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220t/h循環(huán)流化床鍋爐運行分析

 

1．前言

       循環(huán)流化床鍋爐具有高效、低污染、低成本等特點。循環(huán)流化床的燃燒是介于層燃和室燃之間的一種燃燒技術(shù)，是采用流

態(tài)化的燃燒，具有很多優(yōu)點：⑴燃料適用性廣；⑵燃燒效率高；⑶燃燒強度大，溫度分布均勻；⑷由于采用低溫分級燃燒，高

效脫硫、煙氣SO2和NOX的排放量少；⑸負(fù)荷調(diào)節(jié)比例大；⑹灰渣綜合利用性能好。正是由于這些優(yōu)點，近10年來我國的循

環(huán)流化床鍋爐得到了迅速的發(fā)展。但是縱觀我國循環(huán)流化床鍋爐的運行情況，故障率高、運行周期短的問題已成為普遍現(xiàn)象。

主要表現(xiàn)在給煤系統(tǒng)故障、排渣故障、風(fēng)室漏料等。下面結(jié)合霍煤鴻駿鋁電公司電廠兩臺武漢鍋爐廠生產(chǎn)的220t/h循環(huán)流化床

鍋爐的運行情況，分析一下循環(huán)流化床鍋爐運行中常見的問題，并找出解決辦法。

2．設(shè)備概況

      霍煤鴻駿鋁電公司電廠1、2號爐是武漢鍋爐廠生產(chǎn)的循環(huán)流化床鍋爐。系高壓、單爐膛、平衡通風(fēng)、自然循環(huán)汽包爐、膜

式水冷壁、采用汽冷式旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離室內(nèi)布置。鍋爐主要由四部分組成：燃燒室、高溫旋風(fēng)分離器、返料密封裝置

和尾部對流煙道。燃燒室位于鍋爐前部，底部為后墻水冷壁彎制的水冷布風(fēng)板和風(fēng)室。燃燒室后有兩個平行布置內(nèi)徑5米的高

溫旋風(fēng)分離器。密封返料裝置位于旋風(fēng)分離器下，與燃燒室和旋風(fēng)分離器相連接。燃燒室、旋風(fēng)分離器、和密封返料裝置構(gòu)成

了粒子循環(huán)回路。尾部對流煙道再鍋爐后部，煙道上部的四面及頂棚由包墻組成，其內(nèi)煙氣流程依次布置有三級過熱器和一級

過熱器，下部煙道內(nèi)依次布置有省煤器和臥式空氣預(yù)熱器，一二次風(fēng)分開布置。鍋內(nèi)采用單段蒸發(fā)系統(tǒng)，下降管采用集中與分

散結(jié)合的供水方式。過熱蒸汽溫度采用兩級噴水減溫調(diào)節(jié)。鍋爐采用床下點火，水冷風(fēng)室下布置兩臺啟動燃燒器。每個燃燒室

裝有一只簡單機械霧化油槍。點火風(fēng)引自一次風(fēng)出口。點火時將一次風(fēng)加熱到900℃左右，耐火保溫層厚度為200mm。爐排

渣采用滾筒冷渣器，由鏈斗式輸送機送入渣倉。冷渣器布置在啟動燃燒器下面，并列布置三臺。為保證尾部受熱面良好的傳熱

效果在過熱器省煤器空氣預(yù)熱器處布置蒸汽吹灰器。鍋爐配有一次風(fēng)機一臺、二次風(fēng)機一臺、引風(fēng)機兩臺、高壓流化風(fēng)機兩

臺。2號爐于2005年2月17日經(jīng)過72小時試運行投入生產(chǎn)，1號爐于2005年8月13日經(jīng)過72小時試運行生產(chǎn)。

3.存在的問題及分析

    3.1燃燒器設(shè)計不合理、啟動時間長。

    鍋爐采用床下點火方式，共布置2只油槍。每只出力900kg/h，可帶12％BMCR負(fù)荷。燃燒器混合風(fēng)按圓周方向分兩級送

入，每級16個風(fēng)口，與煙氣發(fā)生器軸線夾角60°送入。由于16個風(fēng)口風(fēng)量不均勻，造成火焰偏斜。將燃燒器配風(fēng)器燒損。為

