提高循环流化床锅炉运行周期的技术策略分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：李贺（1982），男，汉族，吉林长春人，高级工程师职称，大学本科，研究方向为供热工程。-13-提高循环流化床锅炉运行周期的技术策略分析 李 贺 吉林省石油化工设计研究院，吉林 长春 130021 摘要：摘要：循环流化床锅炉是化工企业生产中的重要设备，但其通常会因为受到操作、生产环境等多种因素的影响，导致无法达成既定的运行目标。基于此，文章针对如何延长循环流化床锅炉运行周期进行研究，分别从锅炉受热面磨损、炉管泄漏一次风室漏渣、管理四个方面，分析了对于循环流化床锅炉运行周期产生影响的相关因素，并从受热面防磨、解决炉管泄漏、一次风室漏渣及管理优化等方面提出相应的策略。关键词：关键词：流化床锅炉；运行周期；提高 中图分类号：中图分类号：TK229 在经济社会以及现代科学技术持续发展的影响下，化工企业的生产设备也在不断革新，循环流化床锅炉是目前化工企业生产的重要设备，其运行周期对产品的生产效率、质量和稳定性都会产生明显的影响。总体看来，在循环流化床锅炉运转的过程中，人为操作、管理和设备故障等多方面因素都会带来运行周期缩短的现象，对于化工企业的安全运行也会产生明显的影响。本文通过研究循环流化床锅炉运行周期延长的对策，为化工企业循环流化床锅炉管理工作的优化和调整提供参考。1 影响循环流化床锅炉运行周期的因素 1.1 受热面磨损 这类问题的存在意味着高压气流会从泄漏点出现高速喷出的现象，气流附近的飞灰粒子也会保持高速旋转，从而对泄露点附近的管道产生磨损现象，泄漏点的规模也会持续扩张，意味着泄漏点附近的管道会迅速变薄，从而出现爆管问题。锅炉在无法维持正常水位的情况下，会出现紧急停炉的现象1。总体看来，之所以会出现锅炉受热面磨损的问题，与锅炉浇注料损坏以及锅炉密相和转向区域磨损有着密切的联系。目前循环流化床锅炉在运行的过程中，所选择的运行方法会直接影响到灰粒子在炉膛内的循环。相关人员在锅炉设计过程中已经添加了一定的磨损措施，增加了一定的浇注料，避免出现受热面磨损的现象。如果出现损坏的问题，原本稳定的灰粒子循环将会被完全打破，从而出现受热面管磨损的问题。对于循环流化床的锅炉运转而言，密相区和转向区的磨损现象是一种不可避免的问题，目前都是使用覆盖浇注料以及防磨喷涂处理方法，对于磨损的速度进行减缓。出于锅炉换热面积最大化的考虑，无法针对炉膛内的全部磨损部位使用浇注料进行覆盖，使得受热面磨损现象无法彻底解决。1.2 炉管泄漏 炉管泄漏作为影响循环流化床锅炉运行的主要因素，在锅炉装置长时间运行的状况下，温度、压力等数值的变化，同样会影响到锅炉管路的运行安全，应力集中以及焊口部位会因为长时间运转而出现热疲劳或者是应力疲劳等现象，导致在相对较为脆弱的部位产生泄漏问题。因为泄漏部位通常会出现在浇注料的内部，泄漏点的扩展速度较为缓慢，只需要及时采取措施，并不会带来紧急停炉的现象2。正因如此，炉管泄漏对于锅炉装置安全稳定运行并不会产生明显的影响。1.3 一次风室漏渣 该现象在循环流化床锅炉运转过程中普遍存在，这主要是因为在产生过程中，为了避免出现风帽掉落的现象，会针对风帽和风帽套管之间进行点焊。正是因为浇注料和风帽之间的距离较小，控制在 10 毫米左右，导致相关人员无法直观针对焊接部位仔细进行观察，通常会出现风帽套管漏焊的现象。这种现象的存在意味着高温炉渣会借由风帽套管进入一次风室内部，在高温环境下风帽套管会出现碳化变质的问题，套管漏点也会迅速扩张，导致出现一次风室大量漏渣的现象。1.4 管理因素 在循环流化床锅炉运行管理的过程中，质量管理工作的效果会对锅炉的运行周期运作产生明显的影响，锅炉的建设质量管理可以分为设备制造、安装等方面的管理内容，但部分人员在工作过程中并未坚持规章中国科技期刊数据库 工业 A-14-制度要求进行全过程的管理，导致部分细节位置的故障问题未能及时得到解决，从而影响到锅炉的长周期运转。