循环流化床锅炉调试运行技术探讨.docx

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1、440th循环流化床锅炉调试、运行技术探讨1 前言 DG44013 7 112型循环流化床锅炉是东方锅炉(集团)股份有限公司在消化吸收引进技术的基础上，自行设计、制造、安装、调试和运行技术代表着我国现行135Mw等级循环流化床锅炉的整体技术水平。 河南义马锦江能源综合利用有限公司2135Mw矸石电厂，锅炉为DG44013.7 型循环流化床锅炉，机组从2004年7月6日开始分部试运，1#、2#机组分别于2004年9月16日、11月6日通过72+24小时考核试运，1#机组试验期间负荷率98.9；2#机组试验期间负荷率96.5； 经河南省电力节能检测中心性能测试， 1#锅炉热效率92.56，2#锅炉

2、热效率94.00，排渣可燃物与底渣可燃物均维持在1.5以下。在实际运行中，锅炉带负荷能力强、变工况运行迅速稳定，排渣通畅，均能按省调度中心负荷指令曲线运行。运行两年来，1#锅炉最长连续运行时间116天，2#锅炉最长连续运行时间133天，平均运行连续周期80天左右。 1#、2#锅炉之所以能够运行长期、平稳，主要是锅炉在设计、安装过程中，充分考虑了机组的调试、运行，进行了相当的技术改造。另外在调试、运行中，现场技术人员认真分析，在试运中针对性的解决了不少循环流化床锅炉一些疑难问题，也是我厂机组能够正常运行的重要因素。2锅炉概述 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

3、的尾部竖井(HRA)三部分组成。炉膛内布置有屏式过热器和屏式再热器管屏；一片全分隔水冷分隔墙。炉膛与尾部竖井之间，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。尾部由包墙分隔，在锅炉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，布置螺旋鳍片管式省煤器，之后沿锅炉宽度方向分开为左、右烟道，布置卧式空气预热器，空气预热器采用光管式，沿炉宽方向双进双出。 锅炉设有六台给煤机和三个石灰石给料口，给煤机和石灰石口置于炉前，为前墙给料。炉膛底部由水冷壁管弯制围成的水冷风室，通过膨胀节与床下风道点火器相连，风道点火器一共有

4、两台，每台中各布置有一个高能点火燃气燃烧器，无其它助燃燃烧器。炉膛左右两侧各设置一台选择性多仓风水联合冷渣器。 锅炉汽水系统回路包括尾部省煤器、锅筒、水冷系统、汽冷式旋风分离器进口烟道、汽冷式旋风分离器、HRA包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器及蒸汽连接管道过热器系统中设置两级喷水减温器，以调节控制蒸汽温度，一、二级减温器分别设置在低过出口、屏过出口蒸汽连接管道上。再热蒸汽系统包括低温再热器、屏式再热器及连接管道。再热系统布置有两级喷水减温器，一级布置在低再进口集箱前的管道上，作为事故喷水减温，二级布置在低再与屏再之间的蒸汽连接管上作为微喷水减温器，再热蒸汽温度主要采用烟气挡板调节

5、。 由两台一次风机、引风机、二次风机、点火风机、播煤增压风机、冷渣风机和三台J阀风机构成锅炉的烟风系统。从一次风机出来的空气分成三路：第一路，经一次风空气预热器加热后的热风(或经点火风机)进入炉膛底部的水冷风室，通过布置在布风板上的风帽使床料流化，并形成向上通过炉膛的气固两相流；第二路，热风经播煤增压风机后，用于炉前气力播煤。第三路，从一次风机出口风道引出至皮带给煤机，作为给煤机密封用风。二次风机供风经二次空预器预热后经炉膛中部前后墙二次风箱分上下两层多喷口送入炉膛。3锅炉设计参数或经优化后运行参数(满负荷)项目 数值项目数值主蒸汽温度主蒸汽压力MPa再热汽温度给水温度主、再热汽温两侧温差汽包

