cfbc鍋爐技術(shù)的特點(diǎn)及存在問題

cfbc鍋爐技術(shù)的特點(diǎn)及存在問題

1cfbc鍋爐作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，如何解決煤炭燃燒設(shè)備中nox和so2排放的大氣污染，提高環(huán)境效率，減少污染加熱，降低低效設(shè)備投資，提高能源利用效率，方便下游用戶的利益。盡最大努力解決廢物燃料之間的矛盾。對(duì)于回收又式聯(lián)運(yùn)管理系統(tǒng)，一般適用于大多數(shù)用戶，以達(dá)到fluid-ton比率。但是,國(guó)內(nèi)CFBC技術(shù)的發(fā)展過于急躁,容量直接由12a前的75t/h迅速發(fā)展到現(xiàn)在的引進(jìn)1025t/hCFBC電站鍋爐,生產(chǎn)研制周期太短,這其中的缺憾是在所難免的。2溫燃燒技術(shù)特點(diǎn)CFBC鍋爐有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),是傳統(tǒng)鍋爐技術(shù)所無法實(shí)現(xiàn)的。筆者認(rèn)為,流化床首先應(yīng)當(dāng)被肯定的優(yōu)點(diǎn)有10項(xiàng),今后也應(yīng)當(dāng)在這些方面多挖掘潛力,進(jìn)一步提高其應(yīng)用實(shí)效。a)流化床低溫燃燒技術(shù)實(shí)現(xiàn)了燃燒過程高效脫硫、脫硝。b)燃料的適應(yīng)范圍廣泛,甚至可以燃燒一切具有發(fā)熱量的可破碎固體燃料。c)排出的灰渣活性較好,有利于灰渣的綜合利用。d)與顆粒直接接觸的受熱面,具有很高的傳熱系數(shù),受熱面布置靈活。e)流化床的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍很大,非常適應(yīng)于電網(wǎng)調(diào)峰。f)小型的CFBC可以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的壓火熱備用。g)整臺(tái)機(jī)組的鍋爐島系統(tǒng)布局簡(jiǎn)單,不需要十分龐雜的燃料制備系統(tǒng)。h)在充分注意環(huán)保指標(biāo)的前提下,設(shè)備綜合性一次投資較少。i)運(yùn)行操作簡(jiǎn)便,輔助機(jī)械故障率較低。j)熱效率和燃燒效率較高。3返料器返料故障由于CFBC鍋爐的特殊發(fā)展背景,其技術(shù)方面必然存在較多的困難和問題需要進(jìn)一步克服和解決。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),目前國(guó)產(chǎn)CFBC鍋爐存在以下幾方面較明顯的缺點(diǎn)。a)鍋爐受熱面磨損嚴(yán)重。b)分離器料腿下方的返料器返料故障時(shí)有發(fā)生,影響返料系統(tǒng)物料循環(huán)效果。c)點(diǎn)火過程的操作比較繁瑣,考慮因素較多。d)冷渣器的排渣狀態(tài)直接影響流化床的運(yùn)行可靠性。e)風(fēng)機(jī)廠用電率較高。f)容易發(fā)生堵煤和床溫不均勻故障。g)CFBC料層及爐膛溫度對(duì)燃料的顆粒尺寸及其寬篩分的比例分布十分敏感。h)煙氣中攜帶的飛灰可燃物含量普遍較高。i)密封問題需要很好地解決,尤其是高風(fēng)壓和過渡煙道的對(duì)接部分。j)流化床煙風(fēng)道爆破的隱患明顯存在。k)啟動(dòng)過程中控制不好時(shí),容易出現(xiàn)爆燃。l)與常規(guī)鍋爐運(yùn)行相比較,CFBC鍋爐連續(xù)運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較短。4cfbc-robot設(shè)備故障和運(yùn)行故障的解決方案這些年來,筆者對(duì)多臺(tái)流化床鍋爐實(shí)施了成功的技術(shù)改造,基本解決了鍋爐與燃燒有關(guān)的技術(shù)問題,下面簡(jiǎn)要?dú)w納內(nèi)容可供有關(guān)技術(shù)人員參考。