循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中的問(wèn)題畢業(yè)論文教材

1、論文循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中的問(wèn)題申請(qǐng)人：學(xué)科（專業(yè)） ：熱能及動(dòng)力工程指導(dǎo)教師：孫 鵬2013 年 1 月網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論 文） 任 務(wù) 書(shū)專 業(yè) 班 級(jí) 1103 層 次 本 科 姓 名 學(xué) 號(hào) 11017980011004 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中的問(wèn)題 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作自 2012 年 12 月 14 日起至 2013 年 2 月 26 日止三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基本要求：指導(dǎo)教師 ： 孫 鵬網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 考核評(píng)議書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：建議成績(jī)：指導(dǎo)教師簽名：年月日答辯小組意見(jiàn)：負(fù)責(zé)人簽名年月日答辯小組成員IV畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯

2、委員會(huì)意見(jiàn)：負(fù) 責(zé) 人 簽名：年 月 日摘要論文題目： 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中的問(wèn)題 學(xué)科(專業(yè))：熱能及動(dòng)力工程 申請(qǐng)人：指導(dǎo)教師：孫 鵬摘要我國(guó)是一個(gè)以煤為主要能源的國(guó)家，煤在一次能源結(jié)構(gòu)中約占75。煤的燃燒帶來(lái)了嚴(yán)重的污染。循環(huán)流化床鍋爐具有高效、低污染的特點(diǎn)，近些年來(lái)在世界上和我 國(guó)得到了迅速的發(fā)展。結(jié)合我國(guó)國(guó)情發(fā)展循環(huán)流化床鍋爐，其意義更為重大。循環(huán)流 化床鍋爐的應(yīng)用可以節(jié)約煤炭資源；利用劣質(zhì)煤燃料；清潔能源；灰渣綜合利用、保 護(hù)耕地面積；改善電網(wǎng)調(diào)峰能力等。循環(huán)流化床鍋爐對(duì)于中國(guó)未來(lái)的能源利用，經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展以及社會(huì)的進(jìn)步都有很重要的作用。我國(guó)現(xiàn)有不同容量的循環(huán)流化床鍋爐近 3000

3、臺(tái)，約 63000MW 的容量投入商業(yè)運(yùn) 行，占電力行業(yè)中鍋爐總臺(tái)數(shù)的三分之一強(qiáng)。截止到目前，這些機(jī)組中， 410-480t/h (100-150MW)等級(jí)循環(huán)流化床鍋爐達(dá)到 150 多臺(tái)，已投運(yùn)的 300MW 循環(huán)流化床鍋爐 機(jī)組達(dá)到了 13 臺(tái)。與此同時(shí)，我國(guó)在建與擬建的 300MW 循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組也已超 過(guò)了 50 臺(tái)，超過(guò)了世界上中國(guó)外的總和；關(guān) 鍵 詞：循環(huán)流化床鍋爐；耐磨層磨損；運(yùn)行控制；論文類型 ： 理論研究VII目錄目錄摘 要 V.I.I目 錄 I.X.1 緒論 11.1 循環(huán)流化床鍋爐特點(diǎn) 11.2 循環(huán)流化床鍋爐簡(jiǎn)介 11.3 循環(huán)流化床鍋爐特點(diǎn) .22 循環(huán)流化床鍋爐

4、運(yùn)行中問(wèn)題 52.1 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行原理 .52.2 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中問(wèn)題分析 73 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行事故分析及處理 93.1 循環(huán)流化床鍋爐流化技術(shù)分析 93.2 爐膛爆炸事故 .113.3 燃燒熄火 .123.4 床料結(jié)渣事故 .133.5 過(guò)熱器超溫和低溫 .144 循環(huán)流化床磨損問(wèn)題分析及解決方案 .154.1 循環(huán)流化床鍋爐磨損問(wèn)題概述 154.2 循環(huán)流化床金屬部件的磨損 . 154.3 循環(huán)硫化床鍋爐磨損分布及特點(diǎn) . 164.4 循環(huán)流化床鍋爐防磨措施 .174.5 磨損問(wèn)題綜述 .195 結(jié)論與展望 20致 謝 21參考文獻(xiàn) 23聲明 . .27IX西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)

5、教育學(xué)院論文1 緒論循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化的燃燒方式，是介于煤粉爐懸浮燃燒和鏈條爐固定燃 燒之間的燃燒方式，即通常所講的半懸浮燃燒方式。自循環(huán)流化床燃燒技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)， 循環(huán)流化床鍋爐已在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。循環(huán)流化床鍋爐是一種國(guó)際公認(rèn)的 潔凈煤燃燒技術(shù)，以其燃料適應(yīng)性廣、脫硫效果好、 NOx排放量低、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好等 優(yōu)點(diǎn)在我國(guó)燃煤電站中方興未艾。我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)已步入世界先進(jìn)水平，循 環(huán)流化床鍋爐總裝機(jī)容量也居世界第一位，但是，我國(guó)鍋爐的脫硫現(xiàn)狀還不很樂(lè)觀， 脫硫系統(tǒng)的可用率、鍋爐脫硫效率不高，因此循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用加工還存在不少 問(wèn)題，離國(guó)際先進(jìn)水平有一定差距。1.1 1.

6、1 循環(huán)流化床鍋爐特點(diǎn)1.2 循環(huán)流化床鍋爐簡(jiǎn)介 循環(huán)流化床鍋爐是一種新型的燃用固體燃料的鍋爐。粒子團(tuán)不斷聚集、沉降、吹 散、上升又再聚集的物理衍變過(guò)程，使循環(huán)床中氣體與固體粒子間發(fā)生劇烈的熱量和 質(zhì)量交換，形成爐內(nèi)的循環(huán)。同時(shí)氣流對(duì)固體顆粒的夾帶作用很大，使大量未燃盡的 燃料顆粒（包括部分未完全反應(yīng)的固硫劑顆粒）隨煙氣一起離開(kāi)爐膛，被煙氣氣流帶 出爐膛的大部分物料顆粒經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器分離出來(lái)，再經(jīng)回料裝置送回爐膛底部的床 層內(nèi)，以維持爐內(nèi)床料總量不變的連續(xù)工作狀態(tài)，加大可燃物燃燒深度和固硫劑的利 用率，從而形成爐外的物料循環(huán)系統(tǒng)，這就是循環(huán)流化床。具有循環(huán)流化床的鍋爐稱 循環(huán)流化床鍋爐。循環(huán)流

7、化床鍋爐系統(tǒng)通常由流化床燃燒室（爐膛） 、循環(huán)灰分離器、 飛灰回送裝置、尾部受熱面和輔助設(shè)備等組成。一些循環(huán)流化床鍋爐還有外置流化床 換熱器。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文當(dāng)爐排上的燃料燃燒所需要的空氣，以較低的風(fēng)速?gòu)臓t排進(jìn)入燃料層，由于氣流 的吹托力小于燃料的重力。燃料在爐排上靜止不動(dòng)，進(jìn)入燃料層的空氣只能從燃料顆 粒間的縫隙中穿過(guò)，燃料層的高度沒(méi)有發(fā)生變化，稱為固定床。采用這種燃燒方式的 鍋爐稱為層燃爐。煤粉沒(méi)有爐排，煤粉的顆粒很細(xì)，輸送煤粉的空氣和煙氣速度很高，氣流的吹 托力大于煤粉顆粒的重力，煤粉和隨空氣或煙氣一起流動(dòng)，這種狀態(tài)稱為氣力輸送， 采用這種懸浮燃燒方式的鍋爐稱為室燃爐。如果燃