6、水位一床温床层压力kPa炉膛差压kPaJ阀底部温度J阀底部压力kPa排渣温度排烟温度最低流化风量N0，h冷渣器床压，kPa冷渣器一室温度烟气含氧量腭点火风道壁温9)(max4215013279000378003530等措施。从试运至今锅炉启动10多次，从未发现任何问题。另外，我们在燃烧器正对面点火风道混合风室安装了观火孔，来观察燃烧器燃烧情况，及时调整燃烧器燃料量和风量的配比。4.6锅炉受热面防磨 循环流化床锅炉磨损问题是影响循环流化床锅炉长期安全运行的重大问题。循环流化床锅炉炉内固体物料浓度是其他锅炉的几十倍，且颗粒大。因此锅炉的金属受热面与耐火材料磨损非常严重。我公司锅炉在设计生产过程就注

7、意了锅炉下部敷设浇注料卫燃带和水冷壁管过渡区域的磨损问题，该区域水冷壁向外弯曲避让冲刷。另外我公司在浇注料卫燃带和水冷壁管过渡区域水冷壁管2米高度施以超音速电弧喷涂。在炉膛四角以及双面水冷与水冷壁夹角处沿宽度方向1米向上8米施以超音速电弧喷涂。、另外在运行过程严格控制入炉煤颗粒粒径达到8 mm以下。在安装过程以及平时检修过程让水冷壁内面保持光滑整洁，消除施工过程中的焊缝、焊疤等。5锅炉启动试验、调试项目5.1 烘炉 本锅炉烘炉采用烘炉机用热烟气干燥方式来完成，根据东锅440th超高压中间再热CFB锅炉的耐磨耐火浇注料的资料和烘炉机出力共布置14台烘炉机。每台锅炉烘炉历时170小时。锅炉在烘炉期

8、间采用临时上水泵补给水。整个烘炉期间，升、降温均按照烘炉方案进行，未超出耐火材料厂家规定的范围。烘炉结束后，电厂、监理、耐火材料厂家、电建及调试单位共同对烘炉情况进行了全面检查，一致认为烘炉质量达到要求。其中冷渣器按烘炉机和燃气压力情况分别达到了510和556。点火风道按烘炉机和燃气压力情况分别达到了690和700。回料阀斜腿、立腿、分离器出、入口按曲线实现。锅炉的高温烘炉阶段结合了安全阀整定、吹管、蒸汽严密性试验一并进行。5.22冷态试验5.2.1 主要风量测量装置的标定 锅炉燃烧风量是运行人员调整燃烧的的重要依据，其测量的准确性直接影响到锅炉的经济安全运行。安装在锅炉风道上的风量测量装置，

9、往往由于安装位置管道直段不能满足设计要求、装置加工误差等原因使流量系数偏离设计值，为锅炉运行的需要，我们对锅炉主要的风量进行了测量。按等截面布置测量点，标准测速元件采用毕托管，压差信号用电子微压计读取。由于风量测量装置厂家的设计数据在试运期间多次修改，根据厂家最后提供的数据，DCS上显示风量与实测值基本相符。5.2.2风量调节挡板检查 风门挡板检查在冲管结束后进行，通过实地检查及在全关、全开状态下风量测量及管道压力判断风门能否关严，并检查判断与指示开度位置、DCS显示是否一致。通过多次反复检查，锅炉风系统有较多的风门挡板实际位置与DCS显示不符，多数调节挡板全关状态下关闭不严等问题在启动前已解

10、决。5.2.3测定炉膛布风板阻力特性 料层阻力与最小临界流化风量、炉膛空板阻力特性见下图： 料层阻力与最小临界流化风量 布风板阻力特性曲线5.2.4观察炉膛布风板的布风均匀性和床料流化特性 床料流化特性及流化均匀性试验采用10mm以下的流化床炉渣，#1炉首次做流化试验时发现炉膛右侧流化很不理想，炉膛右侧有大块死区，分析认为因在加料时下雨使床料太湿，加上加料时被踩紧，导致流化不均匀。经人工刨松床料，并用压缩空气吹扫风帽后，炉膛流化情况大大改善，流化较好。在床料流化良好的情况下，将流化风量从约120000Nm3h突然降至零，观察炉膛床面，炉膛床面基本平整。5.2.5测定炉膛料层阻力特性和床料的临界

