大型CFB锅炉设备稳定运行问题探讨

大型大型 cfbcfb 锅炉设备稳定运行问题探锅炉设备稳定运行问题探 讨讨 1 前言前言 作为洁净煤发电技术的一种 大型 cfb 锅炉燃烧技术的应 用目前得到了快速发展 国产化最大的 2 台 450 t h cfb 锅炉 机组已经顺利在保定热电厂投产 410 t h 的 cfb 锅炉机组在 石家庄热电厂投产了 2 台 并在江西分宜电厂投产了 1 台 但 是 随着大容量 cfb 锅炉机组的投运 大型 cfb 锅炉设备在稳 定运行上暴露了一些问题 希望通过对大型 cfb 锅炉设备稳定 运行问题的探讨 提高 cfb 锅炉运行和维护水准 确保机组能 够长周期安全稳定运行 促进国产化大型 cfb 锅炉技术的发展 2 影响大型影响大型 cfb 锅炉稳定运行的主要问题锅炉稳定运行的主要问题 目前 影响大型 cfb 锅炉长期稳定运行的主要问题有 炉 膛及冷渣器的排渣 炉膛布风板的漏渣 耐火保温材料的选择 施工及烘烤 床下点火风道燃烧器的配风及保护 cfb 锅炉特 征量的在线测量及监视可靠性低下 给煤机的堵煤与断 s 煤 燃煤粒径的控制及其他辅机问题等 2 1 炉膛及冷渣器的排渣问题 影响大型 cfb 锅炉长期运行的首要问题是锅炉的排渣问题 炉渣的可靠排放是锅炉稳定运行的基础 也是实现 cfb 可控制 运行的标志 因此 选择合适的冷渣器并保证冷渣器的可靠 合理 稳定运行是实现锅炉顺利排渣的前提 也是锅炉排渣的 下级 输渣系统稳定运行的保证 2 1 1 东锅选择式风水联合冷渣器 东锅 450 t h cfb 锅炉配备 4 台选择式风水联合冷渣器 锅炉排渣采用 j 阀风控制 冷渣器排渣采用旋转给料阀控制 选择室和第 1 冷却室采用 180 一次风热风冷却 第 2 冷却室 和第 3 冷却室采用一次风机出口的冷风直接冷却 在第 1 冷却 室和第 2 冷却室布置水冷管束作为省煤器的一部分 a 存在的问题排渣量较大 冷渣器排渣温度过高 冷渣器 经常需要间断运行 冷渣器内部磨损严重 在冷渣器的选择室 部位结焦而导致冷渣器停运 冷渣器无法实现连续运行 4 台 冷渣器不能满足机组运行的需要 锅炉运行受制于冷渣器 经 常造成锅炉降负荷运行或停炉 b 原因分析锅炉排渣失控 没有建立冷渣器的进渣与出渣 的平衡是造成上述问题的主要原因 因为冷渣器的设计是按一 定的物料平衡设计的 当锅炉排渣失控 即冷渣器的进渣失控 时 大量的热渣快速进入冷渣器 而冷渣器的冷却风和冷却水 不足以将热渣冷却到设计的排渣温度 运行人员加大冷却风量 的投入 使得冷渣器内部的磨损加剧 在不能将热渣冷却下来 时 导致冷渣器需要停运进行冷却 当选择室进渣量较大时 大量的未燃烧煤粒会随着渣流涌入选择室 在渣层较厚的情况 下会造成局部的沟流和局部的不流化 并在选择室内发生可燃 物的再燃和结焦 造成选择室排渣口的堵塞 c 采取的措施用控制锅炉排渣 j 阀风压的大小来控制锅炉 的排渣量 建立冷渣器的进渣与出渣的平衡 保持选择室床压 的稳定与可控 d 实施后的效果冷渣器能够稳定可靠运行 能够实现连续 排渣 排渣温度可以控制在 150 左右 3 台冷渣器就可以保证 锅炉满负荷运行 2 1 2 哈锅 l 阀控制风水联合冷却溢流式冷渣器 石家庄热电厂 220 t h cfb 锅炉配备了 2 台 l 阀控制的风 水联合冷却溢流式冷渣器 锅炉排渣采用 l 阀控制 冷渣器排 渣为溢流式出渣 在冷渣器底部设置 2 个事故排渣口 采用 2 台冷渣器用罗茨风机进行直接冷却 在第 2 冷却室和第 3 冷却 室布置水冷管束 加热后的除盐水直接进入除氧器水箱 a 存在的问题 l 阀只起疏通作用 锅炉排渣量的大小不易 控制 在锅炉排渣口部位易结焦 冷渣器内部的渣易堆积形成 沟流 在不能建立初始流化的情况下 只能通过事故放渣进行 排渣 排渣温度过高 冷渣器内易结焦 b 