摘要：随着大型循环流化床锅炉燃烧技术的成熟，300MW级循环流化床锅炉得到了很大的推广。要使循环流化床锅炉能够长周期稳定运行，就必须做好安装及调试工作。
关键词：CFB；安装；调试
循环流化床（CFB）燃烧技术是最近二十多年来迅速发展起来的清洁煤燃烧技术，也是目前商业化程度最好的清洁煤燃烧技术。特别是燃用高灰份低挥发份或高硫份等其他燃烧设备难以适应的劣质燃料方面以及低负荷要求较高的调峰电厂和负荷波动较大的自备电站中，循环流化床锅炉是最佳的选择，是当前公认的燃煤技术的重大创新，受到了世界各国的普遍重视。我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一，发展高效、清洁的循环流化床锅炉，具有长远的战略意义。
从2005年12月30日，我国第一台300MW级循环流化床锅炉在四川白马电厂并网以来，截止目前据不完全统计已经投运20余台，还有多台正在调试及安装期间。世界首台目前600MW循环流化床锅炉由我国自主研制，且已开始在白马电厂进行安装。但经过了解已经投入生产的循环流化床锅炉都存在一些缺陷，其中有设计、制造中存在的不足，也有安装及调试过程中存在的缺陷，因此在安装及调试阶段必须控制好质量，为以后机组的安全稳定运行奠定好基础。
目前已经投入生产的循环流化床锅炉主要有两种，一种是ALSTOM引进型300MWCFB，另一种是自主开发性循环流化床锅炉。下面分别以这两种CFB为例，浅谈CFB锅炉安装及调试。
一、ALSTOM引进型300MWCFB锅炉及国产自主开发性300MWCFB锅炉的主要特点：
1、ALSTOM引进型300MWCFB锅炉主要特点：
(1)炉膛上部呈单炉膛（接近正方形），下部为分衩形双布风板结构，目的在于保证二次风的穿透性。
(2)炉膛两侧墙各布置二只绝热型分离器。在炉膛两侧墙布置旋风分离器是一种典型的布置方法，条件是炉膛侧水冷壁要有足够的宽度，为了避免炉膛宽度增加影响二次风的穿透率，炉膛下部采用裤衩形就成了必然的结果。
(3)采用外置式换热器，分离器分离下来的高温物料一部分直接返回炉膛，另一部分通过机械分灰阀引入外置式换热器，通过调节进入外置式换热器内的高温物料量，达到控制床温与汽温的目的。
这些特点使引进型的300MWCFB锅炉在床温、汽温控制等方面具有一定的优势，但由此也带来了系统复杂的问题。
下图为该型锅炉布置简图：
2、自主开发型300MWCFB锅炉的主要特点（以东方锅炉厂自主开发型为例）
(1)炉膛为单炉膛设计，不同于其他炉型的分支炉膛。炉膛的截面尺寸为：宽30189mm，深9831mm。选用单炉膛在合理配风、有效的控制炉膛深度等前提条件下，完全能够确保二次风的穿透搅拌能力，保证整个床面的均匀性。
(2)不采用外置式换热器
(3)采用汽冷高效旋风分离器
(4)采用卧式光管空预器
通过对两种大型CFB锅炉炉型的基本特点的总结，使我们在控制好安装及调试质量中，能做到有的放矢。
二、施工阶段应该注重以下几个方面的工作：
1、合理安排设备到货及施工工序.
