山東恒通化工股份有限公司熱電廠11#、12#、13#、14#鍋爐是240 t/h循環流化床鍋爐。該爐系高溫、高壓、單鍋筒、自然循環蒸汽鍋爐，采用循環流化床燃燒方式、高溫分離技術。其技術特點為：循環物料采用高溫旋風分離器分離，分離器內工作溫度與爐膛溫度接近；燃燒室上部與前墻垂直布置有3片翼形水冷壁和6片Ⅱ級過熱器；一、二次風采取分級供風方式，在爐前墻加入燃煤，實現爐內脫硫和控制NOx的生成量：采用“菌狀風帽”式一次風布風裝置；點火啟動采用爐內物料流化循環，燃油加熱升溫并引燃燃煤的方式；循環物料控制采用J型閥。4臺鍋爐分別于2002年10月29日、2002年10月12日、2004年2月18日、2004年7月29日投入運行，其中11#、128鍋爐為該型鍋爐首次設計并最早投入運行的2臺，由于在設計上存在著許多缺陷，因此在安裝過程中，堅持一邊施工一邊更改的原則，設計變更達100多處。從2年多的運行情況來看，該型鍋爐能夠達到設計要求，能在30%~110%額定負荷下穩定運行。
1、鍋爐本體與工藝流程
鍋爐本體主要由4部分組成，即燃燒室、高溫旋風分離器、返料裝置和尾部對流煙道。燃燒室位于鍋爐的前部，其斷面呈矩形(長度×寬度為5.28 m×10.24 m)，四周和頂棚布置有膜式水冷壁，底部為略有傾斜的水冷布風板，由于在燃燒室中磨損嚴重區域水冷壁上內襯耐火材料，造成水冷壁受熱不足，因此在上部與前墻垂直布置有3片翼形水冷壁，另有6片II級過熱器。燃燒室后有2個平行布置的旋風分離器，密封返料閥位于旋風分離器下部，與燃燒室和分離器相連接。燃燒室、旋風分離器和返料裝置構成了固體物料循環回路。約占鍋爐總量60%的熱風經風室和布風板進入爐膛，對爐膛的床料流化，形成流化床燃燒。二次風從爐膛不同高度進入，實現分級燃燒。高溫煙氣從爐頂后墻兩側分別進入2個高溫旋風分離器，其中絕大部分的顆粒被分離下來并作為循環灰，經2個氣力控制的自平衡式型閥送回爐膛下部，形成循環床，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
尾部對流煙道的鍋爐后部，其內沿煙氣流程依次布置III級過熱器和I級過熱器，下部煙道內依次布置有3組省煤器和一次風、二次風空氣預熱器。
2、運行及控制分析
2.1鍋爐點火與啟動
鍋爐點火啟動采用床料循環加熱方式，冷床料（粒度<8 mm爐渣，可燃物<5%，床料厚度350—400mm，總量2m3/h）在流化床循環的條件下加熱升溫。加入床料啟動2臺“J”閥風機、引風機、一次風機、二次風機，按吹掃要求建立吹掃風量對鍋爐進行吹掃，并將所有風機置于自動方式。
11#鍋爐冷態點火啟動時間約10 h，間歇投煤時床溫為470℃。鍋爐壓火時間較長(>2 h)，床溫低于投煤溫度。在鍋爐溫態啟動時需投運油燃燒器。
鍋爐壓火后1—2h內熱態啟動，熱態啟動床溫高于投煤溫度，可直接投煤。熱態啟動時要嚴格控制風量大于臨界流化風量，若風量過大會導致床溫降低，壓火前適當保持較高床壓運行以保證爐膛較大的蓄熱量。
由于有大量的高溫床料存于爐內，壓火后要保持一段時間過熱器排汽、冷卻過熱器泄壓。停運給水泵前，將水加至汽包較高水位。到燃燒器投運為止，床溫平均下降速率約為35℃/h，由于床內有較多的耐火材料要求床溫的變化率控制在< 80℃/h。在較低的負荷下穩定運行30 min，有利于保護分離器及其它部位澆注料。
2.2鍋爐熱效率
臨沂市能源監測中心對11#、12#鍋爐進行測試，測試結果如表1所示。
由表1可知，鍋爐熱效率可以達到86. 6%、88.6%。飛灰未燃燼碳含量低于設計值8%，分析室在4月6日和28日分別對飛灰進行測試，結果分別為8. 80%和10.04%，這與運行工況和燃料粒度等因素有關。
