1、循環流化床鍋爐在運行中存在的主要問題
1.1鍋爐出力不足
正常運行鍋爐蒸發量只有15 t/h左右，僅為設計蒸發量的40%～50%，無法滿足汽輪機組的要求。
三門峽富通新能源生產銷售生物質鍋爐，這種生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
由于這種35 t/h循環流化床鍋爐設計爐膛溫度為950℃，燃料為無煙煤，其發熱量為18330 KJ/kg。而我廠燃用的是煤矸石，其發熱量一般為9923 kj/kg左右，和設計燃料相差近50%。在運行中，沸下溫度在850～1050℃之間運行，爐膛出口溫度在800～900℃，有時也超過900℃，燃燒室的各項指標均已達到或超過設計指標，但蒸發量仍達不到設計要求。據調查，此型號的循環流化床鍋爐均未達到設計的蒸發量。其原因分析如下：(1)系統運行不正常。UG-35/3. 82-M17型鍋爐為高倍率循環流化床鍋爐，若回料系統不能穩定運行，即使物料分離器捕捉到一定的物料量，也不能穩定及時地回送爐內，使返送回爐內的物料量減少。由于物料濃度變小，傳熱系數隨之降低，從而影響了爐內的傳熱，造成懸浮段載熱質及其傳熱量不足，效率降低，鍋爐出力達不到額定值。
(2)份額分配不合理。UG-35/3. 82-M17型鍋爐布風板面積設計較小，僅484 m2。加之運行中燃用的燃料不能滿足設計要求，直接影響運行，使物料的平衡和熱量的平衡遭到破壞。循環流化床鍋爐在每一負荷工況下，均對應著一定的物料量、物料梯度分布和物料的粒度特性。因燃料的改變，造成鍋爐燃燒一次風量的改變，爐內物料的流化狀態也就發生了變化，燃燒室上部物料濃度降低，進入分離器的物料量也相對減少，這樣不僅影響分離器的分離效率，也降低了分離器的捕捉量，回送量也隨之減少，必然影響爐內的傳熱，從而降低負荷。由于物料量的改變，也影響物料梯度分布變化，物料在爐內分布濃度的變化造成懸浮段傳熱量的減少，傳熱系數降低，鍋爐出力也就降低。
(3)循環流化床鍋爐在設計時沒有考慮埋管，爐膛內只布置了膜式水冷壁受熱面，其位置在燃燒室高度2900 mm以上，布風板到2900mm高度是用耐火磚砌筑的爐墻，在此沸騰段沒有受熱面。運行中燃用煤矸石時，回料系統運行不正常，造成沒有回料量，使懸浮段的物料濃度減少，熱量也減少，密相區和稀相區濃度發生變化，造成受熱面吸收的熱量不能滿足設計要求，而鍋爐燃燒過程屬于鼓泡床狀態下的運行工況，所以造成了鍋爐蒸發量不足。
1.2兩個回料器不能正常返料。
UG-35/3 .82-M17型鍋爐有兩個回料系統（慣性室和旋風室），自投入運行以來，回料系統一直達不到設計要求，造成鍋爐燃燒與普通流化床一樣，完全失去了循環流化床的意義。主要原因分析如下：
該鍋爐回料系統采用1臺慣性分離器和1臺旋風分離器捕集物料，兩個分離器均采用“U”型回料閥進行物料返送。鍋爐投入運行后，兩個回料閥一直不能正常運行。慣性室回料閥因燃用的燃料與設計不符，其返料風速發生變化，造成回料器運行不正常，同時操作人員沒有掌握“U”型閥的運行經驗，造成回料閥積灰結焦，不能滿足循環回料量。而旋風分離器設計中回料閥料腿高度不足，回料口出料位置過低，設計的返料風速和風壓不能滿足返料要求，造成旋風室不能運行，影響了循環回料量。因兩個回料器不能正常返送物料，造成鍋爐的物料梯度發生變化，各部的物料濃度分布不合理，從而影響到爐內溫度場的均勻性和熱量平衡，造成傳熱量減少，鍋爐蒸發量不足。
1.3主蒸汽溫度低于額定溫度
自鍋爐投入運行后，一般情況下蒸汽溫度只有360～400℃，不能滿足汽輪機組的正常運行。通過分析和熱力計算發現，過熱器高溫受熱面面積設計不足是造成過熱蒸汽溫度偏低的主要原因。
2、UG-35/3. 82-M17型循環流化床
鍋爐改造方案
根據同類型鍋爐改造方案的優點并結合我公司燃用煤矸石的實際情況，制定了UC-35/3. 82-M17型循環流化床鍋爐進行相關改造的方案。
2.1燃燒系統的改造
原鍋爐為“品”字型布置，爐膛部分為主燃燒室、慣性分離室，爐膛出口接高溫旋風分離器，煙氣經連接煙道引到尾部煙道，依次沖刷高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器、空冷器，然后排出爐體。
此次改造將主燃燒室和慣性室合二為一，形成一個完整的大爐膛，爐膛下部為流化床燃燒區。為了增加有效燃燒面積，重新制造布風室和燃燒床面，用原來隔墻水冷壁向后拉成折焰角，下部與右墻水冷壁匯合。在床內布置埋管受熱面，埋管沿爐深方向共布置20排，每排有3根+60×6 mm管子組成，管排上焊有防磨筋片，以延長使用壽命，管排傾斜角為15。，埋管總受熱面積為39.2 m2（見圖1）。
2.2回料器的改造
旋風分離器沿用原件，接口位置不變。對流化器進行更新，采用“J”閥回料器，料腿高度提高2130 mm，利用立管中建立的料位起到回路密封作用，而且能連續穩定地向爐內返送物料，實現返料自平衡，返送的動力源為回料上升段和下降段料位差。為保證均勻地向爐內返送物料，回料口上移355 mm。
“J”閥回料器系采用鋼板卷制而成，底部風箱合理配風，保證連續穩定地向爐內返送固體物料，確保循環灰的良好流動，避免回料器內因局部死區而出現結渣的現象。
2.3高溫過熱器的改造
為了滿足鍋爐蒸汽溫度要求，在原尾部煙道結構不變的情況下，增加高溫過熱器受熱面積，改變原用的蛇形管尺寸。采用∮42×3.5 mm(12CrlMoV)彎制，管屏用84(1Gr20N114S12)管夾固定，管屏頂部迎風面加裝防磨蓋板。過熱器依然采用原有的吊掛方式固定，過熱器集箱全部留用。
3、鍋爐改造的效果
3號、4號爐經過改造后，兩年來的運行實踐證明，改造后的鍋爐具備了長期、高水平穩定運行的能力，返料系統及各個改造部分工作正常，鍋爐出力可在設計出力50%～110%間較好地調整，汽輪發電機組滿負荷運行，鍋爐各項指標見表1。
4、結語
采用上述方案，對UG-35/3. 82-M17型循環流化床鍋爐進行的改造，解決了原鍋爐存在的問題。改造后由于鍋爐爐膛面積增大，在料層中加設了39.2 m2埋管受熱面，降低了各部分煙氣流速，煙氣攜帶的飛灰量下降，燃料利用率提高，分離器和循環回料閥運行正常，滿足了物料的循環返送。改造后的鍋爐為低倍率循環流化床，適合于燃用開灤集團的煤矸石種類的燃料。
