循环流化床锅炉施工特点及运行研究

郭庆江

摘要：循环流化床锅炉目前的使用率较高，也是热电厂行业发展与研究的重点，合理进行循环流化床施工是发挥其作用的关键。本文主要对循环流化床锅炉施工特点及运行情况予以分析，分析了循环流化床工作原理、循环流化床施工特点以及运行中可能遇到的问题，便于更好的指导同类型循环流化床锅炉施工及运行，保证其施工效果与运行质量。

关键词：循环流化床;锅炉施工;施工特点;运行管理

所谓的流态化是指气体或液体按照一定速度向上流过固体颗粒层时，固体颗粒层会表现出类似液体状态的现象，循环流化床锅炉是以流态化研究原理为基础。循环流化床锅炉是采取流态化燃烧方式的一类锅炉，简单地说是采用半悬浮燃烧的方式运行[1]。从循环流化床锅炉组成方面分析，除了锅炉本体外，还包括相关的锅炉辅助设备，明确循环流化床锅炉施工特点能够保证锅炉本体与辅助设备的有效施工，为后续锅炉的安全运行奠定基础。本文结合笔者自身工作经历，对循环流化床锅炉施工特点及运行的有关问题展开分析，为同类型锅炉施工与运行提供参考。

1、循环流化床工作原理分析

明确循环流化床工作原理才能更好地指导循环流化床的施工与运行管理。在流化原理的基础上，通过流态化方式完成燃烧，并进行脱硫。脱硫原理如下：循环流化床是通过石灰石炉内燃烧完成脱硫，即煤中的硫能够在炉膛内反应后生成二氧化硫与相关的硫化物;一定粒度范围内的石灰石会逐步进入炉膛，石灰石经过高温加热后形成煅烧反应，形成较多孔疏松的氧化钙，氧化钙可吸收二氧化硫，生成硫酸钙，硫酸钙会逐步堵塞孔隙，持续性覆盖在氧化钙表面，实现脱硫[2]。脱硫之后，能够依靠辐射传热、气体对流换热、颗粒对流换热等方式达到传热目的。

2、锅炉概况及特点分析

以某锅炉厂生产的循环硫化床锅炉为例进行分析，其具有单汽包自然循环、超高压、一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣等特点。从参数方面分析，在锅炉最大连续蒸发量背景下过热蒸汽流量可达到465t/h，该循环流化床锅炉对应的汽轮发电机组容量为135MW，能够完成汽轮机定压下的正常启动与运行。本次研究中的锅炉为循环流化床燃烧技术，通过高温绝热分离器完成循环物料的有效分离，并在平衡通风背景下燃烧。

从锅炉组成方面分析，其包括炉膛、自平衡“U“型回料阀、高温绝热分离器以及尾部对流烟道。通过膜式水冷壁作为整个燃烧过程中的蒸发受热面，水循环方面采用的是自然循环、单汽包、单段蒸发系统。通过水冷布风板与直径大较钟的罩式风帽，保证了循环流化床能够更均匀的完成布风，减少运行中可能出现的堵塞、结焦风险，而且采取上述方式有利于后续的维修与保养。为提高蒸发受热面，该锅炉燃烧室内采用双面水冷壁，从提高过热器系统和再热器系统的辐射传热性方面考虑，整个燃烧室内安装了屏式Ⅱ级过热器、屏式热段再热器，更加灵活地在锅炉燃烧过程中调节锅炉过热汽温、再热汽温，提高整个锅炉的燃烧效率[3]。

锅炉中包括2个高温绝热分离器，其内径达到8.08米，将一个非机械型回料阀安装在高温绝热分离器回料腿下，通过自平衡方式完成回料，通过高压风机单独提供流化密封风。上述不同部分共同组成了物料热循环回路，这也是整个循环流化床锅炉的关键。根据前述分析的循环流化床工作原理，煤同石灰石通过燃烧后脱硫，烟气利用分离器净化，然后进入到尾部烟道。锅炉中包括膨胀中心，合理选择性能较好的非金属膨胀节，使用其对不同烟气、物料对应烟道予以连接，解决热胀冷缩过程中可能引起的局部移位与密封，保证整个锅炉中心良好的密封性能。从整个锅炉的密封性能方面分析，充分利用技术成熟的密封技术对穿墙部位加以分析，提高整个锅炉的密封性能。

