煤的粒度对循环流化床工业锅炉运行的影响

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1、煤的粒度对循环流化床工业锅炉运行的影响摘要：介绍了煤的颗粒度对循环流化床工业锅炉运行的影响，如何确保煤的颗粒度是保证循环流化床锅炉正常运行的重要环节；介绍两种保证循环流化床工业锅炉颗粒度的设备配置；关键词：循环流化床；沸腾燃烧；颗粒度；循环流化床锅炉燃烧技术在我国是上世纪80年代中期开始由中国科学院工程热物理研究所与我公司联合率先进行商业应用，经过近十年的摸索和完善，循环流化床锅炉在近几年间获得了迅速发展。它与层燃锅炉、室燃锅炉相比具有燃料适用广、燃烧效率高、环保性能好、负荷调节灵活、灰渣便于综合利用等优点。特别是在解决工业锅炉燃料复杂、设计和运行热效率低、环保等方面取得突破性进展，各制造厂家

2、新产品的开发和推出力度之大前所未有。* L. x5 O. _. T6 v: j循环流化床锅炉的燃烧特点是宽筛分的煤粒在适当的气流作用下，在燃烧室中一面翻腾运动，一面燃烧，它即不同于煤粉锅炉的燃烧方式，也不同于层燃炉的燃烧方式，它是一种沸腾燃烧。据笔者的了解，循环流化床锅炉对燃料的粒度要求在图纸和技术文件中都有明确规定：一般为烟煤013mm；无烟煤08mm。在大型发电循环流化床锅炉中，为保证燃料的粒度，设计院对制粉系统进行比较完整的规划和设计，机械化自动化程度高，其粒度控制一般都可以达到锅炉的使用要求。但在循环流化床工业锅炉中，由于许多客户重视程度和资金投入不够，造成煤的粒度控制设备比较简单，大

3、多采用一台粉碎机和一个筛网，很多都是采用人工筛选，很难保证锅炉长时间连续运行控制、燃烧效率、风帽和水冷壁等部件的磨损及安全运行等方面带来的问题日显突出，以下就相关问题的原因和处理办法分析如下：一、对运行控制和燃烧效率的影响锅炉的启动点火。由于循环流化床工业锅炉的床面比较小，点火过程相对简单，它是通过木炭燃烧加热炉膛底料至煤的燃点、到正常燃烧的动态过程。底料的粒度一般是08mm，通过人工过筛可以完全保证。将木炭放在静止高度300400mm厚的底料上部燃烧加热炉料，经过23个小时炉料加热后，打开一次风机，并逐步加大一次风量，根据火焰情况人工加煤（同样经过筛选）助燃，逐步过度到给煤机加煤实现点火。这

4、时炉内基本可以保证没有较大颗粒，流化状态良好，炉膛温度平稳正常。但当进入全部使用给煤机给锅炉加煤阶段时，煤的粒度如果过大，将随着进煤量的增加，大颗粒也逐渐增加，会在床体中沉积形成死滞区，破坏正常的流化状态，使炉内温度场不均匀，造成因床温过低或床温过高结焦而被迫停炉；另外，如果煤颗粒细粉过多，则小煤粒飞逸又会增多，加大锅炉损失，严重时细颗粒被带到分离器和返料器中，发生二次燃烧造成返料器结焦影响锅炉的正常运行；所以颗粒度过大、过小、甚至超大，都会给运行操作带来困难，同时造成锅炉发灰损失及灰渣热损失的增大，使锅炉热效率降低。二、增大炉内磨损当床温恒定时，床料平均直径增加，床料流化所需最小流化风量亦增

5、大，在一定风压下，床料阻力相比较而言亦同样增大，致使流化状态向不良方向移动，而加速了布风板上风帽的磨损，同时飞灰损失随着最小流化风量的增大而增加，水冷壁受热面的磨损随着风速的增加而成倍增加，从而导致锅炉运行周期大大缩短。所以，燃烧颗粒度的大小，对循环流化床锅炉的正常运行有着非常直接的影响。三、实例分析山西阳泉一台SHXF7-1.0/95/70-AII循环流化床热水锅炉，调度运行出现煤气爆燃事件。本人到现场了解情况，是返料器结焦后操作人员打开检查门清焦时发生煤气爆炸。现场发现结焦的返料器中大部分为58mm左右的大颗粒，同时，锅炉运行45个小时炉膛温度逐渐降低，流化状态严重恶化，只能被迫停炉，清理

6、炉底大颗粒和炉膛，重新加底料点火。分析事故的主要原因是由于煤颗粒度太大造成的。从流化床中清理出来的炉渣大多为20mm左右，最大为3040mm；为保持物料流化只有加大一次风，较大颗粒物料被带进返料器中，而大颗粒物料无法在返料器中流化造成堵塞，没有燃烬的煤颗粒堆积在密闭缺氧的返料器中开始产生CO，当打开返料器检查门用火钩清理时出现明火，从而发生煤气爆炸。同时，在煤厂了解煤的粉碎情况时发现，操作人员将煤通过固定筛进行过筛，固定筛是采用圆钢制作，间隙为20mm左右，很多厚度10mm, M4 J : V- W5 D左右的煤片通过圆钢之间的间隙进入上煤系统，并进到锅炉燃烧，沉积在流化床中，而且越积越多，造

7、成流化床流化不好，控制仪表反映料层很厚，而实际并无可燃物，炉膛温度逐步下降，从而被迫停炉。问题原因找出后，要求客户立刻对筛网进行了改进，保证燃料粒度在13mm以下，改造后锅炉运行一直比较平稳、正常。四、保证粒度的制粉系统方案根据本人多年的实地了解，在这里推荐两种保证燃料粒度要求的制粉系统，供大家参考：第一，燃料首先全部进震动筛，合格粒度通过皮带进煤仓，不合格的大颗粒进粉碎机，粉碎后合格的通过皮带进煤仓，不合格的再进粉碎机，再进滚动筛，形成循环，以保证进煤仓的燃料粒度为合格粒度。优点：确保锅炉燃料粒度要求，自动化程度高；缺点：系统较复杂。第二，燃料全部进震动筛，合格的通过皮带进煤仓，不合格的大颗

