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[摘 要] 循环流化床锅炉因其结构的特殊性，决定了它与常规燃煤锅炉相比在安装上存在许多特点。本文就山西某电厂300MW循环流化床锅炉安装为例，对循环流化床锅炉热控安装方面的特点及相关典型案例进行分析，并给出处理方案。
[关键词] 循环流化床锅炉 热控安装 特点 案例分析
1.引言
循环流行化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术，其高可靠性，高稳定性，高可利用率，最佳的环保特性以及广泛的燃料适应性，特别是对劣质燃料的适应性，越来越受到广泛关注，非常适合我国国情及发展优势。目前国内这项技术已经在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域得到广泛的商业应用，大型的循环流化床锅炉规模已经达到几十万千瓦等级。循环流化床锅炉相比常规的燃煤锅炉，在结构和原理上存在一定的差异，鉴于此，本文以山西某电厂300MW循环流化床锅炉为例，从热控安装的角度对其特点及相关典型案例进行分析，并给出相应的处理方案，从而为此类型的锅炉热控安装提供一些借鉴。
2.循环硫化床锅炉结构及工作原理简介
典型的循环硫化床锅炉结构如图1所示，其基本流程为：煤和脱硫剂（一般为石灰石）送入炉膛后，迅速被大量高温惰性物料（即床料）包围，着火燃烧，同时进行脱硫反应，并在上升气流的作用下向炉膛上部运动，对水冷壁和炉膛内布置的其他受热面放热。粗大粒子在进入悬浮区域后在重力作用下偏离主气流，从而贴壁下流。气固混合物离开炉膛后进入高温旋风分离器，大量固体颗粒（煤粒、脱硫剂）被分离出来送回炉膛，进行循环燃烧。未被分离出来的细粒子随烟气进入尾部烟道，以加热过热器、省煤器和空气预热器，经除尘器进入大气。
3.循环硫化床锅炉热控安装特点介绍
3.1 循环流化床锅炉从结构原理上与常规燃煤锅炉相比，具有以下几个特征：
（1）循环流化床锅炉的流化床结构是常规锅炉没有的。
（2）因为循环流化床锅炉在运行过程中床料的循环冲刷，要求锅炉上大部分区域需加设浇注层以防止床料对锅炉内壁及相关受热面的冲刷磨损。并且在锅炉正式投用前，需要通过低温、高温烘炉，对浇注料进行烘干固化。
（3）典型的循环流化床锅炉运行过程中炉膛压力为正压，而常规燃煤锅炉在运行过程中炉膛压力为负压。
图1 典型的循环流化床锅炉结构原理图
3.2 循环流化床锅炉上述的一些结构原理特征，决定了在其热控安装中，较之常规燃煤锅炉，具备以下几个特点：
（1）由于流化床结构的存在，热控测量方面需增加大量的温度测量点对流化床床温进行监视。流化床锅炉的床温是锅炉运行的主要参数之一，对锅炉的正常运行至关重要。
（2）由于床料和浇注层的出现，在热控测点安装过程中，必须要考虑好测量元件的插入深度和浇注料厚度之间的关系，同时还必须考虑到床料的冲刷对测量元件的影响。
（3）由于炉膛工作压力为正压，同时考虑床料的存在，在安装烟风系统的测量元件和管路时，要特别注意做好防堵措施。
4.循环流化床锅炉热控安装典型问题案例分析
针对上述循环流化床锅炉热控安装的特点，下文通过几个典型案例的分析来阐述如何从安装角度预防和处理循环流化床锅炉热控测量上的几个关键的问题。
4.1 案例一：
在机组低温烘炉的前阶段升温过程中发现，按照原计划阶段性投入了相应的烘炉机，但是炉膛温度（即床层温度，在低温烘炉阶段作为炉膛温度的主要参考点，设计28点。）没有按照预定的温度曲线上升，在增加烘炉机投入量后，温度才逐步上升。等到升温进入后面的阶段，即使烘炉机投入已达到最大量，炉膛温度也没有明显上升，不能达到升温曲线要求。在这个过程中，上位机还监视到几个温度点的显示明显低于其他点。
