外置式換熱器投運期間，由于工質(zhì)在外置式換熱器沒有吸熱或吸熱較小，升負荷必須緩慢。
4、結(jié)束語
    通過調(diào)節(jié)外置式換熱器高溫回料循環(huán)和低溫回料循環(huán)物料流量的比例，實現(xiàn)床溫控制和汽溫控制的要求。通過對外置式換熱器運行中出現(xiàn)的問題進行不斷的改進，大大提高了床溫、汽溫調(diào)節(jié)和鍋爐負荷調(diào)節(jié)的靈活性，這無疑預示著外置式換熱器在大型循環(huán)流化床鍋爐中的美好前景。