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0、引  言
    循環(huán)流化床（以下簡(jiǎn)稱CFB）鍋爐做為一種高效率、低污染和良好綜合利用的燃煤技術(shù)，由于它在煤種適應(yīng)性和變負(fù)荷能力以及污染物排放上具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在近年來(lái)得到了快速的發(fā)展。紅河電廠作為做為我國(guó)國(guó)產(chǎn)化第一臺(tái)和第二臺(tái)300MW CFB項(xiàng)目，兩臺(tái)機(jī)組分別于2006年6月和2006年8月通過(guò)168小時(shí)試運(yùn)，投入商業(yè)運(yùn)行，運(yùn)行兩年多以來(lái)，1號(hào)機(jī)組連續(xù)運(yùn)行最長(zhǎng)293天，2號(hào)機(jī)組連續(xù)運(yùn)行最長(zhǎng)142天。
    循環(huán)流化床鍋爐做為一種新的燃燒技術(shù)，與傳統(tǒng)煤粉爐相比，由于燃燒原理的不同在運(yùn)行和事故處理方面也有很多的不同，下面和大家一同探討。
1、設(shè)備簡(jiǎn)介
    CFB鍋爐可分為兩部分。第一部分由爐膛（流化床燃燒室）、氣固分離設(shè)備（旋風(fēng)分離器）、同體物料再循環(huán)設(shè)備（回料閥）和外置式換熱器（以下簡(jiǎn)稱外置床）（內(nèi)部布置有低溫、中溫過(guò)熱器、高溫再熱器受熱面）等組成，上述部件形成了一個(gè)物料外循環(huán)回路。第二部分為尾部對(duì)流煙道，布置有高溫過(guò)熱器、低溫再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等，與常規(guī)煤粉爐相近。
    紅河電廠鍋爐主要由單爐膛，4臺(tái)高溫絕熱旋風(fēng)分離器、4臺(tái)回料閥、4臺(tái)外置床、尾部對(duì)流煙道、4臺(tái)冷渣器和1臺(tái)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器等部分組成。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    單爐膛采用褲衩腿、雙布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，爐膛內(nèi)蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁及水冷壁延伸墻結(jié)構(gòu)。在爐膛上部左右兩側(cè)各布置有2個(gè)高溫絕熱旋風(fēng)分離器，每個(gè)高溫絕熱旋風(fēng)分離器回料腿下布置一個(gè)回料閥和一個(gè)外置床，分離器分離下來(lái)的循環(huán)物料，分別進(jìn)入回料閥和外置式換熱器，再分別以高溫物料和“低溫”物料的狀態(tài)返回爐膛，從而實(shí)現(xiàn)了床溫調(diào)節(jié)和再熱汽溫調(diào)節(jié)的目的。
    做為大型的循環(huán)流化床鍋爐，為了解決受熱面布置困難的矛盾，除在鍋爐尾部對(duì)流煙道中布置有高溫過(guò)熱器、低溫再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器外，將其余的受熱面布置在外置式換熱器內(nèi)。紅河電廠4臺(tái)外置床其中靠近爐前的兩個(gè)布置有高溫再熱器和低溫過(guò)熱器，其主要作用是用來(lái)調(diào)節(jié)再熱汽溫；靠近爐后的兩個(gè)布置有中溫過(guò)熱器I和中溫過(guò)熱器Ⅱ，其主要作用是用來(lái)調(diào)節(jié)床溫。
2、循環(huán)流化床的磨損
    受熱面的磨損是由沖刷、沖擊和微震磨損造成的。水冷壁的磨損主要是由物料、煙氣與管束沖刷引起的，外置床受熱面的主要問(wèn)題是由于微振造成的傳熱管壁的磨損。CFB鍋爐相對(duì)常規(guī)煤粉爐來(lái)說(shuō)，最大的特點(diǎn)是循環(huán)物料量大，循環(huán)物料的顆粒大，爐內(nèi)的擾動(dòng)強(qiáng)烈，所以受熱面磨損程度大。尤其是爐膛內(nèi)的水冷壁及水冷壁延伸墻和外置床內(nèi)的受熱面，在運(yùn)行的過(guò)程中當(dāng)受熱面表面的耐磨材料磨穿而繼續(xù)磨損受熱面時(shí)，就會(huì)造成管壁破裂，形成受熱面泄漏事故。