8、料的顆粒大小介于層燃爐和室燃爐燃料之間，氣流的吹托力與燃料顆粒在 空氣中的浮力之和大于或等于燃料顆粒的重力時(shí)，燃料顆?？梢云∑饋?lái)，燃料顆粒 間的距離拉大，并能在一定高度的范圍作一定程度的移動(dòng)。隨著氣流速度的提高，燃 料層的厚度增加，燃料顆粒運(yùn)動(dòng)加劇，燃料顆粒上下翻滾，好像液體在沸點(diǎn)時(shí)的沸騰 現(xiàn)象。燃料在這種狀態(tài)下燃燒成為流化床（也稱沸騰床或鼓泡床） 。流化床鍋爐通常燃 用粒徑在 8 微米以下的煤末，燃料在鍋爐內(nèi)進(jìn)入流化后，燃料中粒徑小于 2 微米的細(xì) 粉被氣流吹出流化段，進(jìn)入流化段上部的懸浮段，并在那里進(jìn)行懸浮燃燒，其余大部 分顆粒較大的燃料則留在流化段，在流化狀態(tài)下進(jìn)行燃燒。1.3 循環(huán)流

9、化床鍋爐的特點(diǎn)1.3.1 循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)a、燃燒效率高循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率通常為 95 99。燃燒效率高的主要原因是氣固混 合好、燃燒速率高、大量的燃料進(jìn)行內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)重復(fù)燃燒，從而使得煤粒燃盡率 高。b、煤種適應(yīng)性強(qiáng) 循環(huán)流化床鍋爐既可燃用優(yōu)質(zhì)煤，也可燃用各種劣質(zhì)煤。不同設(shè)計(jì)的循環(huán)流化床 鍋爐，可以燃燒高灰煤、高硫煤、高水分煤、低揮發(fā)分煤、煤矸石、煤泥、石油焦、 油頁(yè)巖甚至爐渣、樹(shù)皮、垃圾等。c、添加石灰石，有較高脫硫效果，降低了氮氧化物生成量 循環(huán)流化床鍋爐的低溫燃燒特點(diǎn)與石灰石最佳脫硫溫度一致，添加合適品種和粒 度的石灰石， Ca/S摩爾比在 1.52.5 時(shí)，可以達(dá)到 90

10、的脫硫效率。又由于物料在循 環(huán)流化床鍋爐內(nèi)滯留時(shí)間長(zhǎng)，投入流化床鍋爐的石灰石粉劑粒徑小，反應(yīng)比面積大， 容易脫硫。無(wú)論是脫硫劑的利用率，還是二氧化硫的脫硫率，循環(huán)流化床鍋爐較鼓泡西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文流化床鍋爐要優(yōu)越。d、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，負(fù)荷調(diào)節(jié)快循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)比可達(dá)到（ 3 4）：1，由于截面風(fēng)速高和吸熱控制容 易，循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)速率快，每分鐘可達(dá) 4%BMCR 。e、灰渣綜合利用，前途廣泛 爐內(nèi)優(yōu)良的燃盡條件使得鍋爐的灰渣含碳量低，灰渣量較煤粉爐要多，灰渣作為 水泥摻和料或建筑材料，容易實(shí)現(xiàn)灰渣綜合利用；灰渣中有一定的硫酸鈣，可作各種 建筑材料的摻合料，水泥行業(yè)、

11、制磚行業(yè)利用灰渣前途最廣泛。1.3.2 循環(huán)流化床鍋爐的主要性能 流化床燃燒技術(shù)是潔凈、高效的新一代燃煤技術(shù)。其經(jīng)歷了從鼓泡流化床到循環(huán) 流化床的發(fā)展過(guò)程，鼓泡流化床在進(jìn)一步大型化等方面受到限制，不適應(yīng)發(fā)電鍋爐所 需的容量和規(guī)模；循環(huán)流化床具有易于大型化等優(yōu)點(diǎn)，其容量可以達(dá)到當(dāng)今煤粉爐容 量的規(guī)模，世界上單機(jī)容量最大的循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電機(jī)組已接近300MW。循環(huán)流化床具有煤種適應(yīng)面廣、燃燒效率高以及爐內(nèi)脫硫脫氮等特點(diǎn)，近二十年 來(lái)，大容量的循環(huán)流化床燃煤鍋爐的應(yīng)用和制造技術(shù)得到了大的進(jìn)展，已投運(yùn)的循環(huán) 流化床鍋爐尚沒(méi)有采用超臨界蒸汽參數(shù)的，采用再熱循環(huán)方式的也少見(jiàn)，主要注重其 良好的環(huán)保效果。

12、目前，正在設(shè)計(jì)發(fā)電功率為300400MW的電站循環(huán)流化床鍋爐。Ahlstrom Pyroopower 公司提出今后的循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)指標(biāo)：（1）燃燒效率等于 100%；（2）電廠效率大于 40%；（3）SO2 排放小于 10ppm；（4）NOX 排放小于 30 ppm。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文2 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中問(wèn)題2.1 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行原理循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行與常規(guī)煤粉鍋爐在運(yùn)行上的主要不同之處在于燃燒系統(tǒng)，其 汽水系統(tǒng)的運(yùn)行操作與煤粉爐的要求基本相同。2.1.1 運(yùn)行準(zhǔn)備 從結(jié)構(gòu)和燃燒空氣動(dòng)力特點(diǎn)出發(fā)循環(huán)流化床鍋爐投入運(yùn)行前應(yīng) 滿足一定條件。11 冷態(tài)試驗(yàn) 由于燃燒方

13、式的特殊性，在完成循環(huán)流化床鍋爐安裝或大修后， 需進(jìn)行系統(tǒng)的冷態(tài)試驗(yàn)，查明鍋爐本體設(shè)備和各輔助設(shè)備的實(shí)際狀況是否能滿足熱態(tài) 運(yùn)行要求，尤其應(yīng)核實(shí)鍋爐各風(fēng)機(jī)出力（流量、提升大壓頭）和風(fēng)煙系統(tǒng)各部阻力； 標(biāo)定和校驗(yàn)比例中給煤機(jī)、點(diǎn)火油槍特性及鍋爐熱工測(cè)量裝置等；檢查鍋爐冷態(tài)載料 時(shí)的流化、物料循環(huán)等特性，為熱態(tài)流化燃燒運(yùn)行做好準(zhǔn)備工作。耐火防磨材料養(yǎng)護(hù) 作為循環(huán)流化床鍋爐最主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之一，在爐膛下部錐 段、爐膛煙氣出口處和循環(huán)灰分離、回送回路中均砌筑大量耐火防磨材料。在新投運(yùn) 鍋爐首次點(diǎn)火投煤前或每次對(duì)耐火層進(jìn)行較大范圍修補(bǔ)后，都必須按照耐火材料供貨 商提供的養(yǎng)護(hù)工藝曲線進(jìn)行嚴(yán)格的加熱養(yǎng)護(hù)，以

14、保證耐火材料達(dá)到正常的設(shè)計(jì)使用壽 命。為精確控制養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的溫度變化率，一般宜采用燃油加熱方式養(yǎng)護(hù)。2.1.2 冷態(tài)點(diǎn)火起動(dòng) 循環(huán)流化床鍋爐冷態(tài)點(diǎn)火起動(dòng)以流態(tài)區(qū)分， 主要有鼓泡流 化床點(diǎn)火和循環(huán)流化床點(diǎn)火；以加熱方式劃分，則有床（面以）上加熱、床下加熱和 床下、床上聯(lián)合加熱的點(diǎn)火方式。早期小容量循環(huán)流化床鍋爐采用鼓泡流化、床上加熱的方式從冷態(tài)點(diǎn)火起動(dòng)，由 布置在流化床面以上的油燃燒器火焰加熱床料。在低速流化點(diǎn)火過(guò)程中，從分離下來(lái) 的細(xì)小顆粒不斷地蓄積在循環(huán)灰回路中。當(dāng)燃煤正常著火，下部床溫不斷升高而需要 調(diào)節(jié)時(shí)，開(kāi)啟回料閥，向爐內(nèi)投循環(huán)灰，隨負(fù)荷相應(yīng)提高流化運(yùn)行風(fēng)速，逐步從鼓泡 床方式過(guò)渡到循