8、粒进粉碎机，粉碎后进锅炉煤仓。优点：制粉系统简单，可基本保证燃料粒度。缺点：有一定数量不合格的燃料粒度进入锅炉，长时间会影响锅炉运行。五、结束语循环流化床锅炉虽然煤种适应性广，对燃料颗粒度要求也不是很严格，但毕竟不是全无限止。因此，增加煤的破碎和筛选系统是必要的。特别是随着循环流化床工业锅炉数量的不断增加，如何保证其优越的节能环保优势，使锅炉安全正常运行显的非常关键。这虽然增加了一次性投资，但给锅炉带来了诸多综合性效益，并为锅炉的安全运行奠定了坚实的基础。同时要求调试运行人员当锅炉安装完毕准备运行时，要根据使用燃料特点，严格要求和提醒客户必须保证锅炉运行的燃料粒度。从用户角度讲，随着煤炭价格的

9、增长，降低生产成本关键是降低锅炉运行成本，真正实现循环流化床锅炉高效节能环保及长期安全稳定运行的前提必须保证燃料的粒度，希望能引起管理者的高度重视。; $ q) v. ?8 u, T关于循环流化床锅炉过热器运行的注意事项3 * M4 K/ X+ A- W7 K+ t9 f3 u循环流化床锅炉采用了中国科学院工程热物理研究所与我公司联合研制的高效、节能、低污染的外循环流化床锅炉燃煤新技术，它具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、NOX排放低、结构简单、操作方便等诸多优势。7 % , O, A+ w3 I3 u8 g循环流化床锅炉过热器是该锅炉的一个重要部件，其安全运行直接关系到锅炉的使用寿命和

10、生产成本，保证过热器长期的安全运行具有十分重要的意义，在司炉操作过程中需要注意一下几个方面：1：煮炉期间必须保证中低水位，煮炉时，药液不得进入过热器，以免悬浮物在蛇形管中沉淀而造成堵塞。煮炉结束后，应停炉防水，彻底清理过热器内壁的附着物和残渣，试运行前用软水冲洗过热器2小时左右。2：点火前必须打开过热器排气阀和疏水阀，到压力上升时，关闭排气阀同时打开分气缸进气阀和疏水阀。汽包压力达到规定数值时，关小疏水阀直到10%左右的流量时，关闭疏水阀。3：运行中如炉温高时，应打开减温水流量，此时疏水阀应关闭，应关小减温水流量同时打开疏水阀。4：在锅炉运行中，如减温水已增至最大时，过热器蒸汽温度还是很高，可

11、通过以下方法降低蒸汽温度：（1）增加锅炉的循环灰量，减少给煤的颗粒度。（2）适当减少给煤量，降低炉温。（3）在氧气许可的条件下，可适当减少二次风。5：如减温水已关闭，过热器蒸汽温度仍然偏低，可通过以下方法提高蒸汽温度：（1）放掉一些循环灰，提高炉膛的出口烟气温度。（2）可适当增加二次风量。6：时刻检查过热器和锅筒的压差，如压差比平时突然变化，可采取如下措施：（1）压差增大，甚至大于10%的额定压力，说明过热器内部有堵塞现象，应停炉对过热器内壁进行冲洗。（2）压差突然减少，应立即停炉检查过热器是否有爆管现象发生，如有，应更换过的热器管子，再启动锅炉运行。7：锅炉给水对过热器的安全运行具有十分重要

12、的意义，锅炉的水质应符合GB1576-2001工业锅炉水质的要求。（1）严格控制锅炉锅水的含盐量和碱度，测定氯盐比。将含盐量控制在3000mg/L，总碱度14mg/L。（2）PH值控制在标准要求的范围内（1012）。建议最好控制在10.811.3以内。（3）锅水碱度过高会使水面泡沫层增厚，分离效果大大下降，也是造成蒸汽带水的重要原因。同时水随蒸汽进入过热器，使盐分沉积在管壁上阻碍传热，对锅水相对碱度应控制在0.2以下。8：锅炉运行前对锅筒内件仔细检查，要求锅筒内件焊缝严密，无泄漏点。9：严格控制燃烧高硫煤，防止过热器出现高温腐蚀现象。10：定期检查高温过热器的防磨，脱落的护瓦要即使焊补，磨穿的

13、护瓦要即时更换，转向的护瓦要即时校正。11：锅炉在运行过程中要加强排污操作，连续排污不能中断，定期排污每班不能少于一次。12：对有过热器的锅炉，锅炉运行时不能长时间的低负荷运行，特别是低压力高流量的运行，使得过热蒸汽密度降低，流量增大，过热器管子中的蒸汽速度大大增加，热偏差增大，蒸汽阻力增加，传热恶化，传热量低的管子容易发生爆管现象，所以，锅炉严禁长期低压运行，建议运行压力不低于80%的额定负荷，如确实需要低压运行，需要对流量进行相应折算，计算出一定压力下对应一事实上的安全流量。+ 2 w c* v4 $ l( M( E6 E% |锅炉给水除氧技术的应用在锅炉给水处理工艺过程中，除氧是一个非常

14、关键的一个环节。氧是给水系统和锅炉的主要腐蚀性物质，给水中的氧应当迅速得到清除，否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件，腐蚀产物氧化铁会进入锅内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难容而传热不良的铁垢，而且腐蚀会造成管道内壁出现点坑，阻力系数增大。管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故。国家规定蒸发量大于等于2吨每小时的蒸汽锅炉和水温大于等于95的热水锅炉都必需除氧。多年来众多锅炉给水处理工作者一直都在探求既高效又经济的除氧方法。本文介绍锅炉给水几种主要除氧的主要方法，并结合近几年在这些方法基础上作的调整和改进，对这几种方法作分析和总结，供锅炉给水处理工作者参考。 1 除氧途径的分析 1.1 物理

