440T/h超高压再热CFB锅炉稳定运行的研究

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摘要：本文主要介绍了DG440/13.8循环流化床锅炉稳定运行问题，介绍了其设备特性，并从运行技术调整和设备改进方面采取措施，研究与探索CFB锅炉稳定运行问题。 关键词：循环流化床锅炉　　　　稳定运行　　　　研究

1.前言
循环流化床锅炉具有燃料适应范围广、脱硫廉价，污染物排放低、燃烧效率高、负荷调节能力强和灰渣综合利用率高等特点，是国家节能法推荐的清洁燃烧技术之一，特别适合于燃用劣质煤和煤矸石。
大屯DG440/13.7-II2型CFB锅炉是东方锅炉(集团)股份有限公司在消化吸收引进技术的基础上，结合自身在大容量机组煤粉锅炉开发、设计、制造方面的经验，自主开发，为国产135MW等级的超高压、再热循环流化床锅炉。该型锅炉目前已投产的有数十台，但 CFB锅炉设备在稳定运行上均暴露了很多问题，CFB锅炉的一些常见故障在大型锅炉上暴露的更普遍。#6、#7锅炉经过几次改造，机组运行情况已基本好转，在曲折的探索中前进了一大步。
2.0  锅炉及主要辅机概况
2.1 锅炉概况
DG440/13.7-II2型锅炉采用单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式，岛式露天布置。锅炉采用平衡通风，压力平衡点位于炉膛出口。
锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛，两台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井(HRA)三部分组成。
炉膛内布置有屏式受热面：六片屏式过热器管屏、四片屏式再热器管屏和一片全分隔水冷分隔墙。锅炉共设有六台给煤装置和预留三个石灰石给料口，给煤装置和石灰石口全部置于炉前，在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置。炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室，在炉膛水冷风室下一次风道内布置有两台床下风道点火器，燃烧器配有高能点火装置。炉膛两侧分别设置一台多仓式流化床风水冷选择性排灰冷渣器。
炉膛与尾部竖井之间，布置有两台汽冷式旋风分离器，其下部各布置一台“J”阀回料器。尾部由包墙分隔，在锅炉深度方向形成双烟道结构，前烟道布置了低温再热器，后烟道从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器，向下前后烟道合成一个，在其中布置有螺旋鳍片管式省煤器，之后再分成左右两个烟道，布置卧式空气预热器，空气预热器采用光管式，沿炉宽方向双进双出。
锅炉整体呈左右对称布置，支吊在锅炉钢架上。
2.2 锅炉设计规范
额定蒸发量t/h
440
额定蒸汽压力Mpa.g
13.8
额定蒸汽温度℃
538
给水温度℃
249
切高加给水温度℃
169
再热蒸汽流量t/h
360
再热器进出口蒸汽压力Mpa.g
2.72/2.56
再热器进出口蒸汽温度℃
319/538

