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)流動中;另外,床料在重力作用下,在爐內(nèi)不斷地進行內(nèi)循環(huán)流動。因此,在循環(huán)回路的相應(yīng)部位必然產(chǎn)生嚴重磨損。磨損使鍋爐的運行維護費用增大,機組利用率降低,還限制了CFB鍋爐的一些優(yōu)點的發(fā)揮。CFB鍋爐大多發(fā)生過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,直接和間接經(jīng)濟損失很大。所以我們要通過調(diào)整分析來降低水冷壁的磨損,延長鍋爐運行周期,同時達到安穩(wěn)長滿優(yōu)的目的。

鍋爐在額定負荷運行時,進入底部風室的風量是160000m3/h,二次風量是90000m3/h,這時煙氣中的含氧量是2%~3%,一、二次風的風率比例是64:36。顯然超出了設(shè)計值比5545。表觀流化風速也在7.8m/s以上。我廠440t/h循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計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程中進行,燃燒所釋放的熱量既能加熱新進來的原煤和流化風,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)定運行。控制密相區(qū)的燃燒,必然要控制流化風量。因為密相區(qū)燃燒所需要的氧量全部是由流化風量提供的。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)安全運行,所以密相區(qū)的燃燒份額是我們最關(guān)心的一個參數(shù)。就目前我們運行的風量配比看,流化風量在160000m3/h,很顯然是采用加大密相區(qū)的過剩空氣系數(shù)來降低床溫的。這樣會導致床溫的不穩(wěn)定,對于加減負荷的操作也不利。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。從幾年的運行觀察以及實踐中證明,如果負荷在80%以上,床料壓差(風室的壓力減去密相區(qū)頂部的壓力)保持在10.5~11.5kPa,進入底部風室的風量維持在120000~130000m3/h是完全可以滿足燃燒和熱負荷的需要。但是,進入底部風室的風量維持在120000~130000m3/h時二次風的風量是不能滿足燃燒所需要的氧量,也就是無法維持煙氣的含氧量。而且一次風的風量可以達到170000m3/h以上,有40000~50000m3/h的余量。這樣在一次風經(jīng)過預熱器后通過擋板調(diào)節(jié)方式供給二次風的熱風管道上,就可以補足了二次風的不足。二次風量的增加會引起懸浮段壓差的升高,也增加了外循環(huán)的物料量。這樣既有利于負荷的增加,也有利于整個爐膛溫度場的分布均勻。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)定運行,一、二次風的比例調(diào)節(jié)在4555范圍內(nèi)。進而達到了降低流化風量的目的。

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

2.1床料差壓保持過高的優(yōu)缺點

(1)優(yōu)點:a.有利于床溫的穩(wěn)定。因為床料差壓大,說明爐內(nèi)的循環(huán)物料量多,對于鍋爐接帶負荷和控制床溫、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：a、需要大量的流化風量才能使床料得到充分的流化，所以造成風機耗電大。b.大量的物料循環(huán)對水冷壁、水冷屏、再熱屏、過熱屏、分離器內(nèi)的可塑料磨損增加。

2.2 床料差壓保持過低的優(yōu)缺點

(1)優(yōu)點：循環(huán)物料量少，對水冷壁及其受熱面磨損小，風機耗電也小。

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

2.3流化風量保持過高或過低的優(yōu)缺點

(1)流化風量過高時，能使床料有足夠高的流化狀態(tài)，但是對于水冷壁的磨損非常嚴重。風機耗電明顯增加，床溫也不穩(wěn)定。流化風對床溫的調(diào)節(jié)起主導作用，不利于床面層的穩(wěn)定燃燒，特別是在加減負荷時床溫急劇變化，難以調(diào)整。

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

床料差壓和流化風量維持在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，既能保持鍋爐的安全穩(wěn)定長周期運行，又能對整個機組的經(jīng)濟效益有顯著的提高。綜合以上兩方面的原因，一、二次風率可以維持在在45:55中運行，這就說明流化風量可以降低，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水冷壁的磨損。也能大大減少對風帽的磨損。