剖析鸡粪循环流化锅炉的设计和应用

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摘 要：我国的鸡粪循环流化床锅炉最早在福建省光泽县设计，2007年12月设计制造后投入使用，没有达到预期的设计目标，2013年01月鸡粪循环流化床锅炉在福建省浦城县再次设计后并投入使用，基本得到了预期的水平，鸡粪循环流化床锅炉设计和应用至今已有10多年的发展史，经统计鸡粪循环流化床锅炉设计和应用方面研发了20多项实用新型及发明专利，这些科技成果如得到设计和应用，未来各类家禽粪便的污染问题将得到有效的解决。
关键词：鸡粪；循环流化床锅炉；设计和应用
中图分类号：TK6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）17-0042-01
1 雞粪循环流化床锅炉常见的问题
按照“鸡粪+稻壳”为燃料设计的循环流化床运行后，常见的问题有：锅炉给料环节问题、锅炉结焦问题、锅炉中心筒腐蚀问题、锅炉负荷出力不足与积灰问题。
2 鸡粪循环流化床锅炉的给料环节问题
给料环节问题一般表现以下四个方面：鸡粪燃料中的大块杂物得不到有效的分离、锅炉炉前的料仓堵料棚料、输送燃料系统不稳定、给料机故障频率高。如何解决上述四个问题，首先，要了解“鸡粪+稻壳”的燃料特性，这种燃料一般在养殖完成后，燃料分析后出来的特性为热值低、水分高、杂物多、灰分多，所以要针对燃料的特性选取分选设备，首先要成功的解决杂物的分离，有效的设置振动分离的杂物筛选器，把石头、砖块等大块杂物筛选出去，其次选用良好的破碎设备，把鸡粪饼有效的破碎到合格的粒径后进入料仓，可有效减少给料环节的故障，给料输送系统要选择稳定可靠的设备，比如电源选择双回路的给料总电源，料仓要考虑防堵防棚料措施等等，这样就解决了给料环节的系列问题，为锅炉的安全稳定运行提供好坚实的基础。
3 鸡粪循环流化床锅炉结焦问题
3.1 鸡粪循环流化床锅炉炉床结焦问题
炉床结焦常见的原因就是超温结焦，所以在设计过程就要了解燃料的灰熔点，因为燃料的灰熔点越低，就越容易结焦，而根据“鸡粪+稻壳”的燃料特性，燃料的灰熔点一般在840℃左右，所以运行环节床温的控制就必须控制≤830℃以内，否则就很容易超温后造成炉床结焦。再次是风帽选型问题，要符合燃料的特性，风帽孔径太大，或太小都容易发生流化环节的问题，所以要根据料层进行计算后选择合适的风帽及孔径，方可保证运行的安全稳定，锅炉运行到中后期，可提高运行风量，不发生炉床结焦问题。
3.2 鸡粪循环床锅炉返料器结焦问题
锅炉“鸡粪+稻壳”的燃料水分一般为35～50%之间，这种高水分的燃料，如果考虑不周全，必然导致燃料后燃，所以炉膛的高度、二次风的压头、旋风分离器是关键性的三个设计指标，有效的炉膛高度可以保证燃料在炉膛内燃烧有足够的时间，二次风的压头确保燃烧扰动及充足的氧量；如设计为绝热的旋风分离器，无法将返料中的热量吸收，导致旋风筒内温度超温后返料器内挂焦，焦块掉落后无法正常返料，被迫停运锅炉，可以设计为汽冷式分离器，分离器的锥段要有合适坡度（≥60），防止鸡粪返料灰的粘结性而产生挂焦现象，充分考虑炉膛的高度（≥40米）或者比常规的燃煤锅炉增高7-8米、二次风压头、分离器选型是关键性指标，可有效地避免返料器结焦问题。
4 鸡粪循环床锅炉中心筒腐蚀问题
解决锅炉中心筒腐蚀磨损问题，首先燃料特性分析要准确，再次是运行中烟温参数及烟气流速问题，“鸡粪+稻壳”的燃料特性分析中体现的数据一般为低硫的特性，而运行的烟气飞灰的含量则为碱性，燃烧的灰渣也是碱性，这是为什么呢？主要是“鸡粪+稻壳”的燃料中有帮助鸡消化吸收的碳酸钙粉，在炉内燃烧高温分解后能有效的进行炉内脱硫，继而使得烟气中的飞灰和燃烧后的炉渣为碱性，所以设计中心筒的材质（Cr25Ni20Si）要考虑耐水分、耐碱性的材质，这也是鸡粪循环床锅炉烟气中二氧化硫含量偏低的主要原因。考虑烟气流速和运行中分离器出口的烟气的温度就是材质要具备合适的厚度及耐温性能（310S），这样就可以确保锅炉中心筒的材质选取得当，避免腐蚀等问题。
5 锅炉负荷出力不足与积灰问题
出力不足一般是设计的受热面不足，再次锅炉受热面积灰后导致锅炉出力不足，所以锅炉设计的性能参数非常关键，计算要精确，订货环节及合同主要考核要点，可将锅炉出力满负荷作为考核重要指标，避免设计受热面的布置的不足，导致锅炉出力不足。尾部烟道积灰一般发生的部位为过热器及空预器，这些地方设计的环节可以适当加大间距的布置，吹灰器的选型要选用合适吹灰方式，再次是过热器的结构及空预器的结构要全盘考虑，如果场地许可，可以水平卧式布置，能确保吹灰过程中结块掉落到烟道底部，不产生下层受热面的恶性积灰，二次风的冷端可以考虑较大的管径和间距（≥300mm），预热器管选材质为304不锈钢等等，否则积灰问题得不到解决，锅炉的负荷出力不足和运行周期都将受到较大的影响。
6 建议
解决鸡粪循环流化床锅炉常见的问题建议如下：（1）锅炉燃料调研分析到位。（2）风帽和中心筒材质选型也很关键。（3）受热面布置及吹灰器研究至关重要。（4）技能培训环节常抓不懈。（5）将鸡粪循环流化床锅炉的发明专利等转化为设计和应用。
参考文献
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