山东电力工程咨询院有限公司 山东济南 250013
摘要：循环流化床锅炉在运行过程中炉内表面存在强烈的磨损、冲刷，因此对耐磨耐火材料性能有很高的要求。烘炉的目的就是控制炉衬砌体内水分缓慢蒸发、防止急剧蒸发而受到损坏。本文针对循环流化床烘炉过程提出了新的“不补水”烘炉方式，并针对次施工方法提出了对应的控制要点，既保证了烘炉质量，同时大幅度降低了生产成本，为小型循环流化床烘炉施工工艺提供了借鉴。
关键词：循环流化床；烘炉；不补水
1、引言
在循环流化床锅炉中，炉内床料在炉膛—旋风分离器—回料阀—炉膛这一封闭的循环回路里处于不停的高温循环流动中，对炉内有关表面存在强烈的磨损、冲刷，因此对内表面的耐磨耐火材料性能有很高的要求。耐磨耐火材料浇筑施工后，不可避免的存有游离水、结晶水等不同形态的水分。在受热升温过程中，如果水分迅速蒸发，产生的汽压超过混凝土的结合力，使炉墙爆裂损坏，甚至可能造成大面积炉墙倒塌，再如初始热膨胀过快、不均匀，也会由于热应力而使炉墙受到损坏。因此，烘炉是新施工或大修后的CFB锅炉启动运行前的一项重要工，烘炉质量直接影响耐火耐磨内衬的寿命和CFB锅炉运行可靠性。
2、烘炉概述
烘炉主要以炉膛、点火风道、水冷风室、旋风分离器、返料器为主，特别是旋风分离器本体及底部返料管尤为重要。其目的是控制炉衬砌体内水分缓慢蒸发、防止急剧蒸发而受到损坏，同时使耐火、耐磨材料均匀、缓慢而又充分膨胀，避免热应力集中或晶格转变而损坏炉墙。国内通常以燃油烘炉机来完成烘炉过程，此种方法因烘炉机可以小油量启动、逐步按温度要求增加油量，实现缓慢均匀加热升温的烘炉过程，使各部位均匀受热，可以保证烘炉质量。耐火耐磨材料在干燥过程中，110℃-150℃时析出游离水。在250-350℃时析出结晶水，整个干燥过程是烘炉的重要环节，其要点是缓慢和均匀地可控加热。为避免水分快速蒸发而导致炉墙损坏，必须使耐火耐磨材料内的水分缓慢蒸发析出，而且得到充分的干燥。
3、不补水烘炉方式可行性试验
传统烘炉方式过程中，锅炉排气阀处于常开状态，需不定时补水。常压状态下锅筒内的补给水加热至蒸汽状态，未做功即排大气，一定程度上造成了燃油及水资源的浪费。因此本文依托于华电集团伊宁智慧能源工程3台HGG-130/9.81-L.YM103型130t/h流化床锅炉，探寻循环流化床锅炉带压不补水烘炉方式的可行性。
3.1 控制要点
本项目烘炉主要分低温、中温和高温三个控制点。低温阶段到起点温度至110℃±10℃，中温段250±20℃，高温阶段350±20℃为温升控制点。因耐火材料的温升滞后于烟气温升，控制烟气温度相对于耐火材料来说是安全的。烘炉过程中，采用DCS系统的烟气温度测点为准。低温阶段用小油量，恒温到中温阶段逐步增加油量，并结合烘炉曲线升温；恒温时间到达要求后，继续增加油量，升温至高温350℃，达到曲线要求后恒温，过程中允许温度偏差允许为±20℃。不同于以往循环给水烘炉方式，本项目采用不补水、带压烘炉。其主要施工过程为：施工部位清理→烘炉机及管道安装→试块放置、隔离层搭设及孔洞封堵→温度控制→取样检验。施工过程中控制要点主要包括如下几方面：