15、環(huán)床方式運(yùn)行。這種起動(dòng)方式對(duì)點(diǎn)火加熱設(shè)備的要求比較簡(jiǎn)單，但存 在點(diǎn)火燃油熱量利用率低、操作經(jīng)驗(yàn)水平要求高、床溫不易有效控制等缺點(diǎn)，尤其在 給煤初著火瞬間的溫升速率極高，若操作不當(dāng)，容易發(fā)生床體超溫結(jié)渣事故。同時(shí)， 過(guò)高的溫升速率也會(huì)縮短爐內(nèi)耐火防磨材料的使用壽命。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文大容量循環(huán)流化床鍋爐多采用循環(huán)流化，床上加熱、床下加熱或聯(lián)合加熱的方式 點(diǎn)火，一般仍由手動(dòng)操作起。起動(dòng)前的檢查、鍋爐上水等操作基本和常規(guī)煤粉鍋爐相 同。在風(fēng)機(jī)正常起動(dòng)后，手調(diào)引風(fēng)機(jī)擋板，使?fàn)t膛出口壓力一般穩(wěn)定在 -50Pa，布風(fēng)板 量最小通風(fēng)量應(yīng)為鍋爐 MCR時(shí)風(fēng)量的 20%40%，并向爐膛給入粒徑小于 1

16、mm的河沙或稍 粗的爐渣，回到至床壓顯示為 3kPa 左右，使床內(nèi)物料循環(huán)流化運(yùn)行，注意就地檢查調(diào) 整循環(huán)回料閥風(fēng)量。在每次油燃燒點(diǎn)點(diǎn)火前，都必須對(duì)鍋爐通風(fēng)吹掃。例如：吹掃風(fēng)量之和必須大于 MCR時(shí) 50%的風(fēng)量，吹掃時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)于 5min。此后可依次燃燒器 （熱煙爐）和起動(dòng)燃燒器， 床內(nèi)溫度升高至約 500600（依燃用煤種而異）時(shí)，便可開(kāi)始逐步投煉鋼運(yùn)行。為了 均勻加熱和使入爐煤盡快著火燃燒，同時(shí)避免床內(nèi)積聚過(guò)多的固粒可燃物而引起爆燃 或結(jié)渣， 投煤采用間歇或脈沖加入的方式。 開(kāi)始給煤率約為 MCR時(shí)的 10%20%，最多多 運(yùn)行 90S，然后停機(jī) 90S。在停給煤機(jī)時(shí)應(yīng)仔細(xì)觀測(cè)床溫和爐膛出

17、口煙氣氧量，核查床 溫至少應(yīng)增加約 20，過(guò)剩氧量應(yīng)降低幾個(gè)百分點(diǎn)。如確定床溫上升，氧量下降，則 再次起動(dòng)給煤機(jī)，重復(fù)上述過(guò)程。在第三次起動(dòng)給煤機(jī) 90S，并經(jīng) 90S的停煤觀察（實(shí) 際運(yùn)行中可根據(jù)具體情況，對(duì)啟停比例中給煤機(jī)的時(shí)間及給煤速率作適當(dāng)調(diào)整） ，確認(rèn) 入爐煤已燃油量和調(diào)整運(yùn)行風(fēng)量。 當(dāng)床溫為 750800時(shí)， 開(kāi)始逐個(gè)停運(yùn)油燃燒器， 逐 步過(guò)渡到全燃煤穩(wěn)定運(yùn)行。按鍋爐起動(dòng)曲線我示繼續(xù)升溫升壓，直到所有系統(tǒng)都完全 達(dá)到要求，投入石灰石脫硫。由 SO2信號(hào)調(diào)節(jié)控制投石灰石量。當(dāng)床壓上升到 6kPa 以 上時(shí)，投入底灰冷卻及輸送系統(tǒng)（相應(yīng)的冷卻水系統(tǒng)應(yīng)事先投運(yùn)正常） ，該系統(tǒng)設(shè)備投 運(yùn)正

18、常后，置于自動(dòng)方式。負(fù)荷超過(guò) 80%MC時(shí)R ，將床溫調(diào)節(jié)器和過(guò)剩氧量調(diào)節(jié)器置于 自動(dòng)方式運(yùn)行。循環(huán)流化床鍋爐可采用變壓或定壓方式起動(dòng)， 鍋爐參數(shù)變化速率因爐型不同而異， 除受金屬承壓部件材料的限制外，還應(yīng)考慮對(duì)爐內(nèi)耐火材料的保護(hù)，對(duì)于高溫型高壓 循環(huán)流化床鍋爐，應(yīng)控制床溫升溫速率低于 1.4 /min ，汽溫升溫速率低于 2/min ， 汽壓升壓速率為 0.05/min0.1MPa/min 。這樣，從冷態(tài)點(diǎn)火至全燃煤帶滿負(fù)荷約需要 10h 左右。由于循環(huán)流化床內(nèi)氣、固兩相混合物的熱容量比單相煙氣的熱容量大幾十倍甚至 幾百倍，循環(huán)流化床鍋爐中燃料的著火、燃燒非常穩(wěn)定。在床內(nèi)沿爐膛高度所進(jìn)行的西

19、安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文燃燒和傳熱過(guò)程，基本上是在十分均勻的爐膛溫度下 （一般為 850900） 進(jìn)行的， 從而可使循環(huán)流化床鍋爐達(dá)到 98% 99%的燃燒效率。然而循環(huán)流化床鍋爐經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí) 間的發(fā)展和實(shí)踐表明，循環(huán)流化床鍋爐也有某些缺點(diǎn)。有的缺點(diǎn)是在發(fā)展中經(jīng)過(guò)不斷 努力和實(shí)踐是可以完善和克服的；有的缺點(diǎn)是該技術(shù)本身所固有的，難以克服。2.1 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中問(wèn)題分析2.2.1 一次風(fēng)機(jī)壓頭高，電耗大a、循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時(shí)的料層比鼓泡床鍋爐高，一次風(fēng)機(jī)壓頭高。另外，還有 送灰風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)，有的還有冷渣器風(fēng)機(jī)。一般循環(huán)流化床鍋爐電廠的廠用電比煤 粉鍋爐高 4 5。2.2 2.2.2 燃

20、燒室下部膜式壁與耐火防磨層交界處的磨損嚴(yán)重a、循環(huán)流化床鍋爐無(wú)埋管磨損問(wèn)題， 但是如果耐火防磨層與膜式壁交界處的結(jié)構(gòu) 處理不好，帶來(lái)的交界處管壁的磨損比鼓泡床鍋爐的埋管磨損更難處理。2.2.3 耐火耐磨層易磨損、開(kāi)裂和脫落耐磨層作為循環(huán)流化床鍋爐最主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之一，在爐膛下部錐段、爐膛煙氣 出口處和循環(huán)灰分離、回送回路中均砌筑大量耐火防磨材料。循環(huán)流化床鍋爐使用耐 火材料的部位和數(shù)量比其他形式的鍋爐多許多。由于耐火耐磨材料選擇不當(dāng)，或施工 工藝不合理，或烘爐和點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程中溫控不好，升溫、降溫過(guò)快，導(dǎo)致耐火材料內(nèi) 襯中蒸發(fā)的水氣不能及時(shí)排出，或耐火內(nèi)襯中熱應(yīng)力過(guò)大，而造成耐火內(nèi)襯破裂和脫 落

21、。燃燒室內(nèi)耐火防磨隔熱層脫落，將破壞流化工況，造成床料結(jié)渣。分離器內(nèi)耐火 防磨層脫落，將堵塞返料系統(tǒng)，造成飛灰不能循環(huán)燃燒，循環(huán)流化床鍋爐變成鼓泡床 鍋爐，蒸發(fā)量急劇下降。返料器內(nèi)耐火隔熱層脫落，同樣造成返料器內(nèi)結(jié)渣，返料器 不能正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響鍋爐的正常運(yùn)行，造成蒸發(fā)量下降，飛灰含碳量增加，鍋爐 燃燒效率下降，影響鍋爐安全運(yùn)行。實(shí)踐證明在新投運(yùn)鍋爐首次點(diǎn)火投煤前或每次對(duì)耐火層進(jìn)行較大范圍修補(bǔ)后，按 照耐火材料供貨商提供的養(yǎng)護(hù)工藝曲線進(jìn)行嚴(yán)格的加熱養(yǎng)護(hù)，能更好的保證耐火材料 達(dá)到正常的設(shè)計(jì)使用壽命。2.2.4 對(duì)燃煤粒徑要求嚴(yán)格西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文一般鼓泡床鍋爐燃煤粒徑范圍為 010