15、方法 根据亨利定律可知，任何气体同时存在于水面上，则气体的溶解度与其自己的分压力成正比，而且气体的溶解度仅与其本身的分压力有关。在一定压力下，随着水温升高，水蒸汽的分压力增大，而空气和氧气的分压力越来越小。在 100时，氧气的分压力降低到零，水中的溶解氧也降低到零。当水面上压力小于大气压力时，氧气的溶解度在较低水温时也可达到零。这样，随着水温的升高，减小其中氧的溶解度，就可使水中氧气逸出。另外，水面上空间氧气分子被排出，或转变成其它气体，从而氧的分压力为零，水中氧气就不断地逸出。采用物理方法除氧，是利用物理的方法将水中的氧气析出，常用的有热力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。 1.2 化学方法

16、采用化学方法除氧 ，主要是利用化学反应来除去水中含有的氧气， 使水中的溶解氧在进入锅炉前就转变成稳定的金属或其它药剂的化合物，从而将其消除，常用的有药剂除氧法和钢屑除氧法等。 1.3 电化学方法锅炉给水除氧 ，除可以采用化学方法和物理方法之外，还可以采用电化学方法。电化学除氧，是应用电化学保护的原理，使一种易氧化的金属发生电化学腐蚀，让水中的氧被消耗掉而去除。此法与上述除氧方法比较，设备简单，操作使用方便，运行费用低，可广泛应用于低压锅炉及热水锅炉的给水除氧。但是电化学除氧法目前虽然尚无成熟的经验，但根据试制使用的情况看，其经济实用性比较明显。 2 除氧方法的比较和分析 2.1 热力除氧 热力

17、除氧一般有大气式热力除氧和喷射式热力除氧。其原理是将锅炉给水加热至沸点，使氧的溶解度减小，水中氧不断逸出，再将水面上产生的氧气连同水蒸汽一道排除，还能除掉水中各种气体（包括游离态CO2，N2），如用铵钠离子交换法处理过的水，加热后3也能除去。除氧后的水不会增加含盐量，也不会增加其他气体溶解量， 操作控制相对容易，而且运行稳定，可靠，是目前应用最多的一种除氧方法。 为了保证热力除氧器具有可靠的效果，在设计和运行中应满足足下列条件 :a .增加水与蒸汽的接触面积，水流分配要均匀。b .保证氧气在水中的溶解压力与水面上它的分压力之间有压力差。c.保证使水被加热到除氧器工作压力下的沸腾温度，一般采用

18、104。 热力除氧技术是一种普遍采用的成熟技术，但在实际应用中还存在着一些问题 : 首先经热力除氧以后的软水水温较高，容易达到锅炉给水泵的汽化温度，致使给水在输送过程中容易被汽化；而且当热负荷变动频繁，管理跟不上，除氧水温 104时，使除氧效果不好。其次，这种除氧方法要求设备高位布置，增加了基建投资，设计、安装、操作都不方便。，为了达到给水泵中软化水汽化的目的，这种除氧方法一般要求除氧器高位配置，在使用过程中会产生很大的噪音和震动，带来不便。第三，使得锅炉房自耗汽量增大，减少了有效外供汽。第四，对与小型快装锅炉和要求低温除氧的场合，热力除氧有一定的局限性，对于纯热水锅炉房也不能采用。 对于采取

19、热力除氧的锅炉，在装新锅炉时，将大气热力除气器装在地面，而将除氧后的高温软化水输送管道经过软水箱，使其与软水箱中的水进行热交换，而后流至锅炉给水泵，经省煤器进入锅炉。这样改进首先可以减少锅炉房的振动和噪音，改善了锅炉房的工作环境，还降低了锅炉房的工程造价。其次，通过在软水箱中的热交换，软水箱中的水温提高了，热量没有浪费，同时也相当于除氧器进水温度，除氧器将进水加热到饱和温度的时间也缩短了，有利于达到预期的除氧效果。 2.2 真空除氧这是一种中温除氧技术 ，一般在 30 60温度下进行。可实现水面低温状态下除氧 (在 60或常温 )，对热力锅炉和负荷波动大而热力除氧效果不佳的蒸汽锅炉，均可用真空

20、除氧而获得满意除氧效果。相对于热力除氧技术来说，它的加热条件有所改善，锅炉房自耗汽量减少，但热力除氧的大部分缺点仍存在，并且真空除氧的高位布置，对运行管理喷射泵、加压泵等关键设备的要求比热力除氧更高。低位布置也需要一定的高度差，而且对喷射泵、加压泵等关键设备的运行管理要求也很高。另外还增加了换热设备和循环水箱。真空除氧能利用低品位余热，可用射流加热器加热软化水 ；又能分级及低位安装，除氧可靠，运行稳定，操作简单，适用范围广。我国节能工作大力开展以来，工业锅炉房用此法除氧日渐增多。 2.3 化学除氧 ( 1)钢屑除氧，水经过钢屑过滤器，钢屑被氧化，而水中的溶解氧被除去。有*式和附设式两种。此法水

21、温要求大于 70%，以 80 9 0温度效果最好。温度 20 30除氧效果最差。使用钢屑要求压紧，越紧越好，水中含氧量越大，要求流速降低，因为钢屑除氧自应用以来改进和提高不大，除氧效果也不太可靠，一般用在对给水品质要求不高的小型锅炉房，或者作为热力网补给水，以及高压锅炉热力除氧后的补充除氧，一般仅作辅助措施。( 2)亚硫酸钠除氧， 这是一种炉内加药除氧法。因为在给水系统中氧使锅炉的主要腐蚀性物质，所以要求迅速将氧从给水中去除，一般使用亚硫酸钠作为除氧剂，2Na2SO3+O2 2Na2SO4，通常要求加药量比理论值大。温度愈高，反应时间愈短，除氧效果愈好。当炉水pH=6时，效果最好，若pH增加则

22、除氧效果下降。加入铜、钴、锰、锡等作催化剂，可提高除氧效果。该方法由于亚硫酸钠价廉故而投资低，安全，操作也较为简单。但此法加药量不易控制，除氧效果不可靠，无法保证达标。另外还会增加锅炉水含盐量，导致排污量增大、热量浪费，是不经济的。因此该方法一般用在小型锅炉房和一些对水质要求较高的热力系统中作为辅助除氧方式。( 3)联氨 (肼 )除氧，目前此法多用作热力除氧后的辅助措施，以达到彻底清除水中的残留氧，而不增加炉水的含盐量。当压力大于6.3Mpa时，亚硫酸钠主要分解成腐蚀性很强的二氧化硫和硫化氢，因此对高压锅炉，多采用联氨，联氨与氧反应生成氮和水，有利于阻碍腐蚀的进一步发展。因联氨有毒，容易挥发，