CFB锅炉，从锅炉的主要部件来讲不同于我们以往的煤粉炉，增加了一些煤粉炉所没有的设备。如何能够合理安排工序，保证锅炉安装的正常进行，顺利优质的完成锅炉安装工程，至关重要。在锅炉的安装过程中，随着锅炉钢结构的吊装，将外置床、回料器、旋风分离器等设备一并进行安装，无论是安装的质量、安全、进度等方面都将有一个很大的提高。另外该锅炉汽水连接管道、汽汽连接管道等工程量比较大，且基本布置在锅炉左右侧，随着锅炉结构的吊装进行预放，将有助于提高工效，也能降低安全的隐患，因此也一并进行预放。在自主开发的CFB炉型安装时，分离器出入口的膨胀节要及时到货并进行预放，尤其是分离器烟道出口的膨胀节，如果此部件不能及时安装，将为整体锅炉密封质量埋下很大的隐患。
2、控制好水冷壁及其他受热面的安装质量
大型循环流化床从开始引进到现在，炉膛内部的设计基本成熟。但是往往在运行的过程中还会出现问题，究其原因主要是在安装施工的过程中质量控制不太理想。在炉膛内，引起物料对于受热面的磨损的原因很多，并且与物料的浓度、速度、流动方向、碰撞等因素密切相关。其中“边壁流”形成的磨损不容忽视。“边壁流磨损”是指内循环下降灰贴壁流方向与垂直布置的水冷壁管束方向总体一致，但在某一部位发生跳跃时，下降灰贴壁流产生涡流，对该部位造成快速磨损，如水冷壁管连接的焊口、筋片、安装时未割净的临时焊件、炉墙开孔处、耐火材料终结部位如果有凹或凸部位时，将直接冲击水冷壁管的某个部位，造成该处水冷壁管某个部位快速冲刷磨损。
边壁流磨损示意图
磨损后的照片
因此在在CFB锅炉水冷壁及炉膛内受热面安装中要重点注意以下几个方面：
a.尽可能的减少内侧吊耳的设置，除非必需的。
b.临时吊耳必须清除干净。
c.密封焊缝、焊口的余高要控制在0.5mm以下，对于高出部分进行打磨。
d.对口时要按照规范要求进行，避免错口、折口的发生。
e.该炉型炉膛正压运行，因此密封焊接的质量必须保证。要加强对密封焊接质量的监控。
f.由于炉膛的尺寸较大，因此炉膛的安装质量必须严格把关。控制好炉膛的几何尺寸、表面的平整度、截面尺寸等尤其重要。另外炉膛内屏式再热器、过热器、水冷分隔屏等的垂直度也要引起足够的重视。
g.下部水冷壁、风室水冷壁的安装难度大，必须合理安排施工工序。
H.汽冷分离器在安装是要控制好不圆度、垂直度、同心度、中心位置、标高尺寸等。
3、引进型CFB锅炉外置床的安装要引起足够的重视。
外置床的设置从床温、汽温调节等方面带来了好处，但是也带来了系统复杂、安装要求高等方面的不利。因此在外置床的安装过程中要做好以下几点：
3.1.针对不同的部位，制定具体的焊接措施和加固方案，确保整体密封良好。
a.下部灰斗与底板的组合焊接，由于该部位空间位置比较狭小，焊接难度比较大。
b.顶板大梁与侧墙板支柱的交接部位。由于安装与耐磨材料浇注交叉进行，使得该部位的焊接作业无法正常进行。
c.顶板之间的密封焊接。
d.顶部以及侧墙板穿墙管部位的密封焊接。
e.回料器至外置床之间的烟道焊接。
f.水冷隔墙与侧墙板的交接部位。
3.2合理安排安装顺序。
由于外置床内布置了高再、低过、一级过、二级过等管排，安装与耐磨材料的施工形成了交叉。外置床部位的施工工艺如下：首先需要先安装底板——四侧墙板安装到位——进行侧墙板的浇注——底板浇注——吊装管排——顶板安装（顶板在地面进行浇注）——顶部联箱安装（侧面的联箱不受限制）——进行找正——对口焊接。且由于外置床部位空间位置狭小、材质特殊，可以说外置床部位施工工期决定了锅炉安装的施工工期。
4、严格控制耐磨材料施工质量。
CFB锅炉大量使用耐磨耐火材料，尤其在引进型锅炉中，使用耐磨耐火材料达到4000余吨，其施工难度及重要性可想而知。其施工质量的优劣直接关系到机组能否正常运行。因此要做好耐磨耐火材料施工的每道工序。
4.1销钉、耐热钢筋的固定要牢固可靠。且由于高温状态下金属与耐磨材料膨胀不同步，为了消除此类影响，要在销钉、耐热钢筋头部涂刷沥青或包扎塑料布等。如下图
