440t/h高溫高壓CFB鍋爐與傳統(tǒng)的煤粉鍋爐不同,含有燃料、灰、石灰石及其反應(yīng)產(chǎn)物的固體床料,在爐膛一分離器一回料閥一爐膛這一封閉循環(huán)回路里處于不停的高溫循環(huán)流動(dòng)中;另外,床料在重力作用下,在爐內(nèi)不斷地進(jìn)行內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。因此,在循環(huán)回路的相應(yīng)部位必然產(chǎn)生嚴(yán)重磨損。磨損使鍋爐的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用增大,機(jī)組利用率降低,還限制了CFB鍋爐的一些優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮。CFB鍋爐大多發(fā)生過(guò)受熱面管子的磨損泄露。每次受熱面管子的磨損泄漏至少需停爐5~8d才能修復(fù),直接和間接經(jīng)濟(jì)損失很大。所以我們要通過(guò)調(diào)整分析來(lái)降低水冷壁的磨損,延長(zhǎng)鍋爐運(yùn)行周期,同時(shí)達(dá)到安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)的目的。

鍋爐在額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí),進(jìn)入底部風(fēng)室的風(fēng)量是160000m3/h,二次風(fēng)量是90000m3/h,這時(shí)煙氣中的含氧量是2%~3%,一、二次風(fēng)的風(fēng)率比例是64:36。顯然超出了設(shè)計(jì)值比5545。表觀流化風(fēng)速也在7.8m/s以上。我廠440t/h循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)煤種的收到基灰份是18.43%,收到基低位發(fā)熱量是21.62MJ/kg。而我們現(xiàn)在所燒煤種的收到基灰份在10%左右,收到基低位發(fā)熱量在22.154MJ/kg以上,月平均收到基低位發(fā)熱量在24244MJ/kg。這顯然是一種優(yōu)質(zhì)煤,它的燃燒速度快,能夠迅速燃燒而釋放熱量。這就要求我們控制密相區(qū)的燃燒份額,使密相區(qū)燃燒在缺氧還原的過(guò)程中進(jìn)行,燃燒所釋放的熱量既能加熱新進(jìn)來(lái)的原煤和流化風(fēng),也能被部分水冷壁吸收和煙氣帶出密相區(qū),使之保持熱量平蘅,維持床溫在規(guī)定范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。控制密相區(qū)的燃燒,必然要控制流化風(fēng)量。因?yàn)槊芟鄥^(qū)燃燒所需要的氧量全部是由流化風(fēng)量提供的。而且循環(huán)流化床鍋爐燃燒主要發(fā)生在密相區(qū)和稀相區(qū),這兩個(gè)區(qū)域的燃燒份額之和接近于1,其中密相區(qū)的燃燒份額會(huì)影響到料層溫度控制、爐內(nèi)的傳熱以及鍋爐的連續(xù)安全運(yùn)行,所以密相區(qū)的燃燒份額是我們最關(guān)心的一個(gè)參數(shù)。就目前我們運(yùn)行的風(fēng)量配比看,流化風(fēng)量在160000m3/h,很顯然是采用加大密相區(qū)的過(guò)?？諝庀禂?shù)來(lái)降低床溫的。這樣會(huì)導(dǎo)致床溫的不穩(wěn)定,對(duì)于加減負(fù)荷的操作也不利。平穩(wěn)的密相區(qū)燃燒只需要床料完全流化和部分的燃燒就可以了。從幾年的運(yùn)行觀察以及實(shí)踐中證明,如果負(fù)荷在80%以上,床料壓差(風(fēng)室的壓力減去密相區(qū)頂部的壓力)保持在10.5~11.5kPa,進(jìn)入底部風(fēng)室的風(fēng)量維持在120000~130000m3/h是完全可以滿足燃燒和熱負(fù)荷的需要。但是,進(jìn)入底部風(fēng)室的風(fēng)量維持在120000~130000m3/h時(shí)二次風(fēng)的風(fēng)量是不能滿足燃燒所需要的氧量,也就是無(wú)法維持煙氣的含氧量。而且一次風(fēng)的風(fēng)量可以達(dá)到170000m3/h以上,有40000~50000m3/h的余量。這樣在一次風(fēng)經(jīng)過(guò)預(yù)熱器后通過(guò)擋板調(diào)節(jié)方式供給二次風(fēng)的熱風(fēng)管道上,就可以補(bǔ)足了二次風(fēng)的不足。二次風(fēng)量的增加會(huì)引起懸浮段壓差的升高,也增加了外循環(huán)的物料量。這樣既有利于負(fù)荷的增加,也有利于整個(gè)爐膛溫度場(chǎng)的分布均勻。外循環(huán)物料量的增加,使密相區(qū)的空隙率減小,控制密相區(qū)的燃燒,能夠得到我們所期望的床溫在規(guī)定范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行,一、二次風(fēng)的比例調(diào)節(jié)在4555范圍內(nèi)。進(jìn)而達(dá)到了降低流化風(fēng)量的目的。