23、不能用于饮用水锅炉和生活用水锅炉除氧。许多锅炉厂正限制或不再使用。 2.4 解析除氧解析除氧时近年来兴起的一种比较先进的技术，其工作原理解是将不含氧的气体与要除氧的给水强烈混合接触 ，使融解在水中的氧解析至气体中去，如此循环而使给水达到脱氧的目的。 解吸除氧有以下特点：1.待除氧水不需要预热处理，因此不增加锅炉房自耗汽；2.解吸除氧设备占地少，金属耗量小，从而减少基建投资；3.除氧效果好。在正常情况下，除氧后的残余含氧量可降到0.05mg/L；4.解吸除氧的缺点是装置调整复杂，管道系统及除氧水箱应密封。现在的解析除氧方法一般采用新型解析除氧器，用加热器代替了原来的锅炉烟气加热，并采用活性炭加催

24、化剂作为还原剂，从而大大减少设备占地面积，在解析内部增加隔板控制水流，并加小孔和孔管，使水中的含氧气体充分逸出，达到很好的除氧效果。解吸除氧设备小，制造容易，耗钢材，投资低，操作方便，运行可靠，不用化学药品，减少了环境污染，可在低温下除氧，除氧效果好。目前国内在热水锅炉和单层布置的工业锅炉内已广泛应用。其缺点是只能除去水中氧气而不能除去其他不凝气体，水中二氧化碳含量有所增加；水箱水面不能密封，有时使除氧后的水与空气接触从而影响除氧效果。 早在20世纪60年代，国内外许多锅炉房曾广泛地采用了此种技术，但由于当时的反应器是设置在烟道里，不能适应热负荷的变化。因此，该技术的使用一度受到限制。到20世

25、纪90年代，研制出了一种集中设置电加热反应器的第二代解吸除氧器，使这项技术又有了长足的发展。特别是清华大学和机电部设计研究院等单位研制的新型解吸除氧器，克服了原来的不足和缺点，将加热炉与反应器分开，加热炉加热从解吸除氧器出来的气体，加热后的气体经反应器时脱氧，使待脱氧水中的含氧气体能充分解吸出来，保证了运行的可靠性和除氧效果。且体积和耗电量都比原来设备小。采用新型解吸式系统，省去了除氧水箱，解决了原先水箱的密封问题。多家锅炉房运行证明，解吸除氧器操作简单，投资低，运行可靠，效果较好。但同时存在着影响除氧因素较多，只能除氧气，不能除其它气体的问题。 3.5 树脂除氧当水通过树脂层后 ，把水的溶解

26、氧由零价还原成负二价，形成氧化物 (氧化铜 )，树脂失效后可用肼还原，Cu2+ 被树脂上的交换基因吸收。使用中应注意出水中含有微量肼，不能做生活饮用水。除氧水箱应与空气隔绝，同时要设两个除氧罐，才能保证连续供应脱氧水。由电子工业部十二研究所研制的Y-12型氧化还原树脂除氧器系列专利产品，在清华大学、北京第三机床厂热水锅炉中应用，获得给水残余氧 0.060.02 mg/L的优良除氧效果。目前已在小型热水锅炉中推广使用。使用该法除氧产生的蒸汽和热水，均不允许与饮用水和食物接触，且投资和占地均较大，一般不宜在工业锅炉上推广应用。 4 后语锅炉给水除氧方式多种多样，要想高效经济、稳定安全运行，必须结合

27、炉型和实际情况，根据锅炉的热力参数、水质、吨位、负荷变化、经济条件等情况综合考虑，因地制宜选用。对于给水除氧技术，要时刻关注新技术、新材料、新成果 ，勇于探索和改进创新，寻求除氧效果好，运行可靠，管理简单，且所需投资少的方法。9 z* Q4 0 S% b 0 | N+ p锅炉出现蒸汽带水原因的分析根据JB/T10094-2002工业锅炉通用技术条件的规定，饱和蒸汽锅炉的蒸汽湿度不大于3%即为合格，设计的锅炉内件是按JB/T9618-1999工业锅炉锅筒内部装置设计导则为依据，若出现较严重的蒸汽带水，可以从以下几个方面进行检查或处理。 1、锅炉的给水和锅水品质经化验必须符合GB1576-2001

28、工业锅炉水质的规定。, R: F1 g+ 1 c; D8 2、检查上锅筒内件的安装是否符合图纸要求，特别是水冷壁导汽管和集箱插入锅筒处的封板与锅筒的焊接要求满焊，封板间也要焊接严密，否则汽水混合物不经水下孔板将直接短路进入出汽管，造成严重的蒸汽带水；水下孔板间的缝隙应封严，防止汽水混合物短路；匀汽孔板间及与锅筒连接处应封死； l- U; w! R! C. o) y2 q 3、锅炉应在正常水位处运行，高水位将减少蒸汽的空间，继而出现蒸汽带水； 4、锅炉运行时连续排污阀应打开，使排污量在锅炉蒸发量的5%左右，以减少锅水膨胀和防止形成泡沫； 5、锅内配水管的小孔安装时应向下；( K& q* W( 2

29、 s) A H& P5 |& V 6、若以上无出现问题，可在出口管下方匀汽孔板上焊上一4004004的钢板，这样可以减少蒸汽的带水。0 b- a: W* 6 锅炉运行异常情况解析造成负荷不稳的主要原因有以下几点：7 U r5 y8 T( Q: C- G1 1.煤的粒度是否在规定范围。若煤颗粒过大，将影响锅炉的正常流化而出现燃烧不稳定。 2.料层厚度较低，使负荷控制困难。: p9 i* p! - W$ C8 A% t! K9 N 3.返料是否正常。返料应为连续不断，出现异常将影响床温的稳定。 4.给煤是否正常。若煤的湿度过大，可能造成进煤量不均匀，使炉膛温度出现异常。 5.各测量仪表是否正常。请