2.3 輔機運行情況
輔機運行情況見表2。
從表2可以看出，各輔機都留有較大余量，形成“大馬拉小車的現象，造成用電量較高，不利于節能。
2.4控制參數
該鍋爐具有較好的控制性能，運行期間最低穩定負荷為80 t/h，在30%—110%額定負荷之間瞬時負荷變化率和連續負荷變化率可達到設計值。運行中幾個主要控制參數情況如下。
(1)料層差壓：設計控制參數為7.0~9.5kPa，實際運行中控制在8.0 kPa，料差的控制通過改變水冷滾筒式冷渣機變頻電機的轉速實現。我廠滾筒式冷渣機的使用效果良好，關鍵在于兩個方面，一方面嚴格控制入爐煤的粒度，防止大顆粒堵塞冷渣機，另一方面操作人員對冷渣機結構及運行保護理解全面。
(2)爐膛差壓：設計控制參數為<1.5 kPa，實際控制在1.0 kPa，爐膛差壓的調控通過放灰來實現。投運初期需人工放灰，現經過技改工程加裝冷灰機，可以在微機上實現自控。
(3)氧含量：設計控制參數為3%~5%，實際運行中為6%。這就增大了排煙損失，需進一步加強操作控制，把過量空氣系數控制在1.15~1. 25（50%負荷以下可以取1.6~1.8高值）。安裝時，過熱器后2個測點儀器一為國產產品，插入深度1.5 m，另一為進口產品，插入深度較淺，導致測量結果偏高，二者平均值為6%。若將測點按規定安裝，可以控制在<5%的指標內。
3、存在問題、采用新技術及建議
11#、12#鍋爐在安裝及試運行期間發現諸多設計上問題。由于是第一次設計制造，許多問題由設計人員、安裝人員及廠方在現場協商變更，變更達100多處，現僅列出對鍋爐比較重要的幾項供分析參考。
2002年7-9月試運行期間，發現爐膛由于水冷壁剛性梁設計不合理致使水冷壁剛性差，出現間歇性腹吸式振動。根據煤粉爐設計和使用經驗，剛性梁問題最大不應超過96倍水冷壁外徑，但對于流化床鍋爐則不同，廠家設計間距（從下至上）分別為1.8 m、2.0 m、2.8 m、3.0 m，2.4m、2.4 m、2.5 m。經過三方協商，對剛性梁問題進行調整，標高19.2 m、22.0 m、25.0 m之間3道改為5道，并加裝止晃裝置后運行正常。
2003年停爐檢查時發現，兩旋風分離器中心筒變形嚴重。原設計中心筒外圈只有底部1道環形拉板，中心筒外圈中部缺少環形固定拉板（起限制變形的作用），因此在長期的高溫條件下，中心筒中間部分變形嚴重。為了減小中心筒變形量，在中心筒外圓中部加1道環形拉板，可大大減小高溫條件下中心筒的變形量，從而保證了旋風分離器的分離效率。
爐膛衛燃帶澆注料過渡區水冷壁管磨損嚴重，到目前為止還沒有根本解決方法。本型循環流化床( CFB)鍋爐爐膛衛燃帶高度為5m，雖然鍋爐廠采用美國紐克拉電站循環流化床鍋爐的外彎讓管設計方案，防磨效果并不理想。這類磨損的機理主要有以下2個方面：一是過渡區域內由于沿壁面下流的固體物料與爐內向上運動的固體物料運動方向相反，因而在局部產生渦旋流；另一個原因是沿爐膛壁面下流的固體物料在交界區域產生流動方向的改變，因而對水冷壁管產生沖刷。衛燃帶與水冷壁過渡區域內水冷壁管的磨損并不是在爐膛四周均勻發生的，而是與爐膛內物料總體流動形式有關。磨損主要發生在后墻和左右側墻，尤其是后墻更為嚴重，前墻磨損較輕。我廠在11#、12#CFB鍋爐爐膛水冷壁澆注料過渡區采用鉻鎳硬質合金火焰噴涂，效果不好，使用一段時間后，檢查發現在噴涂區與基材過渡區涂層結合不好，涂層容易脫落形成臺階。經過焊補處理后，在過渡區焊銷釘，增打可塑料防磨圈梁，在防磨圈梁上的一定高度范圍內實施超音速電弧冷噴涂進行防磨，可大大減輕磨損，延長該區域水冷壁管的使用壽命。
