浅谈循环流化床锅炉调试过程中新技术的应用及经验(一)
详细内容
1、 前言
CFB锅炉是近二十年来国际上研究出的先进的清洁燃烧锅炉。这种锅炉燃烧技术具有燃料适应性广、燃烧效率高、排出的灰、渣容易综合利用、负荷调节范围大等特点，已在世界范围内得到了广泛的引用和发展。徐州龙固坑口矸石发电有限公司一期工程两台55MW发电机组，配套两台240T/H循环流化床锅炉。锅炉型号：UG―240/9.81―M2型，是无锡华光锅炉有限公司引进中科院工程热物理研究所循环流化床燃烧技术，结合自身生产循环流化床锅炉的经验设计而成的高温高压循环流化床锅炉。型式为单汽包，自然循环，高温汽冷分离器，平衡通风，炉前给煤、炉后返料，锅炉全刚架π型布置。锅炉2004年11月26日开始烘炉调试。
2、耐火、耐磨材料的分布及烘炉的目的
由于CFB锅炉的燃烧和传热机理同煤粉炉不同，炉膛内灰尘颗粒度较大，受热面受到固体颗粒的连续不断的冲刷，磨损情况较严重。其中受热面管、二次风管入口、落煤口、分离器等部位磨损较大，故障率较高。因此必须对CFB锅炉这些易磨损部位复盖耐火材料层，进行防磨处理。耐火材料主要分布在如下几个部位：
（1） 点火燃烧器：锅炉启动点火区，布置有点火油枪。燃烧区中心温度高达1600℃以上，故此处布置耐火、保温材料。防止燃烧器烧损，减少热量损失。
（2） 一次风室：一次风室指风帽下部、点火燃烧器、一次风道交界处风箱。它因为承接点火器产生的高温烟气，故布置耐火保温材料。
（3） 炉膛下部燃烧区：此处呈倒锥体型，是床料密度最高的地方。在这里是床料、锅炉燃料、脱硫剂石灰石混合区，物料通过布风板被一次风流化。这里是锅炉主燃烧区，床料流化，燃料加热、燃烧、破碎、再燃烧，整个区域扰动剧烈，因此耐磨耐火材料覆盖范围从布风板开始到水冷壁直段与斜段交界处，以防止密相区流化床床料的磨损。
（4） 炉膛前部受热面迎风处：前部炉膛布置有水冷屏、屏式过热器，吸收辐射热，其下部为迎风区，磨损较严重。在这些受热面下部覆盖耐火、耐磨材料防止受热面磨损
（5） 炉膛出口：此处是变径区，风速加快，流向改变，磨损较大，故采用耐火耐磨材料保护。
（6） 汽冷分离器：此处烟气旋转流动，且携带大量灰尘颗粒，是返料分离区，磨损较大。故设有耐火、耐磨材料保护。此处设计是CFB锅炉特有设计。
（7） 料腿与返料回送装置：返料温度在850――950℃，为保护设备设计有专用耐火保温料。
（8） 尾部烟道轻型炉墙。内部布置有省煤器。
锅炉耐火、耐磨材料施工严格按照国家有关规定和锅炉厂设计施工，监理公司严格把关，对整个施工过程全程监控，从材料的进场验收、材料施工配比、施工尺寸全面把关，保证了施工质量。
由于在耐磨耐火浇筑料砌筑安装过程中，材料掺水后施工。工程结束后，炉墙内含有大量水分。而耐火耐磨材料的工作温度高达850-950℃。为保证这些浇筑部位在投入生产时不会因为水分的急剧蒸发造成裂缝、凸起、错位，严重时脱落等不正常现象发生，保证耐火耐磨材料的使用寿命，所以锅炉投运前必须进行烘炉。整过烘炉过程由低温到高温使浇筑料中的水分缓慢蒸发逸出，提高浇筑料的使用可靠性。
3、烘炉方法的选择
（1） 传统烘炉方法――低温段用木材烘炉；中温段投点火油枪烘炉；高温段投煤点火烘炉。这种方法虽然也能起到烘炉的作用，但它存在以下几方面不足：
A、低温段、中温段温控不均匀。低温段投木材点火，火焰散热范围有限，靠近木材附近，温度急速升高无法控制；而远离木材火堆的地方又短时间无法提高温度。如炉膛下部用木材点火烘炉，则炉膛下部密相区部位温度开始点火温度就达到100℃以上，甚至150℃以上，而炉膛出口在点火几个小时后仍然达不到50℃。当炉膛出口温度达到100℃时，密相区温度已超过200℃。这就导致温控不均匀，不能达到理想的烘炉效果。
B、 温升控制不均匀。木材烘炉提高温度时，经常出现提升温度很慢，而当烟气温度提高后往往控制不住，超过规定值。中温段投点火油枪烘炉，油枪投入后烟气温度迅速升高，短时间超过150℃，导致点火燃烧器部位烘炉效果差。
C、 烘炉部位不能完全达到要求：返料小室至炉膛段斜料腿形成死点，烘炉不完全；分离器面积较大，且此处呈负压，热烟气未及时放热，便排走。烘炉效果差。
D、 木材烘炉环境卫生差，使用劳动力多，影响现场整体安全。
（2） 热烟气分段烘炉技术；通过专用烘炉机，生成高温烟气进行烘炉。采取分段烘炉技术，具有烘炉时间短、烘炉效果好等特点。
A、烘炉设备：专用烘炉机（烘炉机配备小流量油枪，最高流量不超过100公斤/小时。油枪通过压缩空气雾化，燃烧效率高）
B、 烘炉方式：采用热烟气分段烘炉。根据锅炉砌筑部位的不同，通过砌隔墙的方式将不同受热面分成6个区进行烘炉（点火燃烧器区、炉膛区、斜料腿区、返料回收装置区、分离器区、尾部炉墙区）
C、 烘炉特点：油枪雾化片小，容易控制烟气温度，达到理想的烟气温度，温升基本达到烘炉方案要求。因为分段烘炉，区域内基本处于微正压状态，热利用率高，节省燃料；区域划分合理，没有死角。
D、 烘炉时间：控制在7――9天，整体烘炉时间短，有利于整体时间安排
（3）基于两种烘炉方法的比较，结合工程进度紧等情况，我公司确定采用高温烟气分段烘炉方法，委托宜兴市方圆烘炉工程有限公进行烘炉。