后来经过检查发现，所有床层温度设计为K分度热电偶，而上位机内部全部套用了E分度热电偶的计算公式，直接导致温度测量不能客观反映实际温度的变化，从而出现了烘炉机出力增加，而测量显示温度上升缓慢的情况。另外，几个温度测量点的元件伸出浇注层太短，导致测量温度偏低。之后马上对这两个问题进行了处理，后续烘炉工作进展顺利。
结论：循环流化床锅炉的床层温度是锅炉烘炉和正常运行最重要的参数之一，直接决定了烘炉和机组运行的质量。因此，在安装阶段，必须要确认安装位置、安装方式以及电缆敷设接线符合设计要求。另外，单体调试需严谨，要仔细核对好就地元件型号和上位机参数设置是否对应。
4.2 案例二：
在机组低温烘炉启动风机过程中，发现回料腿部分的压力测点测量值明显偏低或无压力显示，与实际工况不符，经吹扫后，发现测量管路都是畅通的，没有堵塞现象。
图2 浇注区域热控取源部件安装示意图
后来经过深入检查发现，是压力取源部件伸入筒仓长度太短，取源口被封入浇注层中，导致压力无法正常传递到仪表。同时，组织人员对其他浇注区域的压力、温度取源部件进行了全面排查，又发现了几处类似的问题。后来，对压力取源部件和温度取源部件插入部分加长，使之完全穿出浇注层，并长出10~15cm左右（如图2所示），测量不准确的问题随之解决。
结论：浇注层出现在循环流化床锅炉的很大部分区域，其作用是防止床料对部分受热面过度冲刷造成爆管或者穿透炉膛。因此，在循环流化床锅炉热控安装过程中，要特别注意一次取源部件的插深和浇注层厚度之间的关系。在安装前期，要仔细查阅图纸，确定浇注的区域和浇注层的厚度，必要时要对相关取源部件加长使之能穿出浇注层，从而确保测量的准确性。另外，考虑到床料冲刷的因素，取源部件的材料尤其是温度套管要选择耐磨型材质，且插深不宜过长（也不能过短，否则影响测量准确性，如上文介绍的床层温度测点，一般10~15cm较为适宜。），以延长其使用寿命。
4.3 案例三：
循环流化床锅炉的空气动力场试验，分为加床料前（空床试验）和加床料后两个阶段。在机组带床料试验过程中，风机启动后，发现很多压力测点尤其是回料腿部分的压力测点测量管路都出现了不同程度的堵塞现象，造成测量不准确。
经过检查发现，风机启动后，进入炉膛的大量空气夹带较小颗粒的床料料布满了前后炉膛和回料器中，进而进入仪表测量管路，导致管路堵塞。后来使用压缩空气逐根管路吹扫，情况有所改观，但没有彻底解决管路堵塞問题。事后经过分析发现，导致仪表测量管路堵塞主要有以下原因：
（1）不同与常规燃煤锅炉，流化床锅炉一般炉膛压力为正压，容易导致炉膛内细小颗粒物进入仪表测量管路，尤其是管路上的焊口或接头不严密的情况下，更容易堵塞。
（2）由于仪表集中布置的原因，导致部分仪表测量管路走向不合理或管路太长、弯头过多，进入管路的细小颗粒物不容易随自重倒回到烟风道或炉膛，积少成多后也容易造成管路堵塞。
结论：鉴于循环流化床锅炉为正压炉，加之床料的存在，在安装烟风系统的压力、流量仪表测量管路的时候，要特别注意管路安装的内在质量，主要需注意以下两个方面的问题：
（1）取源装置到仪表的距离越短越好，并且尽量减少管路弯头的数量，仪表高度必须高于取源点，并且要保持管路有足够的坡度使进入管路的杂物倒回到烟风道或炉膛内。如果为了达到工艺美观而忽略管路安装的内在质量，那对后续测量准确性及机组高质量运行都会产生很大影响。
（2）仪表测量管路安装的严密性至关重要。因为一旦管路出现渗漏，由于内外压差的原因，炉膛或烟风道内部的杂物会逐渐在管路内部积累，直至管路堵塞。因此，仪表测量管路安装完成后，有必要对管路进行严密性试验。
5.结束语
循环流化床技术因为其各方面的优点，在未来很长一段时期内将会得到更快、更广的发展，本文仅从热控安装的角度分析了几个关键的问题及处理方案，希望能给同类型机组的安装提供一些借鉴。同时，将在以后的工作中不断探索、改进和创新。
作者简介：
