1.前言
流化燃烧技术是在60年代发展起来的一种洁净燃烧技术。它的最大特点是燃料在炉内通过物料循环系统循环反复燃烧，使燃料颗粒在炉内滞留时间大大增加；直至燃烬。燃烧效率显著提高，不仅如此，循环流化床锅炉还具有适用煤种广、负荷调节性能好、灰渣综合利用性能好等一般常规锅炉所不具备的优点，因此得到了广泛的应用和推广，特别受到中小型热电厂的青睐。临沂热电厂于98年3月投产运行一台济南锅炉厂生产的466型75t/h循环流化床锅炉，该炉是中科院工程热物理研究所与济南锅炉厂共同研制开发的新型产品，型号为YG—75/3.82—M1，该炉采用高温旋风分离器，炉膛为膜式水冷壁结构，过热器分高、低温两级，中间设喷水减温器，尾部设三级省煤器和一、二次风空气预热器，采用床下油点火，入炉煤粒度0-13mm，设计烟煤发热量3000kcal/kg。
2.通过技术改造和设备治理，提高锅炉的运行的经济效益
流化燃烧是一门新的燃烧技术，需有一个认识和熟练的过程才能掌握其规律，在理论上尚有许多不成熟和不完善的地方，加之国内开发、研制的流化床锅炉，由于资金投入不足，开发力量分散，试验手段欠缺等因素的制约，新研制的锅炉推上市场后，必然会出现这样或那样的问题。
我厂75T/循环流化床锅炉投产运行以来，发现在设计上和结构上许多不甚合理之处，经过不断的探索和实践，通过大量的技术改造和设备治理，逐步得以克服和完善，并取得较好的效果。总结起来，主要做了以下几点：
2.1完善设备，保证锅炉的安全经济运行
2.1.1解决结焦关，稳定运行周期。提高热电厂的经济效益，离不开锅炉的稳定连续运行。返料器结焦是流化床锅炉经常发生的问题，锅炉一旦出现结焦，轻则降负荷运行，重则停炉清理，少则一二天，多则一星期。我厂流化床锅炉运行的初期，即从98年3月到9月份期间返料器结焦达高达8次之多，给我厂造成了极大的经济损失。经过多次的观察、分析和研究，终于摸清了结焦的原因：一是返料风量不足，造成返料不畅；二是煤中的细粉末过多，在燃烧过程中，大量的细煤末未经燃烧进入返料器中，在返料器中二次燃烧，造成高温结焦；三是煤种变化太大，未能及时发现和调整。
针对这一状况，我们采取下列措施：
(1)加大返料风管的直径，增加返料风量，返料风管由原来Φ89mm更换成Φ133mm；同时将原设计150度的返料热风改造成自然冷风，降低了返料器内温度，解决了返料器结焦的根本问题。
(2)稳定入炉煤种，改变燃料的颗粒配比，严格按照设计煤种和粒度要求配煤，降低细煤颗粒所占的比例。保持较理想的粒度级配，使炉内有均匀的温度场。
上述改造完成投入运行后，再没出现因返料器结焦造成停炉的现象，从而保证了锅炉运行的稳定性。
2.1.2解决断煤问题。投产初期，我们发现该炉多次出现燃煤在落煤口堵塞的现象，造成断煤，严重影响锅炉的安全经济运行。经过观察发现问题：一是出在给煤口的转弯角度上，由于角度接近垂直，一旦煤湿，绞龙会在给煤口处堵塞，根据以上情况我们调整了给煤口角度，由直角改为斜角度；二是播煤风采用二次风，在锅炉点火并炉期间，二次风并不投入运行，造成煤在点火期间经常在绞笼口堵塞。因此我们把播煤风由二次风改为一次风。经过以上改造，煤的堵塞现象迎刃而解。
2.2通过技术改造，提高锅炉运行的经济性
2.2.1解决负荷难题
国产流化床锅炉存在的最根本问题锅炉蒸发量达不到设计值，在我厂情况更加严重，锅炉最高出力在72吨，平均出力在65吨左右，达不到其额定值，使锅炉的经济性受到严重影响。由于循环流化床运行工况的复杂性，影响这一问题的因素是多方面的。根据我厂实际情况，经过分析和论证，并向有关专家请教，我们主要做了以下几点来解决锅炉的负荷问题：
(1)增加物料循环灰量，提高旋风分离器工作效率。