4.2支模要牢固，支模材料选用要恰当。避免直接从内部直接引出铁丝进行绑扎，以避免长期运行过程中铁丝高温氧化对耐磨材料形成破坏。
4.3膨胀缝的设置
由于金属与耐磨材料膨胀不同步以及内外层热传递，必须设置足够数量的膨胀来进行弥补膨胀。因此膨胀缝的设置非常重要。膨胀缝如果不合理，外部金属结构的焊缝等将被撕裂、断开，造成漏风、漏粉、漏煤等后果，更严重的会造成脱落等。膨胀缝一般设置为"Z"型，就保证了膨胀性，同时也能保证密封。在有些锅炉施工中为了赶工期，将私自更改了膨胀缝的形式，造成了热量直接传递到外边的金属上，造成局部过热、撕裂。因此要给予足够的重视。
4.4严格耐磨材料的施工工艺
在进行浇筑的过程中，严格控制加水量、搅拌方式、振捣、养护、拆模等，注重过程质量的控制。
4.5做好烘炉工作
由于砌筑的材料中存在大量的水分，因而在烘炉的过程中要开设足够的排气孔，且该些排气孔的封焊要根据锅炉运行时水分的排出情况进行，要保证游离水以及结晶水的全部排出。另外在开设排气孔时要注意不能将排湿孔与膨胀缝设置在一起，以防漏灰等。
5、锅炉的膨胀一定要引起重视。
在CFB锅炉本体中大量使用了非金属补偿器，且都在高温部位，如果安装过程中不注意施工质量，没有按照设计进行膨胀量的预留，势必在运行中造成损坏，影响到锅炉的正常稳定运行。因此在非金属补偿器的施工中必须引起充分的重视。另该类补偿器容易损坏，因此要采取切实可行的措施加以保护。
三、CFB锅炉调试
CFB锅炉是利用一次风将床料进行流化，建立起物料循环，并利用床下（包括床上）燃烧器进行床料的加热，使其达到能投煤的温度条件后进行给煤燃烧。因此从风量、风压、床料等方面加强调试，是锅炉稳定运行的基础。结合我所参与过的调试工作，总结出以下几个点，仅供参考：
1、风量的标定、临界流化风量的选取、风量的调节都至关重要，在调试过程中一定要做好上述工作。
2、床料的厚度、粒径及配比都要严格控制。尤其是过大或者过小粒径的床料比例要严格控制好。
3、在引进型CFB锅炉调试发现时，由于锅炉炉膛采用分衩腿技术，只要炉内两侧床压达到20Kpa以上，运行中两侧床压很难维持平衡，波动很大，多次出现床料翻滚，在短短的几十秒中内，一侧的床料全部翻转到另一侧，造成一侧吹空，另一侧床料无法吹起来。当床料发生翻滚时，床压高的一侧炉膛，一次风量大幅减小，床温急剧升高；床压低的一侧炉膛，一次风量大幅增加，床温急剧下降，最终结果要么因床温低保护动作，引起锅炉及机组跳闸；要么一侧炉膛塌床，导致被迫紧急停机停炉。因此，在对引进型CFB锅炉调试过程中，要采取相应的措施，避免出现“翻床”。
4、合理调节一、二次风的配比，保证实现良好的流化和燃烧。
5、严格控制好给煤粒径。现在电厂一般都设置了粗碎、细碎等破碎设备，但是入炉煤粒径并没有得到很好的控制。造成了堵煤、磨损加剧及排渣不畅等后果。给锅炉调试运行带来了很大的问题。因此要从输煤各个环节把好关。
6、东方自主型CFB锅炉设计为前侧单侧给煤，因而造成前墙温度较高。如果下二次风调整不及时，将造成二次风管被烧坏变形等后果，因此要注意及时调整二次风压及下二次风量。
7、由于现阶段燃油价格较高，因此电厂业主一般都希望早投煤。这样就造成低温阶段投入的煤仅仅是挥发份燃烧，碳并没有燃烧。但达到一定的温度可能会实现爆燃，造成床温、汽温汽压等控制难度加大，如果调整不及时就会出现事故。
8、CFB锅炉不易进行快冷。一些业主在锅炉停炉后，为了抢修，经常性对锅炉进行快速冷却。可能侥幸在短时间内没有出现事故，但是对于锅炉尤其是浇注料部分已经造成了伤害，使用寿命将大大减少。
论文作者:侯有德,任杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/17
标签：锅炉论文; 炉膛论文; 流化床论文; 部位论文; 水冷论文; 外置论文; 风量论文; 《基层建设》2019年第19期论文;