浅淡循环流化床锅炉返料装置的运行与调节

浅淡循环流化床锅炉返料装置的运行与调节
摘要：根据氯碱生产企业对热负荷调节的特点及要求，分析循环流化床锅炉返料系统的原理及在锅炉运行中的常见故障，并提出相应的解决方法。

关键词：氯碱循环流化床锅炉返料系统
一、氯碱生产企业对热负荷的要求
氯碱生产系统中，VCM转化及精馏、蒸发及固碱、供料回收、聚合、干燥、溴化锂机组等都需由锅炉房提供热负荷。

由于氯碱生产系统较大，季节的不同及产能的变化，总的热负荷常常处于波动的状态，导致锅炉在运行过程中要经常调节，以适应整个氯碱生产系统对热负荷的需要。

根据我公司生产系统总热负荷的需要，配置3台40t/h循环流化床锅炉。

主要参数如下表：
二、返料系统在循环流化床锅炉运行中的作用
1.返料在循环流化床锅炉运行中的作用
循环流化床锅炉与链条炉、煤粉炉、旋风炉等类型的锅炉不同，其主要特点是具有一套飞灰再燃烧系统，即循环燃烧系统。

物料在循环流化床锅炉燃烧系统中正常循环是锅炉安全、可控运行的前提。

返料装置正是其循环燃烧系统中的一个重要部件，对锅炉燃烧效率和运行调节起到关键作用，其工作的可靠性对循环流化床锅炉的正常运行至关重要。

1.1利用返料系统，使从锅炉炉膛出去的未燃尽的和大粒径高温物料被旋风分离器收集并通过料腿和返料装置稳定地送回压力较高的炉膛内，并且确保炉内高压侧的气体尽量少的反窜入旋风分离器内。

1.2当正常燃烧时返料异常或者不返料，就会造成床温不稳定，负荷不稳定，料层差压波动大，甚至会造成灭火和结焦事故。

1.3未完全反应的脱硫剂伴随灰和少量未燃烬燃料颗粒被旋风分离器收集，在返料器的作用下重新回到炉膛，提高脱硫剂的利用率。

2.返料装置
该循环流化床锅炉采用U型返料装置，由料腿、隔板、挡板、风帽、风室、回料管等组成。

高温绝热旋风分离器分离下来的高温物料，在重力作用下循环物料在料腿内堆积成一定高的柱体，和返料装置溢流口形成高度差，因重力而产生的压差克服了料腿上部与燃烧室的气压差和返料装置的阻力，这样物料返回炉膛
就有了动力源。

物料落到U型返料器底部的小流化床上，然后在小风室流化风的作用下使其流化并溢流出返料器，再经回料管返回炉膛，重新参与循环燃烧。

高压的返料流化风使返料装置底部的细颗粒物料强化流动，从而避免了沉积或高温粘结。

循环物料充满返料装置并在入口堆出有一定高度的流动料封，这样可以阻止燃烧室内的烟气窜入旋风分离器。

3.返料的调节
锅炉正常运行时，返料温度通常保持在850℃～950℃之间，根据煤种的含灰量不同，最低返料风量随含灰量的增加而增加，一般低于冷态最低流化风量，返料风量的大小靠调节阀来控制。

根据炉膛压差的情况和生产系统对热负荷的要求及时调整返料风，使小流化床流化良好。

当燃用的燃料灰分比较高时，或者锅炉负荷较高时，灰量增大，炉膛压差增大，此时应加大返料风，甚至放掉部分循环物料，保持小流化床流化良好。

当燃用无烟煤时，循环物料的可燃物增大，此时应减小返料风，避免循环物料因氧量过足而发生后燃结焦。

当投入返料风时，要观察炉膛内流化床温度的变化，如温度下降的很快时，则要立即关小返料风的调节阀门，并保持小流化床仍处于微流化状态，防止热灰结块影响小流化床的正常流化。

同时，增加给煤量，等炉膛内流化床温度上升到正常以后，再加大返料风，如此反复，直到炉膛温度保持稳定。

当循环物料量增大时，料腿内料位升高造成压差增大，溢出物料量增多；反之则溢出物料量减少。

循环灰量的多少也直接与风量和风压有关。

因此根据负荷及时的调整返料量是循环流化床锅炉安全稳定运行的关键。

三、返料装置在运行中异常的原因及处理
1.返料减少、无料或返料停止
1.1现象及原因分析
床温上升很快，可能会超过1100℃；床压下降；一次风量大幅上升；炉膛差压明显减小；返料停止时，返料温度不变甚至慢慢下降。

