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淺談循環(huán)流化床鍋爐調(diào)試過(guò)程中新技術(shù)的應(yīng)用及經(jīng)驗(yàn)工學(xué)論文
1、 前言
CFB鍋爐是近二十年來(lái)國(guó)際上研究出的先進(jìn)的清潔燃燒鍋爐。這種鍋爐燃燒技術(shù)具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、排出的灰、渣容易綜合利用、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大等特點(diǎn)，已在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的引用和發(fā)展。徐州龍固坑口矸石發(fā)電有限公司一期工程兩臺(tái)55MW發(fā)電機(jī)組，配套兩臺(tái)240T/H循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐型號(hào)：UG—240/9.81—M2型，是無(wú)錫華光鍋爐有限公司引進(jìn)中科院工程熱物理研究所循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，結(jié)合自身生產(chǎn)循環(huán)流化床鍋爐的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)而成的高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐。型式為單汽包，自然循環(huán)，高溫汽冷分離器，平衡通風(fēng)，爐前給煤、爐后返料，鍋爐全剛架π型布置。鍋爐2004年11月26日開(kāi)始烘爐調(diào)試。
2、耐火、耐磨材料的分布及烘爐的目的
由于CFB鍋爐的燃燒和傳熱機(jī)理同煤粉爐不同，爐膛內(nèi)灰塵顆粒度較大，受熱面受到固體顆粒的連續(xù)不斷的沖刷，磨損情況較嚴(yán)重。其中受熱面管、二次風(fēng)管入口、落煤口、分離器等部位磨損較大，故障率較高。因此必須對(duì)CFB鍋爐這些易磨損部位復(fù)蓋耐火材料層，進(jìn)行防磨處理。耐火材料主要分布在如下幾個(gè)部位：
�。�1） 點(diǎn)火燃燒器：鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火區(qū)，布置有點(diǎn)火油槍。燃燒區(qū)中心溫度高達(dá)1600℃以上，故此處布置耐火、保溫材料。防止燃燒器燒損，減少熱量損失。
�。�2） 一次風(fēng)室：一次風(fēng)室指風(fēng)帽下部、點(diǎn)火燃燒器、一次風(fēng)道交界處風(fēng)箱。它因?yàn)槌薪狱c(diǎn)火器產(chǎn)生的高溫?zé)煔�，故布置耐火保溫材料�?/p>
�。�3） 爐膛下部燃燒區(qū)：此處呈倒錐體型，是床料密度最高的地方。在這里是床料、鍋爐燃料、脫硫劑石灰石混合區(qū)，物料通過(guò)布風(fēng)板被一次風(fēng)流化。這里是鍋爐主燃燒區(qū)，床料流化，燃料加熱、燃燒、破碎、再燃燒，整個(gè)區(qū)域擾動(dòng)劇烈，因此耐磨耐火材料覆蓋范圍從布風(fēng)板開(kāi)始到水冷壁直段與斜段交界處，以防止密相區(qū)流化床床料的磨損。
�。�4） 爐膛前部受熱面迎風(fēng)處：前部爐膛布置有水冷屏、屏式過(guò)熱器，吸收輻射熱，其下部為迎風(fēng)區(qū)，磨損較嚴(yán)重。在這些受熱面下部覆蓋耐火、耐磨材料防止受熱面磨損
�。�5） 爐膛出口：此處是變徑區(qū)，風(fēng)速加快，流向改變，磨損較大，故采用耐火耐磨材料保護(hù)。
（6） 汽冷分離器：此處煙氣旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，且攜帶大量灰塵顆粒，是返料分離區(qū)，磨損較大。故設(shè)有耐火、耐磨材料保護(hù)。此處設(shè)計(jì)是CFB鍋爐特有設(shè)計(jì)。
�。�7） 料腿與返料回送裝置：返料溫度在850——950℃，為保護(hù)設(shè)備設(shè)計(jì)有專用耐火保溫料。
（8） 尾部煙道輕型爐墻。內(nèi)部布置有省煤器。