此外，部分化工企业在循环流化床锅炉运转的过程中，并未形成完善的设备管理制度体系，且相关的制度内容并未严格落实，很容易出现违规操作以及误操作的现象，带来各种安全生产事故，并对锅炉的长周期运行产生明显影响。2 提高循环流化床锅炉运行周期基本原则 循环流化床锅炉的运行周期对化工企业的产品生产效率和质量都会产生明显的影响。为了全面提高循环流化床锅炉的运行周期，化工企业需要遵循如下原则：一是全面性原则。目前对循环流化床锅炉运行周期产生影响的因素包括一次风室漏渣、受热面磨损、管理等多种问题，要求相关人员在运行周期延长的过程中，针对多项因素全方位进行分析，结合循环流化床锅炉的实际运行状况，提出针对性的问题解决策略，避免对循环流化床锅炉运行周期产生明显的影响。二是经济性原则。在循环流化床锅炉运行周期延长的过程中，通常会使用到相应的材料以及设备，在现代科学技术的影响下，用于循环流化床锅炉故障处理的材料和技术也变得多样，但在经济投入方面却存在明显的差异，要求相关人员在经济性原则的指引下，综合考虑循环流化床锅炉运行的实际状态以及故障问题处理等级，科学选择处理技术以及相关材料，保障循环流化床锅炉能够在处于正常运行状态的同时，降低故障维修成本投入，提升锅炉系统的整体运行经济效益。三是时效性原则。循环流化床锅炉运行周期的延长需要相关人员在时效性原则的指引下，定期针对循环流化床锅炉系统进行检测以及维护，确保能够在及时发现相关故障问题的前提下，按照企业的规章制度进行处理，并及时更新故障处理措施，提高锅炉系统的运行效率。3 提高循环流化床锅炉运行周期技术策略 3.1 受热面防磨技术的应用 受热面防磨技术作为延长循环流化床锅炉运行周期的有效方法，需要优先在燃烧室的密相区全面覆盖浇注料，且浇注料的强度数值需要通过实验确定。相关人员要将销钉在浇注料墙体的腹式壁上进行焊接，进一步强化燃烧室密相区的强度，在建立燃烧室卫燃带的前提下提供防磨保护。总体看来，在卫燃带以上一米范围内，水冷壁依旧存在较为严重的磨损现象，可以进行金属材料的耐磨喷涂处理，借此降低磨损效率。但这种处理方法也存在容易爆皮脱落，使用周期较短的现象，故此在喷涂的末尾部分需要保障均匀平滑过渡3。相关人员在针对磨损部位进行喷涂补焊处理时，必须对相邻的喷涂层全方位进行抛光处理，避免在补焊过程时出现裂缝以及补焊困难的现象。在循环流化床锅炉运行的过程中，炉膛水冷壁内面的任何一个凸起点都可以作为物料物流的激发点，凸起点的周边能够形成较为完整的物料物流，这也是磨损现象进一步加剧的问题，最终会形成沟槽以及泄漏现象。相关人员需要对这些凸起点进行打磨处理，在完成水冷壁内面的检查维修工作之后，需要全面去除辅助焊接物，并且补焊点要尽可能进行磨平处理，确保能够与原本的受热面保持一致。而在流化床风帽的防磨处理过程中，一般可以选择使用散锥状风帽、蘑菇状风帽和钟罩式风帽三种。散锥式风帽的锥顶较薄，很容易在磨损问题的影响下出现孔洞，从而导致风力从小孔水平吹出，在流化床底部出现沉积问题，各种物料细小灰尘也很容易从小孔处进入到风室内部。蘑菇状风帽顶部较为厚实，抗磨损性能明显提高，风力会从小孔向着斜下方吹，对于物料底层有着良好的流化效果，并且在一定程度上解决风室倒漏灰问题，但倒漏数量依旧未能得到有效的管控。钟罩式风帽顶部仍旧保持蘑菇状，耐磨性能较好，并且帽体和风管使用螺纹进行连接，能够进行拆装。风管在深入帽体一定深度之后，能够建立倒 U 形的风道，风室漏灰的问题已经基本解决，且流化效果较为优秀，可以作为流化床风帽主要的防磨处理技术4。3.2 炉管泄漏问题的解决 这个问题的出现和锅炉在长时间运转过程后压力、温度这类数值变化有着密切的联系，在焊接口以及应力集中部位因为热疲劳的应力变化缺乏规律性，在各种因素交替影响的状况下，很容易在脆弱部位产生泄漏问题。在解决炉管泄漏问题的过程中，需要化工企业尽可能地降低停炉次数，以此对锅炉的压力和温度数值合理管控，避免出现大幅度波动现象。同时，在点炉操作过程中，相关人员需要尽可能保持操作平稳性，以此控制锅炉参数变化的平稳程度，避免对脆弱部位炉管产生严重损害。