22、mm，平均粒徑為 5mm 左右，對(duì)粒徑的分 布要求不嚴(yán)； 循環(huán)流化床鍋爐燃煤粒徑范圍要求在 08mm，平均粒徑為 2.53.5mm， 對(duì)煤粒徑的分布有一定的要求。如果達(dá)不到要求，將帶來(lái)許多不良后果，如鍋爐達(dá)不 到設(shè)計(jì)蒸發(fā)量，飛灰含量高，尾部受熱面磨損嚴(yán)重等。2.2.5 床壓及床溫控制 床壓指氣固（流態(tài)化）流體在單位床底（布風(fēng)板）面積上的壓力，床壓沿床高的 變化梯度（床壓梯度， Pa/m）可近似表征爐內(nèi)的固體物料濃度。循環(huán)流化床鍋爐的床 壓與床料層厚度和爐膛高度有關(guān)，一般為 810kPa 左右。床壓直接影響床內(nèi)流化、燃 燒和傳熱。如，當(dāng)床壓過(guò)高時(shí)，表征爐內(nèi)床料量過(guò)多，將導(dǎo)致供風(fēng)系統(tǒng)特性曲線點(diǎn)遷

23、移，入爐（流化）風(fēng)量自動(dòng)減少，使運(yùn)行氣速下降，導(dǎo)致床內(nèi)流化不良。因此，在運(yùn) 行時(shí)應(yīng)保持床壓的相對(duì)穩(wěn)定，這時(shí)通過(guò)從爐底連續(xù)排放底渣，使入爐煤和石灰石在爐 內(nèi)所產(chǎn)生的灰量與鍋爐的排灰渣量（亦包括飛灰排量）達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡而實(shí)現(xiàn)的。最佳 床壓值應(yīng)由燃燒調(diào)整試驗(yàn)確定。床溫主要與負(fù)荷、運(yùn)行氣速、風(fēng)量配比、回灰量、入 爐煤和石灰石粒徑分布等運(yùn)行因素有關(guān)。 煤耗提高燃燒效率， 強(qiáng)化傳熱， 減少 CO和 N2O 排放量，應(yīng)以較高的爐膛溫度運(yùn)行；而從脫硫、降低 Nox 和 防止?fàn)t膛結(jié)渣考慮，床溫 又不能過(guò)高。因此應(yīng)依煤種、爐型來(lái)選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行床溫，燃用無(wú)煙煤等難燃煤種時(shí) 的床溫應(yīng)高一些，以增加飛灰的燃盡度，但脫硫煤

24、效率難免受到影響。床溫的上限應(yīng) 比燃煤灰分的初始變形溫度低 100150，以避免灰渣局部燒結(jié)； 這一點(diǎn)對(duì)灰熔融性溫 度較低的煤種應(yīng)予特別注意。實(shí)踐證明合理調(diào)節(jié)一、 二次風(fēng)及配比是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的主要調(diào)節(jié)手段之一。 如：當(dāng)負(fù)荷不變，調(diào)大一次風(fēng)量時(shí)（二次風(fēng)量相應(yīng)減小） ，下部床溫降低，適宜的風(fēng)量 配比是獲得鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行和最佳燃燒、脫硫、抑氮工況的基礎(chǔ)條件。風(fēng)量配比與煤種、 爐型及布置有關(guān)， 一般一次風(fēng)量約占 60%左右。在運(yùn)行中， 二次風(fēng)一般在濃相區(qū)的上部 供入，使其風(fēng)口以下形成一個(gè)缺氧燃燒區(qū)，減少 NOx的生成量。二次風(fēng)的供入，不僅 補(bǔ)充了煤燃盡和脫硫所需的空氣，而且其射流可起到一定的擾動(dòng)作

25、用，使?fàn)t內(nèi)氧濃度 合理分布，有利于燃燒和脫硫反應(yīng)。同時(shí)，一、二次風(fēng)量配比也可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié) 爐膛上部燃燒份額。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文3 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行事故分析及處理3.1 循環(huán)流化床鍋爐流化技術(shù)分析利用氣固兩相流化床工藝實(shí)現(xiàn)固體燃料燃燒導(dǎo)致的 SO2及 NOx排放問(wèn)題及低熱值 燃料的燃燒問(wèn)題而開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種新型燃燒技術(shù)。流化床燃燒工藝一般控制爐膛溫度 在 850950（加脫硫劑時(shí)）或 9001050（不脫硫劑時(shí)），因此，與其他燃燒方式相 比較，液化床燃燒屬于低溫燃燒工藝。在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，燃料顆粒的燃燒反應(yīng)速度 不僅受控于氧的分壓及其擴(kuò)散條件，而且更加受控于床溫因素，即化學(xué)動(dòng)力學(xué)條

26、件。依采用的流化狀態(tài)不同，目前常用的流化床燃燒方式可分為鼓泡流化床燃燒 （BFBC）和循環(huán)流化床燃燒（ CFBC）兩大類。采用這兩種燃燒方式的鍋爐分別叫做鼓 泡流化床鍋爐（ BFBC），循環(huán)流化床鍋爐（ CFBC）。由于燃燒及傳熱性能等條件的限制， 鼓泡床多只限于小容量鍋爐采用而循環(huán)流床鍋爐則不斷向大容量發(fā)展。至 20 世紀(jì)末， 已運(yùn)和的最大機(jī)組電功率為 250MW。前面氘核這都是指在大氣壓力下工作的工藝技術(shù)和鍋爐設(shè)備。它們有時(shí)被稱作常 壓鼓泡床（ ACFB）和常壓循環(huán)床（ ACFB），以區(qū)別于增壓流化床燃燒（ PFBC）。后者是 指在幾個(gè)或十幾個(gè)大氣壓下工作的流床燃燒工藝；它也有鼓泡床（PB

27、FB）和循環(huán)床（PCFB）之分，輸入熱功率為 200MW的增壓鼓泡床鍋爐已經(jīng)商業(yè)運(yùn)行（與增壓流化床 聯(lián)合循環(huán)配套）；增壓循環(huán)床鍋爐正研制。各種流化床燃燒室方式的技術(shù)特點(diǎn)如下表：流化床類別ABFBACFBPBFBPCFB燃料粒徑見(jiàn)煤種變化適應(yīng)性好優(yōu)于 ABFB好靜止床層高度（ m）0.50.80.71.01.52空床流化氣速（ m/s）最大 34.5最大 46最大12.53.5爐膛底部流化床形態(tài)鼓泡床湍流床 ?低負(fù) 荷可能轉(zhuǎn)為介于 ABFB和ACFB之間強(qiáng)湍流床西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文鼓泡床爐膛上部流動(dòng)形態(tài)稀相氣力輸送細(xì)?？焖俅矤t膛底部埋管受熱面必須有，磨損嚴(yán)重可以不設(shè)必須有，磨損輕微可以不

28、設(shè)給煤點(diǎn)數(shù)多少少更少床上二次風(fēng)率（ %）154003040飛灰 / 循環(huán)灰循環(huán)倍 率一般1高溫灰 2040中溫灰 1020無(wú)飛灰燃盡度較差好好好最低負(fù)荷率（ %）333030脫硫率（ %）80（ Ca/S2）90（ Ca/S2.2）90（ Ca/S2）NOx 排放濃度（ mg/m3） （標(biāo)）一般300一般150140280一般100爐膛及燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單較大 復(fù)雜體積大為縮小注：一般破碎到篩網(wǎng)孔徑 6mm至 15mm全部通過(guò) , 依煤種及其含盔甲 分而定.增壓流床燃煤粒徑宜取低值。因流化床燃燒溫度低于煤灰開(kāi)始變形溫度（ DT），故正常運(yùn)行無(wú)爐膛結(jié)渣。由于采用較高的運(yùn)行氣速， 爐內(nèi)流化狀態(tài)呈湍流