    CFB鍋爐與常規(guī)的煤粉爐相比最大的不同就是受熱面的磨損比較嚴(yán)重，機(jī)組絕大多數(shù)非計(jì)劃停運(yùn)都是由于受熱面泄露所致，主要是爐膛內(nèi)水冷壁以及布置在外置床內(nèi)經(jīng)常受物料循環(huán)磨損的受熱面泄露引起的。由于結(jié)構(gòu)上的不同CFB鍋爐受熱面泄露的處理方法與常規(guī)煤粉爐也不太相同，因此值得我們進(jìn)一步地探討。而布置在尾部對(duì)流煙道內(nèi)受熱面，由于受到的磨損輕得多，實(shí)際上不經(jīng)常發(fā)生泄漏，即使發(fā)生了泄漏，由于對(duì)鍋爐內(nèi)部的燃燒循環(huán)并不造成影響，實(shí)際的處理過(guò)程與常規(guī)煤粉爐相似，在此不進(jìn)行特別的討論。
3、循環(huán)流化床受熱面泄漏的處理
3.1水冷壁泄漏的處理
    首先根據(jù)運(yùn)行參數(shù)判斷水冷壁是否發(fā)生了泄漏，由于CFB鍋爐在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，即使發(fā)生了水冷壁受熱面的泄漏，由于CFB鍋爐在運(yùn)行時(shí)爐膛內(nèi)部是正壓，所以在鍋爐本體上并沒(méi)有像常規(guī)煤粉爐一樣開(kāi)設(shè)有觀察孔，整個(gè)鍋爐封閉很?chē)?yán)，同時(shí)由于CFB鍋爐內(nèi)部有很多的物料，在運(yùn)行時(shí)要維持內(nèi)部物料的流化，建立正常的物料循環(huán)，一、二風(fēng)機(jī)出口的風(fēng)壓維持較高，因此鍋爐就地的噪音比常規(guī)煤粉爐要大得多，要通過(guò)就地檢查發(fā)現(xiàn)水冷壁受熱面泄漏實(shí)際上比較困難，在實(shí)際運(yùn)行中曾經(jīng)發(fā)生監(jiān)盤(pán)中已經(jīng)確認(rèn)水冷壁受熱面發(fā)生了較大的泄漏，但是在就地檢查并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常，因此，對(duì)于CFB鍋爐，主要通過(guò)分析DCS各運(yùn)行參數(shù)的變化，以判斷水冷壁受熱面是否發(fā)生了泄漏。
    根據(jù)水冷壁泄露程度的大小對(duì)爐膛內(nèi)床料流化程度、爐膛溫度的影響，應(yīng)采取不同的處理方法，以減小處理過(guò)程中對(duì)鍋爐汽包造成的影響，在整個(gè)處理的過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)汽包上下壁溫差的監(jiān)視。
3.1.1現(xiàn)象
    1)泄漏的瞬間會(huì)引起爐膛負(fù)壓的突然增大，引風(fēng)機(jī)出力增加。
    2)給水量與蒸汽量相矛盾，泄漏量大時(shí)，必須啟動(dòng)補(bǔ)水泵來(lái)維持汽包水位。
    3)煙氣的含氧量降低。
    4)泄漏側(cè)的床溫會(huì)下降，泄漏量大時(shí)會(huì)引起兩側(cè)床壓的波動(dòng)。
3.1.2處理方法
3.1.2.1如果泄漏量小，汽包水位能夠維持，采取逐步停爐方式
    1)鍋爐降低至最低負(fù)荷，汽壓給定值降至9MPa以下。
    2)鍋爐降低負(fù)荷后，通過(guò)冷渣器排出爐膛內(nèi)的床料。
  3)停止給煤機(jī)，一次風(fēng)量維持在最小流量以冷卻床料，且繼續(xù)排渣。
  4)當(dāng)床料溫度小于300℃，鍋爐受壓部件沒(méi)有過(guò)熱危險(xiǎn)時(shí)停爐。
    5)將爐膛內(nèi)的床料完全排空，以防止床料結(jié)塊。