爐膛衛燃帶澆注料過渡區4個角水冷壁管磨損爆管現象嚴重。原因可能是角落區域內沿壁面向下流動的固體物料受到相鄰2個面的共同作用，物料濃度比較高，同時流動狀況也受到破壞，因此磨損要比其它幾個面嚴重，目前也沒有根本解決方法。我廠最早投運的11#、12# 240 t/h CFB鍋爐角落區域曾發生過多次水冷壁爆管現象。在運行中，盡量不要長時間超負荷運行；在停爐檢修過程中，要認真檢查，對檢查出的問題要妥善處理，必要時在四角一定高度內增打可塑料防護，在實施超音速電弧噴涂時，四角水冷壁管噴涂高度比其它區域要高一些。
爐膛出口之間水冷壁管磨損嚴重。運行一段時間后，停爐檢查時發現，該區域水冷壁管在迎煙氣流動方向45。~ 90。范圍內磨損嚴重，最薄處壁厚為3.8 mm(水冷壁管規格為：∮60 mm×5mm)。主要原因是大量含塵煙氣在臨近爐膛出口處體積變小，流速增加，流動方向發生變化，目前也沒有根本解決方法。在該區域也要采用超音速電弧噴涂進行防護，減輕水冷壁管的磨損，延長水冷壁管的使用壽命。
爐膛頂部翼形水冷壁和屏式過熱器（Ⅱ級過熱器）變形嚴重，與前墻讓管處水冷壁管磨損嚴重。最早投運的11#、12# 240 t/h鍋爐曾發生過屏式過熱器和翼形水冷壁泄漏爆管事故。在停爐檢查過程中，認真檢查，檢查出的缺陷及時處理。
尾部豎井煙道內布置的Ⅲ級過熱器、I級過熱器、省煤器和空氣預熱器磨損較輕，運行2年后，幾乎沒有磨損現象。這主要有3個方面的原因：一是旋風分離器分離效率高，大量的物料被分離下來，返回爐膛多次循環燃燒，流經尾部受熱面的煙氣含塵濃度較低；二是流經尾部受熱面煙氣流速較低；三是聲波吹灰器運行效果較好，能及時清除尾部受熱面積灰，避免局部煙氣流速過高而加快該區域受熱面的磨損速率。
風帽磨損現象嚴重。本型鍋爐采用1872個“菌狀”風帽，與水冷布風板采用螺紋連接，風帽磨損區域主要靠近后墻回料口附近。其原因主要是由于較高顆粒濃度的循環物料以較大的、平行于布風板的速度分量沖刷風帽；另一種情況是風帽小孔的擴大，改變了布風特性，固體物料漏到風室，減小了風室的有效容積，大風室起不到穩壓均流作用，從而造成流化質量下降．甚至堵塞送風通道。且布風板螺紋容易變形，停爐檢修時不容易更換風帽，可將螺紋連接改為直接插裝電焊固定。
鍋爐冷渣機冷渣通道容易堵塞和泄漏，進渣嘴容易泄漏，鍋爐煤質變差和入爐煤粒度得不到保證時，冷渣機不能滿足鍋爐排渣量。短節的長度過長，不能滿足鍋爐水冷壁管熱狀態下向下膨脹的需要；冷渣器進渣管磨損嚴重，經常發生泄漏；冷渣通道容易被大顆粒堵塞，且不易清理；距冷渣通道進口約5 cm范圍內，經常發生泄漏；進渣口落紅渣時，托輪軸承容易被燒壞；在進渣端設置6根回水管，給檢修和疏通渣管堵塞帶來不便。為了滿足鍋爐熱態下向下膨脹的需要，將短節長度由150 mm改為50 mm;冷渣器進料管是雙層殼體結構，最內層是進渣通道，是夾層是冷卻水通道，是帶有一定速度的高溫爐渣最先經過的部件，工作環境最為惡劣，并且該部件并不隨冷渣器轉動，磨損特別嚴重，很容易被磨漏。根據多年的經驗，決定在此處焊上銷釘，打上1層可塑料防護層，可有效地起到防磨作用，從而大大減小冷渣器進料管的維修工作量；為了提高冷渣器的耐磨性能和運行可靠性，生產廠家作了如下改進：冷渣通道的板材厚度由3 mm改為4 mm;板材材質由20#改為16Mn;為了增加滾筒轉動時的穩定性、防止熱渣下落時燒壞托輪軸承，將托輪由前端改為滾筒下部；為了檢修方便，將進渣端的回水管改為出渣端回水管。通過廠家的進一步改進設計，該型滾筒式冷渣器的性能得到進一步提高。針對冷渣器高溫區冷渣通道氧化和磨損特別嚴重的實際情況，建議廠家在設計時考慮在高溫區增加防磨護瓦，可進一步提高冷渣通道的抗氧化和抗磨損能力。
