35吨循环硫化床运行情况分析
一、前言
我公司2002年上马一台35吨循环硫化床，运行几年来主要出现以下问题：
（一）锅炉点火启动成功率低，不能压火备用
锅炉采用床内木炭点火方式，不易控制，点火成功率低，这主要是在点火过程中，很难掌握煤在不同温度下的燃烧速率。
在低温时，煤燃烧很慢，随着床内温度的上升，其燃烧速率逐渐增加。
当温度升高到一定程度时，点火时投入的煤迅速燃烧，放出大量热量，如不及时加大风量，就很容易产生超温结渣，反之，就可能熄火。
由于不能压火备用，增加了点火频率，频繁的启停也给锅炉本体的安全带来隐。
（二）炉内燃烧温度未达到设计要求，煤耗高
原设计锅炉沸腾层温度为927℃时，悬浮段温度843℃，锅炉出口温度882℃，排烟温度155℃。
但在实际运行中，当沸腾温度950℃时，锅炉出口温度仅为730℃左右，排烟温度为126℃。
很显然，锅炉上部的温度低于设计值150℃以上，使炭粒不能完全燃烧。
由于上部温度偏低，燃煤入炉后在沸腾层经过短暂的燃烧即进入温度低的悬浮段而不能继续燃烧，随气流带入温度更低的尾部，导致燃烧效率低，煤耗高。
（三）飞灰循环未正常建立，运行不稳定，燃烧效率低，飞灰含炭量高
锅炉原设计采用卧式旋风筒分离器，分离下来的细灰下落到一狭长形(3.71m×0.32m)储灰槽中，由6根φ57mm管子供给送灰风将细灰经返料口送入炉内。
由于返料口位于浓相区，且处在埋管与炉墙之间的斜坡上，该处流化特性差，经常有渣块堆积，致使下灰口堵塞或流动不畅，有时细灰送不进去，有时又大量涌入炉内，使整个飞灰循环系统不能正常运行，导致锅炉燃烧效率低，煤耗高。
（四）负荷调节性能差，80%以下负荷不能稳定运行
循环流化床锅炉的负荷靠改变给煤量、送风量和飞灰循环量来调节，循环灰量的改变可改变炉内的细粒浓度和上部的温度水平，促使换热系数能在较大范围内变化，较好地调节锅炉负荷。
由于飞灰循环未能正常建立，致使锅炉负荷调节性能不好。
（五）除氧设备运转不好
不能有效的运用各种除氧方法，造成水冷壁管腐蚀严重。
二、锅炉技术改造方案及实施
（一）点火系统改用热风点火
采用热风点火系统，由油泵提供高压柴油(压力大于1.96MPa)送入机械雾化油枪，在预燃室中燃烧，用高温一次风逐渐加热床料和给煤，直至点火成功，改变油量和一次风量能方便地控制和调节热风点火过程中的温升速率，不易熄火和超温结渣，点火成功率高。
热风点火系统布置于0m层，从空预器出来的一次风管上连接一根旁通管道和调节风门进入预燃室，预燃室为一个φ710mm卧式圆筒，内衬50mm厚的耐热混凝土和75mm厚的绝热层，预热室本体长2m。
使用机械雾化喷嘴和插入式油枪，点火成功后，退出油枪，预燃室停运。
为达到热风点火的要求，布风系统也作相应改造，从预燃室出来的连接风管和风箱均采用δ=5mm的Q235钢板制造并焊上耐热圆钢销钉，敷设70mm厚的绝热层和30mm厚的耐热混凝土，布风板改用δ=22mm的不锈钢板制作。
（二）改善炉内燃烧
除改善飞灰循环、增加炉内细颗粒浓度，提高悬浮室燃烧份额外，还通过热力计算适当减少水冷壁受热面积，在右侧水冷壁标高7.20～8.00m范围内敷设绝热层，将悬浮室出口温度提高到800m℃以上，大大改善了炉内的燃烧工况，提高炭粒的燃烧率，且有利于锅炉的负荷调节。
（三）飞灰循环系统加装流化密封返料器
将左侧膜式水冷壁下部直段及该处的2根给水管切除 1.75m，集箱抬高1.75m，加装2台调节性能好、运行稳定的流化密封返料器于该位置，在原储灰槽中加装隔板，组成2个漏斗，由2台返料器承担回送任务。
从一次风管中引来松动风和送灰风，两股风由阀门可以调节，用以控制返料量。
流化密封返料器本体用不锈钢板分成3部分，分离的灰下降至中间的储灰室，在松动风作用下进入左右两侧送灰室，并由送灰风送入炉内。
返料器伸入炉内的下灰口中心高度为4.7m，在膜式壁上开个4个落灰口，由于循环灰入炉口的高度提高，处于微负压区，且没有原下灰口长长的斜坡，送灰效果大为改善。
（四）改进二次风系统，减轻炉墙的磨损
增加1台二次风机单独组成二次风系统，由二次风总管至锅炉前后墙，分成φ108mm×4mm的6根二次风管送入炉内，对冲布置，由风门调节二次风总量。
二次风的送入，补充炉内燃烧所需的新鲜空气，同时扰动上升气流，增加气固两相之间的滑差速度，延长炭粒在炉内的停留时间，提高了燃烧效率。
采用二次风机来提供二次风，解决了二次风速受一次风大小影响而忽大忽小的状况，前后墙对冲布置的二次风也大大减轻了对炉墙的冲刷程度，使炉墙磨损大为降低。