4.1增加輸煤風(fēng)后的料層在每臺(tái)給煤機(jī)下方落煤管上適當(dāng)部位增加小角度傾斜的導(dǎo)流式“輸煤風(fēng)”管,其管徑和風(fēng)源壓力、溫度根據(jù)流化床給煤機(jī)臺(tái)數(shù)和計(jì)算風(fēng)量要求確定。該風(fēng)源與一般的播煤風(fēng)和輸送風(fēng)有所區(qū)別,增加這一風(fēng)管有以下幾個(gè)目的:a)用高壓密封風(fēng)密封微正壓燃燒的爐內(nèi)料層,減少環(huán)境的煙氣、粉塵污染;b)通過具有一定流速的輸煤風(fēng)來疏松和攜帶燃料,減少發(fā)生堵煤的可能;c)落煤管尤其是其爐前部分容易受到高溫輻射影響,需要冷卻風(fēng)來冷卻,解決落煤管燒紅、燒損以及膨脹變形、開裂問題;d)輸煤風(fēng)進(jìn)入料層以后,起到播灑燃料和攪拌層的作用,改善燃料擴(kuò)散效果,促進(jìn)床溫穩(wěn)定增長(zhǎng)、均勻;e)由于輸煤風(fēng)事實(shí)上起到了二次風(fēng)的作用,減少了啟動(dòng)二次風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的瞬間蒸汽、料層溫度擺動(dòng)的沖擊,便于穩(wěn)定過渡。4.2增設(shè)瓦斯排放管在空氣預(yù)熱器出口風(fēng)道的最高點(diǎn)甚至尾部煙道頂部、布風(fēng)室和旋風(fēng)分離器處增設(shè)瓦斯排放管,目的在于排放壓火、啟動(dòng)期間積存在空氣預(yù)熱器風(fēng)室內(nèi)部的瓦斯,降低瓦斯?jié)舛?減少產(chǎn)生爆破的可能。4.3堵灰堵渣在分離器、冷渣器放灰管接近返料器風(fēng)室下端處、放渣管接近風(fēng)室下方處加裝桶灰嘴,并在桶灰嘴上加1個(gè)手撥密封擋板,一旦發(fā)生堵灰堵渣時(shí)設(shè)法疏通,以免發(fā)生由于堵塞而被迫停爐的事故。4.4爐渣管加冷涂層或防水涂料在鍋爐底部放渣管風(fēng)箱內(nèi)部的管段增加水冷套或耐火涂層,防止放渣管在油槍點(diǎn)火過程中的燒損,起到啟動(dòng)保護(hù)作用。4.5返料風(fēng)的調(diào)整。在一般精根據(jù)返料風(fēng)、L閥喉部的阻力情況,改進(jìn)返料風(fēng)管并增加返料風(fēng)壓利用率。然后按返料裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),肉眼觀察返料效果,調(diào)整好返料風(fēng),個(gè)別返料器還需要增設(shè)導(dǎo)流風(fēng)。一般使用冷風(fēng)源作為返料風(fēng)可以產(chǎn)生很好的效果。在管道布局上應(yīng)充分考慮阻力平衡。4.6取樣點(diǎn)位置的確定從耐火澆注料表面向上算起,料層溫度計(jì)的高度應(yīng)為400~550mm,480~500mm最佳;而料層差壓零壓點(diǎn)取樣位置高度則應(yīng)當(dāng)為150~200mm處,以便準(zhǔn)確反映料層厚度,有利于排渣量和排渣周期的精確掌握,而下風(fēng)負(fù)壓點(diǎn)的取樣位置應(yīng)當(dāng)為爐膛中部負(fù)壓或者分離器入口負(fù)壓,確保參數(shù)的穩(wěn)定可靠。計(jì)算單元根據(jù)冷態(tài)試驗(yàn)結(jié)果加上零位修正即可。對(duì)于各處設(shè)計(jì)的溫度測(cè)量一次元件的安裝取樣位置,必須考慮到以下幾個(gè)方面的誤差影響因素:a)取樣一次元件是否足夠長(zhǎng),防止附近受熱面的吸熱或放熱影響;b)取樣難點(diǎn)能否反映真實(shí)的煙氣流程基本平均狀態(tài),煙氣溫度的測(cè)量需要與鍋爐專家探討其流體偏差、煙氣分布的影響,盡量科學(xué)、真實(shí);c)流化燃燒顆粒沖刷的影響;d)取樣點(diǎn)是否考慮了前后受熱段漏風(fēng)的密封影響;e)標(biāo)識(shí)位置和名稱正確與否,所選擇的取樣點(diǎn)維護(hù)應(yīng)當(dāng)方便。