【技术+案例】循环流化床锅炉运行分析

文章摘要：重点分析了220t/h循环流化床运行中存问题，并提出了解决办法。

1. 前言

循环流化床锅炉具有高效、低污染、低成本等特点。循环流化床燃烧是介于层燃和室燃之间一种燃烧技术，是采用流态化燃烧，具有很多优点：

⑴ 燃料适用性广;

⑵ 燃烧效率高;

⑶ 燃烧强度大，温度分布均匀;

⑷ 采用低温分级燃烧，高效脱硫、烟气SO2和NOX排放量少;

⑸负荷调节比例大;

⑹ 灰渣综合利用性能好。

正是这些优点，近10年来我国循环流化床锅炉到了迅速发展。纵观我国循环流化床锅炉运行情况，故障率高、运行周期短问题已成为普遍现象。主要表现给煤系统故障、排渣故障、风室漏料等。下面结合霍煤鸿骏铝电公司电厂两台武汉锅炉厂生产220t/h循环流化床锅炉运行情况，分析一下循环流化床锅炉运行中常见问题，并找出解决办法。

2. 设备概况

霍煤鸿骏铝电公司电厂1、2号炉是武汉锅炉厂生产循环流化床锅炉。系高压、单炉膛、平衡通风、自然循环汽包炉、膜式水冷壁、采用汽冷式旋风分离器进行气固分离室内布置。锅炉主要由四部分组成：燃烧室、高温旋风分离器、返料密封装置和尾部对流烟道。燃烧室位于锅炉前部，底部为后墙水冷壁弯制水冷布风板和风室。燃烧室后有两个平行布置内径5米高温旋风分离器。 密封返料装置位于旋风分离器下，与燃烧室和旋风分离器相连接。燃烧室、旋风分离器、和密封返料装置构成了粒子循环回路。尾部对流烟道再锅炉后部，烟道上部四周及顶棚由包墙组成，其内烟气流程依次布置有三级过热器和一级过热器，下部烟道内依次布置有省煤器和卧式空气预热器，一二次风分开布置。锅内采用单段蒸发系统，下降管采用集中与分散结合供水方式。过热蒸汽温度采用两级喷水减温调节。锅炉采用床下点火，水冷风室下布置两台启动燃烧器。每个燃烧室装有一只简单机械雾化油枪。点火风引自一次风出口。点火时将一次风加热到900℃左右，耐火保温层厚度为200mm。炉排渣采用滚筒冷渣器，由链斗式输送机送入渣仓。冷渣器布置启动燃烧器下面，并列布置三台。为保证尾部受热面良好传热效果过热器省煤器空气预热器处布置蒸汽吹灰器。锅炉配有一次风机一台、二次风机一台、引风机两台、高压流化风机两台。2号炉于2005年2月17日72小时试运行投入生产，1号炉于2005年8月13日72小时试运行生产。

3.存问题及分析

3.1燃烧器设计不合理、启动时间长。

锅炉采用床下点火方式，共布置2只油枪。每只出力900kg/h,可带12%BMCR负荷。燃烧器混合风按圆周方向分两级送入，每级16个风口，与烟气发生器轴线夹角60°送入。16个风口风量不均匀，造成火焰偏斜。将燃烧器配风器烧损。为避免烧坏配风器，被迫将油枪出力降低为500kg/h。但启动时间长达11小时。浪费了大量燃油。采取措施：(1)采用薄料层启动。锅炉正常运行料层厚度保持600～800mm。锅炉启动时料层加到500mm。(2)采用微流化启动方式。冷态试验最低临界流化风量为100000m3/h，显然较同容量等级循环流化床锅炉临界流化风量偏大。为减少热量损失，启动时采用80000m3/h流化风量，床温升高逐渐加大风量直至大于临界流化风量。(3)提前投煤燃烧。霍煤鸿骏铝电公司电厂燃用是霍林河露天矿褐煤。褐煤燃点250℃～450之间，不必等到床温达到600℃时投煤。实践证明平均床温达到280℃就可以投煤燃烧。床温达到600℃时就可以断油稳定燃烧。这样极大减少了燃油量。燃用高着火温度燃料电厂，锅炉启动阶段可以用褐煤做为引子煤，提高床温。床温达到设计煤种投煤温度，再燃用设计煤种。采用褐煤做为引子煤是循环流化床锅炉节油技术措施方面非常有前途方式。采用减小油枪出力、薄料层、微流化、提前投煤等手段达到机组快速、稳定启动，并减少了启动燃油消耗量。

