关于利用电站锅炉长距离集中供热的探讨

摘要：热水锅炉集中供暖是我国北方地区冬季取暖的必由之路，是解决节能、环保最佳办法之一。特别是我国城镇化后，离城市较远的乡、镇都面临集中供暖的热水锅炉节能优化运行方式的问题，如何做好热水锅炉的优化运行，其节能降耗是我们研究把有限的资源发挥最大效益的课题，对于节能降耗和减少污染有着重要的意义，下面是我在热水锅炉优化运行方式方面的一点体会。

关键词：热水；锅炉；供热；方式；优化

中图分类号：TK22文献标识码： A

一、供热锅炉科学管理的概念分析

供热锅炉的管理到不到位，直接关系到供热锅炉是否有效运行。科学的供热锅炉管理，其包括的主要内容有，对供热锅炉的炉型熟悉，对供热锅炉的热负荷准确计算，对供热锅炉容量和台数掌握，等等。现具体分析如下：

一是关于供热锅炉炉型的熟悉工作。在采购和选用供热锅炉时，要严格按照《标准》进行。一般地，依据《标准》，要确保供热锅炉的运行效率达到68%的标准。当然，这些标准要求是一般性的。具体到地区，由于各地的经济社会、生活环境等各不相同，这就需要根据不同城市的实际供热需求特点，有针对性地进行供热锅炉炉型进行设计。需指出的是，供热锅炉的差异性是必然的、客观存在的，但在基本的标准要求上，是必须依据《标准》进行的。唯有如此，才能保证供热锅炉能够实现节能环保地供热的目的。

二是关于供热锅炉热负荷的计算工作。关于此项管理工作，主要是对供热单位内的集中供热系统热负荷进行计算。一般通过对体积、面积指标进行计算或者采取数学统计的方法进行。为了精确计算，实际管理中一般采用数学统计法进行计算。

三是关于供热锅炉容量和台数的管理工作。这主要是是否需要设置备用锅炉，一般来讲，是不用设置备用锅炉的。这是因为，一方面设置备用锅炉，占地面积大，增加了投资成本；另一方面，实践证明，大多数供热锅炉都不是满负荷运行的，只要大概2%至5%的时间是满负荷的，这从技术角度也说明不需要设置备用锅炉。

二、长距离集中供热锅炉运行的主要故障

1、炉膛内水冷壁管磨损

1.1故障现象

炉膛内水冷壁管磨损主要表现在水冷壁管与耐磨材料交接及以上1～5m处、炉膛四角、返料口上部及炉膛出口烟气转弯等处。水冷壁管磨损后造成水冷壁管泄漏，高压汽水混合物直接剧烈冲刷造成更多邻近水冷壁管泄漏，有时汽包水位都很难维持，泄漏处床温急剧下降，两侧床温差大，被迫停炉。循环流化床锅炉的防磨措施正确与否，直接影响循环流化床锅炉机组的可用率，对机组的安全运行威胁也很大。

1.2原因分析

影响水冷壁磨损的主要因素有：（1）烟气流速的影响：烟气流速越高磨损越严重，磨损量与烟气流速的三次方成正比。一次风量越大，磨损量越大。另外二次风量越大，对炉内燃烧情况的扰动越剧烈，水冷壁磨损量也越大。（2）烟气颗粒浓度的影响：烟气内颗粒浓度越大，水冷壁磨损量越大。因为颗粒数目越大，对管壁的撞击和冲刷越强烈。在循环流化床锅炉运行过程中，负荷越高，床层密度及床层差压越大，说明颗粒浓度越大，磨损量也越大。循环流化床锅炉由于其特定的燃烧方式，炉内的固体物料密度为煤粉炉的几十倍到百倍以上。（3）燃料性质的影响：燃料颗粒硬度、灰分越大，对水冷壁管壁的切削作用越强烈，磨损量越大。尤其在掺烧煤矸石或其它高硬度燃料时，会大大缩短水冷壁管爆管的运行时间。（4）安装及检修质量的影响：锅炉安装及检修质量不好，例如，受热面鳍片没有满焊，造成大量颗粒外漏，造成对水冷壁管侧面的磨损。或管屏表面留下大量焊接后的凸起部位，形成颗粒涡流加剧磨损。（5）耐磨材料脱落：在炉膛密相区排渣口、二次风口处的异型管，过热器及再热器穿墙管密封盒处管壁都会因耐磨材料脱落造成磨损。风水联合冷却式流化床冷渣器回风口处由于风速过快，将耐磨材料吹落造成磨损。（6）锅炉本身动力场的影响：由于炉膛内烟气流速分布不均匀，四角处的烟气流速比中间大许多，所以磨损情况比其它部位严重。