11、流化风量 在炉内铺设床料，床料采用10mm以下的流化床炉渣，料层高度分别为500mm和750mm。进行临界流化风量的测试，测得结论是：#1、#2炉最小临界流化风量均约为79000Nm3h。5 2 6冷渣器的试验 #1、#2炉在对冷渣器内床料进行流化和排渣试验时，观察到床料流化良好。但在炉膛内床料处于良好流化状态下时，在未开启排渣风的情况下，发现冷渣器出现自流，冷渣器内床压在2.8Kpa，床料能顺畅的从一室流向四室。考虑到锅炉在运行时，本体会向下膨胀，其输渣管的倾角会减小，自流应该有所好转。我们在安装初期检查冷渣器时，发现两侧冷渣器风室内隔板未安装，安装公司根据我们提出的处理意见，对风室隔板的缝

12、隙进行了处理。冷渣器风室间窜风将会影响冷渣器内物料的流化，特别是在炉膛排渣量较大时，一室的流化质量更难保证，最后导致冷渣器堵塞。我们在排渣试验前对两侧冷渣器及输渣管进行了仔细的检查，结果发现冷渣器输渣管热电偶过长，易将输渣管堵塞，无法排渣。对问题进行了处理。5 3 J阀的调试 投煤试运前，对J阀内风帽小孔逐个进行了多次清理疏通，由于回料器系统漏风，风压较低，对该问题进行了处理，试运期间，回料器工作正常。5 4点火升压及启动投煤 锅炉点火时首先投入一侧出力为5625Nm3h的气枪，点燃稳定燃烧后再投入另一侧气枪。由冷态试验的结果，炉底流化风总风量应控制在79000Nm3h以上，因所用煤气的热值较

13、低(最高为4500kcalkg)，考虑到炉渣含碳量较低。根据所燃煤种，当平均床温达到450时锅炉即开始投煤。 初期投煤时先投运12台给煤机且给煤机脉冲运行，当床温有明显升高、炉膛出口氧量有明显降低时给煤机才能连续运行，根据锅炉汽侧升温升压的要求，适当增加给煤量，随着锅炉汽温汽压的升高，不断投入其它给煤机，尽量使各台给煤机的出力均衡。在给煤量增加的同时，不断增加流化风总量，控制床温的升速。当床温升到700。c以上时，适当减小床下气枪的出力，此时床温略有波动，当床温稳定后适时切除其中之一只气枪，然后观察床温变化，若无明显波动，则第二只气枪开始切除。床下气枪切除后，及时根据床温变化情况调整流化风总量

14、和增加给煤量，将床温稳定制在800920。C之间。5 5 72+24小时运行机组在经过数次起停试运完善后，#1机组于9月13日凌晨进入72+24小时考核运行。运行期间锅炉运行平稳，平均负荷在132 5Mw，其主要参数均达到或接近设计参数，#2机组于11月2日凌晨进入72+24小时考核运行。运行期间，锅炉运行虽然平稳，但由于A一次风机调节门存在问题，使得一次风量偏小，造成负荷偏低，机组的平均负荷在131Mw左右。6正常运行控制6 1燃料及粒度 改变有关人员对循环流化床锅炉优点的错误认识，即“燃料适性好，几乎可以燃用各种优劣质燃料”，循环流化床锅炉可根据各种优、劣质燃料进行设计，烧各种燃料，但对某

15、一台cFB锅炉及其煤破碎系统来说，却所燃用的燃料就应在一定的范围。虽然燃料偏离设计煤种太多可能短时间不至于锅炉灭火甚至能带起负荷，但是稍长时间就影响锅炉的稳定、经济、安全运行。另外燃煤颗粒特性对cFB锅炉燃烧份额、炉内传热、受热面磨损等有一系列的影响。燃料粒度对循环流化床锅炉运行的重要性随着国内cFB锅炉的迅猛发展，大家都有了深刻的认识。燃煤颗粒特性是保证锅炉安全、经济、稳定运行的关键。燃煤颗粒特性曲线是cFB锅炉设计，运行的一个重要的技术要素，也是设计制煤系统和选择破碎机械的依据。我厂选用与我厂设计煤种接近的原煤作为长期使用的燃料，另外根据燃料特性，对燃料粒度进行严格的控制。 通过运行实践表

