【文章內(nèi)容簡介】 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，或施工工藝不合理，或烘爐和點火啟動過程中溫控不好，升溫、降溫過快，導致 耐火材料內(nèi)襯中蒸發(fā)的水氣不能及時排出，或耐火內(nèi)襯中熱應(yīng)力過大，而造成耐火內(nèi)襯破裂和脫落。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，返料器不能正常運行，嚴重影響鍋 爐的正常運行，造成蒸發(fā)量下降，飛灰含碳量增加，鍋爐燃燒效率下降，影響鍋爐安全運行。 實踐證明 在 新投運鍋爐首次點火投煤前或每次對耐火層進行較大范圍修補后，按照耐火材料供貨商提供的養(yǎng)護工 藝曲線進行嚴格的加熱養(yǎng)護，能更好的保證 耐火材料達到正常的設(shè)計使用壽命。 對燃煤粒徑要求嚴格 西安交通大學網(wǎng)絡(luò)教育學院論文 8 一般鼓泡床鍋爐燃煤粒徑范圍為 0— 10mm，平均粒徑為 5mm 左右，對粒徑的分布要求不嚴；循環(huán)流化床鍋爐燃煤粒徑范圍要求在 0— 8mm，平均粒徑為 — ，對煤粒徑的分布有一定的要求。如果達不到要求，將帶來許多不良后果，如鍋爐達不到設(shè) 計 蒸發(fā)量，飛灰含量高，尾部受熱面磨損嚴重等。 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 8~10kPa 左右。床壓直接影響床內(nèi)流化、燃燒和傳熱。如，當床壓過高時，表征爐內(nèi)床料量過多，將導致供風系統(tǒng)特性曲線點遷移，入爐（流化）風量自動減少，使運行氣速下降，導致床內(nèi)流化不良。因此，在運行時應(yīng)保持床壓的相對穩(wěn)定，這時通過從爐底連續(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）達到動態(tài)平衡而實現(xiàn)的。最佳床壓值應(yīng)由燃燒調(diào)整試驗確定。 床溫主要與負荷、運行氣速、風量配比、回灰量、入爐煤和石灰 石粒徑分布等運行因素有關(guān)。煤耗提高燃燒效率，強化傳熱，減少 CO 和 N2O排放量，應(yīng)以較高的爐膛溫度運行；而從脫硫、降低 Nox 和 防止爐膛結(jié)渣考慮，床溫又不能過高。因此應(yīng)依煤種、爐型來選擇適當?shù)倪\行床溫，燃用無煙煤等難燃煤種時的床溫應(yīng)高一些，以增加飛灰的燃盡度，但脫硫煤效率難免受到影響。床溫的上限應(yīng)比燃煤灰分的初始變形溫度低 100~150℃，以避免灰渣局部燒結(jié)；這一點對灰熔融性溫度較低的煤種應(yīng)予特別注意。 實踐證明合理調(diào)節(jié) 一、二次風及配比是循環(huán)流化床鍋爐運行的主要調(diào)節(jié)手段之一。如：當負荷不變，調(diào)大一次風量時（二 次風量相應(yīng)減?。?，下部床溫降低，適宜的風量配比是獲得鍋爐穩(wěn)定運行和最佳燃燒、脫硫、抑氮工況的基礎(chǔ)條件。風量配比與煤種、爐型及布置有關(guān)，一般一次風量約占 60%左右。在運行中，二次風一般在濃相區(qū)的上部供入，使其風口以下形成一個缺氧燃燒區(qū)，減少 NOx 的生成量。二次風的供入，不僅補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作用，使爐內(nèi)氧濃度合理分布，有利于燃燒和脫硫反應(yīng)。同時，一、二次風量配比也可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)爐膛上部燃燒份額。 西安交通大學網(wǎng)絡(luò)教育學院論文 9 3 循環(huán)流化床鍋爐運行事故分析及處理 循環(huán)流化床鍋爐 流化 技術(shù)分析 利用氣固 兩相流化床工藝實現(xiàn)固體燃料燃燒導致的 SO2 及 NOx 排放問題及低熱值燃料的燃燒問題而開發(fā)出來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 850~950℃（加脫硫劑時）或 900~1050℃（不脫硫劑時），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散條件，而且更加受控于床溫因素，即化學動力學條件。 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 世紀末，已運和的最大機組電功率為 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）。后者是指在幾個或十幾個大氣壓下工作的流床燃燒工藝；它也有鼓泡床（ PBFB）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)特點如下表： 流化床類別 ABFB ACFB PBFB PCFB 燃料粒徑 見① 煤種變化適應(yīng)性② 好 優(yōu)于 ABFB 好 靜止床層高度（ m） ~ ~ ~2 空床流化氣速（ m/s） 最大 3~ 最大 4~6 最大 ~1 ~ 爐膛底部流化床形態(tài) 鼓泡床 湍流床 ?低負荷可能 轉(zhuǎn)為介于 ABFB 和ACFB 之間 強湍流床 西安交通大學網(wǎng)絡(luò)教育學院論文 10 鼓泡床 爐膛上部流動形態(tài) 稀相氣 力輸送 細?？焖俅? 