300MW循环流化床锅炉外循环回料异常原因分析.pdf

第 2期 2 0 1 4年 3月 锅炉制造 B0I LER MANUFACTURI NG No ． 2 Ma r ． 2 0 1 4 文章编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 4 0 2 0 0 1 90 3 3 0 0 MW 循环流化床锅炉 外循 环 回料异常原 因分析 何 映光 大唐红河发电有限责任公司， 云南 开远 6 6 1 6 0 0 摘要 循环流化床锅炉物料外循环异常的原因主要是煤种过多的偏离设计值 ， 以及锅炉受热面的多次改造， 导致整个炉膛温度场的改变， 降低了物料的流化性， 而排渣系统出力不足导致的长期高床压运行， 加剧了炉膛 的后燃现象， 设计的先天不足及缺乏必要的温度监视手段， 为外循环回路的低温结焦创造了条件， 而针对性的 技术改造和运行操作的标准化是解决问题的关键所在。 关键词 循环流化床锅炉 ； 床压； 外循环 ； 异常； 低温结焦 中图分类号 T K 2 2 9 文 献标识码 A Re a s o n Ana l y s i s o f Ou t e r Ci r c u l a t i o n Lo o p Ab n o r mi t y f 0 r 3 0 0M W CFB Bo i l e r He Y i n g gu a n g D a t a n g Ho n g h e P o w e r G e n e r a t i o n C o ． ， L t d ． ， K a i y u a n 6 6 1 6 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e ma i n r e a s o n s o f t h e f u e l o u t e r c i r c u l a t i o n a b n o r mi t y f o r t h e C F B b o i l e r a t e t h e c o a l e x c e s s i v e de v i a t e d f r o m t h e d e s i g n v a l u e a n d t h e t r a ns f o r ma t i o ns o f t h e b o i l e r h e a t i n g s ur f a c e l e a d i n g t o t h e c h a n g e o f t h e wh o l e f u r n a c e t e mp e r a t ur e fie l d， wh i c h r e d u c e d t h e f u e l flu i d i z a t i o n， a n d l o ng t e r m h i g h b e d p r e s s u r e o pe r a t i o n c a u s e d b y t he l a c k o f t h e d e s l a g g i n g s y s t e m o u t p u t e x a c e r b a t e d t he f u r n a c e p o s tc o mb u s t i o n ．T h e d e s i g n d e fi c i e n c i e s a n d t h e l a c k o f n e c e s s a r y t e mp e r a t u r e mo n i t o r me t h o d p r o v i d e d c o n d i t i o n s f o r t h e l o w t e mp e r a t u r e s l a g g i n g o f o u t e r c i r c u l a t i o n l o o p， a n d t h e t a r g e t e d t e c h n i c a l t r a n s f o r ma t i o n a n d o p e r a t i o n s t a n d a r d i z a t i o n a r e t h e k e y t o s o l v e t h e p r o b l e m． Ke y wor ds CFB b o i l e r ；b e d pr e s s u r e；o u t e r c i r c u l a t i o n；a b n o r mi t y；l o w t e mp e r a t u r e s l a g g i n g l概述 大唐红河发 电有 限公 司 红河 电厂 3 0 0 MW 循环流化床锅炉 C F B 主要由单炉膛、 4台高温 绝热旋风分离器 、 4台回料阀、 4台外置式换热器 、 尾部对流烟道 、 4台冷渣器和 1台 回转式空预器 等部分组成。