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摘 要：对本单位循环流化床锅炉改造后高温分离返料系统结构特点及运行调节，并对运行中发现的常见问题、事故进行总结分析，提出解决办法。
关键词：循环流化床锅炉；返料；运行调节；事故预防
1 前言
中原油田基地锅炉房的两台29MW循环流化床锅炉，分别于2007、2008年度委托长沙某公司进行节能设计改造。返料系统采用了先进的方形上排气旋风分离器及其返料回送系统，大大简化了整个分离器的制造和安装工艺，分离效率可达99%以上，改善了炉内的物料平衡和热料平衡，使飞灰含碳量明显降低，锅炉效率显著提高，提高锅炉运行的经济性。
分离器灰斗及料腿均为水冷方式，可将分离下来的飞灰适当冷却，避免飞灰重燃结焦，堵塞返料管。分离器采用水冷结构，分离器既是锅炉受热面的一部分，同时又保护分离器免受高温烟气烧坏，与绝热型旋风分离器相比，使用寿命及检修周期都大大延长，是比较先进的分离器。分离器置于省煤器前，返料温度高，物料返回炉膛后重燃条件好，有利于飞灰的燃尽。同时由于对烟气中的飞灰进行了分离，使进入尾部省煤器的烟气含尘浓度大为降低，减轻了省煤器磨损。具有结构紧凑、操作灵活、运行控制方便等特点。由于改造后的返料系统与改造前大不相同，运行经验不足，返料系统经常出现故障，严重影响炉内物料的正常循环，降低了锅炉运行的经济性。我单位通过这几年对流化床锅炉返料故障研究和排除，在返料系统运行管理上逐渐摸索出了一些经验，能保证返料系统的正常运行。
2 返料系统的压力平衡
在返料系统中，返料回送装置由旋风分离器、返料立管、和返料回料阀组成，根据实验研究和理论研究，在这样的固体物料循环回路中沿着回路的压力之和应该为零，即
Δp1=Δph+Δpt+Δpf
式中：Δp1—返料立管两端压差
Δph—返料阀阻力
Δpt—炉膛阻力
Δpf—分离器阻力
这个等式就是循环回路的压力平衡方程式，返料立管产生的压头，使循环回路压力平衡，从而可以使固体颗粒从炉膛出口的低压区向炉膛高压区连续稳定流动。
3 返料的流动密封U型阀
返料回送装置由一个带溢流管的鼓泡流化床和返料立管组成，小流化床中间有一个分隔板，以分隔板为界，靠近炉膛部分的为返料床，返料立管下部为松动床，分别由两个独立的风室配风，即松动风室和返料风室。U型阀中压力略高于炉膛，从而可以防止炉膛内气体流入立管。返料在返料立管内形成一定高度的返料层，其高度根据负荷及返料量自行升降，从而使其产生的压头与通过返料U型阀的压降及驱动固体颗粒流过所需的压头平衡，同时也有密封返料风的作用，防止返料风反窜上分离器。
4 返料系统的运行管理
返料器（U型阀）位于旋风分离器下部，它的作用是将分离器分离下来的高温物料连续、均匀的返回炉膛内再燃烧，返料器能否正常运行直接关系着锅炉运行的安全性与经济性。
（1）返料系统的运行要求：①保证返料流动稳定，循环正常，返料系统能够随时保持压力平衡。②保证返料阀处温度正常，控制返料温度≤950℃，极限不超过1000℃。否则容易产生结渣堵塞事故。③保证返料流化正常，不发生堵塞和局部超温。
（2）投返料前放灰
锅炉点火启动正常半小时后应投入返料，进行物料循环。投入过晚，返料立管内积灰过多，返料风无法松动和流化返料，造成返料无法返回炉膛，并且越积越多，同时投入过晚也不利于返料系统的均匀升温；返料投入过早，返料立管内返料量太少，返料阀起不到密封作用，炉膛内气体和返料风容易反窜上返料立管，引起返料障碍。
投返料前要先把点炉时的含碳量高的返料灰放掉，以防投入返料时造成炉膛温度温升过快。放灰要求如下：①如入炉煤为纯煤时，每班应从返料器内放灰一次，放灰时闸板开度应小一些，以放灰见到红灰后，观察到红灰均匀稳定为准，关闭放灰阀门。②如入炉煤为掺烧链条炉灰的煤，每班应从返料器内放灰一次，每次每根放灰管放灰量为0.3方左右，放灰时闸板开度应小一些。如放灰阀门开度过大，放灰过快，会破坏返料器内的压力平衡，可能造成返料量和炉膛出口温度的大幅波动，并可能造成炉膛烟气的反窜。
（3）返料的投入
锅炉点火初期不投入返料，不开返料风及松动风，待投煤后并床温稳定后再投入返料。
返料投入顺序及要点为：
①把返料器内累积的含碳量较高温度较低的灰先放掉，至见到红灰为止。
②适当提高炉膛负压。
③先投入返料风，投入参考初始压力为2200～2400Pa，再将阀门开度加大1圈。