在實(shí)際事故處理過(guò)程中，為了縮短檢修工期，考慮到機(jī)組的下次啟動(dòng)，實(shí)際中并不將全部的床料排出，而是在事故處理時(shí)，通過(guò)爐內(nèi)各參數(shù)的變化，判斷出哪側(cè)水冷壁發(fā)生了泄漏。一般事故處理時(shí)，降低煤量后，左右維持側(cè)相同的煤量，隨著煤量的降低，床溫下降，泄漏側(cè)床溫會(huì)下降的較快，同時(shí)泄漏側(cè)的床壓會(huì)顯示的比較高，為了維持正常的流化，兩側(cè)床壓的平衡，泄漏側(cè)需要維持較大的一次風(fēng)量，同側(cè)的一次風(fēng)門(mén)擋板開(kāi)度會(huì)比較大。在處理的過(guò)程中通過(guò)調(diào)整一次風(fēng)量，二次風(fēng)量將泄漏側(cè)的床料盡量吹至未泄露側(cè)，判斷將大部分的床料吹至未泄露側(cè)后，再將泄漏側(cè)的床料排出。為了防止水汽進(jìn)入冷渣器，導(dǎo)致冷渣器內(nèi)物料板結(jié)，一般將冷渣器的進(jìn)口管割開(kāi)，直接將床料排在地面上。在鍋爐未放水之前，盡量以小一次風(fēng)量維持爐內(nèi)床料的流化。鍋爐放水以后，待鍋爐冷卻后，可停止?fàn)t側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，聯(lián)系檢修進(jìn)入爐內(nèi)進(jìn)行檢查。除了檢查泄漏的水冷壁外，同時(shí)確認(rèn)未泄漏側(cè)的床料是否有板結(jié)現(xiàn)象，安排檢修計(jì)劃。
3.1.2.2如果泄漏量大，汽包水位低，鍋爐MFT將動(dòng)作
    1)維持給水量為額定值的15%，向鍋爐上水。
    2)觀察爐內(nèi)床料的流化情況，減小一次風(fēng)量盡量維持床料的流化，觀察爐膛溫度的下降情況。
    3)若水冷壁泄漏量大，導(dǎo)致泄露測(cè)的床料無(wú)法流化，將引起爐膛內(nèi)溫度的急劇下降，此時(shí)應(yīng)密切監(jiān)視汽包上下壁溫度的變化。
    4)水冷壁泄漏量大，床料無(wú)法流化，爐膛溫度急劇下降時(shí)，嚴(yán)禁用冷渣器排渣，以防止水汽進(jìn)入冷渣器，導(dǎo)致冷渣器內(nèi)物料板結(jié)。
    5)若由于爐膛內(nèi)床料不流化，爐膛內(nèi)溫度低，引起汽包上下壁溫差增大時(shí)，應(yīng)停止?fàn)t側(cè)風(fēng)機(jī)，維持一臺(tái)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，關(guān)閉爐側(cè)風(fēng)門(mén)，這種處理方法與常規(guī)煤粉爐停爐后的處理相類似。
    6)風(fēng)機(jī)停運(yùn)后，鍋爐壓力接近0時(shí)，停止鍋爐給水。
    7)待汽包上下壁溫差減小后，可啟動(dòng)爐側(cè)風(fēng)機(jī)對(duì)爐膛進(jìn)行冷卻，時(shí)間可按常規(guī)煤粉爐停爐后自然通風(fēng)，強(qiáng)制通風(fēng)的時(shí)間來(lái)控制。
    8)待爐膛溫度下降后，停運(yùn)爐側(cè)風(fēng)機(jī)，開(kāi)啟爐膛人孔門(mén)，可安排人員對(duì)爐膛內(nèi)板結(jié)的床料進(jìn)行清理。
    9)爐膛內(nèi)床料清理結(jié)束，再次啟動(dòng)前，應(yīng)啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)，對(duì)爐膛內(nèi)風(fēng)帽的流化情況進(jìn)行檢查。
3.2外置床內(nèi)受熱面泄漏的處理
3.2.1現(xiàn)象
    1)給水量與蒸汽量不符。
    2)引風(fēng)機(jī)出力增加。
    3)外置床內(nèi)床料溫度降低。
    4)泄漏點(diǎn)之后過(guò)熱器內(nèi)蒸汽溫度上升。
    5)由于外置床布置在爐膛的四周，同時(shí)在外置床的兩側(cè)均開(kāi)有人孔門(mén)，里面的受熱面泄漏時(shí)，就地檢查現(xiàn)象一般比較明顯，外置床內(nèi)會(huì)聽(tīng)到明顯的泄露聲，從人孔門(mén)處會(huì)有蒸汽泄露出來(lái)，
3.2.2處理方法
    1)降低鍋爐出力之最低值，降低鍋爐的壓力。
    2)關(guān)閉泄露外置床進(jìn)口的錐形閥。
    3)當(dāng)床料溫度小于300℃，鍋爐受壓部件沒(méi)有過(guò)熱危險(xiǎn)時(shí)停運(yùn)一次風(fēng)機(jī)，二次風(fēng)機(jī)，維持流化風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，將泄露外置床內(nèi)的床料盡快排出，排完后，停運(yùn)所有風(fēng)機(jī)。