29、床 （底部）至快速床（上部爐膛），氣/ 固之間滑移速度增大、湍動(dòng)混合加劇，并且由于高溫灰的循環(huán)倍率（循環(huán)灰流量/給煤量）達(dá)到 2040 倍，使全爐膛尤其是上部稀相區(qū)的床層密度較之鼓泡床有顯著增 加，從而導(dǎo)致了循環(huán)床燃燒的下述優(yōu)點(diǎn)：床內(nèi)物料橫向傳遞相對(duì)迅速，給煤點(diǎn)可相 對(duì)減少；爐膛上下床溫均勻，燃燒反應(yīng)強(qiáng)化，細(xì)粒燃料因循環(huán)而在爐內(nèi)停留時(shí)間增 加，故可獲得較高的飛灰燃盡率；循環(huán)灰將爐底密相區(qū)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量帶到爐 膛上部，爐膛上部水冷壁及懸吊受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及溫壓增加，因而吸熱效果增大，故10西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文使?fàn)t膛底部密相區(qū)可不設(shè)或少設(shè)埋管受熱面，免除了埋管磨損問(wèn)題；在同樣條件下 （C

30、a/S 2），可獲得較高的脫硫效率（ 90%）。此外循環(huán)床燃燒仍具有鼓泡流化床的 其他技術(shù)特點(diǎn)。循環(huán)流化床燃燒克服了鼓泡流化床燃燒的不足之處，但在燃燒系統(tǒng)的構(gòu)成上增加 了體積龐大的高溫循環(huán)灰分離器及回灰控制系統(tǒng)，且仍然存在N2O的排放問(wèn)題。3.2 爐膛爆炸事故 鍋爐爐膛或煙道內(nèi)燃料突然強(qiáng)烈燃燒或熄火，燃?xì)鈮毫E增或驟減，超過(guò)爐墻或 煙道內(nèi)所能承受能力而造成破裂的事故。有外爆和內(nèi)爆兩種，前者是爐膛或煙道內(nèi)聚 集的可燃混合物被引燃，導(dǎo)致急劇不可控的爆炸性燃燒，燃?xì)怏w積迅速膨脹，使?fàn)t墻 或煙道向外爆裂。后者是爐膛滅火，煙氣體積隨溫度降低迅速減小，這時(shí)，如送、引 風(fēng)機(jī)調(diào)整不當(dāng)引風(fēng)機(jī)抽力瞬間過(guò)大，使?fàn)t墻

31、或煙道承受很大的負(fù)壓力而向內(nèi)爆裂（大 容量鍋爐易出現(xiàn)此問(wèn)題）。爆裂危害很大，特別是外爆，不僅會(huì)造成爐膛或煙道破裂， 鍋爐的鋼架彎曲或斷裂，也會(huì)使有關(guān)的受熱面管子破壞和造成人身傷亡，修復(fù)工作困 難，停用時(shí)間長(zhǎng)，直接和間接損失都很大。爆炸原因 外爆起因主要是爐膛滅火處理不當(dāng)， 繼續(xù)送入燃料， 使?fàn)t內(nèi)燃料與空氣 比（即煤粉濃度）增大，達(dá)到一定程度并被引燃形成爆炸。目前對(duì)鍋爐的爐膛結(jié)構(gòu)部 件（包括爐墻包殼，水冷壁剛性梁，水冷壁與冷灰斗的連接部分） 、煙道的設(shè)計(jì)瞬態(tài)承 壓能力，國(guó)內(nèi)外均按不超過(guò) 8.7Kpa 考慮，即使如此，也不能承受煤粉爆然所產(chǎn)生的 壓力。另外，爆炸的強(qiáng)烈程度和規(guī)模取決于點(diǎn)燃時(shí)的可燃物

32、量和瞬間混入的空氣量。 在煤粉爐中，當(dāng)煤粉 / 空氣混合物濃度處于 0.30.6kg/m3 時(shí)，爆炸的可能性和危害性 就很大，濃度大于 1 kg/m3 時(shí)，爆炸產(chǎn)生的壓力反而見(jiàn)效，小于 0.1 kg/m3 時(shí)，一般 不會(huì)爆炸。氣粉混合物中相對(duì)含氧量，對(duì)可爆性也有影響，含氧量的比例越大，爆炸 的可能性越大，產(chǎn)生的爆炸力越強(qiáng)，含氧量小于 14%時(shí)，一般無(wú)爆炸危險(xiǎn)。其次是在 爐內(nèi)已積存的燃料被突然引燃而爆燃，如點(diǎn)火前已有油、可燃?xì)怏w或煤粉漏入爐膛， 未進(jìn)行吹掃即點(diǎn)火，或反復(fù)點(diǎn)火未成功，以及油槍霧化不良、點(diǎn)火能量小，鍋爐長(zhǎng)期 在低負(fù)荷下運(yùn)行、個(gè)別燃燒器滅火等，都可能在鍋爐內(nèi)不同部位上積存燃料，當(dāng)這些

33、積存的燃料，被增大的通風(fēng)或吹灰等擾動(dòng)時(shí)也會(huì)形成爆燃。運(yùn)行中媒質(zhì)變化、風(fēng)煤比 失調(diào)以及給粉自流，燃料、空氣瞬間中斷等，都可能引起滅火和爆炸事故。發(fā)生內(nèi)爆 的原因主要是爐膛滅火、燃料中斷，還有可能是送風(fēng)機(jī)跳閘和起、停爐過(guò)程中操作不11西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文當(dāng)，使?fàn)t內(nèi)平衡通風(fēng)破壞，瞬間負(fù)壓過(guò)大等。預(yù)防措施 主要是防止?fàn)t膛滅火及滅火后能正確處理，停止向爐內(nèi)送入燃料， 進(jìn)行吹掃后再按規(guī)定點(diǎn)火。另外應(yīng)根據(jù)鍋爐容量的大小，設(shè)置爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)，如 爐膛壓力保護(hù)和火焰監(jiān)視器等。 對(duì)較大容量的鍋爐應(yīng)配置較完善的爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)， 它具有對(duì)爐膛火焰監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)定時(shí)吹掃以及爐膛壓力保護(hù)、滅火保護(hù)、自動(dòng)切

34、除燃料（ MFT）等功能，是防止?fàn)t膛外爆最有效的手段之一。在防止內(nèi)爆方面，除對(duì)爐 膛和煙道的強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)考慮低煙氣流量下引風(fēng)機(jī)可能產(chǎn)生的最大抽力外，在控制系統(tǒng) 上應(yīng)對(duì)爐膛壓力信號(hào)傳誦給引風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)，使其在負(fù)壓過(guò)大時(shí)直接閉鎖和減載， 以降低內(nèi)爆的可能性。3.3 燃燒熄火 流化床燃烷是介于層燃燃燒與煤粉懸浮燃燒之間的一種燃燒方式。層燃燃燒不容 易產(chǎn)生熄火事故；煤粉懸浮燃燒容易產(chǎn)生燃燒熄火事故，只要停止給粉，馬上就有熄 火的危險(xiǎn)。流化床燃燒發(fā)生熄火的危險(xiǎn)處于層燃燃燒和煤粉燃燒之間。流化床燃燒的熄火主要是由于斷煤引起的。流化床燃燒時(shí)，床中有大量灼熱的床 料，床溫般為 8501050oC，床料中 95