爐膛底部埋管受熱面 必須有，磨損嚴重 可以不設(shè) 必須有，磨損輕微 可以不設(shè) 給煤點數(shù) 多 少 少 更少 床上二次風率（ %） ~15 ~40 0 30~40 飛灰 /循環(huán)灰循環(huán)倍率 一般 1 高溫灰 20~40 中溫灰 10~20 無 飛灰燃盡度 較差 好 好 好 最低負荷率（ %） ~33 30 30 脫硫率（ %） ~80（ Ca/S≈2） ~90（ Ca/S≈） 90（ Ca/S≈2） NOx排放濃度（ mg/m3）(標 ) 一般 300 一般 150 140~280 一般 100 爐 膛及燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 簡單 較大 \復(fù)雜 體積大 為縮小 注： ①一般破碎到篩網(wǎng)孔徑 6mm 至 15mm 全部通過 ,依煤種及其含盔甲 分而定 .增壓流床燃煤粒徑宜取低值。 ②因流化床燃燒溫度低于煤灰開始變形溫度（ DT），故正常運行無爐膛結(jié)渣。 由于采用較高的運行氣速，爐內(nèi)流化狀態(tài)呈湍流床（底部）至快速床（上部爐膛），氣 /固之間滑移速度增大、湍動混合加劇，并且由于高溫灰的循環(huán)倍率（循環(huán)灰流量 /給煤量）達到 20~40 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，從而導致了循環(huán)床燃燒的下述優(yōu)點：①床內(nèi)物料橫向傳遞相對迅速，給煤點可相對減少；②爐膛上下床溫均勻，燃燒反應(yīng)強化，細粒燃料因循環(huán)而在爐內(nèi)停留時間增加，故可獲得較高的飛灰燃盡率；③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，故西安交通大學網(wǎng)絡(luò)教育學院論文 11 使爐膛底部密相區(qū)可不設(shè)或少設(shè)埋管受熱面，免除了埋管磨損問題；④在同樣條件下（ Ca/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。 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 的排放問題。 爐膛爆炸事故 鍋爐爐膛或煙道內(nèi)燃料突然強烈燃燒或熄火，燃氣壓力驟增或驟減，超過爐墻或煙道內(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，導致急劇不可控的爆炸性燃燒，燃氣體積迅速膨脹，使爐墻或煙道向外爆裂。后者是爐膛滅火，煙氣體積隨溫度降低迅速減小，這時，如送、引風機調(diào)整不當引風機抽力瞬間過大，使爐墻或煙道承受很大的負壓力而向內(nèi)爆裂（大容量鍋爐易出現(xiàn)此問題）。爆裂危害很大，特別是外爆，不僅會造成爐膛或煙道破裂，鍋爐的鋼架彎曲或斷裂，也會使有關(guān)的受熱面管子破壞和造成人身傷亡，修復(fù)工作困難，停用時間長，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，繼續(xù)送入燃料，使爐內(nèi)燃料與空氣比（即煤粉濃度）增大，達到一定程度并被引燃 形成爆炸。目前對鍋爐的爐膛結(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)計瞬態(tài)承壓能力，國內(nèi)外均按不超過177。 考慮，即使如此，也不能承受煤粉爆然所產(chǎn)生的壓力。另外，爆炸的強烈程度和規(guī)模取決于點燃時的可燃物量和瞬間混入的空氣量。在煤粉爐中，當煤粉 /空氣混合物濃度處于 ~，爆炸的可能性和危害性就很大，濃度大于 1 kg/m3 時，爆炸產(chǎn)生的壓力反而見效，小于 kg/m3 時，一般不會爆炸。氣粉混合物中相對含氧量，對可爆性也有影響，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，含氧量小于 14%時，一般無爆炸危險。其次是在爐內(nèi)已積存的燃料被突然引燃而爆燃，如點火前已有油、可燃氣體或煤粉漏入爐膛，未進行吹掃即點火，或反復(fù)點火未成功，以及油槍霧化不良、點火能量小，鍋爐長期在低負荷下運行、個別燃燒器滅火等，都可能在鍋爐內(nèi)不同部位上積存燃料，當這些積存的燃料，被增大的通風或吹灰等擾動時也會形成爆燃。運行中媒質(zhì)變化、風煤比失調(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，還有可能是送風機跳閘和起、停爐過程中 操作不西安交通大學網(wǎng)絡(luò)教育學院論文 12 當，使爐內(nèi)平衡通風破壞，瞬間負壓過大等。 預(yù)防措施 主要是防止爐膛滅火及滅火后能正確處理，停止向爐內(nèi)送入燃料，進行吹掃后再按規(guī)定點火。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)，如爐膛壓力保護和火焰監(jiān)視器等。對較大容量的鍋爐應(yīng)配置較完善的爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)，它具有對爐膛火焰監(jiān)視、報警、自動定時吹掃以及爐膛壓力保護、滅火保護、自動切除燃料（ MFT）等功能，是防止爐膛外爆最有效的手段之一。在防止內(nèi)爆方面，除對爐膛和煙道的強度設(shè)計應(yīng)考慮低煙氣流量下引風機可能產(chǎn)生的最大抽力外，在控制系統(tǒng)上應(yīng)對爐膛壓力信 號傳誦給引風機的控制系統(tǒng)，使其在負壓過大時直接閉鎖和減載