④待返料风投入10～20秒后，投入松动风，松动风投入要缓慢，投入参考初始压力为2000～2400Pa，再将阀门开度加大1圈。
⑤调整炉膛负压至合适数值。
⑥随着锅炉运行时间的延长，主床料层厚度及风室风压的提高，返料器内的灰位会逐渐的提高并稳定下来，但返料器的风压一般不需要作调整，其具有自我平衡的能力。
（4）正常运行时的维护
①经常观察返料风、松动风的压力显示值。返料风理论计算正常压力为3500Pa～4500Pa；松动风理论计算正常压力为3200Pa～4300Pa。
②坚持每6小时对返料器风箱内的积灰排放一次，放灰时开启闸阀的速度应缓慢，开度要小（闸阀不需要全开），开启放灰的时间一般不超过30秒，以没有灰流出为准，放灰完毕应将闸阀关闭严谨。
③在正常运行时，返料温度随炉膛出口温度上下波动或分别比相应的炉膛出口温度略高，均属正常现象。返料温度应控制在850～950℃范围内，当返料温度超过950℃时，分离器内有结焦的危险，但返料温度过低时，会使飞灰含碳量上升。
（5）返料系统的运行调整
运行中应根据锅炉负荷、返料量动态调整返料风量、风压，保证返料床流化正常，流动稳定，返料系统能够随时保持压力平衡，控制原则为炉室差压在规程规定范围。返料运行中应随时注意调节返料温度，控制返料温度控制返料温度≤950℃，极限不超过1000℃。如果返料温度过高，一般通过适当减少给煤量，适当加大一次风、二次风、返料风来控制返料温度。
在运行中应随时注意返料系统工作情况，根据返料温度情况以及风室风压等情况，判断返料是否堵塞或者结渣，并及时清除异常。这点在返料温度发生较大范围内变化时尤其重要。
锅炉停炉后应放净返料灰，防止返料灰二次燃烧或者长时间留在返料器内发生板结。
6 结束语
針对高温分离返料系统的结构特点，只要在锅炉的运行中采取正确的运行调节方法，高温旋风分离系统完全可以长期、稳定运行，发挥出循环流化床锅炉的优异性能。■
参考文献
[1] 岑可法，等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].北京：中国电力出版社，1998.
[2] 曾建微，循环流化床锅炉高温返料系统运行调节及事故预防 .上海：上海工业锅炉研究所，2006
作者简介：王昊（1979-），男，助理工程师，长期从事循环流化床锅炉设备技术管理工作。
关键词：循环流化床锅炉；返料；运行调节；事故预防
1 前言
中原油田基地锅炉房的两台29MW循环流化床锅炉，分别于2007、2008年度委托长沙某公司进行节能设计改造。返料系统采用了先进的方形上排气旋风分离器及其返料回送系统，大大简化了整个分离器的制造和安装工艺，分离效率可达99%以上，改善了炉内的物料平衡和热料平衡，使飞灰含碳量明显降低，锅炉效率显著提高，提高锅炉运行的经济性。
分离器灰斗及料腿均为水冷方式，可将分离下来的飞灰适当冷却，避免飞灰重燃结焦，堵塞返料管。分离器采用水冷结构，分离器既是锅炉受热面的一部分，同时又保护分离器免受高温烟气烧坏，与绝热型旋风分离器相比，使用寿命及检修周期都大大延长，是比较先进的分离器。分离器置于省煤器前，返料温度高，物料返回炉膛后重燃条件好，有利于飞灰的燃尽。同时由于对烟气中的飞灰进行了分离，使进入尾部省煤器的烟气含尘浓度大为降低，减轻了省煤器磨损。具有结构紧凑、操作灵活、运行控制方便等特点。由于改造后的返料系统与改造前大不相同，运行经验不足，返料系统经常出现故障，严重影响炉内物料的正常循环，降低了锅炉运行的经济性。我单位通过这几年对流化床锅炉返料故障研究和排除，在返料系统运行管理上逐渐摸索出了一些经验，能保证返料系统的正常运行。
2 返料系统的压力平衡
在返料系统中，返料回送装置由旋风分离器、返料立管、和返料回料阀组成，根据实验研究和理论研究，在这样的固体物料循环回路中沿着回路的压力之和应该为零，即
Δp1=Δph+Δpt+Δpf
式中：Δp1—返料立管两端压差
Δph—返料阀阻力
Δpt—炉膛阻力
Δpf—分离器阻力
这个等式就是循环回路的压力平衡方程式，返料立管产生的压头，使循环回路压力平衡，从而可以使固体颗粒从炉膛出口的低压区向炉膛高压区连续稳定流动。
3 返料的流动密封U型阀
