循环流化床锅炉安装与运行中的一些问题

边效科

（甘肃省安装建设集团公司甘肃 兰州 730000）

循环流化床锅炉安装与运行中的一些问题

边效科

（甘肃省安装建设集团公司甘肃 兰州 730000）

随着社会的发展，我国对循环流化床锅炉越来越重视，并在这方面取得了很大的研究成果。现如今，循环流化床锅炉已经开始进入国内的商业市场。但是在循环流化床锅炉的安装与运行中仍存在一些问题，本文就循环床锅炉的安装与运行中的一些问题进行简要分析。

循环流化；床锅炉运行问题；原因探讨

1 国内循环流化床锅炉运行中的问题

十几年来，研究工作已经从实验室模型试验转向工业试验，与此同时，循环流化床锅炉已开始进入国内市场，并表现出强大的生命力，并且有几十个小容量的循环流化床锅炉投入运行，各制造厂手中至少还有一百多台中小容量循环流化床锅炉的订单。

但在循环流化床锅炉运行过程中，暴露出了许多问题，有些问题比较严重，直接影响了这一技术的进一步发展和商业市场的竞争能力，而且，发生的问题带有很强的普遍性。总而言之，有几个严重的问题：

1.1 锅炉出力不足

这个问题非常严重，有的锅炉的出力只有设计值的60%，甚至更低。

1.2 效率低

与鼓泡流化床锅炉不同，循环流化床锅炉的效率相对较高，一般可达到80～85%。然而，相比之下，煤粉锅炉的效率（90%左右）更好一点。

1.3 床温过高

循环流化床的设计温度是850～900℃，但实际运行的床层温度一般在950℃以上，甚至超过1000℃。对于易焦煤来说，这个问题是很突出。

l.4 分离器和回料器问题

关于分离器则存在两个主要问题：分离效率低，以及磨损情况严重，回料器的可靠性不高，甚至会有堵灰现象。

1.5 自动化水平低

一般而言，主要存在三个方面的问题：即是燃烧条件差、炉内传热的实际工况与设计工况不符，以及分离器和回料系统存在较大问题。

2 原因探讨

由于基础研究工作的不足导致这些问题的发生，而不是通过一系列完整的半工业试验来验证和纠正从实验室模型试验中所得的数据，并且将部分实验室数据和实验室数据应用于商用循环流化床锅炉的设计。此外，关键设备的结构设计还不成熟。具体而言，有以下几点：

2.1 对床内气固两相流功特性没有深入研究

循环流化床内气固两相流动特性十分复杂，其不同于煤粉炉气相对均匀的状态，也不同于鼓泡床有明显的密相区和稀相区，其颗粒浓度沿床的高度方向呈非线性递减分布。更重要的是，粒子沿床的横截面方向存在明显的不均匀，靠近壁面区域的粒子浓度的几倍到几十倍。此外，颗粒运动特性复杂，炉膛中心区的粒子向上运动，而在壁附近的粒子则向下回落，炉膛出口存在气固两相运动的旋涡区。

对循环流化床气固两相流动特性进行了细致的分析和定量研究，是研究循环流化床燃烧特性和传热特性的基础，然而国内对这方面的研究工作还不十分深入。

2.2 没有真正掌握床内传热特性

床内传热特性与床内气固两相流动特性密切相关，在对床内气固两相流动特性的没有充分认识的情况下，不可能深入研究床内的传热特性，另一方面，实验室热态试验数据不能反映循环流化床锅炉的传热特性。

现如今，国内在循环流化床传热计算方面存在两种办法：①通过热试验室获得的传热系数来计算校正后来计算；②用鼓泡床传热计算的经验进行对照比较而得出相关数据进行计算。但是这两种方法均不精确，对于很大容量的循环流化床锅炉，实际传热系数与实验室试验结果之间的差距比较大，与此同时，由于鼓泡床锅炉容量非常小，也失去了鼓泡床对照比较的依据。

2.3 对床内动态特性没有充分研究

床内动态特性主要是指一、二次风配比对燃烧和传热的影响，以及如何通过一、二次风调节来控制锅炉出力。掌握床内动态特性的基础上，优化了负荷调节性能，然而，对该问题我们只有一些定性的认识，没有认真进行定量研究。

2.4 热力计算方法

现如今，国内循环流化床锅炉热力计算是利用前苏联1957年热力计算标准中引用鼓泡床的设计经验，加上一些试验数据，计算方法是否适用于循环流化床锅炉，还没有得到认真研究。

