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)性能好等獨特的優(yōu)點，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)氣固兩相流的動力特性以及鍋爐的安全經(jīng)濟運行。
    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。
    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。
  我廠鍋爐改造時使用鐘罩式大孔徑風(fēng)帽，但僅使用不到6個月，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、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。
    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、高度分散和強烈擾動的高速氣流在布風(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)速則是一個最重要的參數(shù)，所以，小孔的大小和數(shù)量均需要通過計算和試驗來確定，可委托鍋爐設(shè)計部門進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。
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，減少機械不完全燃燒熱損失(q4)，提高爐內(nèi)煙氣的固相濃度，增強煙氣的對流換熱強度，從而提高鍋爐的出力和熱效率；同時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。缺點是耗用的耐火材料多，且熱慣性大使得鍋爐啟動時間延長，啟動費用增加。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，同時由于返料溫度低，返料返回爐膛對鍋爐的燃燒工況會有一定的影響。中溫旋風(fēng)分離器最大的缺點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，同時借鑒國內(nèi)外循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計特點，我們認(rèn)為使用高溫旋風(fēng)分離器的優(yōu)點多于缺點。但在使用高溫旋風(fēng)分離器時應(yīng)注意以下幾點：
    (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)會增加分離器器壁和中心筒的磨損，嚴(yán)重時會磨穿器壁和中心筒，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，必須用機械方法進(jìn)行處理，直至平滑。同時要保證耐磨材料有足夠的膨脹裕度，否則會造成分離器器壁損壞。
    我廠在改造施工時，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，鍋爐運行僅2個多月，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，運行4個月后檢查，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)向上運動；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，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、運行方面應(yīng)注意的事項
    (l)燃料顆粒的要求
    鍋爐廠進(jìn)行熱力計算時根據(jù)的一般是經(jīng)驗數(shù)據(jù)，而在實際生產(chǎn)中，由于多種因素，會造成燃料顆粒配比和設(shè)計要求出現(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)機的電耗有很大的影響。同時，對水冷壁的磨損也加劇，嚴(yán)重時對鍋爐負(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)計的要求進(jìn)行配煤，這對保持循環(huán)流化床的正常運行、經(jīng)濟運行有很大的好處。在這一點上，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)，同時也提供燃燒所需的部分氧氣；二次風(fēng)的作用是補充燃燒所需的氧氣，同時，對爐膛內(nèi)煙氣進(jìn)行劇烈的攪動。一般一次、二次風(fēng)的配比為6:4 ~5:5。
    在實際使用過程中，由于運行人員擔(dān)心一次風(fēng)量過低，會造成爐內(nèi)流化不良，影響正常運行，往往會將一次風(fēng)量提得較高，特別是在燃料的顆粒不合格時，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，就開得較少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了設(shè)計的要求，對飛灰燃盡或鍋爐帶負(fù)荷造成影響。
    所以在運行中，一次風(fēng)應(yīng)在保證流化的前提下盡量接近設(shè)計的運行工況。
    (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，在運行中根據(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，同時可以避免運行人員操作調(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，應(yīng)及時調(diào)整燃料的顆粒級配，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，特別是在出渣機出力受限制時，應(yīng)通過返料器放灰管進(jìn)行放灰。實際上，對放灰管的使用上，許多人對此認(rèn)識不足。
    (5)輔機的選擇方面
    在進(jìn)行輔機選型時，應(yīng)留有必要的余地。特別是一次風(fēng)機，必須有10%～15%余量，以免在夏季時供風(fēng)量不足。在出渣機的選型上，應(yīng)按最高負(fù)荷時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，出渣能力跟不上，被迫降低負(fù)荷運行。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。
5、結(jié)語
    在鏈條爐進(jìn)行改造時，應(yīng)充分做好相關(guān)的、符合本廠實際的設(shè)計、設(shè)備的選型。在投產(chǎn)前做好人員的培訓(xùn)及各項基本試驗，充分認(rèn)識CFB鍋爐的運行特性，做好燃料配比，使燃料顆粒盡可能接近設(shè)計要求，這對循環(huán)流化床鍋爐的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行有著重要意義。
    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)約能源是一個行之有效的途徑。