對(duì)于煙氣壓力測(cè)量,爐內(nèi)需要考慮防堵塞措施;爐外須加裝吹掃三通和吹掃用的可拆卸管口,其末端直徑應(yīng)當(dāng)為?10~12mm,并有含膠墊的密封端蓋。4.7能設(shè)施表面鐵鐵典型有必要考慮一下空氣預(yù)熱器防爆泄壓?jiǎn)栴}。建議:將相當(dāng)數(shù)量的檢修孔改造為具有防爆能力的雙功能設(shè)施,其表面鐵板可以由0.4~0.5mm鐵箔或鋁皮替換,并在其表面用剪刀劃出輻射狀強(qiáng)度減弱線,在其內(nèi)部用耐火隔熱柔軟材料鋪設(shè);在各級(jí)空氣預(yù)熱器的過渡或出口風(fēng)道上增設(shè)防爆風(fēng)道和防爆門,這樣做可以避免因嚴(yán)重尾部爆破無法泄壓,造成煙風(fēng)道的嚴(yán)重變形和破損的問題。4.8支撐筋板或自調(diào)結(jié)構(gòu)為了防止旋風(fēng)分離器的膨脹變形和脫落問題,在旋風(fēng)筒耐火澆注料層的適當(dāng)部位多預(yù)留一些膨脹縫。對(duì)一些支吊結(jié)構(gòu)不夠強(qiáng)化的分離器及其內(nèi)筒體,設(shè)法加強(qiáng)支撐筋板或自調(diào)結(jié)構(gòu),個(gè)別可能出現(xiàn)膨脹偏斜的斜撐應(yīng)設(shè)法予以平衡。對(duì)不能自由膨脹的支撐加以柔化處理,消除應(yīng)力,防止筒體變形脫落。為了解決返料器方箱開裂的問題,建議加裝分離器外套筒的金屬膨脹密封套管,套管與主套筒之間用石棉繩或使用松軟材料密封,使得L閥可以自由適應(yīng)膨脹過程的擠壓和偏置集中應(yīng)力,減少發(fā)生開裂變形的可能。4.9風(fēng)險(xiǎn)器波紋管膨脹部分紅色燃燒將該處冷卻風(fēng)源調(diào)整為較高風(fēng)壓的冷風(fēng)源上,一般情況下可以直接取自一次風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)箱。加強(qiáng)密封,防止灼熱的灰流燒損。4.10為煤倉煤斗、給煤機(jī)和落煤管增加交叉口流化床在運(yùn)行過程中,經(jīng)常因原煤潮濕等原因棚煤、堵塞,須加裝捅煤口便于處理堵煤?jiǎn)栴}。4.11床下風(fēng)室溫度這些油壓表可以用來調(diào)整點(diǎn)火油槍的燃燒強(qiáng)度,確保點(diǎn)火過程床下風(fēng)室溫度隨時(shí)可以均勻分布,防止風(fēng)箱變形;此外,床上油槍的溫度平衡對(duì)爐本體的整體均衡膨脹和物料預(yù)熱也很有好處。另外,可以保證最低的油槍霧化壓力。4.12定期排渣,保證床下對(duì)于采用連續(xù)排渣方式的流化床,必須保證各個(gè)床面排渣點(diǎn)的均勻和正常。對(duì)溢流排渣方式,必須在一定的周期內(nèi),進(jìn)行爐底事故排渣的定期排放;對(duì)床下排渣方式,則必須對(duì)各個(gè)排渣點(diǎn)定期輪換排渣或者一部分連續(xù)排渣而另一些排渣點(diǎn)定期放渣。這樣做的好處是始終可以保持床內(nèi)料層顆粒度和分布的均勻性,確保床溫穩(wěn)定。我們對(duì)所做的流化床鍋爐都作這樣的要求。帶有冷渣器的流化床,必須增設(shè)事故旁路排渣通道和旁路導(dǎo)流風(fēng)防止堵渣停爐。返料器的放灰管應(yīng)保證運(yùn)行中放灰閘板的密封、結(jié)構(gòu)靈活和安全操作問題。4.13高燃燒退火改進(jìn)的措施有兩項(xiàng),一是在不影響傳熱的前提下,可以適當(dāng)抬高燃燒室耐火澆注料層上邊緣高度,減輕大顆粒對(duì)水冷壁的沖刷;二是可以在易磨損區(qū)域的水冷壁密封鰭片上加焊防磨片或異型鋼筋,減輕水冷壁表面的高速渦流產(chǎn)生的“滑灰”磨損程度。4.14煤粉鍋爐的最優(yōu)飛灰能力致力于給煤風(fēng)和二次風(fēng)的設(shè)計(jì)改進(jìn),減少直接由于“水平流化湍動(dòng)過程”的弱化所產(chǎn)生的床溫分布不均。最好的情況下,可以將170~230℃的床溫偏差明顯減少為35℃以下的溫度偏差。