循环硫化床锅炉风系统优化措施研究

循环硫化床锅炉风系统优化措施研究

任杰

（神华神东电力有限责任公司上湾热电厂内蒙古鄂尔多斯市017209）

摘要：本文简单介绍现阶段在火电厂中使用的循环流化床锅炉的基本结构，分析循环硫化床锅炉炉膛浇筑料施工质量控制，在此基础上重点分析针对循环硫化床锅炉风系统的优化措施，从而有效以提高循环硫化床锅炉风系统的运行效率，为后期更好的利用循环硫化床锅炉风系统奠定基础。

关键词：循环流化床；风系统；优化

1循环硫化床结构与硫化床锅炉炉膛浇筑料施工质量控制

1.1循环流化床结构

循环流化床主要由锅炉本体和一些辅助性的锅炉设备两个主要部分组成。其中锅炉本体包括汽水系统用于吸收燃料燃烧过程中产生的热量，然后将系统内的水加热到一定程度，得到符合压力和温度标准的热蒸汽，本体中的第二部分就是由燃烧器、回料系统和布风装置构成的燃烧系统，用以实现燃料的充分燃烧，得到热量。其余的就是一些供水、排烟的辅助系统装置。具体结构如图1所示。

1.2循环硫化床锅炉炉膛浇筑料施工质量控制

（1）耐火耐磨浇筑材料的选择

浇筑材料的选择是循环硫化床锅炉炉膛施工的基础，也是决定其后期质量的关键之一。在实践中对于循环硫化床锅炉的不同工作区域，耐火耐磨材料的工作环境要求其质量标准也不一，既要考虑其质量安全和施工效果，也要考虑前期的设计投入和施工成本，是一个全局统筹的工作。主要影响其材料选择的有机械膨胀、烟流速度、颗粒的浓度、烟尘的温度等。当前主要的耐火耐磨材料技术有等离子喷涂和渗透法防护，其中水冷壁表面的防磨处理更是广泛应用了上述两种喷涂技术。在实际应用中，具体的施工方法和施工工艺也必须考虑相应的施工材料。

（2）密封性设计

密封结构在设计上必须考虑膨胀节的密封间隙和膨胀量、密封的冷却方式、密封的方式、密封填料的选择、转动摆角错位补偿、金属部套材料的具体形式；在填料的选择上，不同密封要求的填料在材质、形状、耐热上的需求不一，必须根据实际情况进行谨慎的选择和制作，保证良好的柔软度和相应的可恢复弹性，并且能够适应高强度的压迫以及高温的工作，常见的密封填料有阻燃性岩棉填料、多层硅酸铝等。而在具体的循环硫化床锅炉炉膛设计和施工中，锅炉的烟风道以及本体的炉门、防爆门、检查检修孔等的密封性也是密封施工设计的要求，其在实际工作中的作用影响非常广泛，例如烟侧密封影响受热面爆管以及锅炉的局部磨损、风侧密封关系风压条件、影响整体硫化效果等。另外，在密封性的施工和设计上必须考虑其后续的可维护性，特别是检修的便利性和可靠修复性。密封发生泄漏时必须要采取相应的措施进行补救，因此在前期的施工设计上必须使得密封结构可以随时恢复随时拆装。对于大型的密封结构必须设计有相应的平衡吊耳以及凭借对口的法兰和临时支吊等依托结构。

2循环硫化床锅炉的运行机制及其相关理论

2.1循环硫化床锅炉的实际工作情况

针对循环硫化床锅炉炉膛的施工质量控制研究必须了解其运行的机理和相关理论，此处参考相关文献对其进行浅析。在循环硫化床锅炉中，锅炉内部的床料在烟气的上浮过程中随着沿着炉膛上升，并且经过水冷壁的出烟口进入两个旋风分离器，在此实现气体与固体的分离，并且将未能成功分离的固体通过分离器上部出口进行排出。另外，分离成功的固体通过料阀返回到炉膛的底部，燃料中的灰分以及其与石灰石反应的产物能随烟气排走的将直接进入出烟口，无法排出的则通过底部的残渣排放进到冷渣器中。最后，锅炉在工作中燃料无法燃尽的小颗粒、燃尽的小颗粒以及其他反应物留下的固体通过封闭的循环回路处于不断的高温循环中，并且实现了高效率的脱硫反应。这个过程，床料在重力作用下的不断膛内循环会对炉膛的内部相应部位产生较大的摩擦冲击，这也要求在循环硫化床锅炉的炉膛浇筑施工方面必须有较强的质量控制，否则后果不堪设想。