原因分析冷渣器的冷却风机选型较小 冷却风量不足 l 阀的控渣性能不好 排渣量大小不易控制 且 l 阀的耐磨耐火 材料易于脱落 易造成堵塞 目前 该炉的排渣只能依靠事故排渣进行 运行状况不良 锅炉运行受制于冷渣器能否正常出渣 2 2 锅炉炉膛布风板的漏渣问题 东锅生产的 450 t h 和 410 t h cfb 锅炉炉膛布风板均存 在漏渣情况 在冷态和停用床下油枪前 炉膛布风板不漏渣 漏渣发生在锅炉带上一定负荷且床下油枪停用后 漏渣的部位 在靠近后墙的回料中心附近 大量的漏渣将导致水冷风室的堵 塞 并使水冷风室磨损严重 危及锅炉的正常运行 东锅 100 mw 等级的 cfb 锅炉回料口为 2 个 布风板的风 帽为定向 7 字型 布风板阻力较小 哈锅 100 mw 等级的 cfb 锅炉回料口为 4 个 布风板的风帽为钟罩式 布风板阻力较大 通过初步的试验及现象分析认为 造成炉膛布风板漏渣的 原因可能为 回料布置集中 局部的回料量偏大 布风板阻力 偏小 风帽制造粗糙 因为 cfb 锅炉大型化后 额定负荷时的循环物料量很大 如果不相应增加回料口势必造成局部回料量过大 使布风板上 的局部床压过高 当布风板阻力偏小时容易随着炉膛循环量的 增加而发生漏料情况 而在循环物料量较小时并不发生漏料 这与实际情况是相吻合的 因此 必须在大型 cfb 锅炉的设计 中充分考虑回料量的均匀分布 避免造成局部回料量过大的问 题 同时 应注意风帽的结构是否合理和制造加工质量是否合 格 2 3 耐火保温材料的选择 敷设及烘烤 cfb 锅炉运行的特殊性 大量含有燃料 燃料灰渣 石 灰石及其反应产物的固体床料的内 外循环流动 使得 cfb 锅 炉密相区及循环回路中敷设的耐火耐磨材料受到严重的冲刷磨 损及热循环应力及机械振动的影响 因此 对于 cfb 锅炉来说 耐火耐磨材料的理化性能 施工及最终的烘烤 将在很大程度 上决定着 cfb 锅炉能否安全可靠运行 耐火耐磨材料的各项理 化性能指标必须达到设计要求 这是耐火耐磨材料性能保证的 前提条件 合理的配浆 支模 捣打及配置合适的膨胀缝是耐 火耐磨材料安装成型的基础 最终的烘烤 通过合理的干燥和 烘烤 使墙衬中的水分蒸发 墙体固化并被烧结成高强度的耐 火耐磨衬里 是使耐火耐磨材料烧结成型并使之达到耐火 耐 磨 耐压 抗折 热震稳定性 高温耐压性能的关键 大型 cfb 锅炉的炉膛 冷渣器和床下点火风道燃烧器 均 比原有的小型 cfb 锅炉要大很多且复杂 大型 cfb 锅炉运行的 可靠性和烘烤质量要求也不尽相同 采用传统烘炉方法进行烘 烤 一方面烘烤质量达不到要求 另一方面也难于控制和实现 结合大型 cfb 锅炉烘炉的实际现状 认为大型 cfb 锅炉烘 炉的关键在于 制定切实可行的烘炉措施 要有合理的烘炉手 段 采用可靠的监视设备 保障烘炉过程能够按照控温要求实 现 2 4 床下点火风道燃烧器的配风及保护 由于床下点火具有较好的传热效率且启动速度快等诸多优 点 因此 cfb 锅炉一般均设置床下风道点火燃烧器进行锅炉 的启动点火 但随着 cfb 锅炉容量的增加 床下风道点火燃烧 器的油枪出力也逐步提高 100 mw 等级的 cfb 锅炉床下点火 油枪的出力一般在 1 600 2 000 kg h 范围 如此大的油枪出力 燃烧器的配风及燃烧器壁面的保护就很重要 因为需要通过配 风调整火焰的形状 避免火焰直接刷墙 并保证燃烧器出口的 烟气温度在合适的范围内 同时 必须要保证有足够的壁面冷 却风以保证燃烧器的壁面不烧损 所以 在床下点火风道燃烧 器的使用中 一要设置看火孔 能够通过配风调整火焰的形状 二应保证点火风道燃烧器在使用前是彻底烘烤合格的 否则会 在使用中发生塌落 2 5cfb 锅炉特征量在线测量和监视可靠性低下 在 cfb 锅炉的运行中 除了需要煤粉锅炉所常用的测量装 置外 还有许多数据需要监测和控制 例如 炉膛布风板上密 