16、明，国内大部分电厂的煤制备系统满足不了cFB锅炉本身对燃煤粒度的技术要求，其主要原因：1)当原煤中水份较大时(12)振动筛筛孔堵塞，清理困难，运行维护工作量大；破碎机内原煤结块或堵煤。2)破碎机械粒度调整比较困难。尤其是当煤种变化时，燃煤粒度无法随着煤种的变化而变化。因此，要根据锅炉容量大小，设计煤种的颗粒特性和成品煤的颗粒特性曲线，以及预测可能燃用的其他煤种的特性曲线来，选择带有干燥分选装置的制煤系统、破碎系统能及时调整破碎颗粒，使燃料进入破碎、筛分系统前进行干燥，是锅炉的稳定、经济、安全运行的前提条件。6 2给煤系统 在锅炉试运过程中出现最频繁的问题是煤仓堵煤，我们在煤仓开设人工捅煤孔，在

17、有一次断煤时，就地观察工人打开捅煤孔捅煤，破坏了给煤机的压力平衡，炉内烟气反窜到给煤机，造成一台给煤机皮带及其它部件烧损。另外给煤机在试运初期皮带跑偏现象十分严重，6台给煤机需要维修人员不断人工纠偏，给煤机无法稳定、连续运行，使锅炉运行工况大幅波动。给煤机厂家对此进行了改造，安装了自动调偏装置，缩小了给煤机进煤口，效果良好。将报警信号未接入Dcs，当炉内有热烟气反窜到给煤机时，通过温度信号使速关阀迅速关闭。 六台给煤机尽量采用对称投运和两侧炉膛给煤量比较均衡的运行方式。单侧炉膛给煤机投运或两侧炉膛给煤量相差较大的运行方式造成屏过热偏差和床温的不均匀不致影响机组安全，很可能造成两侧炉膛的风煤比失

18、调(即使总的燃烧过剩空气系数控制得很好)，影响锅炉运行的经济性，因此，在正常情况下，六台给煤机都应投运且给煤量应基本一致，1#、6#给煤口靠近排渣口，可适当减小其给煤量，尽可能延长燃料炉内停留时间。6 3吹灰器吹灰对锅炉排烟温度的影响 锅炉第一次带满负荷排烟温度小于130。c，在72小时后排烟温度升到170。c左右。投入布置在锅炉尾部受热面的蒸汽吹灰器后，排烟温度下降到130。c。之后我们每天吹灰一次，控制全天排烟温度在110。130。c范围内。要解决锅炉尾部受热面积灰，要适当提高尾部受热面的烟气流速。采用合适的吹灰器，合理安排吹灰。6 4一次风量及床温的调整 一次风量的变化对床温的影响十分明

19、显。在一定的负荷和煤量、过氧量的条件下，一次风量增加，床温降低，反之，床温升高，这是因为一次风量增加，密相区烟气带走的热量增加，同时因为床层流化速度有一定提高，使燃料中的细粒子进入到炉膛上部空间燃烧的量有增加趋势，所以床温降低，相反，床温升高。一次风量主要作用为物料流化，床温调节，密相区燃烧用风。我们认为一次风在燃烧过程中占的比重超过60。 床温与锅炉负荷、燃料特性(燃料水份、灰份、热值及粒度组成等)、一次风量有关，在锅炉的运行中，床温通常通过调整一次风量和燃料量来控制。床温对锅炉燃烧效率的影响更确切地说是风量分配、燃烧、过剩空气系数对燃烧效率的影响。床温控制在800920。c范围，使排渣或燃

