引言
循环流化床锅炉( CFB)燃烧技术是一种新型的高效、低污染清洁燃煤技术，由于它在煤种适应性、变负荷调整能力以及污染物排放上具有的独特优势，近年来得到了广泛的应用。我国现有不同容量的循环流化床锅炉近3000台，其中100一150MW等级的循环流化床锅炉超过150台。截至2008年底，已投运的300MW循环流化床锅炉机组已达13台，在建和拟建的300MW循环流化床锅炉机组已达50台以上。我国自主研制的330MW循环流化床锅炉机组已于2009年1月投入运行。2008年，世界上首台600MW超临界CFB发电机组已经在我国四川白马电厂开工建设，CFB锅炉机组的容量和参数快速提高。然而，故障率高是CFB锅炉机组运行中最为突出的问题之一，CFB机组年利用小时数不到常规煤粉机组的2,/3，致使其运行的经济性尚未达到设计要求。
本文对2台150MW CFB锅炉机组进行分析，旨在找出提高CFB机组运行可靠性和经济性的方法。
1、东方电厂锅炉简介
东方电厂始建于2006年，现装有2台上海锅炉有限公司引进ALSTOM公司先进技术设计和制造的SG-490/13.8 - M572型、超高压参数、一次中间再热、单锅筒、自然循环CFB锅炉，与2台由南京汽轮机厂制造的150MW超高压中间再热抽汽式汽轮发电机组相匹配。设计燃料为唐山市范各庄洗煤3#加15%原煤，低位发热量为13.71NU/kg。该CFB锅炉主要性能参数如表1所示。
锅炉安装4台床上启动油燃烧器、4台皮带给煤机和2台高温旋风分离器。原煤采用两级破碎，合格粒度的燃煤进入炉前大煤斗，再经4台带式给煤机将煤粒送至落煤管上方，由播煤风将落下的煤粒均匀地吹入炉膛。锅炉采用平衡通风，从一次风机送出的冷空气经暖风器、空气预热器加热后，第一路进入炉膛底部一次风室；第二路从一次风室引出1根总风道至炉前，再从该总风道上引出4根支管至落煤管作为播煤风；第三路从一次风机出口后的冷风道上引出一股高压冷风作为炉前落煤管和给煤机的密封风。二次风经暖风器、空气预热器加热后引至炉前的二次风箱，再引出若干根支管分2层从炉膛前后墙、密相区的上部进入炉膛燃烧室助燃。携带固体粒子的烟气离开炉膛后，分别切向进入2台旋风分离器进行气固分离。经过分离器净化过的烟气进入尾部烟道，分离器分离下来的高温物料经U型返料器返回炉膛，意甲直播cctv5生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。
2、CFB锅炉机组运行分析
2.1锅炉磨损
对于CFB锅炉机组而言，减少或避免非计划停炉是节能的关键。锅炉材料磨损是造成CFB锅炉机组非计划停炉的主要原因之一。
2.1.1磨损机理
在工程上，磨损主要分为金属部件磨损和非金属耐火材料磨损。其中金属部件磨损主要是炉膛下部浇注料与水冷壁过渡段区域水冷壁之间的磨损。非金属耐火耐磨材料磨损主要发生在布风装置、旋风分离器、返料装置内表面和尾部烟道等位置。
1)金属部件磨损原因。
通常情况下，金属部件磨损原因为：一是由于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，局部产生涡旋流引起的磨损；二是沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域改变流动方向，对水冷壁产生冲刷引起的磨损。
2)非金属耐火耐磨材料磨损原因。
通过现场调研分析，非金属耐火耐磨材料磨损原因主要有：一是热应力和热冲击造成的磨损，主要表现在温度波动热冲击和机械应力使得耐火材料裂缝甚至剥落；二是因耐火耐磨材料的理化特性发生变化和耐火耐磨材料受烟气强烈冲刷造成的损坏。
2.1.2金属部件防磨措施
1)采用在金属表面喷涂的方法防止金属壁面磨损和腐蚀。
2)在炉膛水冷壁下部与燃烧室防磨层的交接处上部特定区域内焊制防磨鳍片，达到防磨的要求。
2.1.3非金属耐火耐磨材料防磨措施
1)由热应力和热冲击产生的磨损，应注重耐火耐磨浇铸料骨架布置及型式的合理性，降低骨架在受热时产生的热胀应力。同时，还要注重CFB锅炉浇铸料烘炉工艺及烘炉质量验收，尤其是低温烘炉工艺。
2)对于因耐火耐磨材料的理化特性发生变化而造成的磨损加剧，应特别注意对CFB锅炉耐火耐磨材料验收和施工质量等方面的监督。
3)对于因固体物料对耐火耐磨材料强烈冲刷而造成的破坏，在施工过程中应尽量减少形状变形，采用平缓过渡的方法，降低冲击角，尽量减少此类冲击力。
2.2冷渣器系统
冷渣器是CFB锅炉的重要辅机之一，其正常运行直接影响到CFB锅炉的安全和经济连续运行，已投产的CFB锅炉大多采用水冷滚筒冷渣器，即锅炉排渣经落渣管进入冷渣机渣斗，再进入水冷滚筒内，由膜式水冷螺旋管排向前推进。灰渣在翻滚流动中与冷却水管进行热交换，当灰渣冷却到150℃左右时，从水冷渣滚筒的另一端向下排出，通过斗提机送人渣仓。冷渣器简体采用了“中心与外环百叶式传热滚筒”新技术，传热效率高。传动机构采用变频调速星摆减速机系统，不但可自动调节冷渣机出力，而且也可手动调速。同时，其对多尘环境的适应性大大高于电磁调速系统，其基本结构如图3所示。