目前山西省境內(nèi)多臺(tái)CFBC鍋爐中,已經(jīng)有一些實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)飛灰指標(biāo)。其關(guān)鍵在于宏觀認(rèn)識(shí)到的“水平流化湍動(dòng)過程理論”予以了足夠的重視,實(shí)施充分的風(fēng)擾動(dòng)方案,明顯提高了燃燒穩(wěn)定性,降低了飛灰可燃物含量,改善了熱負(fù)荷均勻性。4.15次振篩破碎碎煤系統(tǒng)至少要保證二級(jí)振篩分選、一級(jí)破碎。初級(jí)振篩分選后合格的燃料直接進(jìn)入皮帶上煤;而留下來的燃料經(jīng)過破碎以后,交給二次振篩破碎;二次振篩分選以后的合格燃料送到皮帶上煤,不合格部分返回破碎機(jī)中繼續(xù)破碎。這樣做的好處是可以大大減輕破碎機(jī)的負(fù)載,減少異常情況的發(fā)生,如有二級(jí)破碎則更好。大型CFBC機(jī)組至少要有2套這樣的并聯(lián)體系,每臺(tái)套可以單獨(dú)承擔(dān)至少125%的額定負(fù)荷下的燃料供應(yīng)需求,且每天可以至少停運(yùn)8h以上。4.16點(diǎn)火溫度的確定一般的經(jīng)驗(yàn)或者廠家說明書都要求流化床點(diǎn)火溫度為500~650℃,而撤出油槍的溫度不低于800~900℃。但事實(shí)上,對(duì)于揮發(fā)分較高的煤種,可以采用低溫“逗火”的方法來點(diǎn)燃流化床,采用420~460℃的溫度來試投煤點(diǎn)火。而完全撤出油槍的溫度可以選擇650~750℃;但對(duì)于揮發(fā)分很低,而熱值和灰分又高的難燃煤種,則可以考慮550~650℃脈動(dòng)投煤。主要依賴升溫趨勢(shì)和具體的升溫速度來具體判斷,切不可隨意操作,其好處很多,不必贅述。4.17提升品質(zhì)、混凝土基復(fù)合材料幾乎所有的CFBC鍋爐在完成烘爐操作、進(jìn)入整套調(diào)試以后都會(huì)不同程度地出現(xiàn)耐火澆注料的脫落、炸開、龜裂等情況。通過相對(duì)完善的烘爐工藝優(yōu)化方案,實(shí)現(xiàn)相對(duì)優(yōu)良的耐火澆注料表面琺瑯質(zhì)和基材的硬度、強(qiáng)度。施工中充分重視滑模的精確度,盡量減少滑模換位之間高度、圓周和水平方向的錯(cuò)位重疊,消除易于產(chǎn)生脫落的“麩皮”現(xiàn)象。耐火澆注料的基材固定鈀釘,從數(shù)量、分布和形狀上要充分保證,澆注過程中充分夯實(shí)濕料。在烘爐以前的自然干燥與養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少為8~10d。施工工藝和材質(zhì)要有很好的質(zhì)量保證。4.18cfbc熱態(tài)最低穩(wěn)燃負(fù)荷和最高負(fù)荷預(yù)測(cè)冷態(tài)試驗(yàn)是檢驗(yàn)CFBC技術(shù)的一個(gè)非常重要的措施,必須保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)。目前可以通過冷態(tài)試驗(yàn)對(duì)中小容量的CFBC熱態(tài)最低穩(wěn)燃負(fù)荷和最高負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè),其誤差僅為5%~8%。主流化床、返料器一般采用表盤的常規(guī)運(yùn)行測(cè)點(diǎn)就可以很好地進(jìn)行試驗(yàn);而對(duì)于冷渣器和外置式換熱器,則需要運(yùn)用流體力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)原理合理選擇額外的加裝測(cè)點(diǎn),對(duì)其進(jìn)行精確的多工況選擇性調(diào)整測(cè)試,為以后的床溫控制、燃燒優(yōu)化和循環(huán)返料過程控制提供基礎(chǔ)的技術(shù)數(shù)據(jù)。