鍋爐耐火、耐磨材料施工嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定和鍋爐廠設(shè)計(jì)施工，監(jiān)理公司嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)整個(gè)施工過(guò)程全程監(jiān)控，從材料的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、材料施工配比、施工尺寸全面把關(guān)，保證了施工質(zhì)量。
由于在耐磨耐火澆筑料砌筑安裝過(guò)程中，材料摻水后施工。工程結(jié)束后，爐墻內(nèi)含有大量水分。而耐火耐磨材料的工作溫度高達(dá)850-950℃。為保證這些澆筑部位在投入生產(chǎn)時(shí)不會(huì)因?yàn)樗值募眲≌舭l(fā)造成裂縫、凸起、錯(cuò)位，嚴(yán)重時(shí)脫落等不正�，F(xiàn)象發(fā)生，保證耐火耐磨材料的使用壽命，所以鍋爐投運(yùn)前必須進(jìn)行烘爐。整過(guò)烘爐過(guò)程由低溫到高溫使?jié)仓现械乃志徛舭l(fā)逸出，提高澆筑料的使用可靠性。
3、烘爐方法的選擇
�。�1） 傳統(tǒng)烘爐方法——低溫段用木材烘爐；中溫段投點(diǎn)火油槍烘爐；高溫段投煤點(diǎn)火烘爐。這種方法雖然也能起到烘爐的作用，但它存在以下幾方面不足：
A、低溫段、中溫段溫控不均勻。低溫段投木材點(diǎn)火，火焰散熱范圍有限，靠近木材附近，溫度急速升高無(wú)法控制；而遠(yuǎn)離木材火堆的地方又短時(shí)間無(wú)法提高溫度。如爐膛下部用木材點(diǎn)火烘爐，則爐膛下部密相區(qū)部位溫度開(kāi)始點(diǎn)火溫度就達(dá)到100℃以上，甚至150℃以上，而爐膛出口在點(diǎn)火幾個(gè)小時(shí)后仍然達(dá)不到50℃。當(dāng)爐膛出口溫度達(dá)到100℃時(shí)，密相區(qū)溫度已超過(guò)200℃。這就導(dǎo)致溫控不均勻，不能達(dá)到理想的烘爐效果。
B、 溫升控制不均勻。木材烘爐提高溫度時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)提升溫度很慢，而當(dāng)煙氣溫度提高后往往控制不住，超過(guò)規(guī)定值。中溫段投點(diǎn)火油槍烘爐，油槍投入后煙氣溫度迅速升高，短時(shí)間超過(guò)150℃，導(dǎo)致點(diǎn)火燃燒器部位烘爐效果差。
C、 烘爐部位不能完全達(dá)到要求：返料小室至爐膛段斜料腿形成死點(diǎn)，烘爐不完全；分離器面積較大，且此處呈負(fù)壓，熱煙氣未及時(shí)放熱，便排走。烘爐效果差。
D、 木材烘爐環(huán)境衛(wèi)生差，使用勞動(dòng)力多，影響現(xiàn)場(chǎng)整體安全。
�。�2） 熱煙氣分段烘爐技術(shù)；通過(guò)專用烘爐機(jī)，生成高溫?zé)煔膺M(jìn)行烘爐。采取分段烘爐技術(shù)，具有烘爐時(shí)間短、烘爐效果好等特點(diǎn)。
A、烘爐設(shè)備：專用烘爐機(jī)（烘爐機(jī)配備小流量油槍，最高流量不超過(guò)100公斤/小時(shí)。油槍通過(guò)壓縮空氣霧化，燃燒效率高）
B、 烘爐方式：采用熱煙氣分段烘爐。根據(jù)鍋爐砌筑部位的不同，通過(guò)砌隔墻的方式將不同受熱面分成6個(gè)區(qū)進(jìn)行烘爐（點(diǎn)火燃燒器區(qū)、爐膛區(qū)、斜料腿區(qū)、返料回收裝置區(qū)、分離器區(qū)、尾部爐墻區(qū)）
C、 烘爐特點(diǎn)：油槍霧化片小，容易控制煙氣溫度，達(dá)到理想的煙氣溫度，溫升基本達(dá)到烘爐方案要求。因?yàn)榉侄魏鏍t，區(qū)域內(nèi)基本處于微正壓狀態(tài)，熱利用率高，節(jié)省燃料；區(qū)域劃分合理，沒(méi)有死角。
D、 烘爐時(shí)間：控制在7——9天，整體烘爐時(shí)間短，有利于整體時(shí)間安排
�。�3）基于兩種烘爐方法的比較，結(jié)合工程進(jìn)度緊等情況，我公司確定采用高溫?zé)煔夥侄魏鏍t方法，委托宜興市方圓烘爐工程有限公進(jìn)行烘爐。
4、烘爐的主要步驟和方法。
根據(jù)耐火耐磨材料廠家烘爐方案要求，240T/H鍋爐耐磨耐火澆筑料烘爐主要分為三個(gè)階段：
第一階段為110℃低溫養(yǎng)護(hù)階段
第二階段為250-500℃中溫養(yǎng)護(hù)階段
第三階段為850℃高溫養(yǎng)護(hù)階段