35、以上是熱灰渣， 5左右是可燃物質(zhì)，主要 是焦炭。而每分鐘加入燃燒空中的新燃料只占床料的 1左右。大量的熱床料為惰性物 質(zhì)灰渣，它不與新加入的燃料爭(zhēng)奪氧氣。相反為新燃料的加熱、著火燃燒提供了豐富 的熱量。所以，在循環(huán)流化床燃燒過(guò)程中，新加入燃料的著火和燃燒條件是最好的。 當(dāng)循環(huán)流化床燃燒發(fā)生短時(shí)斷煤時(shí)，床料中的 5左右的可燃物質(zhì)還能維持 35min的 燃燒。因此，循環(huán)流化床燃燒過(guò)程中，只要保持連續(xù)給煤并根據(jù)負(fù)荷變化、煤種變化 適當(dāng)調(diào)整給煤量，一般是不會(huì)熄火的。造成斷煤的主要原因是煤的水分大于 8，煤在煤倉(cāng)內(nèi)搭橋、堵塞、不下煤，而運(yùn) 行人員沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，未能及時(shí)消除。在實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)設(shè)計(jì)較大的干煤棚，

36、控制煤的水 分低于8；加強(qiáng)給煤監(jiān)視，設(shè)計(jì)斷煤警報(bào)器或語(yǔ)音提醒是防止斷煤的有效措施。3.4 床料結(jié)渣事故 根據(jù)結(jié)渣的具體情況，可分為高溫結(jié)渣和低溫結(jié)渣兩種情況；對(duì)兩種結(jié)渣采取的 處理措施是有區(qū)別的。操作中運(yùn)行人員必須正確判斷結(jié)渣屬于哪一種，針對(duì)結(jié)渣種類 果斷采取處理措施，否則結(jié)渣越來(lái)越嚴(yán)重，最終導(dǎo)致被迫停爐。1）低溫結(jié)渣12西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文低溫結(jié)渣多發(fā)生在點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程中。低溫結(jié)渣的特點(diǎn)是整個(gè)濃相床溫度較低，只 有400600oC ，但在個(gè)別局部地方的溫度，由于沒(méi)有流化或流化不好，燃料燃燒釋放 的熱量不能被煙氣帶走或被受熱面吸收，造成熱量局部堆積，使局部床料溫度超過(guò)灰 渣熔點(diǎn)，而發(fā)生灰

37、渣熔融結(jié)塊。一旦發(fā)生了低溫結(jié)渣，結(jié)渣區(qū)域流化風(fēng)量變小，而其 他區(qū)域流化風(fēng)量加大，使全床流化質(zhì)量變差，結(jié)渣范圍擴(kuò)大。低溫結(jié)渣的表現(xiàn)是：濃相床內(nèi)溫度顯示偏差大；火色差異大；風(fēng)室壓力波動(dòng)較大。 一旦判斷為低溫結(jié)渣，司爐人員必須立刻采取果斷措施消除結(jié)渣。對(duì)小型人工點(diǎn)火的 硫化床鍋爐，可打開(kāi)爐門(mén)人工打耙子，打散渣塊，繼續(xù)點(diǎn)火。打耙子時(shí)，注意將引風(fēng) 機(jī)門(mén)開(kāi)大一些，使?fàn)t門(mén)處為負(fù)壓，防止?fàn)t門(mén)處正壓冒火燒傷司爐人員。對(duì)自動(dòng)點(diǎn)火的 大型循環(huán)流化床鍋爐，不可能打開(kāi)爐門(mén)人工打耙子。這時(shí)趕快加大流化風(fēng)量將渣塊打 散。低溫結(jié)渣的渣塊比較疏松，不像高溫結(jié)渣渣塊那樣密質(zhì)，有可能借助風(fēng)力，在床 料的碰撞過(guò)程中打散渣塊。2）高溫

38、結(jié)渣 高溫結(jié)渣在運(yùn)行過(guò)程和點(diǎn)火啟動(dòng)階段均有可能發(fā)生。高溫結(jié)渣的特點(diǎn)是全床完全 流化和全床燃燒溫度超過(guò)灰渣熔點(diǎn)，全床發(fā)生灰渣的熔融和結(jié)塊。運(yùn)行中的顯示是燃 燒火焰變成白色，刺眼；床層溫度急劇上升，溫度顯示超過(guò) 10501150oC ；有的床層 被吹空，火苗從床層往上直沖；風(fēng)室壓力波動(dòng)異常。一旦發(fā)生高溫結(jié)渣，司爐人員必須采取如下緊急處理措施：對(duì)人工操作運(yùn)行的小 型流化床鍋爐緊急停爐，打開(kāi)爐門(mén)扒出渣塊，重新啟動(dòng)。如果渣塊蓋滿大半個(gè)或幾乎 整個(gè)爐床，只有停爐，待爐冷卻到一定程度時(shí)進(jìn)行人工打渣，然后重新點(diǎn)火啟動(dòng)。如 果及時(shí)發(fā)現(xiàn)了高溫結(jié)渣，司爐人員也可全開(kāi)風(fēng)機(jī)，用大風(fēng)將爐子吹滅。然后，停爐清 渣。這種處理

39、可減小高溫結(jié)渣的嚴(yán)重性，縮短消除渣塊的時(shí)間，減輕打渣的勞動(dòng)強(qiáng)度。 寧可吹滅燃燒，不可發(fā)生全床的高溫結(jié)渣。3.5 過(guò)熱器超溫和低溫循環(huán)流化床鍋爐的燃燒特點(diǎn)決定了它的過(guò)熱器超溫和低溫問(wèn)題比其他形式的鍋爐 嚴(yán)重。對(duì)超溫和低溫的解決措施也有所不同。過(guò)熱器的超溫和低溫嚴(yán)重影響鍋爐的安 全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須引起高度重視。（1）過(guò)熱器超溫 過(guò)熱器超溫分兩種：鍋爐運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的超溫和鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)生的超13西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文溫。過(guò)熱器超溫嚴(yán)重威脅到鍋爐和汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。頻繁地發(fā)生過(guò)熱器的超溫將縮 短過(guò)熱器的使用壽命并最終引發(fā)爆管事故。 點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程中過(guò)熱器超溫 超溫原因：點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程中蒸汽流

40、量小，面燃燒產(chǎn)生的煙氣量比較大（超過(guò)了正 常運(yùn)行工況下的煙氣量） ，結(jié)果導(dǎo)致在某一特定蒸發(fā)量下， 過(guò)熱蒸汽溫度超過(guò)額定溫度。處理措施：加大減溫水量；在不影響流化質(zhì)量的情況下，適當(dāng)降低流化空氣量。 上述兩項(xiàng)措施采取之后仍超溫，采取適當(dāng)調(diào)整循環(huán)灰量的措施并密切觀察過(guò)熱蒸汽溫 度的變化趨勢(shì)。 運(yùn)行過(guò)程中過(guò)熱器超溫 超溫原因：過(guò)熱器受熱面布置過(guò)多；循環(huán)灰量過(guò)大，燃燒室出口煙氣溫度偏高； 煤中細(xì)顆粒偏多；鍋爐大風(fēng)量運(yùn)行。處理措施：加大減溫水量；減少循環(huán)灰量，返料器放灰；調(diào)整燃煤粒度，減少燃 煤中細(xì)顆粒含量；減少運(yùn)行風(fēng)量，控制燃燒室出口氧含量在 3 4。以上措施采取 之后仍不能解決問(wèn)題，只有對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造

41、。改造從兩方面考慮：減少過(guò)熱器受熱面； 在表面式減溫器中加噴水減溫。（2）過(guò)熱器低溫若過(guò)熱器蒸汽溫度低，會(huì)給汽輪機(jī)運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重不良影響。 過(guò)熱器低溫產(chǎn)生的原因：過(guò)熱器受熱面布置偏少；循環(huán)流化床鍋爐分離器效率低， 飛灰循環(huán)量不夠，燃燒室出口溫度偏低。處理措施：一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)增加過(guò)熱器受熱面來(lái)改變過(guò)熱蒸汽溫度，實(shí)施起來(lái)很 困難或不可能。常通過(guò)以下措施加以改善：降低給水溫度；加大風(fēng)量運(yùn)行；改造分離 器，提高飛灰的分離效率，加大飛灰循環(huán)量，提高過(guò)熱器入口煙氣溫度。14西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文4 循環(huán)流化床磨損問(wèn)題分析及解決方案4.1 循環(huán)流化床鍋爐磨損問(wèn)題概述 循環(huán)流化床鍋爐由于其特定的燃燒方式及

