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1、流化床锅炉烘炉方案 前言CFB 锅炉是近二十年来国际上研究出的先进的清洁燃烧锅炉。这种锅炉燃烧技术具有燃料适应性广、燃烧效率高、排出的灰、渣容易综合利用、负荷调节范围大等特点，已在世界范围内得到了广泛的引用和发展。徐州龙固坑口矸石发电有限公司一期工程两台 55MW 发电机组，配套两台240T/H 循环流化床锅炉。锅炉型号：UG240/9.81M2型，是无锡华光锅炉有限公司引进中科院工程热物理研究所循环流化床燃烧技术，结合自身生产循环流化床锅炉的经验设计而成的高温高压循环流化床锅炉。型式为单汽包，自然循环，高温汽冷分离器，平衡通风，炉前给煤、炉后返料，锅炉全刚架 型布置。锅炉 2004 年 11
2、 月 26 日开始烘炉调试。2、耐火、耐磨材料的分布及烘炉的目的由于 CFB 锅炉的燃烧和传热机理同煤粉炉不同，炉膛内灰尘颗粒度较大，受热面受到固体颗粒的连续不断的冲刷，磨损情况较严重。其中受热面管、二次风管入口、落煤口、分离器等部位磨损较大，故障率较高。因此必须对 CFB 锅炉这些易磨损部位复盖耐火材料层，进行防磨处理。耐火材料主要分布在如下几个部位：（1） 点火燃烧器：锅炉启动点火区，布置有点火油枪。燃烧区中心温度高达 1600以上，故此处布置耐火、保温材料。防止燃烧器烧损，减少热量损失。（2） 一次风室：一次风室指风帽下部、点火燃烧器、一次风道交界处风箱。它因为承接点火器产生的高温烟气，
3、故布置耐火保温材料。（3） 炉膛下部燃烧区：此处呈倒锥体型，是床料密度最高的地方。在这里是床料、锅炉燃料、脱硫剂石灰石混合区，物料通过布风板被一次风流化。这里是锅炉主燃烧区，床料流化，燃料加热、燃烧、破碎、再燃烧，整个区域扰动剧烈，因此耐磨耐火材料覆盖范围从布风板开始到水冷壁直段与斜段交界处，以防止密相区流化床床料的磨损。（4） 炉膛前部受热面迎风处：前部炉膛布置有水冷屏、屏式过热器，吸收辐射热，其下部为迎风区，磨损较严重。在这些受热面下部覆盖耐火、耐磨材料防止受热面磨损（5） 炉膛出口：此处是变径区，风速加快，流向改变，磨损较大，故采用耐火耐磨材料保护。（6） 汽冷分离器：此处烟气旋转流动，
4、且携带大量灰尘颗粒，是返料分离区，磨损较大。故设有耐火、耐磨材料保护。此处设计是 CFB 锅炉特有设计。（7） 料腿与返料回送装置：返料温度在 850950，为保护设备设计有专用耐火保温料。（8） 尾部烟道轻型炉墙。内部布置有省煤器。 锅炉耐火、耐磨材料施工严格按照国家有关规定和锅炉厂设计施工，监理公司严格把关，对整个施工过程全程监控，从材料的进场验收、材料施工配比、施工尺寸全面把关，保证了施工质量。由于在耐磨耐火浇筑料砌筑安装过程中，材料掺水后施工。工程结束后，炉墙内含有大量水分。而耐火耐磨材料的工作温度高达 850-950。为保证这些浇筑部位在投入生产时不会因为水分的急剧蒸发造成裂缝、凸起
5、、错位，严重时脱落等不正常现象发生，保证耐火耐磨材料的使用寿命，所以锅炉投运前必须进行烘炉。整过烘炉过程由低温到高温使浇筑料中的水分缓慢蒸发逸出，提高浇筑料的使用可靠性。3、烘炉方法的选择（1） 传统烘炉方法低温段用木材烘炉；中温段投点火油枪烘炉；高温段投煤点火烘炉。这种方法虽然也能起到烘炉的作用，但它存在以下几方面不足：A、低温段、中温段温控不均匀。低温段投木材点火，火焰散热范围有限，靠近木材附近，温度急速升高无法控制；而远离木材火堆的地方又短时间无法提高温度。如炉膛下部用木材点火烘炉，则炉膛下部密相区部位温度开始点火温度就达到 100以上，甚至 150以上，而炉膛出口在点火几个小时后仍然达