1.3处理及改造方法

运行调整方面：在保证床料充分流化的前提下，尽量降低一次风量；在维持氧量的前提下适当调整二次风量，合理搭配上下二次风量，保持合适的过剩空气。适当降低密相区高度，延长燃煤颗粒在炉内的停留时间，减小对水冷壁管的冲刷，同时也会降低飞灰含碳量。根据负荷变化选择合适的床层差压、床层密度及烟气流速。提高旋风分离器分离效率，延长固体颗粒在炉内的停留时间。

加强来煤管理，控制矸石含量。及时进行煤质化验，控制来煤的筛分粒度，经常根据燃料颗粒度分布情况调整碎煤机锤头间隙，尽量采用二级破碎系统，提高煤颗粒的均匀度，减小大颗粒在来煤总量中的比例。

检修改造方面：杜绝水冷壁管屏表面的凸起现象，检修结束后将水冷壁管焊口打磨圆滑，水冷壁管鳍片应该满焊，不能留下缝隙或漏洞。在水冷壁管加装防磨护板，应注意防磨护板与水冷壁管间的间隙不能太大以防形成凸台。采用让管技术，如图1-2所示。选择质量较好的耐磨浇筑料和技术水平高的施工队伍，浇筑料软着陆时不能形成斜坡，以免附近水冷壁管的磨损加剧。规范施工工艺，确保耐磨浇筑料在机组正常运行时不脱落。

对密相区埋管以上的水冷壁管进行热喷涂。由于循环流化床锅炉受热面磨损问题比较严重，而一时难以找到有效的手段去彻底解决，目前热喷涂成为一种有效的方法来降低磨损。热喷涂是利用一定热源，例如高温电弧，将用于喷涂的材料加热至熔化，并获得高速度，喷射并沉积到经过预处理的工件表面，形成具有较强耐磨功能并与基体牢固结合的覆盖层的一项表面加工技术。按热源分类，基本上可分为火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂。热喷涂技术具有以下特点：涂层的致密性好；涂层硬度高；涂层耐磨性能高；涂层与管道基体结合强度大。

2、屏式过热器、再热器及旋风分离器过热器的磨损

2.1故障现象

屏式过热器、再热器布置在炉膛稀相区内，旋风分离器布置在炉膛出口后，虽然所在空间颗粒浓度比密相区要低，但仍然会造成磨损，尤其当迎风面部位，而且旋风分离器受热面所处位置烟气流动方向发生转变，速度增加，加快了耐磨浇筑料的磨损速度，当外面的耐磨浇筑料因各种原因脱落后会迅速提高磨损速度。炉膛内屏式过热器、屏式再热器管屏的磨损机理与炉内水冷壁管的磨损机理相似，主要取决于受热面的具体结构和固体物料的流动特性。屏式过热器、再热器及旋风分离器过热器因磨损爆管后对床温、烟温影响很大，检修困难，是循环流化床锅炉运行急需解决的难题。

2.2原因分析

屏式受热面穿墙管膨胀受阻，产生热应力造成受热面管屏变形，耐磨浇筑料大量脱落。这是屏式受热面最经常碰到的问题。

炉膛内床温变化大对耐磨材料的影响主要有：一方面是由于温度循环波动和热冲击以及机械应力造成耐磨材料产生裂缝和剥落；另一方面是由于固体物料对耐磨材料的冲刷而造成耐磨材料的破坏。

烟气流速控制不合理，一、二次风量太大，对耐磨材料起到强烈冲刷及切削作用。

综上所述，循环流化床锅炉受热面磨损、旋风分离器效率下降、返料器积灰结焦、回料阀烟气反窜等故障是影响运行可靠性的主要原因。因此，循环流化床锅炉在设计、结构、安装、燃烧调整上还需不断地完善，同时还需运行人员在实践中认真积累操作经验，从而降低故障，提高运行可靠性，为循环流化床锅炉继续发展做出贡献。

结束语

热水锅炉供暖方式要细化管理，在供暖期开始前将设备检修维护和保养好，并准备好配件，发现问题立即处理，每天根据天气预报和实际天气温度进行供暖温度在线调整，既维护了企业利益，又确保热用户满意。

参考文献

[1]王国兴．长输热网专利技术在集中供热工程中的应用［EB/OL］．［2011-01-12/201307-02］．

[2]北京市煤气热力工程设计院．CJJ34－2002城市热力网设计规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2012:12-13．