42、燃料適應(yīng)性廣，加之參燒煤矸石等劣質(zhì) 燃料，爐內(nèi)的固體物料濃度及磨損倍率比煤粉爐高達(dá)幾十倍到上千倍， 。由于循環(huán)流化 床鍋爐的受熱面和耐火材料受到大量固體物料的不斷沖刷，磨損（受熱面、耐火材料、 風(fēng)帽等）造成的事故接近事故停爐總數(shù)的比率相當(dāng)高。目前我國(guó)電站鍋爐因受熱面磨損造成的停爐事故約占鍋爐總事故的1 3。因此，循環(huán)流化床鍋爐中金屬部件的防磨措施正確與否，直接影響鍋爐機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn) 行，所以要特別重視循環(huán)流化床鍋爐的磨損問(wèn)題是困擾循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展的關(guān) 鍵因素，磨損問(wèn)題解決的如何直接關(guān)系到 CFB鍋爐的設(shè)計(jì)成功與否。4.2 循環(huán)流化床鍋爐金屬部件的磨損4.2.1 布風(fēng)裝置的磨損 循環(huán)流

43、化床鍋爐下部壁面垂直段與漸縮段（衛(wèi)燃帶、爐頂及爐膛出口在屏過(guò)、風(fēng) 帽、旋風(fēng)筒進(jìn)口，尾部煙道進(jìn)口處）都是易發(fā)生嚴(yán)重磨損部位。循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置的磨損主要是風(fēng)帽的磨損與風(fēng)帽小孔擴(kuò)大的磨損兩種情 況，其中風(fēng)帽磨損最嚴(yán)重的區(qū)域發(fā)生在循環(huán)物料回料口附近，主要是由于較高顆粒濃 度的循環(huán)物料，以較大的平行于布風(fēng)板的速度分量沖刷風(fēng)帽導(dǎo)致的。也有風(fēng)帽小孔高 速氣流引起物料粒子的撞擊；加之參燒煤矸石等劣質(zhì)燃料，物料的顆粒越粗、越硬、 流化風(fēng)速越高、床壓波動(dòng)越大，磨損就越嚴(yán)重設(shè)備壽命也就越短。目前循環(huán)流化床鍋爐普遍采用大口徑鐘罩式風(fēng)帽、七字形風(fēng)帽、箭頭狀風(fēng)帽等， 該類風(fēng)帽安裝后風(fēng)帽頭與布風(fēng)板之間均有 150mm

44、至 500mm左右的間隙，運(yùn)行過(guò)程中床 料在該部位產(chǎn)生產(chǎn)生渦流造成磨損，主要表現(xiàn)為風(fēng)帽根部因磨損斷裂，頂部因顆粒撞 擊風(fēng)口損壞導(dǎo)致布風(fēng)不均勻等，嚴(yán)重時(shí)每年更換 5%直至更大。4.2.2 爐膛水冷壁管的磨損 爐內(nèi)水冷壁管的磨損可分為四種情形：爐膛衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域（密相區(qū)） 管壁的磨損；爐膛四個(gè)角落區(qū)域的管壁磨損；鍋爐爐膛出口自底部向下 1.5 米范圍內(nèi) 兩側(cè)管壁的磨損；不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損。爐膛衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域管壁的磨15西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文損主要是安裝拼接焊縫時(shí)造成局部磨損的條件。在過(guò)渡區(qū)域固體物料在局部產(chǎn)生渦旋 流；自上向下的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動(dòng)方向的改變因而對(duì)

45、水冷壁管產(chǎn)生沖刷。 爐膛四個(gè)角落區(qū)域的管壁磨損原因是角落區(qū)域密封鰭片在安裝時(shí)內(nèi)表面粗糙，并且固 體物料濃度高，同時(shí)流動(dòng)狀態(tài)也受到破壞。鍋爐爐膛出口自底部向下 1.5 米范圍內(nèi)兩 側(cè)管壁的磨損，主要原因是固體物料在改變流動(dòng)方向時(shí)產(chǎn)生的渦流沖刷。不規(guī)則區(qū)域 管壁（如溫度、壓力測(cè)點(diǎn)等）的磨損原因主要是不規(guī)則管壁改變了物料的流動(dòng)特性， 而造成較大的物料波動(dòng)沖刷。爐膛出口進(jìn)入旋風(fēng)分離器前的兩個(gè)側(cè)墻主要為大面積的 沖刷磨損，水冷壁的減薄比較均勻。爐膛下部水冷壁與耐火材料交界處沖刷和渦流磨 損均存在，但渦流磨損較多，主要表現(xiàn)為水冷壁局部出現(xiàn)較深的溝槽或小坑。4.2.3 尾部受熱面的磨損CFB安裝有分離器，分

46、離器效率往往高達(dá) 99%以上，但由于爐內(nèi)的高灰濃度，使分 離器未能收集而排出灰量的絕對(duì)值可能仍很高。在尾部煙道煙氣向下流動(dòng)，顆粒一邊 隨煙氣流動(dòng)，一邊受重力作用，顆粒的絕對(duì)速度是煙氣速度，加上顆粒粒徑較大，導(dǎo) 致省煤器等尾部受熱面磨損嚴(yán)重。在省煤器等尾部受熱面管束的彎頭與避免之間若間 隙較大形成煙氣走廊， 磨損將加速。 金屬壁面的磨損速率與速度呈 3 3.5 次方的關(guān)系， 與灰顆粒直徑為平方的關(guān)系。但在省煤器區(qū)域由于煙溫低，灰粒變硬、且體積收縮表 面形成尖銳的棱角，對(duì)省煤器管排的磨損相當(dāng)嚴(yán)重?？諝忸A(yù)熱器進(jìn)口處管壁的磨損是 由于煙氣流速、方向的改變而產(chǎn)生的磨損。在尾部煙道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮上述因素

47、，選擇合適風(fēng)速，設(shè)計(jì)合理結(jié)構(gòu)，避免受 熱面的嚴(yán)重磨損。 對(duì)流煙道受熱面的磨損主要發(fā)生在省煤器兩端和空氣預(yù)熱器進(jìn)口處， 產(chǎn)生磨損的主要原因是設(shè)計(jì)上考慮不周，安裝時(shí)出現(xiàn)誤差；另外一個(gè)原因是受熱面材 質(zhì)不好。4.3 循環(huán)流化床鍋爐磨損分布及特點(diǎn) 、循環(huán)流化床鍋爐爐膛密相區(qū)和水冷布風(fēng)板是鍋爐爐內(nèi)工作環(huán)境最惡劣的地方， 主要有溫度最高、化學(xué)反應(yīng)最強(qiáng)烈、受熱面磨損最嚴(yán)重等特點(diǎn)，防止磨損就成為鍋爐 能否長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵之一。因此，密相區(qū)耐磨材料主要由銷釘固定高強(qiáng)度耐磨耐 火澆注料構(gòu)成。 、鍋爐水冷風(fēng)室雖沒(méi)有磨損，但在床下風(fēng)道燃燒器運(yùn)行時(shí)，風(fēng)室的溫度高、局 部還原性氣氛濃、溫度變化大，而且在正常運(yùn)行時(shí)風(fēng)室還

48、要承受很高的壓力，所以風(fēng)16西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文室必須有良好的密閉性，風(fēng)室內(nèi)襯由耐火材料和保溫材料構(gòu)成內(nèi)襯材料，并在風(fēng)道燃 燒器附近布置一些強(qiáng)度較高的耐磨耐火材料以防脫落和裂紋。 、高溫分離器的作用是為了捕捉大顆粒物料返回爐內(nèi)，是使?fàn)t內(nèi)物料形成循環(huán) 的重要構(gòu)件，它的分離效率高低直接影響鍋爐的燃燒效率和尾部煙道的磨損。由于分 離器安裝的位置高，工作時(shí)的溫度和爐膛接近，磨損較大。由耐磨耐火磚砌筑的輕型 爐墻既能使高溫分離器抗高溫、抗磨損，又能使分離器的重量相對(duì)，易于安裝、內(nèi)襯 養(yǎng)護(hù)和檢修。 、U型回料閥位于高溫分離器和回料腿之間。 回料閥是一個(gè)小型的流化床， 其作 用主要是分離器的密封盒回