大部分內(nèi)循環(huán)物料的高度過(guò)高是由于流化風(fēng)量過(guò)大引起的。流化風(fēng)量的大小取決于床料壓差的高低。流化風(fēng)的主要作用是使布風(fēng)板上的床料完全均勻流化,而不是主要用來(lái)調(diào)節(jié)床溫的。下面就床料壓差的高低和流化風(fēng)量大小的優(yōu)缺點(diǎn)分析如下:

2.1床料差壓保持過(guò)高的優(yōu)缺點(diǎn)

(1)優(yōu)點(diǎn):a.有利于床溫的穩(wěn)定。因?yàn)榇擦喜顗捍?說(shuō)明爐內(nèi)的循環(huán)物料量多,對(duì)于鍋爐接帶負(fù)荷和控制床溫、爐膛沸中溫度、爐膛出口溫度、分離器內(nèi)溫度、返料器內(nèi)溫度都有利。

(2)缺點(diǎn)：a、需要大量的流化風(fēng)量才能使床料得到充分的流化，所以造成風(fēng)機(jī)耗電大。b.大量的物料循環(huán)對(duì)水冷壁、水冷屏、再熱屏、過(guò)熱屏、分離器內(nèi)的可塑料磨損增加。

2.2 床料差壓保持過(guò)低的優(yōu)缺點(diǎn)

(1)優(yōu)點(diǎn)：循環(huán)物料量少，對(duì)水冷壁及其受熱面磨損小，風(fēng)機(jī)耗電也小。

(2)缺點(diǎn)：床溫不穩(wěn)定，在加負(fù)荷時(shí)容易造成床溫高而引起床面結(jié)焦。而外循環(huán)物料量少，懸浮段差壓過(guò)小，不能維持正常的負(fù)荷運(yùn)行。

2.3流化風(fēng)量保持過(guò)高或過(guò)低的優(yōu)缺點(diǎn)

(1)流化風(fēng)量過(guò)高時(shí)，能使床料有足夠高的流化狀態(tài)，但是對(duì)于水冷壁的磨損非常嚴(yán)重。風(fēng)機(jī)耗電明顯增加，床溫也不穩(wěn)定。流化風(fēng)對(duì)床溫的調(diào)節(jié)起主導(dǎo)作用，不利于床面層的穩(wěn)定燃燒，特別是在加減負(fù)荷時(shí)床溫急劇變化，難以調(diào)整。

(2)流化風(fēng)量過(guò)低時(shí)，使布風(fēng)板上的床料不能完全流化，容易造成床面結(jié)焦。

床料差壓和流化風(fēng)量維持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，既能保持鍋爐的安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行，又能對(duì)整個(gè)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益有顯著的提高。綜合以上兩方面的原因，一、二次風(fēng)率可以維持在在45:55中運(yùn)行，這就說(shuō)明流化風(fēng)量可以降低，從而降低了大顆粒物料內(nèi)循環(huán)的高度，這樣就能有效減少對(duì)水冷壁的磨損。也能大大減少對(duì)風(fēng)帽的磨損。