在运行初期，由于缺乏经验，对燃料的粒度级配要求不甚严格，致使燃料中粗颗粒占有的较大比例，细颗粒的份额较小，造成锅炉下部燃料燃烧时放出的热量不能及时被受热面吸收，使锅炉带负荷能力降低。问题发现后我们及时调整入炉燃料的级配，使之达到或接近设计值。调整后炉膛内的温度场趋于更加合理，从而使负荷率大大提高。
另一方面，在实际运行中，我们发现旋风分离器的工作效率不是很高，返料灰量较少。由于采用的是高温旋风分离器，其进口尺寸和内部结构直接影着分离器的运行效率，经仔检查，发现其进口截面尺寸是930×2500mm2，设计值是890×2400mm2，进口截面的增大，使烟气流速降低，分离器效率降低，物料循环灰量大大减少，破坏了炉膛内的物料平衡，炉膛内的纵向温差达150℃，直接影响锅炉的出力。针对这种情况，我们采取了一些补救措施：一是增加了旋风分离器内中心筒的高度，在中心筒下方加宽为100mm的耐热钢板，提高了收尘效率；二是在中心筒内加8块扰流板，增加一个二级分离器，增大循环灰量。
(2)锅炉辅机选型不合理。流化床锅炉能否正常运行，不仅是锅炉自身的问题，锅炉附机和配套设备是否满足流化床锅炉的要求也会产生较大影响。我厂锅炉附机就存在这种问题，在最初设计、安装时，送风机选型较小，一次风量不足，起不到较好的扰流作用，物料得不到充分的混合；而且由于风量不足，在燃烧室密相区缺乏足够的氧量，锅炉的温度场分布不均匀，使锅炉带不上负荷。经过制造单位、设计单位和济南锅炉研究所共同会诊，调换了风机后，问题行以顺利解决。
通过以上改造，锅炉的循环灰明显增加，内部的温度场趋于均匀，锅炉的平均出力达到75t/h左右，达到或超过了额定负荷。提高了锅炉的经济效益。
2.2.2降低锅炉的磨损，延长锅炉的使用寿命
循环流化床锅炉的磨损问题，一直是困扰流化床锅炉经济运行和进一步发展的关键问题。锅炉的磨损与固体物料浓度、速度、颗粒特性和流道几何形状等密切相关，流化床锅炉与常规锅炉相比，其炉内物料浓度要高出几十倍到上百倍，流化床锅炉的磨损要比其它类型锅炉严重的多。从磨损的部位来看，主要是炉膛内密相区水冷壁管和尾部对流受热面的飞灰磨损、飞灰对燃烧室与旋风分离器浇注料的磨损。针对不同的磨损机理和不同的磨损部位，我们分别采取不同的防磨措施；
(1)炉膛密相区的水冷壁管的磨损主要是在燃烧室浇注料与水冷壁管的结合处，该部位由于物料内循环下滑和物料飞溅造成了局部磨损。运行初期，由于没有采取任何防磨措施，短时间内就发现此部位附近的水冷壁发生大量磨损，金属减薄为1-1.5mm，严重影响锅炉的安全运行。为消除这一现象，我们采用耐温、耐磨性能好的铁铝磁护瓦将磨损部位保护起来，并在已磨损部位用耐磨焊条进行堆焊，加强了这些部位的耐磨性能，使水冷壁管的磨损得以缓解，延长锅炉使用的寿命。
(2)尾部对流受热面的磨损主要是烟气中含有的飞灰颗粒冲刷受热面造成的，虽然循环流化床锅炉装有旋风分离器，但分离器未能收集而进入尾部烟道的灰浓度仍然很高。而且由于磨损速率与颗粒速度成3次方、与颗粒直径成平方关系，即δ=KV3d2。流化床锅炉本身烟气流速较大；飞灰含量又较常规锅炉高，因而造成磨损的强度大、后果也非常严重的。在炉膛出口处，由于气、固两种物质的流向转了90度角，在锅炉运行一段时间停炉检查时发现高、低温段过热器、省煤器等部位磨损量相当惊人，省煤器、过热器还发生因管壁减薄多次发生爆管事故。对此，我们采取的方法有；在省煤器等尾部受热面管束的弯头与炉墙间的间隙之间、易形成烟气走廊的部位加装耐温防磨护板；在高、低过热器的前两排加装铁铝磁护瓦(包括弯头)；同时为了最大限度地避免烟气对其它过热器管束的强力冲刷，在高温分离器的出口、高温段过热器的入口部位加一道用高强度耐磨浇注料做成的挡烟墙，用以改变烟气流动方向，减轻烟气对过热器管束的冲刷和磨损。起到了很好的效果。