20、料变化时有利于锅炉运行的稳定。6 5 “J”阀的调整锅炉运行过程一般无须对“J”阀风进行调整，只有在较高负荷时“J”阀母管压力偏低(小于35kPa)或“J”阀料位偏高及“J”阀灰温较高(高于980。c)对“J”阀风进行调整， “J”阀的各级充气孔的风量保持合适的开度，对于返料质量的好坏起到一定的作用。6 6床压、床层差压、床层密度、风室压力的调整床压、床层差压、床层密度之间存在一定的关系，都能直接或间接反应了炉膛内固体物料的总量。床值是锅炉运行中通过排渣控制的一个运行参数。床压在较宽的运行范围内都能保证锅炉负荷、蒸汽参数达到设计要求，但试运过程中也明显地反应出床压过高、过低都不利于锅炉稳定运行

21、，主要表现在床压过低，床温均匀性差，波动大，会加剧风帽的磨损。床压过高，一次风机电耗增大。根据经验，锅炉满负荷运行时炉膛床压宜控制在58kPa范围内。合适的床层厚度，能够保持床温的稳定，燃烧的稳定和安全、经济。6 7播煤风的调整适当床压时改变播煤风压及风量对床温及锅炉运行影响不大。但较大的播煤风量和较高的播煤风压对改善入炉煤的播散均匀性和床温的均匀性有较大好处，播煤风的各分门保持全开，播煤风量调节通过主风道调整门或风机进口门开度来实现。6 8二次风的调整运行期间对上、下二次风也进行了调整，由于二次风占总燃烧风的份额可达到30。40，因此有很大调整的必要。二次总风量的调整主要是为了控制总的燃烧风

22、量，保证燃烧空气足够，进行分级燃烧，因此调整依据是省煤器后的烟气含氧量，燃用设计煤种时，通常在80以上负荷下，省煤器出口烟气含氧量控制在3 55范围，低负荷时省煤器后烟气含氧量应控制高一些(67)。二次风总量较大时，上、下二次风的分配按约5：5比例控制，低负荷时二次风总量小，上、下二次风的分配按约6：4比例控制。6 .9冷渣器的运行冷渣器能否正常工作，取决于：1、燃料的颗粒大小；2进渣是否顺畅与可控；3、各风室风量的配比；4、排渣是否顺利与可控；5、灰渣输送系统的正常运行。冷渣器运行时，冷渣器尽量维持一定料层厚度连续运行，以维持炉膛床压稳定为基准。如不需连排，应勤排，每次排量小一些。不能待炉膛

23、床压达到较高水平时才开始大量排渣，床压降低后再全部停止。这种控制方式容易使炉膛排渣口结焦，排渣温度过高。两侧冷渣器应长期均匀排渣，为防止大渣的煤粒过多，可调整相对应的排渣口处给煤机给煤量的大小。冷渣器运行时，我们要求选择室温度小于850。c，床压控制在3“8kPa，其它冷却室冷渣器各室床压小于5kPa。冷渣器各室床压、温度调节要有预见性。冷渣器进渣风管各风门开度要保证冷渣器各室床压、温度调节均匀、平滑上升。排渣时，主要通过旋转给料阀排渣，必要时开启四室紧急排渣管。在冷渣器一室超温、超压时，开启冷渣器一室紧急排渣管。同时关小冷渣器进渣风管各风门。待冷渣器一室温度、压力正常时关闭冷渣器一室紧急排渣

24、管。冷渣器停运时，严密关闭冷渣器进渣风管各风门。冷渣器各室床压小于3kPa，一室温度小于2(1(】。c。或冷渣器排空。在冷渣器工作正常时，第一室、第四室的事故防渣管也应定时排渣，防止较大颗粒的堆积。7结束语循环流化床锅炉以优良的低负荷性能，sO。、NO。排放低等优点，受到火力发电的重视。要使锅炉稳定、可靠、经济地运行，应努力改变目前国内cFB炉在某些方面的不足，保证锅炉整体设计的完善，选择合适的破碎设备及流程，达到燃煤粒度要求，应用防磨技术，保证锅炉连续可靠运行，尽快设计出先进的适合中国国情的排渣设备，提高锅炉的热效率，选择合适的运行参数；统一操作；及时消缺；提高运行人员的素质和操作水平、事故处理能力，选择性价比高的辅机，保证入炉煤特性的稳定，真正发挥出cFB锅炉的优越性。