我公司烘爐采用12臺(tái)烘爐機(jī)同時(shí)、分段烘爐。其中點(diǎn)火燃燒器區(qū)域兩臺(tái)烘爐機(jī)；爐膛區(qū)域兩臺(tái)烘爐機(jī)；斜料腿區(qū)域兩臺(tái)烘爐機(jī)；返料回送裝置區(qū)域兩臺(tái)；分離區(qū)域兩臺(tái)；分離器出口至尾部煙道區(qū)域兩臺(tái)。
11月26日下午14：00鍋爐烘爐開(kāi)始，從點(diǎn)火燃燒器開(kāi)始，此處設(shè)置兩臺(tái)烘爐機(jī)。（每只燃燒器一臺(tái)）首先啟動(dòng)一臺(tái)烘爐機(jī)，控制溫升為10℃/h；兩小時(shí)后停止此臺(tái)烘爐機(jī)，啟動(dòng)另一臺(tái)，同樣控制溫升為10℃/h。四小時(shí)后啟動(dòng)燃燒器處兩臺(tái)烘爐機(jī)烘爐。12小時(shí)后溫度升至120℃，恒溫48小時(shí)。在燃燒器點(diǎn)火烘爐后6小時(shí)后開(kāi)始，其他部位陸續(xù)開(kāi)始烘爐，啟動(dòng)烘爐順序由下至上，每四小時(shí)啟動(dòng)兩臺(tái)烘爐機(jī)。至11月27日16：00，12臺(tái)烘爐機(jī)全面啟動(dòng)分六個(gè)區(qū)域開(kāi)始烘爐，具體烘爐方法如下：
1、11月26日14：00——11月27日16時(shí)，烘爐各區(qū)域分別以10℃/h的升溫速度先后達(dá)到110——120℃。恒溫48小時(shí)。
2、11月29日16：00開(kāi)始升溫，溫升速度為：6℃/h到11月30日2：00時(shí)，溫度升180度至，恒溫12小時(shí)。
3、11月30日14：00開(kāi)始升溫，溫升速度為：7℃/h到12月1日0：00時(shí)，溫度升250度至，恒溫12小時(shí)。
4、12月1日12：00開(kāi)始升溫，溫升速度為：10℃/h到12月2日0：00時(shí)，溫度升370度至，恒溫36小時(shí)。（附注：點(diǎn)火燃燒器、返料回送裝置溫度已升至500℃，有烘爐公司專人控制）
5、12月3日12時(shí)開(kāi)始逐步降溫減少烘爐機(jī)臺(tái)數(shù)。至12月3日22時(shí)停止烘爐機(jī)，自然降溫。24小時(shí)后開(kāi)啟人孔門通風(fēng)降溫。溫度低于30℃，檢查澆筑料烘爐效果，有無(wú)脫落、開(kāi)裂、現(xiàn)象。
6、檢查確認(rèn)后，拆除烘爐機(jī)，恢復(fù)系統(tǒng)裝入床料，啟用點(diǎn)火油槍再次點(diǎn)火�？刂茰厣�15℃/h，升至180℃，恒溫4小時(shí)。按溫升20℃/h，升至380℃，恒溫4小時(shí)。溫升20℃/h，升至550℃，恒溫4小時(shí)，投入固體燃料助燃，按溫升35℃/h，升至850℃，恒溫4小時(shí)。按溫升50℃/h床溫升至900，鍋爐進(jìn)行蒸汽吹管。
鍋爐點(diǎn)火烘爐后，所有操作必須以安全為第一原則，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決問(wèn)題。整個(gè)烘爐過(guò)程受控，其間溫度的控制保持在可允許的范圍內(nèi)，以滿足烘爐曲線為原則。烘爐后龍固電廠工程部、監(jiān)理公司、澆筑料廠家、宜興市方圓烘爐工程有限公代表共同檢查，表明此次烘爐效果較好，沒(méi)有脫落現(xiàn)象，局部裂縫在1.5mm以內(nèi),在允許范圍內(nèi)。
5、結(jié)論
在各單位精心組織和安排下，我公司#1鍋爐烘爐取得較好效果。本次烘爐采用熱煙氣分段烘爐法烘爐有以下特點(diǎn)：
�。�1）、溫升控制合理、在允許范圍內(nèi)。
（2）、烘爐沒(méi)有死角，燃燒器、斜料腿、返料回送裝置、汽冷分離器都得到較好的烘爐效果
�。�3）節(jié)省時(shí)間，比木材加油槍的烘爐方法少用10天左右。
總之采用烘爐機(jī)烘爐，利用熱煙氣分段烘爐是一種很好的烘爐方法。
參考文獻(xiàn)：
1、 耐火材料使用說(shuō)明 河南東方耐火材料廠
2、 熱煙氣烘爐技術(shù) 宜興市方圓烘爐工程有限公司
3、 240h/h循環(huán)流化床鍋爐烘爐方案 華東電力調(diào)試所
4、 徐州龍固矸石發(fā)電有限公司240t/h循環(huán)流化床鍋爐資料 無(wú)錫鍋爐廠
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