(3)解决浇注料的耐磨和脱落
我厂流化床锅炉开始使用的是磷酸盐耐火砖和磷酸盐浇注料，但由于选型时考虑耐火度不够，一旦后半部超温运行时，发生耐火材料脱落事故，脱落的耐火材料又造成返料器堵塞，严重时造成返料器结焦事故；另一方面，由于磷酸盐材料耐磨性能较差，连续运行3个月就会使浇注料磨损5mm，甚至有大坑出现，还由于磷酸盐材料强度偏低，造成浇注部位受热后大面积裂纹和脱落，在总结大量经验教训和对多家浇注料生产厂家考察了解的基础上，我们选用了淄博科鲁公司生产的HF-160型高强度耐磨浇注料在磨损最严重的炉膛出口进行大规模的改造，取得相当好的效果。目前我们所采用的这种浇注料强度高、耐磨、耐温性能好，经连续运行近一年没发现有任何问题。
2.3对出灰、出渣系统进行改造流化床锅炉适合烧劣质煤的特点决定了出灰量大，出渣量大，为了更好地发挥优势、减少对环境的污染，起初，我们选择石家庄矿山机械厂生产的双落旋自动加湿出灰机，运行初期出灰效果还不错，随这时间的推移，出现越来越多的问题。主要有轴承易磨损，加油效果不好；旋齿易磨损量大，须经常更换。同时由于双落旋同在一个狭窄的壳体内，造成灰、水混合不均，加湿效果不良。针对这一问题，我们进行大胆的尝试和改造；即将双落旋改为单落旋，取得明显的效果，改造完成，投入运行后累计运行3个月无障碍，而且改造费用仅为设备原来的20，维修费用也大大降低。
2.4新上锅炉冷渣机，回收利用流化床锅炉排出的热渣所含的大量热量。流化床锅炉排出的热渣温度900度左右，每吨渣所含的热量大约与一吨蒸汽的热值相等。经我们到有关生产单位、使用厂家的考察了解，我们选用上海双田集团公司生产的XPL——3型冷渣机，该冷渣机每小时可冷却热渣3吨，加热除盐水15T/H，每小时回收热量85万大卡。投资回收期仅为6个月。冷渣机的使用不仅节约大量的能源、而且还改善了工人的劳动环境和劳动强度；由于避免了湿法出渣带来的灰渣活性降低，灰渣得到许多厂家的设计要求青睐。
3选用高科技产品，改善环境质量
流化床锅炉新建伊始，我厂就考虑环保的要求，力求对环境污染的影响降低到最低限度。因此，我们选用国内领先水平的静电除尘器，运行后，经环保部门测试，锅炉排烟的含尘量降低到国家规定的最低水平以下。同时为了降低二氧化硫对环境的危害，我厂采用在入炉煤中掺加石灰石的方法，实践证明这种脱硫方法是一种既经济、又简单、效果显著的脱硫方法。具体来说，就是根据燃煤中含有硫元素的数量，计算出所应加如石灰石的数量，将计量好的石灰石在与煤掺和之前做好粉碎、凉晒等工作。然后加到入炉煤中，进入炉膛，由于流化床锅炉是低温燃烧，床温一般控制在880——950度之间，而这一温度恰好是燃料中的硫化物与石灰石反应的最佳温度。因而脱流效果相当明显，根据权威部门的测试报告，按钙硫比2.5时脱硫效果最佳。二氧化硫在烟气中的含量为44PPM以下。得到当地环保部门的表彰，并向其它有关部门和单位推广。
4.结论
一年多来的运行和改造的实践证明，只有不断的探索和改造，才能发挥流化床锅炉的巨大优势，通过对流化床锅炉的改造，取得可观的经济效益和社会效益，主要表现在：
(1)通过改造，改善了锅炉的出力，提高了经济效益，流化床锅炉的效率由运行初期的75左右提高到目前的88，供热煤耗和供电煤耗大幅度降低，为我厂经济效益的提高作出了贡献。
(2)锅炉的运行周期明显提高，在改造前，最长运行为一个月；经过改造后，锅炉的连续运行周期达三个月。并且由于最大限度降低了锅炉的磨损，使锅炉的受热面的使用寿命得以提高。
(3)由于流化床锅炉经济安全运行为我厂集中供热提供了强有力的保证，我厂99年新开发供热用户20余家，开发采暖面积55万平米，有力地推动了资源综合利用和环境保护工作的开展。