返料装置内无料是因为循环灰量较少，分离器捕捉下来的循环灰不足以克服返料风压，被返料风吹出分离器，而非进入料腿中，因此，无法建立循环。

此类异常一般出现在低负荷和启炉期间。

1.2处理方法
如果在点火30分钟内或床温低于250℃可以减小或关闭返料风，等到返料
器内积存部分返料灰时再开大或投运返料风。

当床温大于700℃时，在控制给煤量及床温上升速度的情况下，适当的增加一次风量及启动二次风机，使更多的床料进入旋风分离器，从而获得建立灰循环所需的灰量。

2.返料灰大量流入炉膛或堵灰
2.1现象及原因分析
当循环流化床锅炉正常运行时，返料正常，返料量与返料风量相适应，返料风与料腿中的循环灰混合，增大空隙率，达到流化条件。

同时，料腿内一定高度的灰柱为返料的流动提供动力，将流化的灰压入炉膛。

返料系统一般情况下有一定的自平衡能力，但当某种原因使进入料腿的灰增大时，当灰柱的高度增大，灰侧压力增大，但返料风量不变。

当压差变小时，进入返料器内的返料风量减少，循环灰的流动性降低，当灰的流动状态由流化态转变成自流态时，返料灰还是处于流动状态的，但灰到自流态时，返到炉膛内的灰就会减少，然而由分离器进入料腿的灰量不变，这样料腿内的灰量会越来越多，灰侧压力越来越大，进入的返料风量越来越少，灰的流动性减弱，最后流动停止，返料器堵灰。

当处理堵灰时，当灰开始流动后，灰有个加速的过程，即从停止到自流再到流化，从自流到流化时间较短，从而有大量的灰进入炉膛。

2.2处理方法
根据运行情况，降低给煤量至低负荷，同时，进行返料器的放灰，直到运行正常。

如果返料仍不能正常，床温上升较快，床压迅速变小，很可能有结焦的危险。

则要果断停煤，等床温降低到500℃以下，停止风机打开检查门观察后再处理。

3.返料装置本体的故障及处理
3.1返料器的砌筑没有严格招照图纸施工，返料器不符合设计要求，以致锅炉投运初期，返料器便不能正常工作。

这种情况锅炉投运后不易发现，安装时需严把质量关。

3.2分离器或返料器的耐火砖（或浇注料）脱落堵塞返料通道，导致返料不畅，严重时返料停止。

对于这种情况，要停炉或压火，取出异物。

3.3小风室积灰过多，导致小流化床流化不良，返料不畅或停止。

为了避免此类情况的发生，要定期清理小风室的积灰。

3.4风帽小孔堵塞磨损引起小流化床流化不良，造成局部结焦导致返料器堵塞。

应定期检修更换。

3.5燃用煤种的灰特性发生变化，但返料温度没能及时调整，导致返料器结焦。

一般情况下，返料温度控制在950℃以下。

如果燃用灰熔点较高的煤可适当提高返料温度，燃用灰熔点低的煤，应适时根据煤种的变化调低返料温度。

3.6运行中煤的细颗粒过多，导致循环物料可燃物含量提高，与返料风混合，后燃加剧导致返料器结焦。

应及时调整给煤粒度的配比，使其符合设计的要求。

四、结束语
循环流化床锅炉返料系统的正常运行是制约锅炉连续安全运行的关键因素。

通过分析、研究U型返料阀的结构、原理、运行特点，及时发现并排除故障，适时根据煤质的变化调整锅炉的燃烧，不断提高循环流化床的连续安全运行周期。

参考文献
[1]循环流化床锅炉设备与运行.路春美.等编著.中国电力出版社.
[2]热力发电厂.郑体宽.编.中国电力出版.
[3]浅析氯碱企业循环流化床锅炉的运行调节汤永平工业锅炉，2010（2）.
[4]循环流化床锅炉的U型返料器故障分析，于长海，能源技术，2004（6）.。