循环流化床锅炉改造经验及优化运行

2 0 0 8 年第 9期( 总第 1 2 9期) 应用能源技术 l 3 循环流化床锅炉改造经验及优化运行 李守伟 ， 陈顺民 ( 平顶山市瑞平煤 电有限公 司， 汝州 4 6 7 5 3 5 ) 摘要 ： 随着我 国大型 C F B锅炉不断发展及壮大， 从锅炉厂 家到电厂各单位都积 累了丰 富 的经验 ， 各 电厂根据 自己的情况对设备进行 了改造和完善 。我厂 #l 、 #2炉为 东方锅炉厂 自主 研制的第三代 1 3 5 MW 等级 C F B锅炉， 本文结合我厂的实际情况 ， 对锅炉在启动和运行过程 中， 对对设备进行 了改造和一些参数进行 了修 改， 达到 了机组的经济安全运行。 关键词： 循环流化床 ；1 3 5 MW；改造 ；经济 中图分类号 ： T K 2 2 9 6 6 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 3 2 3 0 2 0 0 8 ) 0 90 0 1 30 4 Re t r o fit Ex p e r i e n c e a n d Op t i mi z e d Op e r a t i o n o f CFB Bo i l e r LI S h o uwe i ， CHE N S h u nmi n ( R u i p i n g E l e c t r i c a n d C o a l C o L t d ，P i n g d i n g s h a n ，R u z h o u ， 4 6 7 5 3 5 ) Ab s t r a c t ： W i t h the d e v e l o p me n t o f l a r g es c a l e CFB B o i l e r i n C hi n a，r e t r o fi t a n d i mp r o v e me n t f o r CF B u n i t e s i n mo s t o f Ch i n e s e p o we r p l a n t s h a s b e e n a c hi e v e dDu rin g the p r o c e s s ，a bu nd a nt e x p e r i e n c e h as b e e n o b t a i n e d b y b o th b o i l e r ma nu f a c t u r e r s a nd po we r p l an t s Th e 1 3 5MW CF B Bo i l e r i n Ru i p i n g po we r p l a n t i s the thi r d g e n e r a t i o n p r o d u c t of Do n g F a n g Bo i l e r C o mp anyDu rin g i t s s t a r t u p an d o p e r a ti o n，s o me e q u i p me n t Was r e t r o fit t e d an d s o me p a r a me t e r s we r e mo d i fie dAf t e r tha t t h e 1 3 5MW C FB B o i l e r C an n o w be o p e r a t e d s a f e l y an d e f f e c t i v e l y Ke y wo r d s： C FB b o i l e r ；1 3 5 MW ；r e t r o fi t ；eco n o mi c 1 循环流化床锅炉概述 1 1 锅炉布置及结构 #1 、 #2锅炉型号 D G 4 8 0 1 3 71 1 2型 自然 循环 、 单汽包 、 超高压循环 流化床锅炉。单炉膛一 次中间再热 ， 露天布置。 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 ( H R A) =部分组成。