3.2煤仓棚煤问题。

(1)原因分析。煤仓棚煤、搭桥是循环流化床锅炉最为常见故障。从两台220t/hCFB炉运行来看煤仓棚煤事故率很高，最高时每班多达20余次。严重威胁到机组稳定运行。电力部门目前设计要求,成品煤仓容积应能满足锅炉满出力8小时以上储煤量需求.成品煤堆积锥形煤仓内受到煤挤压,使煤粒之间、煤粒与煤仓壁之间产生摩擦力.越接近下煤口其摩擦力和挤压力越大.下煤口约1m处煤越容易搭桥.另外一定范围内水份越大,煤粒间粘着力也越大.使煤流动性恶化. 霍林河煤矿褐煤收到基水分30%,加剧煤仓棚煤故障。下煤口越小越容易堵煤,德国要求下煤口宽度燃用烟煤时大于等于1000mm,燃用褐煤时大于等于1200mm,下煤口长度则小于1200mm,煤仓与给煤机相连接部分金属斗加工成双曲线形.国产循环流化床锅炉煤仓多为方体锥形，下煤口截面较小(武锅220t/hCFB炉煤仓下煤口为510mm×510mm)。(2)采取措施。1)煤仓壁加装壁式电振机，定期振打。2)煤仓加装液压松动装置。3)定期降低煤位。采取上述措施极大缓解了棚煤故障发生。但未从根本上解决问题。设计院应充分考虑煤仓棚煤问题，将下煤口设计成双曲线型。并考虑煤仓内壁加装聚乙烯塑料板等方法防止粘煤。

3.3给煤系统

(1)给煤机烧损。霍煤鸿骏铝电公司电220t/hCFB锅炉给煤机为耐压称重式密封皮带给煤机。这种给煤机较螺旋给煤机和埋刮板给煤机可靠性高.但应注意给煤口不宜正压,否则高温烟气反窜可能烧坏皮带.机组投产以来有两台给煤机因水冷屏爆破和煤斗漏眼烧损。应对措施：1)落煤管加装快关阀。给煤机出口虽已设计了电动阀,但增加给煤机安全性可落煤管加装气动快速启闭阀,此阀与给煤机温度联锁.当给煤机超温时此阀快速关闭,并联跳给煤机.2)设置播煤增压风机。

(2)给煤机超温。机组调试期间出现了给煤机超温现象.空气预热器进风加热方式采用是热风再循环.再循环门不严势必造成一次风机出口温度过高. 给煤机密封风接于一次风机出口造成给煤机超温.被迫将热风再循环管路堵死.采用称重密封皮带式给煤机锅炉，空气预热器进风加热方式不应采用热风再循环加热。 (3)给煤机与进、出口电动闸板门DCS系统联锁启动，没有分部启动功能。停止给煤机时为防止煤给煤皮带自燃必须将给煤皮带上煤拉空.这时操作就必须到就分步操作，非常不便。

3.4风室漏床料。2800×8800mm矩形水冷布风板布置有855个大直径钟罩式风帽，间距S1=S2=160mm,每个风帽由连接管和风帽头两部分组成，风帽采用四周侧向开孔，孔径Φ15.5mm。风帽直接放底座上，未采用任何连接。运行中因风帽被风吹翻，风室漏入大量床料被迫停炉多次。后采取风帽与底座点焊，运行情况大为好转。制造厂如采用风帽与底座罗纹连接不会发生风帽被一次风吹翻现象。

3.5布风板布风严重不均。布风板阻力过小(数据见下表)，减弱了风室均压稳流作用。流化风量50000Nm3/h时，中部已完全流化，但前后墙基本处于静止状态。这样就必须用较大流化风量(100000m3/h)保证床料正常流化。较高流化风量带来后果有如下：一.低负荷运行比较困难只能带到30%B-ECR.此时床温已降至650℃.二.锅炉启动时风量大热量损失较多,启动速度慢.三.受热面磨损加剧。四.风机电耗增加。改造风帽还没有更好方法。

1号炉布风板空床阻力试验

工况项目 工况一 工况二 工况三 工况四 工况五 工况六 工况七

风室压力(左/右) KPa 0.21/0.22 0.61/0.62 1.0/0.98 1.16/1.16 1.4/1.7 1.75/1.75 2.79/2.79 料层下部压力KPa 0.19 0.25 0.28 0.24 0.14 0.22 0.22

流化风量m3/h 66500 84500 104300 114200 126300 137500 168300 2号炉布风板空床阻力试验

工况 项目 工况一 工况二 工况三 工况四 工况五 工况六 工况七 流化风量m3/h 63790 82567 98108 121164 142503 158576 181903 风室压力 0.42 0.76 1.04 1.7 2.34 2.93 3.88 炉床料层差压 0 0 0 0 0 0 0 3.6测点问题

热电偶温度计价格昂贵，密相区测点往往插入深度不够。这就造成了温度读数偏离真实值。给运行人员操作判断带来一定影响。这就要求测点必须插入炉膛100～150mm长度，考虑到磨损。可温度上加装防磨套管，既不影响传热又解决了温度计磨损问题。正压区压力测点经常堵死，除采用防堵吹气装置外还必须定期吹扫。

3.7大型循环流化床锅炉一般都设有加料系统.一是用来启炉铺设底料以减轻人工劳动强度,二是灰仓储备灰渣可用紧急情况(风室漏料、煤质变化料层减薄等).褐煤有易破碎特点燃烧后炉渣都6mm以下，基本不用筛选细颗粒就可以做为锅炉启动床料。渣仓下部可直接一条管路至炉膛气力输送床料更为节省人力、物力。

原标题：循环流化床锅炉运行分析