2.2工作中的蚀损

循环硫化床锅炉工作中的蚀损主要包括三大因素：一是耐火材料的稳定性较差，此处所指的稳定性是指热振稳定性；二是耐火材料的不定形导致其温理化性能和有机结合的材料的温度强度较差；三是由于上述的物理冲刷和磨损，锅炉内的烟流量较大，固体的浓度也较高，在温度不高的情况下其携带了大量的固体粒子，对锅炉的耐磨材料衬里形成较大的摩擦导致蚀损。而在长期运行中，由于工作的需要在开启和关闭过程中导致这种蚀损效果更加突出，因此循环硫化床锅炉炉膛浇筑料的施工控制必须考虑的是设计耐磨衬里过程中对于耐磨耐火的中温强度和热振稳定性的选择。

3循环流化床锅炉风系统优化措施

循环流化床的燃料高效燃烧效率和清洁性能是由复杂的循环流化床内部系统配合实现的，尤其是流化床风机的配置十分复杂，对于风量压头等参数的要求也比较高，这也导致在实际工作中使用循环流化床锅炉技术的电厂的整体用电率远远高于其他使用普通锅炉的电厂，一定程度上也制约了电厂的经济效益的提高。为了更好的发挥循环流化床锅炉技术的优势，降低电厂用电率需要重点加强对循环流化床锅炉风系统优化措施的研究，研究制定更加合理的风系统优化方案。

改变调节方式。采用变速调节的方式来对风机进行调节，有效降低调节过程中产生的电力损耗。一种方式是利用液力耦合器进行调节，但是这种方式不能避免在系统启动过程中电机对电力系统的局部电网造成的冲击。还有一种技术方式是变频调速，能够有效降低设备启动过程对整个系统的冲击。随着大频率变频技术的发展，这种方式在循环流化床锅炉的风系统中逐渐得到广泛使用。

（2）一次风控制系统优化。在循环流化床系统中一般是在左右个放置一台风机并联运行。在系统运行过程中经常会出现风量偏差，两侧风量不同影响锅炉运转的情况。为了实现左右两侧一次风量的平衡，需要对风量控制系统进行调整。以右侧风机风量作为一次风量的标准，调节左侧风机风量，这样就不会出现风量不同影响锅炉运转的情况。

（3）二次配风优化。二次风控制系统主要包括风压、风量以及氧量控制三个部分。一般在运行过程中，二次风都是采用分上下两级配风的方式进行风量供应。根据实际使用情况将上二次风和下二次风风量的比例调整为60%和40%，从而有效较低内风的吹出，降低能量损耗。

（4）修正二次风的氧量校正逻辑。二次风的风量供应指令受到氧量的影响，氧量校正系数计算逻辑出现问题就会使的最终二次风的风量供应指令与实际风量需求存在误差，对锅炉燃烧造成干扰。通过修正二次风的氧量校正逻辑，根据风量的百分比调节二次风的风量，从而实现对氧量需求的实时跟踪，有效降低在二次风供应的过程中对锅炉燃烧的扰动。

结束语

循环流化床锅炉技术能够有效提高电厂燃料的燃烧效率，同时可以降低氮氧化物和硫化物的生成，减少有毒有害物质的排放。风系统的合理配置对于循环流化床的应用效果影响很大，通过对循环流化床风系统进行优化能够有效提高系统的运行效率，降低运行过程中电厂的电量损耗。

参考文献

[1]朱礼盛.循环硫化床锅炉炉膛浇筑料施工质量控制[J].中国高新技术企业,2016,07:60-61.

[2]张华军.循环流化床锅炉床温控制优化分析[J].工业设计,2016,01:166-167.