  4)在停運(yùn)風(fēng)機(jī)前，鍋爐受熱面內(nèi)必須維持一定的壓力，以防止外置床內(nèi)的床料通過(guò)泄露的受熱面進(jìn)入受熱面的內(nèi)部，影響機(jī)組的下次啟動(dòng)。
    5)爐側(cè)風(fēng)機(jī)停運(yùn)，外置床內(nèi)床料排完后，再安排鍋爐的放水。
    6)安排人員對(duì)泄露外置床進(jìn)行檢查，若泄露較大，還應(yīng)安排對(duì)爐膛內(nèi)的床料進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否板結(jié)。
    外置床內(nèi)受熱面的處理除防止床料板結(jié)外，應(yīng)注意防止床料進(jìn)入受熱面內(nèi)部，造成下次啟動(dòng)過(guò)程中汽水品質(zhì)的嚴(yán)重不合格，從而延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間，甚至給鍋爐，汽機(jī)的運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。
    若發(fā)現(xiàn)外置床內(nèi)受熱面是再熱器泄漏時(shí)，在處理的過(guò)程中，應(yīng)注意汽機(jī)高旁的開(kāi)度，在爐側(cè)風(fēng)機(jī)未停，外置床內(nèi)床料未排完前，應(yīng)維持一定的開(kāi)度，保持一定的再熱器壓力，防止外置床內(nèi)的床料通過(guò)泄露的受熱面進(jìn)入再熱器的內(nèi)部，造成下次啟動(dòng)時(shí)汽水品質(zhì)的嚴(yán)重不合格，這是容易忽視的地方。
4、預(yù)防措施
    CFB鍋爐中，由于大量高溫循環(huán)粒子不斷流經(jīng)燃燒室、分離器和回料閥、外置式換熱器，存在著嚴(yán)重的磨損問(wèn)題，為使鍋爐長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行，在以下受熱面表面采取了防磨措施：
    1)高溫絕熱分離器及料腿內(nèi)表面；
    2)回料閥內(nèi)表面；
    3)高溫絕熱分離器和對(duì)流煙道之間的連接煙道內(nèi)表面；
    4)下部燃燒室內(nèi)表面和布風(fēng)板上表面；
    5)水冷壁延伸墻下部外表面；
    6)燃燒室出煙口及出口煙道內(nèi)表面；
    7)外置式換熱器及冷渣器內(nèi)表面；
    8)尾部對(duì)流煙道入口內(nèi)表面。
    雖然CFB鍋爐采取了很多防磨措施，但實(shí)際上，鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行以后，循環(huán)物料磨損耐磨材料對(duì)整個(gè)鍋爐造成的影響還是比較大的。耐磨材料被磨穿以后，在沒(méi)有布置受熱面的地方，會(huì)造成耐磨材料外部的鋼板超溫，再運(yùn)行可能磨穿鍋爐外面的鋼板，磨穿后會(huì)有火從磨穿的地方噴出，影響鍋爐的安全運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)鍋爐必須進(jìn)行壓火、甚至機(jī)組被迫停運(yùn)。而在布置有受熱面的地方，耐磨材料磨穿以后，再磨損受熱面時(shí)，就可能造成受熱面的泄露。針對(duì)CFB鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，很容易判斷出水冷壁及水冷壁延伸墻和布置在外置式換熱器內(nèi)的高溫再熱器、低溫過(guò)熱器、中溫過(guò)熱器是經(jīng)常受到磨損的的地方，容易發(fā)生受熱面的泄漏，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中證明了這一點(diǎn)。紅河電廠從投產(chǎn)到現(xiàn)在，機(jī)組的非計(jì)劃停運(yùn)基本都是上述受熱面泄漏引起的。