熊富强（1981-），男，浙江杭州人，工程师，从事电厂热工仪表及控制装置安装工程管理工作。
朱兴旺（1983-），男，浙江杭州人，助理工程师，从事电厂热工仪表及控制装置安装技术工作。
[关键词] 循环流化床锅炉 热控安装 特点 案例分析
1.引言
循环流行化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术，其高可靠性，高稳定性，高可利用率，最佳的环保特性以及广泛的燃料适应性，特别是对劣质燃料的适应性，越来越受到广泛关注，非常适合我国国情及发展优势。目前国内这项技术已经在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域得到广泛的商业应用，大型的循环流化床锅炉规模已经达到几十万千瓦等级。循环流化床锅炉相比常规的燃煤锅炉，在结构和原理上存在一定的差异，鉴于此，本文以山西某电厂300MW循环流化床锅炉为例，从热控安装的角度对其特点及相关典型案例进行分析，并给出相应的处理方案，从而为此类型的锅炉热控安装提供一些借鉴。
2.循环硫化床锅炉结构及工作原理简介
典型的循环硫化床锅炉结构如图1所示，其基本流程为：煤和脱硫剂（一般为石灰石）送入炉膛后，迅速被大量高温惰性物料（即床料）包围，着火燃烧，同时进行脱硫反应，并在上升气流的作用下向炉膛上部运动，对水冷壁和炉膛内布置的其他受热面放热。粗大粒子在进入悬浮区域后在重力作用下偏离主气流，从而贴壁下流。气固混合物离开炉膛后进入高温旋风分离器，大量固体颗粒（煤粒、脱硫剂）被分离出来送回炉膛，进行循环燃烧。未被分离出来的细粒子随烟气进入尾部烟道，以加热过热器、省煤器和空气预热器，经除尘器进入大气。
3.循环硫化床锅炉热控安装特点介绍
3.1 循环流化床锅炉从结构原理上与常规燃煤锅炉相比，具有以下几个特征：
（1）循环流化床锅炉的流化床结构是常规锅炉没有的。
（2）因为循环流化床锅炉在运行过程中床料的循环冲刷，要求锅炉上大部分区域需加设浇注层以防止床料对锅炉内壁及相关受热面的冲刷磨损。并且在锅炉正式投用前，需要通过低温、高温烘炉，对浇注料进行烘干固化。
（3）典型的循环流化床锅炉运行过程中炉膛压力为正压，而常规燃煤锅炉在运行过程中炉膛压力为负压。
图1 典型的循环流化床锅炉结构原理图
3.2 循环流化床锅炉上述的一些结构原理特征，决定了在其热控安装中，较之常规燃煤锅炉，具备以下几个特点：
（1）由于流化床结构的存在，热控测量方面需增加大量的温度测量点对流化床床温进行监视。流化床锅炉的床温是锅炉运行的主要参数之一，对锅炉的正常运行至关重要。
（2）由于床料和浇注层的出现，在热控测点安装过程中，必须要考虑好测量元件的插入深度和浇注料厚度之间的关系，同时还必须考虑到床料的冲刷对测量元件的影响。
（3）由于炉膛工作压力为正压，同时考虑床料的存在，在安装烟风系统的测量元件和管路时，要特别注意做好防堵措施。
4.循环流化床锅炉热控安装典型问题案例分析
针对上述循环流化床锅炉热控安装的特点，下文通过几个典型案例的分析来阐述如何从安装角度预防和处理循环流化床锅炉热控测量上的几个关键的问题。
4.1 案例一：
在机组低温烘炉的前阶段升温过程中发现，按照原计划阶段性投入了相应的烘炉机，但是炉膛温度（即床层温度，在低温烘炉阶段作为炉膛温度的主要参考点，设计28点。）没有按照预定的温度曲线上升，在增加烘炉机投入量后，温度才逐步上升。等到升温进入后面的阶段，即使烘炉机投入已达到最大量，炉膛温度也没有明显上升，不能达到升温曲线要求。在这个过程中，上位机还监视到几个温度点的显示明显低于其他点。
后来经过检查发现，所有床层温度设计为K分度热电偶，而上位机内部全部套用了E分度热电偶的计算公式，直接导致温度测量不能客观反映实际温度的变化，从而出现了烘炉机出力增加，而测量显示温度上升缓慢的情况。另外，几个温度测量点的元件伸出浇注层太短，导致测量温度偏低。之后马上对这两个问题进行了处理，后续烘炉工作进展顺利。