炉膛 内布置有六片屏式过热 器管屏 、 四片屏式再热器管屏和一片水冷分离墙 。 收稿 日期 ：2 0 0 8 0 8 1 I 修订稿 日期 ：2 0 0 8 0 8 1 5 作者简介 ：李守伟 ， 助理工程师 ，2 0 0 4年从哈尔滨 工业大学 热能与动力工程专业毕业， 毕业论文是流化床的 整体设计 ， 一直从事循环流化床 的运行和检修工 作 ， 现在在瑞平 电厂从事锅炉专工工作 。 水冷风室由前墙水冷壁管弯制而成 ， 水冷风室布 风板由 9 4根 锄 2 5 51 2 7 m m， 水冷风室底部 由 9 6根 6 06 5 m m的内螺纹水冷管加扁钢组成的 膜式结构。水冷室水冷管汇集 于后墙 、 水冷风室 底部的联箱。 炉膛 与尾部竖井烟道之 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。 尾部竖井 由包墙分隔 ， 在炉膛深度方 向形成双烟 道结构 ， 前烟道布置了两组低温再热器 ， 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 省煤器和卧式空气预热器， 空气预 热器采用光管 式 ， 沿炉宽方 向双进双出。过热器系统 中设有两 维普资讯 1 4 应用能源技术 2 0 0 8 年第 9 期( 总第 1 2 9 期) 级喷水减温器， 再热器 系统 中布置有事故 喷水减 温器和微喷减温器。 锅炉整体呈左右对称布置， 支吊在锅炉钢架上。 锅炉共设置有六台给煤 口和三个石灰石给料 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。炉膛风室下部风道内布置有两 台床下风道点火器。并配有高能点 火装置 ， 炉膛 两侧分别设置两台多仓式流化床风水冷选择性冷 渣器 。 1 2 锅炉规范 表 1 锅炉主要参数 单位 BM C R工况 额定工况 过热蒸 汽流量 t h 4 8 0 4 6 5 过热 蒸汽压力 M P a g 1 3 7 1 3 7 过热蒸 汽温度 5 3 8 5 3 8 汽包工作压力 M P a g 1 4 9 1 4 9 再热蒸汽流量 t h 4 2 9 4 1 8 再热蒸 汽进 出口压力 M P a g 3 6 8 ， 3 5 3 5 1 ， 3 0 再热蒸 汽进 出口温度 3 6 0 ， 5 3 8 3 4 3 ， S 3 8 给水温度 2 4 5 2 4 3 切高加时给水温度 1 8 2 7 1 s 2 7 2 锅炉运行情况 我厂 #1 锅炉 自投产运行 以来 ， 一方面存在 比较大设备的问题 ， 首先输煤系统方面 ， 振动筛运 行情况不好 ， 导致煤的颗粒度偏离原设计很多； 另 外是煤仓 的问题 ， 特别是 遇到阴雨天气 ， 煤 比较 湿， 导致煤仓 、 落煤 口经常堵煤 ， 需要大量的人力 和物力去捅煤 ； 其次是除渣系统 ， 冷渣器经常性不 进渣 ， 旋转进渣阀经常卡死 ； 还有是吹灰系统的问 题。另外方面就是在运行方面各参数的优化控制 问题 。 2 1 设备问题及其改造 2 1 1 煤仓 、 落煤 口堵煤问题 现象 ：自机组试 运以来 ， 原煤仓 出现严重 的 棚煤 、 堵煤、 煤仓搭桥 ， 特别是 阴雨天 ， 煤的表面水 分较高时更加严重 ， 炉前的落煤管频繁堵塞 ， 称重 式给煤机也发生整条皮带 也出现整个堵塞现象 ， 给煤机不下煤 ， 经常发生断煤现象从而导致经常 安排临时工敲煤 ， 负荷也带不上去。为此公司和 有关技术人员多次就堵煤、 棚煤和落煤1：3 堵煤、 给 煤机断煤等问题组织讨论 ， 如何解决问题 ， 改善运 行情况 ， 提高机组的可靠性。 原因分析： 煤仓的容量大， 煤在煤仓的停留 时间过长 ， 使 得煤的流动速度较慢 ， 造成煤 的积 压 ， 相互粘结 ， 产生棚煤搭桥 ， 从原煤仓上部看形 成了空洞。 前段时 间， 因播 煤风机 振动大 ， 停 运 ， 在低负荷的时候就能把煤均匀 的播撒到炉膛 空间内， 在高负荷的时候， 一次热风的风压不足以 把煤均匀的播撒到炉膛内， 同时造成落煤口下煤 比较困难 ， 这也造成给煤 口堵煤 ， 茂膛热风反窜， 落煤 口的堵煤燃烧 ， 落煤 口烧红。