避免燒壞配風(fēng)器，被迫將油槍出力降低為500kg/h。但啟動時間長達(dá)11小時。浪費了大量燃油。采取的措施：采用薄料層啟

動。鍋爐正常運行料層厚度保持在600～800mm。鍋爐啟動時料層加到500mm。采用微流化啟動方式。冷態(tài)試驗最低臨界流

化風(fēng)量為100000m3/h，顯然較同容量等級循環(huán)流化床鍋爐臨界流化風(fēng)量偏大。為減少熱量損失，啟動時采用80000m3/h的

流化風(fēng)量，隨著床溫的升高逐漸加大風(fēng)量直至大于臨界流化風(fēng)量。提前投煤燃燒。霍煤鴻駿鋁電公司電廠燃用的是霍林河露天

礦褐煤。由于褐煤燃點在250℃～450之間，所以不必等到床溫達(dá)到600℃時投煤。實踐證實平均床溫達(dá)到280℃就可以投煤燃

燒。床溫達(dá)到600℃時就可以斷油穩(wěn)定燃燒。這樣極大的減少了燃油量。對于燃用高著火溫度燃料的電廠，在鍋爐啟動階段可

以用褐煤做為引子煤，提高床溫。床溫達(dá)到設(shè)計煤種投煤溫度，再燃用設(shè)計煤種。采用褐煤做為引子煤是循環(huán)流化床鍋爐節(jié)油

技術(shù)措施方面非常有前途的方式。通過采用減小油槍出力、薄料層、微流化、提前投煤等手段達(dá)到機組快速、穩(wěn)定啟動，并減

少了啟動燃油消耗量。

3.2煤倉棚煤問題。

    原因分析。煤倉棚煤、搭橋是循環(huán)流化床鍋爐最為常見的故障。從兩臺220t/hCFB爐運行來看煤倉棚煤的事故率很高，最高

時每班多達(dá)20余次。嚴(yán)重威脅到機組的穩(wěn)定運行。按照電力部門目前的設(shè)計要求，成品煤倉的容積應(yīng)能滿足鍋爐滿出力8小時

以上的儲煤量需求.成品煤堆積在錐形煤倉內(nèi)受到煤的擠壓，使煤粒之間、煤粒與煤倉壁之間產(chǎn)生摩擦力.越接近下煤口其摩擦

力和擠壓力越大.所以在下煤口約1m處的煤越輕易搭橋.另外在一定范圍內(nèi)水份越大，煤粒間的粘著力也越大.使煤的流動性惡

化.霍林河煤礦褐煤收到基水分30％，加劇煤倉棚煤故障。下煤口越小越輕易堵煤，德國要求下煤口寬度在燃用煙煤時大于等

于1000mm，燃用褐煤時大于等于1200mm，下煤口長度則小于1200mm，煤倉與給煤機相連接的部分的金屬斗加工成雙曲

線形.國產(chǎn)循環(huán)流化床鍋爐煤倉多為方體錐形，下煤口截面較小。采取的措施。1）在煤倉壁加裝壁式電振機，定期振打。2）

煤倉加裝的液壓松動裝置。3）定期降低煤位。采取上述措施極大緩解了棚煤故障的發(fā)生。但未從根本上解決問題。設(shè)計院應(yīng)

充分考慮煤倉棚煤問題，將下煤口設(shè)計成雙曲線型。并考慮煤倉內(nèi)壁加裝聚乙烯塑料板等方法防止粘煤。

3.3給煤系統(tǒng)