相区的床温 布风板的料层厚度 布风板的床层压力 炉膛流 化风量 j 阀回料温度和料位 冷渣器的进渣温度 冷渣器的料 层厚度 冷渣器的床温 冷渣器的冷却风量等 因此 在 cfb 锅炉中设置了许多的床压 风量 床温等在 线检测装置 但在实际使用中却经常发生所测数据不可靠的问 题 容易造成运行人员的误判断 造成数据不可靠的主要原因 是 a 安装位置受到所测环境的影响 易堵塞 但所安装的吹 堵装置吹堵效果又不明显 形同虚设 如 床层压力测点 床 层密度测点及床层差压测点等 b 测点的连接管或其接头漏气 c 在管道设计中没有考虑预留足够的直管段或离风门较近 等 d 测量装置本身存在问题 e 考虑耐磨后 温度测点的灵敏性较差或反应迟钝 不能 及时反映温度的变化情况 为保证监测数据的可信与可用 需要从测量装置的选型 管道设计 部件安装等环节抓起 避免出现监测故障 影响运 行人员的正确判断 2 6 给煤机的堵煤与断煤及燃煤粒径的控制 炉膛给煤口位于炉膛的密相区 由于 cfb 锅炉为微正压运 行 当发生断煤或烧空仓时极易造成给煤机的烧损事故 在运行中 必须密切监视给煤机落煤管的温度 当发现此温度有异常时 应及时停用该给煤机 并迅速关 闭给煤机落煤管的出口速断阀 维修人员一定要保证给煤机落 煤管出口速断阀的灵活可用 并能够可靠关断 运行人员要定 期检查煤仓的煤位情况 及时通知燃料上煤 一定要避免出现 烧空仓的情况 否则后果不堪设想 对于 cfb 锅炉来说 燃煤的颗粒度是一个很重要的控制指 标 运行中必须要严格加以控制 绝不能将细碎机清理时的粗 煤块直接输送到煤仓中 宁细勿粗 这是保证 cfb 锅炉安全稳 定运行的前提 因为燃煤颗粒的变粗 将影响冷渣器旋转给料 阀的正常工作 并造成炉膛排渣量的增大 冷渣器旋转给料阀 的卡涩将导致冷渣器的停用 锅炉底渣量过大将造成输渣系统 的停用 使得炉渣直接外排 造成环境的严重污染和清理工作 强度的增加 2 7 辅机存在的问题 2 7 1 一次风机的振动及噪声 在 100 mw 等级的大型 cfb 锅炉中 许多电厂都选用了豪 顿华公司的一次风机 该风机在运行中可以满足锅炉的需要 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 但风机的机壳振 动较大 且引起风道的振动 风机噪声严重超标 2 7 2 引风机出力选型偏小 在锅炉满负荷运行时 引风机的风门开度在 90 左右 在 煤质变差时 引风机出力略显不足 在燃用设计煤种时 不能 满足 110 额定蒸发量的需要 从引风机本身看 在引风机开度为 100 时 其工作电流 没有超过额定最大电流 但引风机已经没有调节余地 从引风机的入口负压看 设计值为 5 500 pa 运行值为 5 600 6 000 pa 实际烟气系统的阻力高于设计值 故可 能是锅炉厂提供的阻力偏小造成设计选型偏小 对 cfb 锅炉而言 由于分离器部位的阻力较大 故引风机 的出力应有一定的裕度 2 7 3 声波吹灰效果不理想 排烟温度偏高在 450 t h cfb 锅炉的尾部竖井烟道设置了 18 台声波吹灰器 声波吹灰器 分为 5 组 每组每次吹扫时间为 15 30 s 吹扫时间间隔为 15 30 min 由程序控制顺序执行 锅炉稳定运行过程中 当 声波吹灰器投用后 锅炉对流受热面管子上应无明显积灰 但吹灰效果没有达到预期值 在尾部受热面各部位参数与 设计值相差不大的情况下 锅炉的排烟温度比设计值偏高 20 40 左右 3 结论结论 a 冷渣器的运行必须要建立进渣与出渣的平衡 保持选择 室床压的稳定与可控 配备旋转给料阀的选择式风水联合冷渣 器 在建立了进渣与出渣的平衡后 能够实现连续排渣并稳定 运行 b 炉膛漏渣是由诸多因素造成的 布风板阻力设计偏小和 回料量过于集中是主要的原因 应采取合理的方式予以改进 c 耐火耐磨材料的选