三、技术改造后锅炉的运行效果
锅炉改造后，通过对锅炉的运行测试，同改造前对比，具有以下显著效果：
（一）改造后锅炉的各项技术参数全部达到设计要求。
（二）点火成功率达100%，且点火过程易于控制，升压供汽时间短，彻底改变了过去点火难，费时费力，影响生产的状况。
（三）飞灰循环正常稳定运行，使这台额定蒸发量为35t/h锅炉负荷调节范围从原来的80%～100%达到可在40%～100%之间调整，能够在8～9t/h的低负荷下安全稳定运行，满足了公司生产对热负荷需求变动大的要求，消除了对外排空多余蒸汽的现象，不仅减少煤耗，也减轻了噪声污染。
（四）改善了现场的工作环境，以前灰尘飞扬的现象已不存在。
（五）锅炉热效率达80%以上，比改造前提高了10%。
（六）压火操作方便可靠，锅炉能压火备7～8h，对非连续性生产非常有利。
（七）大大降低了煤耗，节能效果显著。
每生产1t蒸汽的煤耗由原来0.557t 下降到0.38t，达到了锅炉吨蒸汽耗煤118.7kg标煤的先进单项能耗标准。
四、锅炉除氧方法介绍
在锅炉给水处理工艺过程中，除氧是一个非常关键的一个环节。
氧是给水系统和锅炉的主要腐蚀性物质，给水中的氧应当迅速得到清除，否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件，腐蚀产物氧化铁会进入锅内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难容而传热不良的铁垢，而且腐蚀会造成管道内壁出现点坑，阻力系数增大。
管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故。
国家规定蒸发量大于等于2吨每小时的蒸汽锅炉和水温大于等于95℃的热水锅炉都必须除氧。
下面是我们单位采取的几种除氧方法：
（一）物理方法
根据亨利定律可知，任何气体同时存在于水面上，则气体的溶解度与其自己的分压力成正比，而且气体的溶解度仅与其本身的分压力有关。
在一定压力下，随着水温升高，水蒸汽的分压力增大，而空气和氧气的分压力越来越小。
在100℃时，氧气的分压力降低到零，水中的溶解氧也降低到零。
当水面上压力小于大气压力时，氧气的溶解度在较低水温时也可达到零。
这样，随着水温的升高，减小
其中氧的溶解度，就可使水中氧气逸出。
另外，水面上空间氧气分子被排出，或转变成其它气体，从而氧的分压力为零，水中氧气就不断地逸出。
采用物理方法除氧，是利用物理的方法将水中的氧气析出，常用的有热力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。
（二）化学方法
采用化学方法除氧，主要是利用化学反应来除去水中含有的氧气，使水中的溶解氧在进入锅炉前就转变成稳定的金属或其它药剂的化合物，从而将其消除，常用的有药剂除氧法和钢屑除氧法等。
物理方法是采用热力除氧和树脂除氧。
采取热力除氧我们将大气热力除气器装在锅炉上方将锅炉给水加热至沸点，使氧的溶解度减小，水中氧不断逸出，再将水面上产生的氧气连同水蒸汽一道排除，还能除掉水中各种气体（包括游离态CO2，N2），如用铵钠离子交换法处理过的水，加热后3也能除去。
除氧后的水不会增加含盐量。
除氧后的高温软化水输送管道经过软水箱，使其与软水箱中的水进行热交换，而后流至锅炉给水泵，经省煤器进入锅炉。
树脂除氧当水通过树脂层后，把水的溶解氧由零价还原成负二价，形成氧化物(氧化铜)，树脂失效后可用肼还原，Cu2+ 被树脂上的交换基因吸收。
使用中应注意出水中含有微量肼，不能做生活饮用水。
除氧水箱应与空气隔绝，同时要设两个除氧罐，才能保证连续供应脱氧水。
化学除氧为亚硫酸钠除氧，这是一种炉内加药除氧法。
因为在给水系统中氧使锅炉的主要腐蚀性物质，所以要求迅速将氧从给水中去除，一般使用亚硫酸钠作为除氧剂，2Na2SO3+O2→ 2Na2SO4，通常要求加药量比理论值大。
温度愈高，反应时间愈短，除氧效果愈好。
当炉水pH=6时，效果最好，若pH增加则除氧效果下降。
加入铜、钴、锰、锡等作催化剂，可提高除氧效果。
该方法由于亚硫酸钠价廉故而投资低，安全，操作也较为简单。
但此法加药量不易控制，除氧效果不可靠，无法保证达标。
另外还会增加锅炉水含盐量，导致排污量增大、热量浪费，是不经济的。
因此该方法一般用在小型锅炉房和一些对水质要求较高的热力系统中作为辅助除氧方式。