原煤仓下部 有两个小仓 ， 形成裤衩 ， 造成棚煤 ， 不下煤。 改造措施 ： 针对棚煤和搭桥 的问题 ， 利用停 炉的机会 ， 加装了液压疏松装置 ， 同时通知燃运在 上煤的时候 ， 尽量上干煤 ， 对于湿煤 ， 推开晾开 ， 减 小水分 。对 落煤 口堵煤 ， 我们采用了在低负荷 时用一次热风作为播煤风 ， 在高负荷 时采用播煤 风机。对原煤仓 口原来的两个方形落煤 口改为 一 个圆形落煤 口。 效果分析 ： 通过停炉机会 ， 对 样2炉进行进 行改造 ， 煤仓 的堵煤的情况大幅减少。这样增 强 了播煤风的刚度 ， 保证落煤 口给煤的压力 ， 同时 也降低 了厂用 电率 。给煤机进 口改造完成后 ， 只要输煤皮带运行正常 ， 能跟上负荷 ， 给煤机基本 上不断煤。因断煤影响负荷的次数基本消除。我 们汽轮机是 1 3 5 MW， 都能跟踪 中调 的负荷 ， 经 常 带到 1 5 0 M W。 2 1 2 冷渣器问题 现象： 我们冷渣器采用的西安热工研究院设 计的风水联合选择性冷渣器 ， 该冷渣器构思巧妙 ， 是通过旋转进 渣阀转速调整进渣量 ， 从 而保证排 渣温度在 1 5 0 。 以下。如排渣阀的冷却水管经常出 现漏水问题 、 ， 排渣 阀( 减速机 ) 的拨叉 出现断裂 ， 传动的减速机 出现故 障， 冷渣器本体冷却水管磨 损漏泄等给检修维护带来大量工作 ， 不仅影 响锅 炉正常运行带负荷 ， 排红渣还 给运行人员带来不 维普资讯 2 0 0 8年第 9期( 总第 1 2 9期) 应用能源技术 l 5 安全因素。 原因分析 ： 对于水冷管束经常漏水 ， 经过专 业人员分析 ， 原因是冷 渣器本 身就是一个小 的流 化床 ， 本身存 在磨损 的问题。对于减速机 的拨 叉经常出现断裂 ， 分析是拨叉采用的是焊接结构 ， 同时减速机本身处于高温的恶劣环境下。 改造措施 ： 利用机组临检机会 ， 在冷渣器水 冷管束下部 ， 加装 防磨套管 ， 对进渣量进行严格控 制， 防止进渣量太少或太多造 成风压 、 风量过大 ， 对管束磨损加大。对减速机和拨叉 的问题 ， 想 采用把拨叉采用整体焊接 ， 同时把减速机 由电机 传动改为别的传动方式 ， 如齿 轮传 动或者变频器 控制。但是 由于机组负荷 紧张 ， 利用 临检 的机会 把冷渣器旋转进渣 阀拆掉 ， 从 冷渣器 中温床流化 风管道上接出一路输送风 ， 在原来拨叉 的位置上 分为两路。通过调整风量大小从而控制进渣量 。 效果分析 ： 通过对冷渣器上 述改造 ， #1 机组 从今年投人运行 以来 ， 基本都能投入运行。但是 存在冷渣器进渣 管烧 红、 变形 ， 膨胀 节磨损漏红 灰 ， 现在还正在研究解决方案 。 2 1 3 吹灰器问题 现象 ： 我厂锅炉设计 了蒸汽 吹灰 系统 。它采 用冷段再热蒸汽作为吹灰介质 ， 一定压力 的再热 蒸汽通过文丘里喷嘴喷 出后直接吹扫受热面， 并 通过再热蒸汽 的内能和产生的冲击动能 ， 清除结 渣和积灰 ， 同时通过气流将灰渣带走。 吹灰器汽源取 自低 温再热器进 口集箱 ， 管座 为 5 ， 在B MC R 工 况 下 蒸 汽 压 力 约 为 3 6 8 M P a ， 温度为 3 6 0 。本锅炉共有 固定 回转式 吹灰器 G 9 B( 1 6台) 、 半 伸缩式 吹灰器 I K 5 2 5 E L ( 8 台) 、 长伸缩式吹灰器 I K 5 2 5 ( 1 0台) 三种。 在运行当中， 炉膛负压减小或变正， 引风机电 流增大并摆动 。省煤器 烟温降低 ， 两侧烟温差值 增大 ， 热风温度降低 。竖井烟道底部有水漏出， 除 灰设备会发生堵塞 ， 排灰不 畅。初步判定 省煤器 泄漏 ， 原因分析 ： 停炉 以后 ， 对省煤器进行检查 ， 发 现确实是管子泄漏 ， 发生在省煤器上层 吹灰器下 面， 分析后 ， 不是正 常省煤器磨损导致泄漏 的， 而 是吹灰器的压力过高 ， 吹灰器 的汽源把省煤器管 子吹破。 改造措施 ： 在每个吹灰器下面， 靠近炉墙部分 加装防磨瓦。