本次所使用的锅炉循环流化床具有多方面的优势，如能够保证低硫排放、燃烧效率较高、降低氮氧化合物的排放，能够满足多种类型燃料的燃烧。针对整个循环流化床的局部采取防磨措施，提高整个锅炉的安全运行效果。比如料腿内表面、高温绝热分离器表面、下部燃烧室内表面、双面水冷壁表面等。风帽包括内管（小直径）与外罩（大直径），并通过螺纹连接，保证流化均匀性，安装与维修更加便捷，不易堵塞。通过床上与床下启动燃烧器相结合的方式，提高启动响应速度，降低燃烧消耗。

3、循环流化床锅炉不同结构施工特点与运行情况分析

循环流化床在施工阶段包括多项内容，同时在运行过程中也可能出现相关问题，这些都要求掌握不同施工特点以及运行潜在问题，具体分析如下：

3.1密封性施工与运行分析

循环流化床在施工过程中对整个锅炉的密封性要求较高，锅炉炉膛内采用正压燃烧，而较多构件需要与锅炉炉膛连接，如风管道、油枪、物料管道、测点等，这些如果与锅炉炉膛施工中密封不可靠，则可能引起物料外漏，燃烧效率以及燃烧环境等都会受到影响。施工过程中需要注重不同焊接点的密封性，包括给煤口、二次风口、床上点火器接口、回料阀接口等，规范进行严密性试验分析，确保不同连接部位与锅炉炉膛具有完整的密封性。

针对床下点火燃烧器非金属膨胀节的安装，需要注意在运行中可能出现膨胀节烧坏问题，不仅需要保证整个安装过程中的密封性，同时在膨胀节安装期间，合理使用保温材料，设置钢丝网，实现对整个膨胀节的保护[4]。

3.2旋风分离器安装与运行分析

循环流化床的正常工作离不开旋风分离器，整个锅炉的系统安装、运行、故障情况等都会受到旋风分离器的影响。本次在旋风分离器施工中选择地面组合形式，需要在锅炉封顶前将其吊入，根据施工进度及时组合分离器锥段与直段，分片吊装与组装出口与出口的烟道分片。安装回料阀时需要保证与炉膛有一定的距离，仔细核对精准非金属补偿器的安装位置，避免非金属补偿器错位等引起膨胀节的损坏。

3.3保温交叉施工分析

施工過程中存在一定的交叉内容，为保证施工进度，可采取分段施工与交付方法，即先完成炉膛、分离器等施工;地面浇筑冷渣器顶盖，吊装施工;旋风分离器顶盖、分离器进出口顶部需要先行完成安装与加固，完成烘炉后进行顶板施工。需要注意的是运行期间可能因为不同部位膨胀性不同出现顶板撕裂，施工中需要保证整个焊接质量。

3.4风帽施工与运行

循环流化床中的冷渣器、回料阀、风室水冷壁都需要布置风帽，风帽施工中需要根据设计图纸，保证安装位置的准确性，检查安装高度、固定方式以及安装角度。风帽施工中避免出现角度偏差影响物料流化效果。风帽安装完成后做好防护，避免风帽孔眼出现堵塞，影响正常通风。

3.5循环流化床试运行常见问题分析

回料阀在试运行过程中可能因为吊杆固定后无法调节，工作状态下出现振动;尾部受热面在试运行过程中可能出现低频共振，可能与安装有关，也有可能是在试运行阶段尾部受热面存在灰，随着燃烧的进行，尾部受热面低频共振问题消失。针对施工中不同区域可能出现的受热后局部撕裂问题，视情况可对局部采用分段式施工，避免整体膨胀系数不同出现撕裂。

结束语

循环流化床锅炉施工前需要结合具体情况，分析其施工特点，通过试运行发现可能出现的问题，通过分析可能问题，灵活调整施工方案，更好的保障施工进度与后续运行可靠性。

参考文献

[1]余卫.循环流化床锅炉内衬浇注施工探讨[J].科技风，2020（10）：119.

[2]马可.220t/h循环流化床蒸汽锅炉模块化吊装施工技术研究[J].佳木斯职业学院学报，2019（04）：259-260.

[3]刘聪，白月，顾杨杨，王金龙.410t/h循环流化床锅炉风量选型及配风管道安装设计[J].电站系统工程，2019，35（02）：46-48.

[4]张占权.浅谈130t/h循环流化床锅炉安装施工技术[J].建材与装饰，2017（36）：230-231.