30、按以上几点对锅炉进行检查和处理，锅炉的稳定运行应该可以很好的控制。# q; 3 W/ d8 U6 K循环流化床锅炉二次风的作用及对锅炉运行的影响循环流化床锅炉配风有一次风和二次风，一般一次风与二次风的设计比例为60-55%和40-45%，一次风为保证物料的流化，二次风为了保证燃料燃烧所需氧量和物料的充分混合，强化燃烧。二次风的设计要求要有足够的穿透能力，所以一般二次风布置是从炉膛短方向进入，形成射入炉膛燃烧室的强冲空气流，速度一般为50m/s以上。二次风的主要作用是补充燃料燃烧所需的空气量并加强物料的返混，适当调整炉内温度场的分布，使烟气温度分布更均匀。通过近几年的运行观察和研究，二次风不但要

31、有速度，更要有刚度，所以二次风管逐步向大直径过渡。在循环流化床锅炉的运行中，能通过调整一、二次风的配比有效的调整锅炉的负荷，能有效的控制燃烧份额的变化。在循环流化床锅炉的下部，即密相区中，物料的流化形式基本上处于湍流流化状态，在炉膛中上部，即稀相区才逐步过渡到快速流化状态。由于二次风量的加入，二次风喷嘴以上烟气流速显著提高，使更多的物料参与炉内与炉外循环，使较多温度低的循环物料返回密相区，在密相区吸收热量，带走燃烧释放的热量，在炉膛中上部与水冷壁进行热交换，提高传热系数和传递能量，维持密相区床层温度，使锅炉负荷上升。在某厂锅炉运行初期，由于排渣不畅，炉低大颗粒很多，流化不好，只能将一次风加大运

32、行，为维持合理的过量空气系数，减少二次风的开度。由于二次风量较小，密相区燃烧份额减少，稀相区燃烧份额增大，且上部物料浓度增大，不仅加剧了上部水冷壁磨损。同时，由于助燃的二次风量不足，使锅炉高温分离器内存在严重的后燃现象，即部分可燃物在高温分离器内燃烧，导致分离器出口烟气温度升高，出入口温差增大，煤粒度变化时，旋风分离器出口温度达1000，温差甚至达到80左右。煤的后燃导致烟气温度上升，使得烟气对尾部对流受热面传热量增加，过热器出现超温，锅炉减温水量增大，严重影响了受热面的安全。发现这些问题后，对锅炉作了如下调整（1）运行中在保证流化的前提下，尽量降低一次风，增大二次风。根据煤质及时做出调整，发

33、现煤的粒度较细的时候，及时调整一、二次风的配比，增大二次风的比例，加大密相区燃烧份额，降低上层物料浓度，减少磨损。在调整中，二次风最大可占总风量的45%。（2）试验表明，循环流化床锅炉存在核心贫氧区，这是造成后燃的重要原因。所以在调整中，注意调整二次风的风门开度，适当提高二次风风压，增加入炉二次风的刚度，以消除锅炉存在的中心贫氧区，减少后燃的份额，减少尾部受热面吸热量，保证受热面的安全。二次风对锅炉经济性的影响二次风的调整不仅对锅炉安全性有举足轻重的影响，而且对经济性的影响也非常明显。. d8 ? p; K# D* K3 ( D& K本厂燃用的煤是品质较差的贫煤，平均煤质如下表所示：发热量（K

34、J/Kg）# k/ v, s E : , W b q水分(%) 挥发分(%) 灰分(%)3 F/ 1 x7 C3 w* h21949 8.69 10.42 L, p6 S5 O! Y* P( b+ d9 U27.75由于燃用煤种挥发份较低，所以在调整中应加大下部二次风份额，增加密相区空气量，增加煤在密相区的燃烧份额。在锅炉投运初期，满负荷运行时，下二次风开度35%，在这种工况下，床温780左右，飞灰可燃物高达14%。经过摸索，加大二次风的开度，适当提高过量空气系数，下二次风开度在45%到55%之间视煤质情况进行调整。通过以上调整，稀相区的物料浓度降低，内循环物料量减少，密相区燃料燃烧放出的热量

35、被返混物料吸收量减少，提高了密相区床层温度。床层温度的提高又提高了煤在密相区的燃烧份额，形成了良性循环。如此调整后，锅炉运行床温提高了15，飞灰可燃物降至9.5%，提高了锅炉运行的经济性。此外，由于一、二次风机设计上的不同，在运行中，应根据煤种情况适当减小一次风，增大二次风，也可有效的降低厂用电率，提高锅炉运行的经济性。热水锅炉水冷壁爆管问题分析与研究爆管是指锅炉受热面管子在运行过程中发生爆破事故。由于水冷壁管处于高温辐射区，工作环境非常恶劣，因此在锅炉各类受压元件破坏事故中，水冷壁爆管事故居第一，所占比例超过锅炉事故总量半数以上。热水锅炉爆管通常被认为是水循环不良，循环流速低，或材质不合格。

36、所以各锅炉厂家拼命提高流速，结果又如何呢？业内人士无可奈何地说：“年年改，年年爆；年年爆，年年改”。这里不排除一些锅炉厂家设计水平低，水循环不合理，但笔者认为大多数锅炉爆管并非锅炉结构原因。锅炉爆管直接原因有超温过热、腐蚀、钢管质量及焊接质量不好等，具体分析如下。（1） / R# ?8 |) / w/ z超温过热是指锅炉运行时平均管壁温度超过设计许用温度，超温过热会严重影响元件的使用寿命，并导致爆管。为判定超温过热的原因，应判定爆管时的过热温度和时间，即判定是属于长时间超温爆管还是短时间超温爆管。长时间超温过热的爆口呈粗糙脆性断面的大张口，管壁减薄不多，管子胀粗也不明显，爆破口附近内壁往往有较