6、不到 50。当炉膛出口温度达到100时，密相区温度已超过 200。这就导致温控不均匀，不能达到理想的烘炉效果。B、 温升控制不均匀。木材烘炉提高温度时，经常出现提升温度很慢，而当烟气温度提高后往往控制不住，超过规定值。中温段投点火油枪烘炉，油枪投入后烟气温度迅速升高，短时间超过 150，导致点火燃烧器部位烘炉效果差。C、 烘炉部位不能完全达到要求：返料小室至炉膛段斜料腿形成死点，烘炉不完全；分离器面积较大，且此处呈负压，热烟气未及时放热，便排走。烘炉效果差。D、 木材烘炉环境卫生差，使用劳动力多，影响现场整体安全。（2） 热烟气分段烘炉技术；通过专用烘炉机，生成高温烟气进行烘炉。采取分段烘炉技
7、术，具有烘炉时间短、烘炉效果好等特点。A、烘炉设备：专用烘炉机（烘炉机配备小流量油枪，最高流量不超过 100 公斤/小时。油枪通过压缩空气雾化，燃烧效率高）B、 烘炉方式：采用热烟气分段烘炉。根据锅炉砌筑部位的不同，通过砌隔墙的方式将不同受热面分成 6 个区进行烘炉（点火燃烧器区、炉膛区、斜料腿区、返料回收装置区、分离器区、尾部炉墙区）C、 烘炉特点：油枪雾化片小，容易控制烟气温度，达到理想的烟气温度，温升基本达到烘炉方案要求。因为分段烘炉，区域内基本处于微正压状态，热利用率高，节省燃料；区域划分合理，没有死角。D、 烘炉时间：控制在 79 天，整体烘炉时间短，有利于整体时间安排（3）基于两种
8、烘炉方法的比较，结合工程进度紧等情况，我公司确定采用高温烟气分段烘炉方法，委托宜兴市方圆烘炉工程有限公进行烘炉。4、烘炉的主要步骤和方法。根据耐火耐磨材料厂家烘炉方案要求，240T/H 锅炉耐磨耐火浇筑料烘炉主要分为三个阶段：第一阶段为 110低温养护阶段第二阶段为 250-500中温养护阶段第三阶段为 850高温养护阶段我公司烘炉采用 12 台烘炉机同时、分段烘炉。其中点火燃烧器区域两台烘炉机；炉膛区域两台烘炉机；斜料腿区域两台烘炉机；返料回送装置区域两台；分离区域两台；分离器出口至尾部烟道区域两台。11 月 26 日下午 14：00 锅炉烘炉开始，从点火燃烧器开始，此处设置两台烘炉机。 （
9、每只燃烧器一台）首先启动一台烘炉机，控制温升为 10/h；两小时后停止此台烘炉机，启动另一台，同样控制温升为 10/h。四小时后启动燃烧器处两台烘炉机烘炉。12 小时后温度升至 120，恒温 48 小时。在燃烧器点火烘炉后 6 小时后开始，其他部位陆续开始烘炉，启动烘炉顺序由下至上，每四小时启动两台烘炉机。至 11 月 27 日 16：00，12 台烘炉机全面启动分六个区域开始烘炉，具体烘炉方法如下：1、11 月 26 日 14：0011 月 27 日 16 时，烘炉各区域分别以 10/h 的升温速度先后达到 110120。恒温 48小时。2、11 月 29 日 16：00 开始升温，温升速度
10、为：6/h 到 11月 30 日 2：00 时，温度升 180 度至，恒温 12 小时。3、11 月 30 日 14：00 开始升温，温升速度为：7/h 到 12月 1 日 0：00 时，温度升 250 度至，恒温 12 小时。4、12 月 1 日 12：00 开始升温，温升速度为：10/h 到 12月 2 日 0：00 时，温度升 370 度至，恒温 36 小时。 （附注：点火燃烧器、返料回送装置温度已升至 500，有烘炉公司专人控制）5、12 月 3 日 12 时开始逐步降温减少烘炉机台数。至 12月 3 日 22 时停止烘炉机，自然降温。24 小时后开启人孔门通风降温。温度低于 30，检
11、查浇筑料烘炉效果，有无脱落、开裂、现象。6、检查确认后，拆除烘炉机，恢复系统装入床料，启用点火油枪再次点火。控制温升 15/h，升至 180，恒温 4 小时。按温升 20/h，升至 380，恒温 4 小时。温升 20/h，升至 550，恒温 4 小时，投入固体燃料助燃，按温升35/h，升至 850，恒温 4 小时。按温升 50/h 床温升至900，锅炉进行蒸汽吹管。锅炉点火烘炉后，所有操作必须以安全为第一原则，发现问题及时解决问题。整个烘炉过程受控，其间温度的控制保持在可允许的范围内，以满足烘炉曲线为原则。烘炉后龙固电厂工程部、监理公司、浇筑料厂家、宜兴市方圆烘炉工程有限公代表共同检查，表明此