在锅炉正常运转过程中，操中国科技期刊数据库 工业 A-15-作人员也需要对锅炉运行参数适当进行调控，并保持平稳，避免出现锅炉温度和压力参数大幅度改变的问题。在相关人员进行锅炉检修以及改造工作时，锅炉原有的受力方法需要尽可能保留，如果条件所限必须针对锅炉部位进行改造，要求设计人员对于影响因素综合进行考虑，在条件允许的情况下，需要重新核算锅炉不同部位的受力状况，避免因为受力改变影响到锅炉的安全稳定运行。3.3 解决一次风室漏渣问题 部分化工企业在循环流化床锅炉运行的过程中，120 天是最为常见的运行周期，虽然一次风室会存在炉渣泄漏的现象，但却并未成为锅炉正常运行的主要危险因素。随着锅炉运行周期的不断延长，一次风室的漏渣问题已经严重影响到锅炉的正常稳定运转。如此一来，在锅炉水冷风室风帽焊接前，需要针对原有设计图纸不断改进，可以选择在原有风帽套管外部添加金属圆环，且金属圆环的直径需要略微大于风帽，并与风帽套管进行焊接处理。在安装风帽的过程中，不需要与套管进行焊接，而是需要与金属圆环进行焊接，随后完成风帽和金属圆环之间的点焊。因为焊接过程能够被工作人员全方位进行观察和分析，焊接工程质量能够得到管控，同时拆卸工作也变得更加便利，能够避免出现风帽套管漏焊问题的发生。3.4 管理工作的调整和优化 在循环流化床锅炉长周期稳定运转的过程中，需要相关人员强化管理工作力度，针对影响锅炉长周期运行的因素着重进行排查，避免安全隐患对锅炉档案稳定运转产生明显的影响。在管理工作过程中，相关人员需要强化对于锅炉附近运行环境和人工操作的监管工作力度，针对循环流化床锅炉的运行状况进行调整和优化，确保循环流化床锅炉能够在保持稳定运转的同时降低其能源损耗。化工企业为了保障循环流化床锅炉的运行周期能够满足产品生产的需求，需要安排拥有深厚工作经验的人员参与到锅炉运行管理工作中，结合企业目前的产品生产需求以及资金投入，针对不符合产品生产要求的循环流化床锅炉及时进行处理以及更换，以此保障锅炉的生产质量。同时，生产企业在循环流化床锅炉出厂、销售之前需要形成与之相对的产品质量检验报告，确保在锅炉正常运行的过程中，能够为相关人员检查维修工作提供必要的数据支持，有效延长循环流化床轱辘的运行周期。此外，化工企业需要建立与循环流化床锅炉相关的统一加工、生产标准，并针对锅炉安装给出明确的操作细则，提高安装施工的规范性，保障相关人员能够对循环流化床锅炉的尺寸生产以及安装参数严格进行管控，避免在生产因素的影响下，导致循环流化床锅炉出现运行的尺寸偏差和变形问题。此外，相关人员要对循环流化床的生产顺序进行调整，并引入耐火材料，确保循环流化床锅炉能够适应高温环境的变化。化工企业在耐火材料应用的过程中，需要对材料的采购工作全面进行审核，选用质量较高且具有一定经济性优势的耐火材料，避免因为耐火材料使用数量不足对于循环流化床锅炉的运行周期产生影响。相关人员要对循环流化床锅炉的安装状况及时进行检测，在设备正式投入运营前需要进行试运转，对其运行状态进行检查。4 总结 总而言之，循环流化床锅炉作为化工企业生产的主要工具和设备，对产品生产的效率和质量都会产生明显的影响。为了延长循环流化床锅炉的运行周期，要求企业在强化管理工作力度的前提下，解决存在的一次风室泄漏、受热面磨损和炉管泄漏等多种问题，在专业工作人员的指导下，使用现代化技术以及材料对故障现象及时进行处理，确保循环流化床锅炉能够长期处于安全稳定的运行状态，在降低安全生产事故发生概率的同时，控制产品生产以及设备维修成本。参考文献 1胡启宁.循环流化床锅炉运行问题和节能降耗优化J.自动化应用,2023,64(16):114-116.2谭春贵.改进循环流化床锅炉运行效率的方法J.中国石油和化工标准与质量,2023,43(11):16-18.3谭春贵.提高循环流化床锅炉运行周期的技术策略J.中国石油和化工标准与质量,2023,43(10):146-148.4马守财,闫星磊.循环流化床锅炉运行问题分析及节能降耗优化探究J.山西电力,2022(06):47-51.