4.19熱壓法cfbc采用水冷式高溫旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)的CFBC,由于灰濃度的顯著降低,確實(shí)可以減輕這部分位于煙道橫截面受熱面迎風(fēng)側(cè)管束表面的磨損。而采用中溫或者低溫方式的旋風(fēng)返料裝置的CFBC,位于分離器前面的受熱面磨損則相對(duì)較嚴(yán)重。管組表面采用金屬表面噴涂工藝可以適當(dāng)減少磨損程度,但效果有限?？梢赃m當(dāng)采用壁厚增加、螺旋管、防磨罩、金屬成分優(yōu)化和槽型護(hù)片的方式,將這部分易磨損部位受熱面的磨損降至最低。4.20風(fēng)帽的更換、返還料器存灰問題的解決技術(shù)改進(jìn)方案中國(guó)絕大多數(shù)CFBC鍋爐的石灰石投料系統(tǒng)都沒有很好利用或者根本沒有使用。測(cè)試表明,只要正常使用就能保證很好的脫硫效果,需要加以完善和充分使用,保證環(huán)保指標(biāo)滿足要求。4.21對(duì)于風(fēng)帽的選擇目前長(zhǎng)期的觀察和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明,定向風(fēng)帽在一般情況下都很不適應(yīng)大型循環(huán)流化床的穩(wěn)定運(yùn)行,容易出現(xiàn)局部死料、波浪式涌動(dòng)流化、布風(fēng)板漏渣等問題,只有在考慮了底部放渣以后,可以在放渣管口附近布置一些小孔徑的定向風(fēng)帽。因此,建議對(duì)大多數(shù)已經(jīng)采取定向風(fēng)帽的廠家,全部更換為鐘罩式、改良型蘑菇頭式、手榴彈式或者多向倒“7”型風(fēng)帽。4.22返料器存灰問題運(yùn)行技術(shù)改進(jìn)有以下幾條:a)對(duì)于雙爐膛結(jié)構(gòu)或者容易出現(xiàn)爆燃的鍋爐,建議空返料無灰啟動(dòng);b)對(duì)于需要填充返料器存灰啟動(dòng)的CFBC使用冷態(tài)試驗(yàn)的自然灰料積存;c)運(yùn)行中灰濃度過高時(shí),可以使用返料器放灰來解決問題;d)對(duì)于返料不正常、返料溫度無法上升情況,可以少量多次放灰,疏通返料不暢的冷灰栓塞點(diǎn);e)如果出現(xiàn)返料風(fēng)室漏灰,造成返料風(fēng)機(jī)異常、風(fēng)壓波動(dòng)時(shí)及時(shí)放灰。4.23主流化床風(fēng)室增加放灰管4.24增加看火鏡裝置以上改進(jìn)措施分別在西山煤電、沁源電廠、五四一電廠、介休茂勝集團(tuán)、孝義俊安集團(tuán)、海鑫鋼鐵集團(tuán)、廣東粵陽發(fā)電廠等容量為35~45t/h的調(diào)試用戶的數(shù)十臺(tái)CFBC電站鍋爐中得到了成功的應(yīng)用,充分證明其實(shí)際的可靠性和合理性。5強(qiáng)化對(duì)cfbc技術(shù)的研究,提高有關(guān)部門和技術(shù)素質(zhì)a)本文對(duì)中國(guó)流化床鍋爐的發(fā)展情況進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,有利于行政和技術(shù)管理部門掌握流化床鍋爐的基本發(fā)展動(dòng)向,便于在審批項(xiàng)目和制定政策時(shí)整體考慮CFBC的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)。b)由于目前其他相關(guān)技術(shù)資料沒有客觀或者全面地對(duì)國(guó)產(chǎn)CFBC鍋爐的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié),本文旨在補(bǔ)遺拾漏,力圖建立一個(gè)比較準(zhǔn)確的總體認(rèn)識(shí)和技術(shù)概念,幫助有關(guān)人士了解其基本特點(diǎn)。c)文章條款所涉及的技術(shù)改進(jìn)措施已經(jīng)在實(shí)踐中得到了驗(yàn)證,其技術(shù)是成熟的,效果十分明顯,曾經(jīng)成功地解決了多