    針對(duì)CFB鍋爐，在投產(chǎn)運(yùn)行l(wèi)一2年后，由于爐內(nèi)磨損的日積月累，磨損嚴(yán)重的地方，爐內(nèi)布置的澆注料會(huì)明顯的變薄，而在爐膛的上部及稀相區(qū)，沒(méi)有澆注料的地方，會(huì)直接對(duì)爐膛內(nèi)的水冷壁磨損，造成水冷壁管壁的變薄。通過(guò)大量的針對(duì)爐膛內(nèi)部磨損的試驗(yàn)研究，分析爐膛內(nèi)部重要磨損部位的分布，近年來(lái)，通過(guò)對(duì)爐膛內(nèi)部的改造，爐膛內(nèi)部的磨損有一定的減損，主要采取的方法主要有兩種。
    1)在爐內(nèi)安裝水冷壁防磨梁。主要是在爐膛的稀相區(qū)，沒(méi)有布置澆注料的地方，沿著爐膛的高度，每隔一段距離布置一層防磨梁，利用多層阻流板作用，緩解貼壁流物料的下降速度，延長(zhǎng)物料的熱交換時(shí)間。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的觀察，水冷壁管束上安裝了防磨導(dǎo)流梁后，水冷壁管束的磨損程度明顯減弱，延長(zhǎng)了水冷壁管的使用壽命，但爐內(nèi)安裝了水冷壁防磨梁后，由于爐內(nèi)水冷壁換熱面積相對(duì)減少，爐內(nèi)換熱減弱，造成爐膛出口的溫度有所提高，在調(diào)節(jié)汽溫時(shí)，減溫水量增加，帶來(lái)一定的安全隱患。針對(duì)水冷壁防磨梁改造后帶來(lái)的影響，還在分析研究，目前認(rèn)為，造成爐內(nèi)換熱減弱的主要原因，影響最大的是安裝在最下層的一道防磨粱，采取的措施是，相對(duì)降低最下層的一道防磨梁的高度，具體對(duì)爐內(nèi)防磨的影響，還在觀察中。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
    2)爐內(nèi)的讓管改造。通過(guò)長(zhǎng)期對(duì)CFB鍋爐爐膛內(nèi)部磨損的觀察，發(fā)現(xiàn)磨損最嚴(yán)重的地方，是與爐膛褲衩腿頂部平齊的一圈水冷壁周?chē)�的澆注料，分析原因是：爐膛內(nèi)循環(huán)物料從爐膛褲衩腿向爐膛上部后，在空間上有一個(gè)增大的過(guò)程，由于物料在爐內(nèi)的內(nèi)循環(huán)，在物料返回的過(guò)程中，與爐膛褲衩腿頂部平齊的一圈水冷壁周?chē)�的澆注料是沖刷磨損最為嚴(yán)重的地方。針對(duì)這一現(xiàn)象，有針對(duì)性的增加這一部分區(qū)域水冷壁上澆注料的厚度。具體的方法是：將這一段大約80 cm高的水冷壁向外拐出一部分的距離，然后在爐內(nèi)再打澆注料，與其它的地方保持平齊，這樣這一段澆注料的厚度就增加了，達(dá)到了保護(hù)這一段水冷壁的目的。
5、結(jié)束語(yǔ)
    通過(guò)以上的分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)CFB鍋爐受熱面存在泄露時(shí)，處理過(guò)程應(yīng)該盡量的迅速果斷，以避免大量的汽水泄露至爐膛及外置床，造成內(nèi)部大量的床料板結(jié)，風(fēng)帽堵塞，大面積受熱面損壞，給整個(gè)檢修的過(guò)程帶來(lái)困難，延長(zhǎng)檢修工期。同時(shí)根據(jù)水冷壁泄露程度的大小對(duì)爐膛內(nèi)床料流化程度、爐膛溫度的影響，應(yīng)采取不同的處理方法，以減小處理過(guò)程中對(duì)鍋爐汽包造成的影響，在整個(gè)處理的過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)汽包上下壁溫差的檢查。外置床內(nèi)受熱面的處理除防止床料板結(jié)外，應(yīng)注意防止床料進(jìn)入受熱面內(nèi)部，造成下次啟動(dòng)過(guò)程中汽水品質(zhì)的嚴(yán)重不合格，從而延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間，甚至給鍋爐，汽機(jī)的運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。實(shí)踐證明，采取以上處理措施是可行有效的，為大型CFB機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)支持。