12、次烘炉效果较好，没有脱落现象，局部裂缝在 1.5mm 以内,在允许范围内。5、结论在各单位精心组织和安排下，我公司#1 锅炉烘炉取得较好效果。本次烘炉采用热烟气分段烘炉法烘炉有以下特点：（1） 、温升控制合理、在允许范围内。（2） 、烘炉没有死角，燃烧器、斜料腿、返料回送装置、汽冷分离器都得到较好的烘炉效果（3）节省时间，比木材加油枪的烘炉方法少用 10 天左右。总之采用烘炉机烘炉，利用热烟气分段烘炉是一种很好的烘炉方法循环流化床锅炉烘炉方法的探析循环流化床锅炉烘炉方法的探析循环流化床锅炉是一种新型高效、低污染的环保型燃煤锅炉，其燃烧过程，决定了必须在炉膛和烟道内表面，敷设大量的耐磨耐火砖、耐
13、火保温砖，耐磨耐火保温浇注材料等。这些防磨材料经过自然干燥（一般三天以上）后，仍残留一定量的自由水分。若材料不经烘炉直接投入运行，其水分受热蒸发使体积膨胀而产生一定的应力，致使耐火材料发生裂缝、变形、损坏，严重时耐磨材料脱落。因此，锅炉在正式投入运行以前需按控制加热的方法进行烘炉，同时烘炉还可以加速炉墙材料的物理化学变化过程，使其性能稳定，以便在高温下长期工作。2、烘炉方法及效果调查（1）河南新乡电厂：采用烘炉方式：木材加油烘炉结束后，床下点火预燃室内部耐火料保温层，裂开（10mm 以上），脱落及洞穿。见（右图）所示预燃室重新施工华能济宁电厂（2）华能济宁电厂5 炉采用烘炉方式：木材加油烘炉结
14、束后，锅炉旋风分离器进出口烟道、回料腿耐磨耐火材料等处出现裂纹，裂纹大于 10mm，并有小块脱落。（左图）回料腿有裂纹现象（3）江西分宜电厂采用烘炉方式：竹子加油床下部位在运行中出现了耐磨层大面积脱落。见（左下图）所示：喷燃油枪上部耐火层脱落（4）还有一种方式是加装油枪的方式，因临时系统的复杂性国内还没有电厂烘炉时采用。 （5）济宁里彦电厂采用烘炉方式：热烟气烘炉烘炉效果较好，没有出现大的裂纹，如右图3、为了更好的对比烘炉效果：同时在烘炉的各种条件上，又进行了分析如下：加热原理加装临时设备温度控制与影响材料综合分析人员监护加装油枪在各个耐磨层位置加装油枪，通过油枪火焰直接对耐磨层进行烘烧。加装
15、油枪及敷设油管路点火后，瞬间温度即达到500 度以上，温升快，耐容油油枪价值高，同时对温升难以控制。需要人员定岗易造成材料的脱落。木材加热在炉前四个给煤口进行填材，通过木材燃烧的热量进行烘炉，高温段时投正式油枪。加装四根填材用钢管木材燃烧部位温度高，产生局部裂纹；因冷渣器位置内部空间较小，无法进行烘烤。 只能采取其它的方法。木材和油木材燃烧时局部受热严重，容易造成受热不均，材料脱落。需要很多人填材，以及吊车运输烟气加热在不同位置加装临时燃烧设备（烘炉机），使油在所需烘烤位置外侧雾化燃烧后加装烘炉机及相应的临时管道1、火焰不直接与耐磨层接触，温差小，受热均匀，不会产生脱落、裂油临时设施较为复杂，
16、但能够保证温度的有效控制。需要人员定岗，并加强巡护由风机将烟气吹入，用烟气产生的温度进行烘烤。纹。2、通过调节燃油量来调节烟气温度，易于控制。综合评价：（1）加装油枪：油枪价值高，同时对温升控制也不方便，所以此方案不好（2）木材加热：虽然临时设施较为简单，但因木材燃烧时局部受热严重，容易造成受热不均，材料脱落。（3）烟气加热：临时设施比方案二较为复杂,但是其温度控制较好,能保证烘炉效果,此方案较好。特别是冷渣器位置，因该处空间小，无法进行填材烘烤，所以多个电厂未对此采取烤烧，也是造成材料脱落的原因，有的电厂通过电加热片，因内部温度过高，所以易损坏，而温度也达不到要求。但烟气烘炉则科学的解决了此问题，同时在各个步骤上也优先于其它烘炉方式。4、热烟气烘炉过程经过以上各种方式的对比后，运河#3 炉首先引用了烟气烘炉技术，取得成功后又经#4 炉烘炉个