本项目烘炉主要分低温、中温和高温三个控制点。低温阶段到起点温度至110℃±10℃，中温段250±20℃，高温阶段350±20℃为温升控制点。因耐火材料的温升滞后于烟气温升，控制烟气温度相对于耐火材料来说是安全的。烘炉过程中，采用DCS系统的烟气温度测点为准。低温阶段用小油量，恒温到中温阶段逐步增加油量，并结合烘炉曲线升温（附图2）；恒温时间到达要求后，继续增加油量，升温至高温350℃，达到曲线要求后恒温，过程中允许温度偏差允许为±20℃。不同于以往循环给水烘炉方式，本项目采用不补水、带压烘炉。其主要施工过程为：施工部位清理→烘炉机及管道安装→试块放置、隔离层搭设及孔洞封堵→温度控制→取样检验。施工过程中控制要点主要包括如下几方面：
（1）烘炉前，锅炉锅筒上水至正常水位+200mm，后续带压烘炉，不进行补水。分离器、回料阀上应预留排湿孔，使浇注料内部水分可顺利排出；
（2）以0#柴油作为燃料，热烟气作为热源，单台炉布置7台烘炉机在炉门孔安装，烘炉机的启停根据温度情况控制。烟气入炉内后炉墙主要为对流换热，无火焰高温辐射损坏炉墙，使炉墙吸热均匀，将热烟气分多点通入炉内需烘干的部位，彻底消除炉膛、回料系统、分离器及其进、出口烟道，回料器等部位的水分，使炉墙受热均匀，完成烘炉过程。，按温升曲线、遵循耐火耐磨内衬材料水分缓慢均匀析出的规律，控制干燥温度和温升速率，促使不同形态水分的顺利析出，做到温度可控。
（3）点火升温时，以炉内常温为起点，按10℃/h控制升温速率，升至150℃±10℃时，恒温36小时；从150℃开始，仍按10℃/h控制升温速率，升到250±20℃时，再恒温48小时；在250℃恒温48小时后，以15℃/h控制升温，升到350℃±20℃，恒温36小时；在350℃，恒温36小时后，然后按停炉操作步骤进行停炉检查。
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（4）烘炉期间，密切关注锅筒压力及水位变化，在任何时间内都应该避免受热面管道过热和过烧；锅筒压力升高至0.175MPa时关闭排气门，根据温度需要进行升压，烘炉中后期锅筒压力可能会升至额定压力的80%；此时为确保安全，可卸压至4MPa后关闭卸压阀门，依次循环。
（5）烘炉期间应巡回检查锅炉和烟道膨胀指示，并记录所有膨胀数据。
（6）在停炉降温过程中，应严格控制降温速率。从降温点开始，以小于30℃/h的降温速率降温，然后在自然状态下降到80℃±10℃时，开启炉门。在降温过程中,严禁在≥80℃时采取用风强制降温。
（7）过程中在规定的温度下进行恒温控制时，必须保证每一个部位的衬里材料都进行了恒温养护；在恒温过程中，如果出现某部位在恒温时间完后仍有水汽冒出，则应延长该部位的恒温时间，直到合格为止。
3.2不补水烘炉可行性验证
按上述控制、操作要点进行本项目烘炉后，其主要参数过程中，整个烘炉过程温度调控基本与升温曲线一致，汽包水位从 200mm 降至-150mm，压力最高值升至2.8MPa，满足安全运行要求且经各方验收后达到烘炉合格验收条件。
4、效益分析
经统计，本项目采用带压不补水烘炉方式单台炉共计使用0#轻柴油20.5吨，较华电沙湾智慧能项目相同型号锅炉（采用循环补水烘炉）节省柴油约6吨。
按柴油市价5.18元/升，直接节省经济效益
5、结语
循环流化床烘炉过程可采用带压不补水方式，但过程中需密切关注汽包压力、水位及烟气升温情况。相较与传统补水烘炉方式，本文所采用带压不补水烘炉方式能够有效地节约项目生产成本，且因此节省燃油、除盐水能够体现较好的节能绿色施工成效。