49、料的輸送，回料對(duì)內(nèi)襯的磨損較為劇烈，耐磨材料強(qiáng)度要 求高，因此，防磨材料采用了耐磨耐火拉鉤磚和高強(qiáng)度耐磨澆注料相結(jié)合，這樣，既 減輕了懸掛重量，又達(dá)到了較好的防磨效果。 、回料腿的工作結(jié)構(gòu)和環(huán)境復(fù)雜，除大量的床料經(jīng)過(guò)回料腿返回鍋爐外，還有 煤、石灰石、和飛灰再循環(huán)從這里進(jìn)入鍋爐。這一段的物料濃度較高、溫度變化大、 底部氣 固沖蝕嚴(yán)重。其中還有作為上下連接作用的膨脹節(jié)，在運(yùn)行中對(duì)其抗磨損 和密封要求也很高，因此，在回料腿管段主要布置耐磨耐火磚。在膨脹節(jié)處采用耐磨 耐火澆注料防磨，膨脹縫用耐火纖維進(jìn)行密封。4.4 循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施 在機(jī)理上，金屬的磨損可分為兩類：一是金屬表面在固體顆粒的沖

50、刷下，因摩擦 而導(dǎo)致的金屬部件的逐漸失重，另一類是在金屬表面形成一層氧化膜，膜的硬度很高， 但較脆，在物料顆粒的沖刷下，氧化膜出現(xiàn)極小微塊的剝落，在剝落掉的金屬表面上 再形成新的氧化膜層，磨損就在這一過(guò)程中再進(jìn)行。材料的磨損量與顆粒的直徑大小有關(guān)。顆粒直徑很小時(shí)，材料所受的沖蝕磨損很 小。隨著顆粒直徑的增大，磨損量隨之而增加。當(dāng)顆粒直徑大到一臨界值后，磨損量 幾乎不變或者變化十分緩慢，如圖 1 所示。對(duì)于這種現(xiàn)象的解釋多種多樣，一般認(rèn)為， 在相同的顆粒濃度 下，顆粒直徑越大，單位體積內(nèi)顆粒數(shù)就越少，雖然大顆粒沖擊 管壁的磨損能力較大，但由于沖擊到壁面的總顆粒數(shù)降低，故材料的磨損量仍變化不 大。

51、17西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文右側(cè)表中 給出了氧化 層與其它一些物質(zhì)的硬度 的比較，可見(jiàn)，氧化膜的硬 度極高，如能在管子表面形 成氧化膜，對(duì)減少磨損是極 其有利的。氧化膜的形成速 率很重要，若其小于磨損速 率，金屬表面就形成不了氧 化膜。管壁溫度在 300以 上時(shí)，較易形成氧化膜。 CFB 的密相床一般處于還原性 氣氛，對(duì)于在金屬表面形成 氧化膜是不利的，可用耐磨 材料覆蓋管子以避免嚴(yán)重 的磨損。在還原與氧化氣氛 交界處，由于這一界面會(huì)上下波動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致磨損加重，應(yīng)與還原區(qū)同樣處理另外，在設(shè)計(jì)上，風(fēng)帽采用定向設(shè)計(jì)，在排列上采用間隔排列方式，避免風(fēng)帽相 互直吹，保證風(fēng)帽小孔氣流速度的穩(wěn)定，氣流

52、分布均勻，以降低沖擊磨損。在運(yùn)行時(shí)， 防止大顆粒物料進(jìn)入床內(nèi)床，鍋爐用風(fēng)穩(wěn)定，使流化物料在小范圍波動(dòng)，盡可能的減 小物料對(duì)布風(fēng)裝置的沖刷磨損。在衛(wèi)然帶與澆注料的過(guò)渡區(qū)采用外彎管形勢(shì)可有效降低此處的磨損，并在衛(wèi)然帶以上 1-1.5 米的范圍內(nèi)對(duì)水冷壁管壁進(jìn)行超音速電弧噴涂。 噴涂處的管面過(guò)渡要平滑， 不能有凸臺(tái)。在水冷壁上加焊導(dǎo)流防磨帶（來(lái)破壞向下流動(dòng)的固體料流） ，從而達(dá)到防 磨目的。般來(lái)說(shuō)，循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管的磨損較輕。為了防止?fàn)t內(nèi)水冷壁的磨損, 在18西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文水冷壁上避免使用任何凸臺(tái)。即使一個(gè)尺寸很?。ɑ伊３叽绲臄?shù)倍）的焊接缺陷凸臺(tái) 也會(huì)加速該處水冷壁管的磨損。因?yàn)?/p>

53、爐內(nèi)循環(huán)灰沿水冷壁面流下，速度較大的飛灰在 該凸臺(tái)反射，造成磨損。由于同樣的原因，循環(huán)床內(nèi)應(yīng)慎重選用穿墻彎管的結(jié)構(gòu)。防磨蓋板是鍋爐傳統(tǒng)防磨措施之一，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖一，主要用于尾部煙道對(duì)流受熱 面，防磨材料根據(jù)防磨位置煙氣溫度選取，一般采用不銹鋼和20G 鋼兩種材料，板厚為 2mm。將煙道與省煤器管的距離適當(dāng)加大一些，切除煙氣走廊，加裝煙氣導(dǎo)流板（見(jiàn) 圖二），在導(dǎo)流板上鉆一些孔來(lái)消除煙氣偏流，可有效的解決省煤器管的磨損問(wèn)題。對(duì) 管式預(yù)熱器加防磨套管。因此，在循化流化床鍋爐的設(shè)計(jì)中，對(duì)流煙道受熱面的磨損問(wèn)題仍應(yīng)受到高度重 視，適當(dāng)降低煙速是必要的。對(duì)磨損較嚴(yán)重的受熱面，宜采用順列布置加裝防磨套管 等。

54、研究表明錯(cuò)列管束盡管傳熱強(qiáng)，用材經(jīng)濟(jì)，但最大磨損量約為順列的 2 倍，而順 列膜式省煤器防磨性能較好。4.5 磨損問(wèn)題綜述、在運(yùn)行中應(yīng)首先控制床料及燃煤粒徑的篩分化，調(diào)整風(fēng)量，降低煙氣流速， 降低煙氣粒子濃度和粒子直徑以減少磨損。、膜式水冷壁上應(yīng)避免凹凸不平，向火面焊縫要磨平，保證光滑平整打掉膜式 水冷壁防磨澆注料頂端凸臺(tái)，使防磨澆注料與水冷壁處平整過(guò)渡，減少不規(guī)則變形， 使回流的粒子抵達(dá)此處后軟著陸。運(yùn)行中要注意控制風(fēng)量，降低煙氣流速，控制床料 和煤粒的篩分化，減少灰粒子和粒徑。 、調(diào)好爐膛差壓，使之達(dá)到灰平衡。在磨損嚴(yán)重的后頂部彎管處加裝限流板， 轉(zhuǎn)向室加裝導(dǎo)流板以改善煙氣的流動(dòng)特性， 減輕由于煙速和濃度不均勻所帶來(lái)的磨損。 、分離器椎體所處的工作狀況與其筒體大致相同，建議使用震動(dòng)澆筑保證襯里 具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性能。19西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文5 結(jié)論與展望通過(guò)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中出現(xiàn)問(wèn)題的分析及研究以及循環(huán)流化床鍋爐在中國(guó) 能源方面的重要作用，讓我們更深層次的理解了循環(huán)流化床鍋爐在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。循環(huán)流化床鍋爐具有煤種適應(yīng)性廣