37、厚的氧化层。水冷壁管子长期在高温和应力作用下，显微组织出现碳化物球化、石墨化。铁素体中析出碳化物，碳化物聚集长大以及固溶化中合金元素的贫化现象，有时还可能出现二次结晶组织。由于组织结构的变化和腐蚀，首先产生细微的裂纹扩展甚至连续起来，当承受不了管内介质的压力时，管子就发生爆破。（2）- g7 - F# g* D5 C0 v短时过热破口一般有较为明显的胀粗现象，管壁减薄很多，爆破口呈尖锐的喇叭形，其边缘很锋利，具有韧性断裂的特征。爆破口附近有时有氧化铁层，有时没有。短时间超温过热时，管壁温度在短时间内突然上升，此时金属抗拉强度会急剧下降，在介质压力作用下管子发生爆破。爆管后炽热的管壁被高速喷出的

38、介质迅速冷却下来，在爆破口周围往往有相变或不完全相变马氏体、索氏体组织。如果在短时间超温过热之前已经经过了一段时间超温过热，则在爆破口的背部式在爆破口的附近，会出现碳化物球化等组织。管壁发生超温过热的最常见的原因有：锅炉严重缺水；受热元件管壁上积大量水垢或水渣；水循环不良及燃烧不均匀等。锅炉由于严重缺水而发生的锅炉爆管是属于短时间高温过热爆管，这种损坏往往是在几分钟、十几分钟，最多几小时内发生。由于缺水而爆破的管子，破口为纵向裂纹，破口断面锐利。因为这一点先破而后胀开，而不是沿一条线同时破裂，破口常呈核桃形，破口处管子周长增大很多。因为高温下塑性较大，损坏伴随着较大的变形。过热时温度很高（80

39、0），但在此温度下时间极短即被破坏，来不及形成厚的氧化皮，所以在管子外壁往往几乎没有氧化皮，爆破处内壁是干净的。由于缺水发生超温过热爆管时，损坏的管子很多，若锅炉水循环系统不只一个，则不同循环系统的管子会同时发生破坏。如果管子采用胀接，还会造成胀口松动漏水。锅炉由水质不良或操作不当发生结垢，由于1mm水垢的导热热阻是管壁热阻的四十倍，管壁长时间的过热在达到蠕变限时发生爆管。此时破口断面不很锐利，因为温度较高而时间较长，管子内外表面都有明显的氧化皮，管子减薄不多。由于结垢引起过热爆管时，一般发生在热负荷较高的水冷壁管，热水锅炉爆管80%以上都是此种原因造成的。出现以上事故的直接原因是锅炉管理不善

40、，水质不良，使管内严重结垢。由于结垢，造成管内流通截面积减小，阻力增大，使循环水量减小，循环流速降低，甚至发生循环停滞现象，使锅炉传热能力恶化，从而造成锅炉受热面的管壁局部过热变形、鼓包、爆破。一段时间锅炉行业专家认为锅炉爆管主要是水循环流速低，各个厂家都有在为提高流速而绞尽脑汁，一时间循环流速成了锅炉待业的热门话题。从多年的实践来看，爆管总是依然困扰着设计者，笔者认为热水锅炉爆管之所以难以从根本解决，是因为热水锅炉与系统相连通，锅炉与采暖系统封闭运行，并且锅炉处在系统最低位置，系统中含有暖气片带来的型砂、水垢、铁锈及管路安装过程中混入的泥沙等杂物。因锅炉的锅筒及集箱横断面较大，水流速较慢，因

41、而热水系统中的杂质易于沉积，造成锅筒、集箱底部大量集渣，甚至水冷壁堵塞，导致锅筒鼓包、裂纹、水冷壁爆管。大多数系统在起用前都不进行清洗或清洗不彻底，循环泵一启动，整个系统里的杂物、泥沙都回到锅炉中来。即使锅炉补给水合格，锅炉内的水悬浮物含量也是不合格的。一些管理较好的热力公司，他们每个采暖期结束都进行煮炉，然后用高压水枪冲洗水冷壁及锅筒，对解决爆管问题有很大改善，但不能从根本上解决。钢材本身有缺陷（比如划痕），由于锅炉制造时对半成品检查不够，误用在水冷壁上，导致水冷壁爆管，这种破坏破口断面及附近残留原有缺陷迹象，如划痕、缺口等。缺陷处常有氧化层存在；因为缺陷造成的应力集中的损坏不产生较大塑性变

42、形。焊接质量问题导致的爆管只发生在有缝钢管上。解决爆管问题的方法:（1）锅炉运行时，严格控制水质。应使用软化水而不能直接用井水或自来水，水质应符合GB1576-1996低压锅炉水质标准的要求；（2）热采暖系统在循环泵前应安装除污器，并注意锅炉及除污器按时排污；（3）采暖期开始运行一周左右将锅炉进出阀门关闭，放掉锅水，检查锅筒、集箱、水冷壁是否积有水垢、水渣。采暖期结束，清除锅筒、集箱、水冷壁的水垢、水渣；（4）热水锅炉的设计应保证水冷壁的流速大于安全水速，炉膛内的热负荷尽量均匀；（5）采用有压相变形式，将系统与锅炉分开。有压相变热水锅炉是在真空相变锅炉的基础上发展起来的。这种锅炉受热面不结垢、

43、不氧化颇适用于我国工业锅炉水质欠佳的现状。有压相变热水锅炉发展前景分析真空相变锅炉，其炉膛热量传给热媒（水）使其汽化，中间介质的热量传给回水，使其温度提高，将60回水加热到75；由于传热过程包含两种相变形式：蒸发与冷凝，习惯上称“相变换热”。当这种相变发生在负压条件下时，成为真空相变锅炉。为使锅筒内保持真空，必须加装真空泵，并且要求锅炉的各种阀门密封要好，否则锅炉的真空度保持不了。近几年一种新型锅炉有压相变热水锅炉应运而生。有压相变热水锅炉的中间热媒（水）不在负压下，而在有压下工作，故前述真空相变热水锅炉的一些不利因素均可消除，即锅炉运行时担心向锅壳内漏入空气问题不再存在，供热水温可以提高，真