返料回送装置由一个带溢流管的鼓泡流化床和返料立管组成，小流化床中间有一个分隔板，以分隔板为界，靠近炉膛部分的为返料床，返料立管下部为松动床，分别由两个独立的风室配风，即松动风室和返料风室。U型阀中压力略高于炉膛，从而可以防止炉膛内气体流入立管。返料在返料立管内形成一定高度的返料层，其高度根据负荷及返料量自行升降，从而使其产生的压头与通过返料U型阀的压降及驱动固体颗粒流过所需的压头平衡，同时也有密封返料风的作用，防止返料风反窜上分离器。
4 返料系统的运行管理
返料器（U型阀）位于旋风分离器下部，它的作用是将分离器分离下来的高温物料连续、均匀的返回炉膛内再燃烧，返料器能否正常运行直接关系着锅炉运行的安全性与经济性。
（1）返料系统的运行要求：①保证返料流动稳定，循环正常，返料系统能够随时保持压力平衡。②保证返料阀处温度正常，控制返料温度≤950℃，极限不超过1000℃。否则容易产生结渣堵塞事故。③保证返料流化正常，不发生堵塞和局部超温。
（2）投返料前放灰
锅炉点火启动正常半小时后应投入返料，进行物料循环。投入过晚，返料立管内积灰过多，返料风无法松动和流化返料，造成返料无法返回炉膛，并且越积越多，同时投入过晚也不利于返料系统的均匀升温；返料投入过早，返料立管内返料量太少，返料阀起不到密封作用，炉膛内气体和返料风容易反窜上返料立管，引起返料障碍。
投返料前要先把点炉时的含碳量高的返料灰放掉，以防投入返料时造成炉膛温度温升过快。放灰要求如下：①如入炉煤为纯煤时，每班应从返料器内放灰一次，放灰时闸板开度应小一些，以放灰见到红灰后，观察到红灰均匀稳定为准，关闭放灰阀门。②如入炉煤为掺烧链条炉灰的煤，每班应从返料器内放灰一次，每次每根放灰管放灰量为0.3方左右，放灰时闸板开度应小一些。如放灰阀门开度过大，放灰过快，会破坏返料器内的压力平衡，可能造成返料量和炉膛出口温度的大幅波动，并可能造成炉膛烟气的反窜。
（3）返料的投入
锅炉点火初期不投入返料，不开返料风及松动风，待投煤后并床温稳定后再投入返料。
返料投入顺序及要点为：
①把返料器内累积的含碳量较高温度较低的灰先放掉，至见到红灰为止。
②适当提高炉膛负压。
③先投入返料风，投入参考初始压力为2200～2400Pa，再将阀门开度加大1圈。
④待返料风投入10～20秒后，投入松动风，松动风投入要缓慢，投入参考初始压力为2000～2400Pa，再将阀门开度加大1圈。
⑤调整炉膛负压至合适数值。
⑥随着锅炉运行时间的延长，主床料层厚度及风室风压的提高，返料器内的灰位会逐渐的提高并稳定下来，但返料器的风压一般不需要作调整，其具有自我平衡的能力。
（4）正常运行时的维护
①经常观察返料风、松动风的压力显示值。返料风理论计算正常压力为3500Pa～4500Pa；松动风理论计算正常压力为3200Pa～4300Pa。
②坚持每6小时对返料器风箱内的积灰排放一次，放灰时开启闸阀的速度应缓慢，开度要小（闸阀不需要全开），开启放灰的时间一般不超过30秒，以没有灰流出为准，放灰完毕应将闸阀关闭严谨。
③在正常运行时，返料温度随炉膛出口温度上下波动或分别比相应的炉膛出口温度略高，均属正常现象。返料温度应控制在850～950℃范围内，当返料温度超过950℃时，分离器内有结焦的危险，但返料温度过低时，会使飞灰含碳量上升。
（5）返料系统的运行调整
运行中应根据锅炉负荷、返料量动态调整返料风量、风压，保证返料床流化正常，流动稳定，返料系统能够随时保持压力平衡，控制原则为炉室差压在规程规定范围。返料运行中应随时注意调节返料温度，控制返料温度控制返料温度≤950℃，极限不超过1000℃。如果返料温度过高，一般通过适当减少给煤量，适当加大一次风、二次风、返料风来控制返料温度。
在运行中应随时注意返料系统工作情况，根据返料温度情况以及风室风压等情况，判断返料是否堵塞或者结渣，并及时清除异常。这点在返料温度发生较大范围内变化时尤其重要。
锅炉停炉后应放净返料灰，防止返料灰二次燃烧或者长时间留在返料器内发生板结。
6 结束语
針对高温分离返料系统的结构特点，只要在锅炉的运行中采取正确的运行调节方法，高温旋风分离系统完全可以长期、稳定运行，发挥出循环流化床锅炉的优异性能。■
参考文献
[1] 岑可法，等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].北京：中国电力出版社，1998.
[2] 曾建微，循环流化床锅炉高温返料系统运行调节及事故预防 .上海：上海工业锅炉研究所，2006
作者简介：王昊（1979-），男，助理工程师，长期从事循环流化床锅炉设备技术管理工作。