2.5 自动控制

循环流化床锅炉控制系统是一个多参数、非线性、时变、复杂的多变量耦合系统。现如今，国内外循环流化床锅炉的自动化水平很低，一方面是由于控制参数本身的变化规律尚未完全掌握，另一方面，研究还没有完全结合循环流化床锅炉的特性。

3 对循环流化床锅炉研制中的几个主要问题的看法

3.1 分离器问题

分离器是循环流化床锅炉设备的关键，循环流化床锅炉要想实现一系列的技术参数，如循环倍率、燃烧效率、脱硫效率、床温、床压、以及燃料适应性等，都必须利用分离器的高效运行来完成。分离器技术水平在很大程度上决定了循环流化床锅炉的技术水平。

对循环流化床锅炉的初期往往选择的分离器是旋风分离器，因为在技术上成熟的旋风分离器，结构简单，分离效率高。然而，在循环流化床锅炉运行过程中旋风分离器存在一系列的问题，其中包括：耐高温隔热材料和耐磨能力不足，旋流器内衬磨损严重，经常出现在旋风分离器内后燃现象，甚至会出现烧毁现象，保温材料的热惯性大，启停时间长，负荷变化速度慢。加上旋风分离器不利于大型循环流化床锅炉，基本上抛弃了旋风分离器，转而研究各种新型分离器。

现如今，有各式各样的分离器用于循环流化床锅炉，其中包括各种撞击式分离器、平面流分离器和百叶窗分离器，甚至有一些系统是非常复杂的两级或多级分离器。而这些分离器也不能很好地解决磨损等问题，而且分离效率很低。分离效率直接影响循环流化床锅炉燃烧效率，低燃烧效率是制约循环流化床锅炉发展的重要因素之一。

3.2 外置式热交换器与回料阀

外置式热交换器不但可回收灰渣物理热，而且可以快速控制调节负荷与床温，是循环流化床锅炉的重要设备。但在国内，循环流化床锅炉内部并没有安置外置式热交换器，其中主要因为：一方面，对外置式热交换热器的设计原则和结构特点没有充分把握，另一方面，外部型交换热器对回料阀的要求极高，而国内的物料回送装置不完善，不能做到根据参数的变化作出调整，有时会出现堵灰现象。流化床锅炉的性能是非常重要的，并且还需要重视外置式热交换器和回料阀的设计。

3.3 床内脱硫

床内加钙固硫是循环流化床锅炉的特出优点之一，关于高硫煤，床内加钙固硫就显得特别重要。并且国内对这个问题也要有了统一的认识，也做了一些实验室规模的试验研究，甚至做了一些工业试验，但是，在循环流化床锅炉的运行过程中并未正式使用。

脱硫系统的设计是一个复杂的问题，它不仅包括脱硫剂的粉碎、给料等硬件的设计，还需要考虑加燃烧和传热脱硫剂的影响。脱硫系统的设计是循环流化床锅炉设计的不可缺少的一个组成部分，只有真正解决了脱硫系统所出现的问题，循环流化床锅炉才可以保证它在其领域不可动摇的地位。

4 结束语

在鼓泡床锅炉的研究过程中走过不少的弯路，在技术条件尚未成熟的情况下一拥而上，在操作过程中遇到的问题不能冷静客观进行技术分析，上述问题非常值得我们思考。

在处理循环流化床锅炉存在的问题时，我们不能盲目乐观，认为前景是光明的，也不能因为问题发生得比较多，就放弃对问题的探究，而是在使用过程中要仔细分析，找出原因，认真研究并逐一解决。只有这样，循环流化床技术才能健康发展。相信通过不懈的努力，我国可以开发出新一代适合我国煤炭资源特点循环流化床锅炉。

[1]冯俊凯.循环流化床燃烧锅炉大型化中一些问题探讨.锅炉技术，1993，7.

[2]朱国祯，等.国内循环流化床锅炉现状与存在问题.锅炉技术，1993，12.

[3]章名耀，等.关于我国发展先进燃煤发电技术的建议.动力工程，1999，2.

[4]李道林.增压流化床燃烧技术的发展与前景.动力工程，1994，2.

[5]陆定原.1986～1992年科研攻关推动电站锅炉产品的发展.发电设备，1994，5.

文献标识码：A

1004-7344（2016）16-0249-02

2016-4-28

边效科（1974-），男，工程师，大专，主要从事各种设备安装，如锅炉、硅铁炉、名种压力管道安装等项目施工工作。