结论：循环流化床锅炉的床层温度是锅炉烘炉和正常运行最重要的参数之一，直接决定了烘炉和机组运行的质量。因此，在安装阶段，必须要确认安装位置、安装方式以及电缆敷设接线符合设计要求。另外，单体调试需严谨，要仔细核对好就地元件型号和上位机参数设置是否对应。
4.2 案例二：
在机组低温烘炉启动风机过程中，发现回料腿部分的压力测点测量值明显偏低或无压力显示，与实际工况不符，经吹扫后，发现测量管路都是畅通的，没有堵塞现象。
图2 浇注区域热控取源部件安装示意图
后来经过深入检查发现，是压力取源部件伸入筒仓长度太短，取源口被封入浇注层中，导致压力无法正常传递到仪表。同时，组织人员对其他浇注区域的压力、温度取源部件进行了全面排查，又发现了几处类似的问题。后来，对压力取源部件和温度取源部件插入部分加长，使之完全穿出浇注层，并长出10~15cm左右（如图2所示），测量不准确的问题随之解决。
结论：浇注层出现在循环流化床锅炉的很大部分区域，其作用是防止床料对部分受热面过度冲刷造成爆管或者穿透炉膛。因此，在循环流化床锅炉热控安装过程中，要特别注意一次取源部件的插深和浇注层厚度之间的关系。在安装前期，要仔细查阅图纸，确定浇注的区域和浇注层的厚度，必要时要对相关取源部件加长使之能穿出浇注层，从而确保测量的准确性。另外，考虑到床料冲刷的因素，取源部件的材料尤其是温度套管要选择耐磨型材质，且插深不宜过长（也不能过短，否则影响测量准确性，如上文介绍的床层温度测点，一般10~15cm较为适宜。），以延长其使用寿命。
4.3 案例三：
循环流化床锅炉的空气动力场试验，分为加床料前（空床试验）和加床料后两个阶段。在机组带床料试验过程中，风机启动后，发现很多压力测点尤其是回料腿部分的压力测点测量管路都出现了不同程度的堵塞现象，造成测量不准确。
经过检查发现，风机启动后，进入炉膛的大量空气夹带较小颗粒的床料料布满了前后炉膛和回料器中，进而进入仪表测量管路，导致管路堵塞。后来使用压缩空气逐根管路吹扫，情况有所改观，但没有彻底解决管路堵塞問题。事后经过分析发现，导致仪表测量管路堵塞主要有以下原因：
（1）不同与常规燃煤锅炉，流化床锅炉一般炉膛压力为正压，容易导致炉膛内细小颗粒物进入仪表测量管路，尤其是管路上的焊口或接头不严密的情况下，更容易堵塞。
（2）由于仪表集中布置的原因，导致部分仪表测量管路走向不合理或管路太长、弯头过多，进入管路的细小颗粒物不容易随自重倒回到烟风道或炉膛，积少成多后也容易造成管路堵塞。
结论：鉴于循环流化床锅炉为正压炉，加之床料的存在，在安装烟风系统的压力、流量仪表测量管路的时候，要特别注意管路安装的内在质量，主要需注意以下两个方面的问题：
（1）取源装置到仪表的距离越短越好，并且尽量减少管路弯头的数量，仪表高度必须高于取源点，并且要保持管路有足够的坡度使进入管路的杂物倒回到烟风道或炉膛内。如果为了达到工艺美观而忽略管路安装的内在质量，那对后续测量准确性及机组高质量运行都会产生很大影响。
（2）仪表测量管路安装的严密性至关重要。因为一旦管路出现渗漏，由于内外压差的原因，炉膛或烟风道内部的杂物会逐渐在管路内部积累，直至管路堵塞。因此，仪表测量管路安装完成后，有必要对管路进行严密性试验。
5.结束语
循环流化床技术因为其各方面的优点，在未来很长一段时期内将会得到更快、更广的发展，本文仅从热控安装的角度分析了几个关键的问题及处理方案，希望能给同类型机组的安装提供一些借鉴。同时，将在以后的工作中不断探索、改进和创新。
作者简介：
熊富强（1981-），男，浙江杭州人，工程师，从事电厂热工仪表及控制装置安装工程管理工作。
朱兴旺（1983-），男，浙江杭州人，助理工程师，从事电厂热工仪表及控制装置安装技术工作。