采用双支腿 、 双布风板 、 大直径钟罩 式风帽， 具有布风均匀、 防堵塞、 防结焦和便于维 修等优点， 炉膛内蒸发受热面采用膜式水冷壁及 水冷壁延伸墙结构 。 C F B锅炉的物料分布可分四种形式 飞灰 、 底 渣 、 内循环和外循环物料 。其 中， 内循环物料和外 循环物料平衡 的实现是 C F B锅炉运行的关键 ， 如 果回料不稳或突然停止工作 ， 会造成炉 内循环物 料量不足 ， 汽温、 汽压床温难以控制 ， 严重时会导 致床压的瞬时大幅波动危及正常的运行 。 收稿 日期 2 0 1 31 11 3 作者简介 何映光 1 9 7 9一 ， 男， 汉族 ， 云南石屏人， 本科 ， 高级技 师／ 高级工程师， 2 0 0 1年 毕业于东北 电力学院， 研究方 向电力 生产及 安全。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 O 锅炉制造 总第 2 4 4期 2 循环流化床锅炉外循环回料不稳 的现象 最常见的是发生在降负荷过程中， 锅炉床压 快速降低 、 回料不连续的回料阀差压升高并报警、 进入 u型阀的流化风大幅波动， 对应外置床进料 减小或不进料空室差压下降、 汽温降低， 不长时间 后同侧锅炉床压快速升高 ， 回料阀差压报警消失 ， 流化风量趋于稳定 ， 外置床恢复进料 ， 汽温恢复。 如果降负荷较大 ， 在一次降负荷过程 中此种现象 会连续发生几次 ， 由于是单侧回料 阀瞬时返料 ， 如 果设备 出力不够或者调整不及时很容易造成锅炉 床压失稳导致翻床。 3 循环流化床锅炉外循环回料不稳 的原 因分析 3 ． 1 回料 阀的原 因 降负荷过程中， 外循环物料量急剧减少， 回料 阀内物料 由鼓泡状 变为流化状 ， 炉膛 内烟气反 串 入 回料阀， 使外循环物料无法正常 回到炉膛 ， 大量 床料在回料阀立管内聚集， 导致床料的急剧下降， 当回料立管物料蓄积到一定高度 ， 加之流化 风的 脉动影响 ， 大量物料通过重力快速返回炉膛 ， 导致 床急剧升高， 引起炉膛两床失稳。 回料腿处耐火材料脱落或者低温积焦物堵 塞 ， 导致 回料量减少 ， 外循环平衡被破坏 ， 床压下 降 ， 当回料立管物料蓄积到一定高度时 ， 堵塞物被 冲开， 大量物料通过重力快速返回炉膛， 导致床急 剧升高 ， 引起炉膛两床失稳。如果结焦部位发生 在回料阀至外置床 的进料管路上 ， 则会 导致该外 置床进料量减少或 中断 ， 引起对应的过 、 再热汽温 长期偏低 ， 最终导致被迫停炉 的严重后果。 由于煤种变化 ， 掺烧方式不同， 以及石灰石掺 烧量的变化， 致使炉膛平均温度降低， 灰分流动性 变差 ， 正常工况时外循环回料比较稳定 ， 但当降负 荷过程中， 炉膛温度降低 ， 风量大幅变化 ， 外循环 减少， 回料腿处的物料不能很好预热给煤线落煤 口下来的冷煤 ， 使回料腿处 的物料温度大幅下降 ， 物料流动性变差堆积在床面上直至堵塞回料腿， 导致该回料阀物料回料不畅， 引起床压的急剧波 动。 3 ． 2 外置床的原因 外置床内内物料不平整 ， 隔墙与前后墙有 明 显的隆起与斜坡 ， 粗物料较多， 造成回料 阀内部局 部堆积 ， 不 能建立顺 畅的单 向流动 ， 影 响正常 回 灰 。回料阀内清 出部分板结 与脱落物 ， 锥 口处有 明显板结。导致再热汽温长期偏低 ， 调节困难。 3 ． 3其它原 因 1 煤 质偏离设计工况 。燃煤量 由投运 初期 的 1 8 0 t ／ h增大到近期最高 3 5 0 t ／ h纪录， 增加 了 近一倍 ， 加之煤种变化导致燃点提高 ， 后燃现象加 剧 ， 致使回料阀内燃烧加剧 。 2 辅机系统 的改造。一次风机改 叶轮 ， 二次 风机改变频后 ， 由于一次风系统风压 降低 ， 二次风 变频器风量调节变缓， 风压下降， 导致炉膛燃烧工 况变化 ， 对外循环稳定造成一定的影响。 3 长期高床压 运行。煤量偏 离设 计工况及 大幅增加 同样也增加了排渣系统 的负担， 降低了 连续排渣 的可靠性 ， 使床压长期偏高 ， 炉膛整体温 度下降 ， 煤粒燃尽时间增长 ， 导致外循环燃烧比例 增加。 4 循环流化床锅炉外循环回料不稳 的预 防 如果回料阀内部有局部板结 与脱落物 ， 造成 回料阀内部局部堆积， 不能建立顺畅的单 向流动 ， 影响正常 回灰 ， 在检修过程 中对 回料阀内部进行 彻底清理 ， 风帽逐个检查 ； 对分离器与回料阀内部 有可能脱落的耐磨耐火材料进行处理 ， 避免脱落 堵塞风帽或在锥 口处 堆积形成板结 ， 影响外置床 进灰 ， 对锥 口板结处 的两个风帽要进行压缩空气 疏通与吹扫 ， 确保畅通。