44、空泵也可取消。运行实践证明，这种锅炉运行中无需排污，锅炉基本不用补水，减少了水处理的费用，运行压力稳定。锅炉把供暖系统与锅炉用水分割成互相*的部分，系统水只在换热管中流动，并且流速在2m/s左右，在此流速下，锅炉的阻力只有0.05Mpa而通常热水锅炉阻力为0.1MPa。通过两个采暖期的运行，我们检查了换热管（采用20#锅炉管）内壁及外壁，内壁无磨损，外壁无腐蚀。有压相变热水锅炉在供热系统水质欠佳条件下，与火焰高温烟气接触的水冷壁由于不与循环水直接接触，因而安全可靠性得到改善，从根本上解决了由于水垢、水渣引起的水冷壁爆管问题。目前我国北方采暖锅炉水质控制还不够严格，尤其7.0MW以下锅炉，一般达

45、不到GB1576-2001标准要求，一些老的采暖系统丢水严重，系统补水量偏大，水处理量不够，直接用自来水或井水作为锅炉的补给水，导致锅炉结垢爆管，这种现状短时期内还改变不了，实践证明用有压相变热水锅炉是最佳选择，因而具有广泛的发展前景。4 H j6 R; u C9 0 H, 2 V$ C, X- g谈谈循环流化床锅炉主要部件磨损及防磨措施循环流化床锅炉与传统的煤粉锅炉不同，在循环流化床锅炉的运行中，含有燃料、燃料灰、石灰石及其反应产物的固体床料，在炉膛分离器返料器（外置床）炉膛这一封闭循环回路里处于不停的高温循环流动中；同时，炉膛内床料在重力作用下，不断地进行上、下往复循环运动；因此，在循环回

46、路的相应部位会产生一定的磨损。磨损不仅影响锅炉的安全运行，还可能限制循环流化床锅炉优势的发挥，使锅炉的运行维护费用增大，利用率降低，给企业生产带来损失，磨损爆管事故也不断的发生。因此循环流化床锅炉的防磨措施正确与否，直接影响循环流化床锅炉机组的可用率，对机组的安全运行也影响很大。首先是循环流化床锅炉主要金属部件的磨损 1 循环流化床锅炉内主要金属部件的磨损 1 Q& o7 o2 A* f9 J1 C1.1 布风装置 : c k4 x7 Z2 , E0 z循环流化床锅炉布风装置的磨损主要是风帽的磨损，其中风帽磨损最严重的区域发生在循环物料回料口附近，原因主要是由于较高颗粒浓度的循环物料以较大的平

47、行于布风板的速度分量冲刷风帽导致而形成的。 1.2 炉膛水冷壁管 # W! L, |& W* A0 r7 o. e+ L炉内水冷壁管的磨损主要集中在以下三个区域：炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损；炉膛四个角落区域的管壁磨损；不规则区域管壁的磨损。炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损原因一是在过渡区域内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反，在局部产生涡旋流；另一个原因是沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变，因而对水冷壁管产生冲刷。炉膛四个角落区域的管壁磨损原因是角落区域内壁面向下流动的固体物料密度比较高，同时流动状态也受到破坏。不规则区域管

48、壁（如穿墙管、炉墙开孔处的弯管等）的磨损原因主要是不规则管壁对局部的流动特性造成较大的扰动。 1.3 炉内受热面的磨损 7 B0 P- m4 t2 k9 , Z# C5 3 d* t炉膛内过热器、水平过热器管的磨损机理与炉内水冷壁管的磨损机理相似，主要取决于受热面的具体结构和固体物料的流动特性。1.4对流烟道受热面的磨损 8 ?! g7 3 : D% ( o# A对流烟道受热面的磨损主要发生在省煤器两端和空气预热器进口处，产生磨损的主要原因是设计上考虑不周，安装时出现误差；另一个原因是受热面材质不好。2 循环流化床锅炉内主要非金属耐火材料的磨损 r1 ( g0 M- e) K8 7 ; 5 y

49、& W5 _! M: 4 y5 W循环流化床锅炉内主要非金属耐火材料的磨损的位置有水冷壁布风板；燃烧室下部四周水冷壁表面；燃烧室内布置的水冷屏、过热器屏等下端表面及其穿墙处周围的水冷壁表面；燃烧室出口周围及出烟口流道内表面；分离器整个内表面；料腿及回料装置内表面；分离器出口烟道内表面；尾部对流烟道入口内表面。 9 u2 H3 k, C/ E! o循环流化床锅炉耐火材料破坏的主要原因和机理：一方面是由于温度循环波动和热冲击以及机械应力造成耐火材料产生裂缝和剥落；另一方面是由于固体物料对耐火材料的冲刷而造成耐火材料的破坏。3循环流化床锅炉的防磨措施 W * o( P) l9 y& M3 m3 g$

50、 _3.1 循环流化床锅炉金属部件的防磨措施 & p L W& W6 b6 d3.1.1 金属防磨盖板 防磨盖板是锅炉传统防磨措施之一，主要用于尾部烟道对流受热面，防磨材料根据防磨位置烟气温度选取，一般采用1Cr18Ni9Ti和20G钢两种材料，板厚为2 mm。3.1.2防磨堆焊在需要防磨的金属材料表面，堆焊一定厚度的熔焊金属，使母材具有较高的抗磨损性能，主要用于非金属耐磨耐火材料与非保护区之间的过渡处的防磨，如水冷壁下部、过热器、风帽、高温再热器等部位。3.2循环流化床锅炉非金属耐火材料的防磨措施 3 y2 l! O: I0 o& n8 _ S+ z3.2.1 水冷壁衬里 4 |4 x! v

51、5 ?1 ; ?4 e水冷壁衬里是用焊在管子表面上的金属销钉将较密的耐磨耐火材料固定在烟气侧的锅炉管件上，衬里主要敷设在炉膛下部区域.3.2.2/ j8 ?# p6 p. w7 U X非水冷壁薄衬里非水冷壁薄衬里是用一定规律布置的“Y”形抓钉来把耐磨浇注料固定在保温浇注料层外的，抓钉上要涂1 mm厚沥青，以解决金属抓钉与耐磨浇注料之间的温胀差异，此种衬里适用于表面复杂的部位及设备顶面。3.2.3非水冷壁厚衬里非水冷壁厚衬里主要是把耐磨砖固定在保温砖或保温浇注料的外侧，适合于大面积或圆弧面处；对于钢壳形态较复杂及其它不适合保温砖的部位。4结束语对于循环流化床锅炉的炉膛、炉内受热面、布风板、对流烟