      給煤機燒損。霍煤鴻駿鋁電公司電220t/hCFB鍋爐給煤機為耐壓稱重式密封皮帶給煤機。這種給煤機較螺旋給煤機和埋刮

板給煤機的可靠性高.但應(yīng)注重給煤口不宜正壓，否則高溫?zé)煔夥锤Z可能燒壞皮帶.機組投產(chǎn)以來有兩臺給煤機因水冷屏爆破和

煤斗漏眼燒損。應(yīng)對措施：1）落煤管加裝快關(guān)閥。給煤機出口雖已設(shè)計了電動閥，但為了增加給煤機安全性可在落煤管加裝

氣動快速啟閉閥，此閥與給煤機溫度聯(lián)鎖.當(dāng)給煤機超溫時此閥快速關(guān)閉，并聯(lián)跳給煤機.2）設(shè)置播煤增壓風(fēng)機。

給煤機超溫。在機組調(diào)試期間出現(xiàn)了給煤機超溫現(xiàn)象.空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)加熱方式采用的是熱風(fēng)再循環(huán).再循環(huán)門不嚴(yán)勢必造成一

次風(fēng)機出口溫度過高.給煤機密封風(fēng)接于一次風(fēng)機出口造成給煤機超溫.被迫將熱風(fēng)再循環(huán)管路堵死.對于采用稱重密封皮帶式給

煤機的鍋爐，空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)加熱方式不應(yīng)采用熱風(fēng)再循環(huán)加熱。

給煤機與進(jìn)、出口電動閘板門DCS系統(tǒng)只是聯(lián)鎖啟動，沒有分部啟動功能。停止給煤機時為防止煤在給煤皮帶自燃必須將給

煤皮帶上的煤拉空.這時操作就必須到就地分步操作，非常不便。

     3.4風(fēng)室漏床料。2800×8800mm矩形水冷布風(fēng)板布置有855個大直徑鐘罩式風(fēng)帽，間距S1=S2=160mm，每個風(fēng)帽由連

接管和風(fēng)帽頭兩部分組成，風(fēng)帽采用四面?zhèn)认蜷_孔，孔徑Φ15.5mm。風(fēng)帽直接放在底座上，未采用任何連接。在運行中因風(fēng)

帽被風(fēng)吹翻，風(fēng)室漏入大量床料被迫停爐多次。后采取風(fēng)帽與底座點焊，運行情況大為好轉(zhuǎn)。制造廠如采用風(fēng)帽與底座羅紋連

接不會發(fā)生風(fēng)帽被一次風(fēng)吹翻的現(xiàn)象。

      3.5布風(fēng)板布風(fēng)嚴(yán)重不均。布風(fēng)板阻力過小，減弱了風(fēng)室均壓穩(wěn)流的作用。流化風(fēng)量在50000Nm3/h時，中部已完全流化，

但前后墻基本處于靜止?fàn)顟B(tài)。這樣就必須用較大流化風(fēng)量保證床料的正常流化。較高的流化風(fēng)量帶來的后果有如下：一.低負(fù)

荷運行比較困難只能帶到30%B-ECR.此時床溫已降至650℃.二.鍋爐啟動時風(fēng)量大熱量損失較多，啟動速度慢.三.受熱面磨損

加劇。四.風(fēng)機電耗增加。除了改造風(fēng)帽還沒有更好的方法。

3.6測點問題

      由于熱電偶溫度計價格昂貴，在密相區(qū)測點往往插入深度不夠。這就造成了溫度讀數(shù)偏離真實值。給運行人員操作判定帶

來一定影響。這就要求測點必須插入爐膛100～150mm長度，考慮到磨損?？稍跍囟壬霞友b防磨套管，既不影響傳熱又解決

了溫度計磨損問題。正壓區(qū)壓力測點經(jīng)常堵死，除采用防堵吹氣裝置外還必須定期吹掃。

     3.7大型循環(huán)流化床鍋爐一般都設(shè)有加料系統(tǒng).一是用來啟爐鋪設(shè)底料以減輕人工勞動強度，二是灰倉儲備的灰渣可用在緊急

情況（風(fēng)室漏料、煤質(zhì)變化料層減薄等）.褐煤有易破碎的特點燃燒后的爐渣都在6mm以下，基本不用篩選細(xì)顆粒就可以做為

鍋爐啟動的床料。在渣倉下部可直接一條管路至爐膛氣力輸送床料更為節(jié)省人力、物力。