对吹灰的压力进行严格的控制， 用 于过热 、 再热吹灰器阀前压力不低于 1 2 5 M P a ， 吹 灰器阀后压力 ( 使用压力) 不超过 1 1 2 MP a ， 用于 空气预热器 阀前压力不低于 1 1 5 M P a ， 吹灰器 阀 后压力( 使用压力) 不超过 0 9 7 MP a 。 改造效果 ： 通过 以上改造后 ， 运行一年 ， 没有 再发现因吹穿导致爆管 ， 减少吹灰蒸汽量 ， 提高了 机组的效率。 2 2 运行中的问题及方式优化 2 2 1 断煤问题 存在问题 ： 瑞平电厂 自 #1 #2炉调试运行 以 来 ， 由于原煤仓 的设计 问题 以及 由于机组刚刚投 产 ， 再加上输煤线路时常出现故障 ， 导致锅炉侧经 常出现断煤 ， 床温维持不住 ， 从而只能冷态启动， 浪费和电网并 网时间， 同时机组厂用 电量增大 ， 不 利于节能降耗 。因而采用发生断煤后采用半压火 的方法 。 解决办法 ： 6台给煤机全部断煤后 ， 2分钟 内 控制 风量 至临界流化风 量 ( 约 9 0 0 0 0 r n 3 h ) ， 同时 汇报值长 ， 需要 强制总风量 2 5 总风量 时联系 热工及时强制 ， 燃油系统投 入运行 。如果在临界 流化风量附近， 锅炉床温依然下降较快， 风量可继 续减少。如果 床温 到 7 0 0 时依 然控制 不住 ， 一 次风机挡板可控制在 1 0 左右 ， 以保证床温不会 下降太快、 太多， 等待来煤后迅速热启 。 2 2 2 运行方式优化 投煤温度优化 ： 瑞平 电厂 #1 #2炉选取 的投煤 温度一直是 5 5 0 ， 在实际的运行 当中， 因为要把床温 达到投 煤条件 ， D C S上采取的点是床左 、 床右 、 床上 、 床下 所有点必须超过 5 5 0 。要把所有点达 到投煤条 件 ， 有的测点温度要达到 6 0 0 7 0 0 C， 同时考虑油 维普资讯 1 6 应用能源技术 2 0 0 8 年第 9期( 总第 1 2 9 期 ) 枪 的出力问题 ， 根据规程的规定 ， 锅炉床温温升率 控制在 3 C m in以下， 要达到投煤条件， 时间很 长。在启动过程中， 虽然床温很低 ， 但是烟气温度 比床温要高很多， 可以达到煤燃烧温度 ( 大约 7 0 0 “ C) ， 因此考虑把投煤温度降到 4 8 0 C 。在启动 过程中严格按照脉 冲投煤 的方式 ， 少量投煤。主 要考虑到煤粉 中挥发 份先燃烧 ， 而 实际燃烧的碳 还未完全达到燃烧温度 。 实施后启动时间从原来的 l 2 1 4小时降低 到现在 8小时， 节约时间 4 6小时。基本达到厂 家说明书的要求 ； 锅炉点火用 油由原来 的 3 0吨降 到现在 l 4吨左右。 单套风机运行优化 ： 从调试初期因风机调节性能不是很好 ， 都 是 采用双套风机进行启动。而在冷态启动过程中由 于启动时间比较长 ， 同时根据风机出力 ， 每台风机 入口门开度都在 2 o 左 右 ， 造成风机 出力严重浪 费。按照风机出力完全满足采用单套风机启动 。 在启动过程中 ， 只启 一 台一 次风机 、 二次风机 、 J 阀风机 、 引风机、 点火风机。比原来少 了一台一次 风机 、 二次风机、 引风机 ， 优化启动方式。优化后 单套风机启动 ， 一方面直接降低了厂用电率 ， 另外 一 方面也可以应用到带负荷阶段。 在#1 机上做过试验， 采用单套风机运行可 以使机组负荷带到 9 5 M W， 考虑到床压 以及管道 漏气损失的关系 ， 一次风机在带负荷 阶段根据床 压和氧量进行投运 ， 二次风机在一 次风机完全投 上还不能满足氧量时投入 ， 引风机在不能满足炉 膛负压 的条件下使用 ， 这样在很大程度上起到节 能降耗作用 ， 降低厂用电率。 停运播煤增压风机 不管是启动还是正常运行过程中， 我厂播煤 增压风机一直运行 ， 播煤增压风机是大的电机 ， 是 电厂锅炉专业 的耗电大户 ， 根据别 厂的运行经验 和在 #2 锅炉进行 了试验 ， 采 用停 止播煤增压风 机的运行， 改走其旁路。安全、 合理、 有效的进行 节能降耗。实施方案 ： A 在启动和正常运行过程 中， 不启动或者停 止播煤增压风机的运行。 B 严格按照规程的要求进行操作。先开旁 路， 在停止风机运行或者直接停止