52、道受热面、分离器、返料装置等设备上的某些金属部件或非金属耐火材料产生严重磨损的地方，设计人员在设计时能够给于更加合理的解决，那么循环流化床锅炉就会减少事故的发生，提高循环流化床锅炉的使用寿命。; p) ?8 o S( J; n6 e) w循环流化床锅炉尾部受热面磨损原因分析及对策摘0 a3 ( u) m8 f2 L要：本文通过循环流化床锅炉尾部受热面的磨损原因进行了系统的分析，并提出了减轻磨损的措施，以延长尾部受热面的使用寿命，减少因磨损带来的锅炉启停次数，从而提高企业的效益。关键词：受热面；磨损；原因；措施, I( t4 _+ j* t; c循环流化床锅炉从投入运行以来，在运行中磨损问题严重

53、，每年因磨损造成停炉达次。磨损部位主要为炉内水冷壁和尾部受热面的磨损。对于水冷壁的磨损现在已经有了比较好的解决方法，主要是通过在密相区采取用浇注料防磨和稀相区采取水冷壁表面电弧喷涂等措施来解决。但尾部受热面的磨损却成了影响锅炉运行周期的关键因素。尾部受热面的磨损主要是水平烟道内过热器管子和竖直烟道内省煤器管子的磨损。磨损原因如下。1锅炉设计存在的问题密相区部分吸热量过少导致锅炉在运行中床温过高，可达1000以上，极易造成结焦。为防止炉床结焦事故的发生，运行中只有采取加大流化风量来降低床温使其保持在900950之间。由此带来了一个问题即流化风量的增加造成炉膛出口及尾部受热面烟气流速增加。理论认为

54、金属的磨损量与烟气速度的三次方成正比，所以烟气流速的增加，加剧了尾部受热面的磨损。2烟气中颗粒特性的影响（1）粒径的影响受热面的磨损量与飞灰夹杂的颗粒直径大小有关。颗粒直径增大，磨损量也增加，反之则磨损量减小。在实际运行中由于燃料颗粒度达不到设计要求，运行中烟速又高，携带大颗粒的能力强，烟气中颗粒直径甚至达到23mm，如此大直径颗粒造成的磨损可想而知。（2）颗粒硬度的影响循环流化床的最大优点就是能够燃烧发热量较低的煤，如煤矸石，同时为达到环保要求，运行中要加入石灰石粉来脱硫，这就造成了烟气中灰颗粒的硬度较大。颗粒硬度越大，对受热面的磨损也越严重。3旋风分离器分离效率的影响旋风分离器布置在炉膛出

55、口，是循环流化床关键部件之一，其主要作用是将大量高温固体颗粒从炉膛出口的烟气中分离出来送回燃烧室，保证燃料和脱硫剂（石灰石粉）多次循环、反复燃烧和反应，以提高燃烧效率和脱硫效率。循环流化床锅炉分离器在实际运行中影响分离效率的原因有很多，主要归结如下。一是分离器切向进口风速的影响。前面已经讲过为降低床温而使用过大的流化风量造成分离器入口烟速过高。进口烟速过高，气流湍流增加以及颗粒反弹加剧，灰尘颗粒二次夹带严重，使分离效率降低。二是分离器本身的设计或安装不合适。分离器进气管、分离器旋风筒直径大小、排气管直径大小及排气管插入深度都会影响到分离器的分离效率，这些部件的设计或安装可能与实际运行工况不相匹

56、配，造成分离器分离效率降低。4煤质的影响循环流化床锅炉在燃用的煤种煤质变化较大、发热量变化较大，当发热量高时，可以明显观察到飞灰浓度明显降低，飞灰颗粒度也明显减小。鉴于颗粒特性及煤质很难改变，以下仅就两个最主要影响因素来讨论应该采取的措施。（1）增加密相区吸热量，降低床温，从而减少流化风量，降低烟气流速。一是降低密相区水冷壁耐磨浇注料的高度，改用合金喷涂的方法来防止水冷壁磨损。同时可以适当减薄下部耐磨浇注料的厚度，这样密相区吸热量就会增加，床温会随之下降。二是布风板改用水冷布风板型式从而起到降低床温的作用。三是适当降低二次风口位置，二次风混入炉膛下部能够吸收下部密相区的热量，从而起到降低床温的

57、作用。四是提高分离器分离效率，增加返回炉膛密相区的物料量，也可降低床温。（2）对尾部受热面采取防磨措施。顺列布置的过热器迎风面管排可以采取加焊防磨护瓦的方法解决。对于错列布置的省煤器迎风面管排可以加焊防磨护瓦，也可采取迎风面管排上敷设一薄层耐磨涂料的方法来解决。对于靠近墙壁的管子弯头部分及贴墙直管段，由于这些部位缝隙较大，烟速较高而形成严重的局部磨损，可以采取检修时拆掉炉墙，然后在易磨损部位敷设耐磨涂料来解决。以上这些措施都可以有效的减轻受热面磨损问题，但并不能从根本上杜绝受热面磨损。（3）改进旋风分离器，提高分离效率。分离器旋风筒直径越大，离心力越大，分离效率也越高，但增大筒体直径的方法不大

58、可行。分离器的进气管由于炉本体及分离器本体的限制，改变起来也不可行。因此最可行的办法一是改变分离器排气管的直径，如图1所示，在旋风筒直径Do不变的情况下，排气管直径De与Do之比De/Do越小，分离效率也越高，但De不可过小，否则会增加压力损失，可取De/Do在0.3左右。二是调整排气管插入旋风筒的深度，通过调整插入深度h，保持h与旋风筒入口高度a之比h/a为0.5左右时,可以得到最高的分离效率。总之，提高旋风分离器分离效率，降低烟气中飞灰浓度和减小飞灰颗粒度，同时也降低了床温，这是解决尾部受热面磨损，延长锅炉运行周期的有效方法。参考文献1刘德昌.流化床燃烧技术的工业应用.华中理工大学.中国电力出版社.2岑可法等.循环流化床锅炉理论设计与运行.中国电力出版社.