正壓濃相氣力輸灰系統倉泵進料閥、出料閥、底部流化盤磨損嚴重。倉泵出料閥密封面容易磨損且價格較高，維修費用較高，進料閥在泵體內，檢修極不方便。對倉泵出料閥要加強運行管理與檢修維護，在閥體底部加設吹掃頭，提高出料閥的使用壽命，降低維修費用；為了檢修方便，在倉泵進口管道增加1只進料閥，原泵體內的進料閥不再使用。
大風室積灰、漏灰現象嚴重。目前有一種中間加裝套管的新型大孔徑風帽，可以大大減輕風帽之間的磨損和大大減少風室漏渣現象，但是對現有鍋爐改造較困難，這需要鍋爐廠重新更改水冷布風板的設計。所以目前可以加厚風帽，以延長風帽的使用壽命。關于風室漏渣問題，只有要求操作人員及時將大風室積灰放掉，管理人員加強監管力度。鍋爐每次檢修時，都要認真查找風室漏灰點，并要加以消除。2004年11月128鍋爐計劃停爐檢修時，檢查人員發現由于風室漏灰，水冷布風板下集箱局部區域被沖刷磨損現象。
蓬煤、堵煤現象比較嚴重。入爐摻兌燃料中含有一定量造氣爐渣和除塵灰（它是由化肥造氣轉來的）。特別是在陰雨天，入爐煤又細又濕，煤倉蓬煤、落煤管堵煤現象更加嚴重，嚴重影響著鍋爐機組的正常運行，還增加了操作人員的勞動強度。在煤斗內壁鑲貼高分子聚氯乙烯板，實際使用效果并不理想，聚氯乙烯板多次發生脫落，給正常生產帶來很大麻煩；采用疏松機技術，煤斗蓬煤后，自動疏通，使用效果較好。入爐煤細小顆粒較多，水分較大，尤其在摻燒造氣除塵灰后，在落煤管彎頭處和爐膛給煤口處粘附，越積越多，最終導致落煤管堵塞，發生堵煤現象。可采用增設播煤風系統，在落煤管彎頭處加吹掃風，及時將煤吹進爐膛；運行中加強對落煤管的監視，發現有煤粘附落煤管壁，要及時清除；同時加強入爐煤的管理，混合料各成分和粒徑搭配均勻，盡量減少入爐煤的水分。
根據國內廠家流化床鍋爐澆注及砌筑的實際情況，我廠對澆注料及砌筑項目給予了高度重視，安排專人負責此項工程，經過對國內410 t/h、220 t/h、130 t/h、75 t/h、35 t/h 5種爐型澆注料及砌筑工程施工和使用情況的考察，對廠家的圖紙作了大幅修改，主要有以下幾個方面：
(1)所有澆注料部位用料提高一個檔次。
(2)旋風分離器采用內江410 t/h鍋爐設計。
(3)尾部煙道爐墻縱向膨脹由原設計1道40 mm改為2道各20 mm。
(4)返料器回料高度改為450 mm。
(5)省煤器防磨梁增打澆注料。
(6)燃燒室、水冷套等處安裝時的變形由澆注料存度增減來彌補。
4臺240 t/h鍋爐自投運至今，澆注料及砌筑完好，沒有發現損壞處。主要經驗有3個方面：一方面要選擇有資質、有實力、有施工經驗的單位；二是對用料檢驗把好關；三是加強施工監管。
部分受熱面設計不合理，不能滿足鍋爐正常運行要求。11#、12# 240 t/h CFB鍋爐排煙溫度設計為140℃，實際運行中160℃左右，空氣預熱面積偏小，建議重新核算。2004年10月各爐在較低負荷（每臺鍋爐約帶170~180 t/h負荷）運行，在減溫水全部關閉的情況下，過熱蒸汽溫度僅達到500℃左右，嚴重影響了熱電廠的熱效率，建議鍋爐廠家對各種負荷下的受熱面重新進行校核計算。
針對各風機余量較大，造成用電量較高的實際情況，結合成熟的節能技術的推廣應用，建議各風機與驅動電機采用液力偶合器連接，不但降低各風機的耗電量，而且可大大降低風機的啟動力矩和啟動電流。
4、結語
(1)4臺240 t/h循環流化床鍋爐運行穩定，蒸汽參數、鍋爐出力、變負荷能力等均達到設計值。
(2)分離器分離效果較好，尾部煙道防磨措施得當，尾部受熱面磨損輕。
(3)鍋爐熱效率達不到保證值。