3、东方电厂CFB锅炉机组节能分析
东方电厂l#、2#CFB锅炉分别于2009年2月14日和3月24日投产，锅炉运行效率不足90%，主要是由冷渣器系统运行可靠性低及锅炉燃烧系统适应变工况运行能力差等原因造成的。目前CFB锅炉运行节能重点工作主要包括启停节油、余热回收、锅炉防磨和辅机节电等4个方面。针对东方电厂的运行状况，重点分析受热面防磨和余热回收2个方面。
3.1受热面防磨
1) 2010年11月22日，1#锅炉左侧炉膛出口东侧水冷壁泄露。泄露位置处于水冷壁焊口，由于上下水冷壁不对正，安装时强行焊接鳍片，水冷壁本身存在内应力加之磨损而造成泄露。2010年12月7日，l#锅炉炉膛两出口烟道之间水冷壁爆管。因安装时此处水冷壁鳍片为一不规则扁铁，造成此处水冷壁鳍片凸起，贴壁流下降过程中遇到凸起障碍点变向，冲刷附近水冷壁致使磨损加剧。2010年12月8日，2#锅炉水冷壁西南角(25m)处泄露，此处位于炉膛西南角，物料浓度较大，加剧了这一区域水冷壁的磨损。
主要采取的防磨措施是：在炉膛水冷壁密相区耐火耐磨浇注料与光管过渡区域沿炉膛向上进行超音速火焰喷涂，炉膛上部的水冷屏和屏式过热器下表面焊有销钉，并敷设高温耐火防磨层。
2)东方电厂于2010年9月2日至10月22日分别对2台490t/h CFB锅炉进行了检修，检修发现旋风分离器内部和返料器磨损严重并出现浇注料脱落现象。因此，在旋风分离器及旋风分离器进出口烟道内壁采用防磨可塑料，同时设置高密度销钉加以固定，保证耐磨材料牢固可靠，并敷设高温耐磨层。在U型返料器及其连接管路内，凡是与高温高浓度灰粒接触的烟道内表面，均敷设一层高温耐磨浇注料和一层耐火保温浇注料，并用Y型销钉固定。
3.2余热回收方案
3. 2.1冷渣器系统节能改造
CFB锅炉设置4台GTL - 12滚筒冷渣器，分布于炉膛下部，其冷却介质为闭式工业水，冷却水吸收的热量被释放到外部环境中，没有得到有效利用。因此，需对冷渣器系统进行改造，回收底渣物理显热，提高锅炉的运行效率。改造方法如下：
1)采用凝结水作为冷却水源，凝结水吸收完热量后再通过水泵进入低压加热器进行循环，实现对底渣显热的回收利用，提升锅炉效率。在供热期间，可采用闭式水作为冷却水源，换热后的热水可作为一部分的供热水源。
2)在滚筒内螺旋叶片之间的滚筒内壁上沿轴向焊接多个防磨板，这些防磨板不但起到防磨作用以延长冷渣器的使用寿命，还增加了换热面积，降低冷渣器的排渣温度。
3.2.2排烟余热回收工艺方案
电站锅炉排烟温度一般在130~160℃，烟气中的水蒸气处于过热状态，水蒸气的汽化潜热没有被充分利用。煤粉锅炉一般采用湿法脱硫技术，脱硫装置安装在电除尘器的后面，如在尾部烟道底部布置余热回收装置，则易发生低温腐蚀，如布置在脱硫装置后，则因湿法脱硫后的烟温降低到70·90℃，回收利用经济性较差。与其相比，CFB锅炉具有燃料适应性广、燃烧中脱硫效率高达90%以上、排烟中含硫量低等优点，可基本避免空气预热器低温腐蚀的问题。实践表明，CFB锅炉排烟温度在130～160℃，与煤粉炉基本相当，具备深度回收排烟余热的潜力。
以东方电厂CFB锅炉为例，在CFB锅炉尾部烟道低温空气预热器下部安装1套分离式热管换热器，可将排烟温度降低到50～70℃，从而充分回收烟气中的显热和水蒸气的凝结潜热，提升锅炉效率，最大限度地利用了低品位烟气的显热和潜热资源。冷凝式CFB锅炉烟气余热回收工艺系统如图4所示。
电站锅炉效率一般在90%～94%，热效率是以燃料低位发热值计算所得，未考虑燃料高位发热值中汽化潜热的热损失。按常规计算方法，冷凝式余热回收CFB锅炉工艺效率可提高至105%～108%。
4、结论
1) CFB锅炉受热面防磨是一个长期困扰电力生产的技术难题，延长磨损周期，减少和避免锅炉机组的非计划停运是东方电厂CFB锅炉机组运行、维护的重点。因此，通过对东方电厂CFB锅炉不同部位磨损原因进行分析，提出了相应的改造和表面处理措施，在一定程度上缩短了停运时间，提高了锅炉效率。
2)余热回收是火力发电厂节能的一个重要方面。针对东方电厂的运行状况，提出了冷渣器系统节能改造及排烟余热深度回收工艺方案。分析表明，排烟余热深度回收工艺可最大限度地利用了低品位烟气的显热和潜热资源，意甲直播cctv5不但生产销售木屑颗粒机而且还大量销售木屑颗粒机压制的杨木木屑生物质颗粒燃料。
相关生物质锅炉颗粒机产品：
1、生物质蒸锅
2、秸秆压块机
3、木屑颗粒机
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