锅炉运行 中控制 回料 阀 两个风室风量为设计值 1 ． 7 k N m ／ h ， 如果遇N I- 循环异常波动 ， 可适当提高流化风压 ， 防止风量脉 动引发循环物料波动 。 在煤质许可的情况下 ， 科学掺配煤 ， 适 当调整 降低入炉煤灰份， 在外循环回路上增加温度测点， 监视 回料温度变化， 以便运行 中可以及时作 出调 整 ， 防止低温结焦。并增加外置床进料斜管 与锥 口压缩空气吹扫次数 ， 增大外置床进灰量 ， 减小回 料阀回灰压力。 对排渣系统进行改造， 将设计的风水联合冷 却排渣系统， 改造为滚筒式冷渣器排渣， 并改造提 高排渣系统出力 ， 提高排渣线的连续运行能力 ， 针 对排渣锥阀运行中容易堵塞的现状， 将靠近排渣 口处的炉膛布风板风帽进风改 由更高压力等级 的 流化风， 提高排渣口 处床料的流化程度， 降低堵渣 率， 取得明显效果。 [ 下转第 2 7 页] 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 旷开淼， 等 H P 1 0 0 3磨煤机入口管道热风插板门的改造 。2 7 图 1 插板 门开起动 作过程 图 2 插板 门关 闭动 作过程 4 悬 吊式热风插板门改造后的效果 2 0 1 3年 9月 ， 在 4号机组 大修期 间， 对 4 B、 4 E磨煤机的热风插板 门进行了改造 ， 将插板 门改 造成为悬吊式结构。改造后的插板 门运行至今没 有发生卡涩、 漏风 、 信号异常等问题 ， 同时悬 吊式 插板门开关迅速 ， 通过试验测定 ， 单程运行时间仅 为 1 0 S ， 达到了预期要求 。 5 结束语 金湾发 电有 限公 司 4号机组 ， 4 B、 4 E磨煤机 热风插板门改造 为悬 吊式结构后 ， 插板 门开关灵 活 、 迅速 ， 信号及时、 准确 ， 关闭严密、 可靠 ， 插板门 在开关过程中平顺 、 稳定 ， 有效地保证了磨煤机停 运后对热风的隔绝 ， 确保了单台磨煤机检修的安 全性 。插板门的悬 吊式结构设计极大减少了门板 与导轨和框架 的摩擦 ， 降低了插板 门的故障率 ， 减 少了对设备的检修维护成本 。 参考文献 [ 1 ] 上海重型机械厂， H P 1 0 0 3磨煤机技术参数[ M] ． [ 2 ] 中国动力工程学会 ， 火力发电设备技术手册[ M] 北京 机械工业出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 上接第 2 0页] 定期对外置床空室事故放渣 ， 防止大颗粒物料不 容易翻墙返 回炉膛 ， 堆积在外置床空室 ， 间接减小 了外置床通流面积， 阻碍外置床进灰， 造成回料系 统阻力增大 ， 影响外循环的顺畅。其次 ， 还要检查 风帽磨损情况 ， 提高外置床布风板的鼓泡均匀性 ， 避免外置床流化风大量走布风板 中间， 四周靠墙 出现堆积 ， 减少了外置床内受热面的换热面积 ， 造 成再热汽温偏低 ， 影响机组安全运行 。在运行 中 优化锥阀 自动振荡逻辑 ， 保证锥阀连续下渣 的同 时 ， 尽量减少 因锥阀开度变化对床温的影响。 5 结 束语 循环流化床锅炉外循环运行不稳定的原因很 多， 也具有较为复杂的诱因， 但最主要的还是 C F B 锅炉燃烧特点有别于常规煤粉炉， 而我们的理论 水平及生产运行 经验从某种角度 来说还远未成 熟 ， 但随着动力煤供需关系的进一步加剧 ， 循环流 化床锅炉相关技术应用将会得到长足发展。 参考文献 [ 1 ] 张敏．C F B锅炉燃烧优化调整试验方法研究与 应用[ J ] ． 热力发电， 2 0 0 9 ， 3 8 9 6 36 9 ． [ 2 ] 党黎军． 循环流化床锅炉的启动调试与安全运行 [ M] ．北京中国电力出版社， 2 0 0 3年． [ 3 ] 路春美， 等． 循环流化床锅炉设备与运行 [ M] ．北 京 中国电力 出版社 ， 2 0 0 4年． [ 4 ] 何映光．3 0 0 M W 循环流化床锅炉结焦分析[ J ] ． 黑 龙 江电力 ， 2 0 0 9 ， 3 1 4 3 0 1 3 0 3 ． [ 5 ] 孙献斌． 国产 3 0 0 M W 循环流化床锅炉的设计研究 [ J ] ． 热力发电． 2 0 0 1 ， 3 0 6 2 6 ． [ 6 ] 芩 可法， 等．循环 流化床锅炉理 论设计与运行 [ M] ．北京中国电力出版社 ， 1 9 9 8年． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m