3、循环流化床锅炉运行调整技术的研究
3.1 床料温度调整?
床料温度是指燃烧密相区内流化物料的温度，在运行过程中要加强对料层温度监视，一般控制在850℃-950℃之间，温度过高，脱硫效果差，且易使流化床体结焦，床度低易锅炉效率低。床温的控制调整主要通过调节给煤量、一次风量及返料量。
3.2 料层差压调整?
在CFB锅炉运行中，都是通过监视料层差压值来判断料层厚度的。料层厚度越大，测得的差压值亦越高，一般控制在7-9kPa之间。料层过厚，会引起流化不好、磨损大。且会造成灭火，料层过低，锅炉燃烧不稳定，床温变化大。在运行中，应根据所燃用煤种设定一个料层差压的上限和下限作为炉底排渣开始和终止的基准点。
3.3 锅炉负荷的调整
负荷调节性能好是CFB锅炉显著优点之一。负荷调整时应着重调整好物料平衡和热量平衡。负荷调整一般与风量、风速、物料浓度的变化方向一致，通过调整风量、风速、物料浓度的增减便可自动增减负荷。
3.4冷渣器排渣的调整
通过严格控制碎煤机出口的煤粒粒径，保证煤粒1.8mm左右的比例占50%, 不能有9mm以上的煤。合理调整冷渣器流化风量及风压。由于压缩空气湿度较“J”阀风大,应尽可能使用“J”阀风排渣。为减少不完全燃烧损失，尽可能采用定期排渣。
3.5取消播煤增压风机
设计时播煤风是经播煤增压风机运行的，但实际运行时锅炉的一次风压播煤增压风机出口风压相差不多，运行人员改变了播煤风的运行方式，即停用播煤增压风机，播煤风改走播煤风旁路，由一次风直接担当播煤风，通过控制一次风压和播煤风喷口的节流升压来保证播煤风压。通过近一年的实际运行证明，由一次风直接担当播煤风播煤效果仍然很好，炉膛内的床温床压以及整个炉膛的燃烧状况没有受到任何影响。本次大修直接拆除了额定功率为315KW的播煤增压风机，气流走直线，减少阻力，节能效果最大化。
4. CFB锅炉影响稳定运行的主要设备问题的研究
　　影响大屯CFB锅炉稳定运行的主要问题有：耐火保温材料脱落、炉膛及冷渣器的排渣不畅、炉膛布风板的漏渣、原煤仓堵煤与断煤、水冷壁浓相区磨损、一次风机轴承的烧损和箱体振动问题等。
4.1耐火保温材料的脱落问题的研究
　  影响CFB锅炉稳定运行的首要问题是耐火保温材料的脱落问题，主要表现在“J”阀回料器耐火材料的脱落、烧红问题，及炉内中隔墙和返料口处耐火材料的脱落。由于大块耐火材料的脱落，堵塞了排渣口，床料无法及时排出而被迫停炉。停炉大修时，更换为绝热浇铸料、铬钢玉可塑料并镶嵌龟甲网，但仍存在问题，主要是烘炉时急功近利，没有按即定的烘炉措施、烘炉曲线进行。
4.2冷渣器的排渣问题的研究
　  #7炉配备4台选择式风水联合冷渣器，一用三备，运行效果较好。而#6锅炉仅配备2台选择式风水联合冷渣器。针对#6炉，04年我们大修时在冷渣器与炉体之间的入渣管、返渣管及回风管安装插板门，用以隔断炉渣及烟气，保证不停炉疏通或检修冷渣器。通过广泛调研，05年大修时又对风水联合冷渣器进行了改造，更换为青岛松灵电力环保设备有限公司生产的LGT15D型滚筒式冷渣器，机械链条式灰渣输送系统改为皮带输送式，投资较大，但运行效果较好，连续运行近三个月来，没有再发生冷渣器堵塞及床料高等问题。
4.3  炉膛布风板的漏渣问题的研究
#6锅炉布风板使用“7”风帽，存在漏渣现象，大量的漏渣将导致水冷风室的堵塞，危
及锅炉的正常运行。而#7炉使用有“T”型钟罩式和柱状风帽，漏渣现象较少发生，本次#6炉大修已更换为T”型钟罩式和柱状风帽，并在一次风室与侧墙联接处加装一个90度折板，
加强一次风室与侧墙水冷壁的刚性联接，有效防止了一次风室漏风，。
4.4、原煤仓堵煤问题的研究
　 CFB锅炉原煤仓由于煤粒度小，极易发生煤仓堵煤、不下煤现象，影响锅炉的稳定运行和出力。针对此问题，2004年#6炉大修时在煤仓安装了液压式疏松机，疏松机在给煤机断煤时自动开启。安装液压式疏松机应能较好解决煤仓堵煤问题，但由于断煤现象普遍发生，疏松器动作频繁，故障率高，本次大修时原煤仓由方型改为大角度圆锥型，内体并铺设超高分子聚乙烯板，原煤仓容积虽减少了五分之二，但堵煤问题已根本解决。
4.5.一次风机轴承的烧损和箱体振动问题的研究　
大型CFB锅炉中，许多电厂都选用了豪顿华公司的一次风机，该风机结构上较特殊，风机的进风口为狭长形，风机轴系振动较小，但一次风机由于没有润滑油冷却系统，回油温度普遍偏高，我厂因一次风机轴承烧损，引起锅炉MFT动作六次，损失很大。本次#6炉大修，对原为滚动轴承主轴系统改造成道奇滑动轴承主轴系统，效果较好。
一次风机的机壳、风道振动大，经现场测试噪声在105-110 dB（A）。风箱壳振裂和出口风道振裂时有发生，为解决风箱振动，本次大修对出口风道全部更换，主要是增加流线、加强连接固定，噪声降低10 dB（A）。为解决噪声问题，也委托山东科技大学制定了治理方案，但因条件尚为具备，且投资较大，暂未实施。
4.6受热面的磨损问题的研究
CFB锅炉水冷壁、过热器、再热器的磨损也应预先采取措施。采用超音速电弧喷涂技术,对锅炉燃烧区域受热面喷涂,提高其抗冲刷、腐蚀的能力，应是CFB锅炉水冷壁管防磨、防腐蚀行之有效的方法。本次#6炉大修对耐磨保温层上部3米高范围内水冷壁管全部喷涂，中隔墙水冷壁、高温屏式过热器下部5米范围内全部喷涂，对炉膛内所有穿墙管1米范围内全部喷涂。
5、运行人员的技术培训、交流
5.1为提高运行人员尽快掌握CFB锅炉运行技术，我厂组编的《循环流化床锅炉应用及事故处理》、《循环流化床锅炉实用技术问答》分别于2004年12月和2005年5月由中国水利水电出版社出版，运行技能有了一定的提高，并在CFB机组电厂产生了一定的影响。
5.2  2005年9月我厂135MW CFB锅炉机组仿真机系统通过专家验收,使新、老运行职工通过仿真培训与现场培训相结合,为CFB锅炉运行技术的探索、交流、培训搭建了一个较好的平台。
6、成效
通过440t/h超高压再热 CFB锅炉稳定运行的研究， #7机组曾创下连续满负荷运行78天的记录。#6机组通过大修改造后，稳定运行也有根本好转，自2005年12月6日大修启动运行至2006年3月4日机组计划小修，连续满负荷运行88天，2006年5月19日至9月4日又连续运行100天。我们已为同类机组探索一条可行之路。
参考文献：东方锅炉(集团)股份有限公司《大屯锅炉说明书》，
         岑可法《循环流化床锅炉理论设计与运行》






作者简介：程开献，高级工程师，从事锅炉运行、检修、检验技术管理工作。
工作单位：上海大屯能源股份有限公司发电厂，单位地址：江苏沛县，邮编：221611
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