75t/h循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)回料不穩(wěn)淺析

覃永政

（赤天化紙業(yè)公司熱電車間，貴州 赤水 564707）

1 系統(tǒng)介紹

我公司熱電車間有兩臺75t/hCFB鍋爐，鍋爐指標參數(shù)、性能概述如下：

75t/hCFB鍋爐系高溫高壓參數(shù)（6.8MPa,480℃）、單汽包、自然循環(huán)蒸汽鍋爐，采用循環(huán)流化床燃燒方式，物料分離采用中溫絕熱旋風分離，平衡通風。

本鍋爐是引進德國BABCOCK技術，由唐山信德鍋爐廠制造的“CIRCOFLUID”型CFB燃煤鍋爐。該爐具有高效、低磨損、中溫分離、、運行可靠、啟動迅速、環(huán)保性能好等突出優(yōu)點。鍋爐為半露天布置，由前部及尾部兩個豎井煙道組成。前部豎井為懸吊結構，四周設有防雨金屬外護板，爐膛由膜式水冷壁組成，自下而上依次為一次風室、濃相床、懸浮段、蒸發(fā)管、高低溫過熱器、及高溫省煤器。尾部豎井采用支承結構，布置有低溫省煤器、管式空氣預熱器，兩豎井之間由兩個并列的旋風分離器相連通，分離器下部接回送裝置。燃燒室及分離器內部均設有防磨內襯，前部豎井采用敷管爐墻，后部豎井采用輕型爐墻，由八根型鋼柱承受鍋爐全部重量。鍋爐采用床下點火，分級燃燒，一次風率為50%左右,正常運行時，密相區(qū)為湍流床，床溫應控制在860℃（上限1100℃）左右，這樣既有利于石灰石與燃料中的硫發(fā)生反應，達到最佳的脫硫效果，又造成了低溫缺氧燃燒環(huán)境，降低了NOx的生成量。在這一區(qū)域，燃料中大部分熱量被釋放。未燃盡的碳粒進入懸浮段，在二、三次風造成的氧化區(qū)內繼續(xù)燃盡，懸浮段煙溫可達980℃左右。高溫煙氣夾帶著固體粒子向上依次流向蒸發(fā)管，高低溫過熱器和高溫省煤器管束，80%的熱量被吸收，煙溫降至近450℃后進入旋風分離器進行氣固分離。分離下來的再循環(huán)粒子一部分進入回送裝置，通過給料口被回送至密相床以控制床溫。從旋風分離器出來的煙氣流經尾部豎井，熱量被低溫省煤器和空氣預熱器吸收，煙溫降至140℃左右后排出鍋爐。鍋爐采用干式出灰，灰的排放有三個途經，一是通過密相區(qū)底部的排渣管，經滾筒冷渣機排放；二是通過分離器下部排放，用于調節(jié)床溫；三是作為飛灰被除塵器收集排放。

2 灰循環(huán)系統(tǒng)事故

2008年12月16日在鍋爐運行過程中，鍋爐出現(xiàn)回料波動。當時鍋爐負荷較高燃燒穩(wěn)定，突然床溫急劇上升，鍋爐負荷下降，床溫點溫度過高達到1000多度，鍋爐出口溫度、旋風分離器進出口溫度下降，灰循環(huán)系統(tǒng)壓力在dcs上顯示不正常，灰料壓力時高時低，且時有波動。

2009年2月10日在鍋爐運行過程中，鍋爐出現(xiàn)回料波動。當時鍋爐負荷較高燃燒穩(wěn)定，突然床溫急劇下降，鍋爐負荷突然增加，床溫點在一分鐘內下降100多度，鍋爐出口溫度、旋風分離器進出口溫度下降，灰循環(huán)系統(tǒng)壓力在dcs上顯示不正常，灰料壓力時高時低，且時有波動。

以上是在運行過程中遇到的典型事例，如在處理過程中不及時或分析不準確，將會造成外界系統(tǒng)的不穩(wěn)定，嚴重時可能會造成鍋爐熄火事故。

3 問題分析

3.1 CFB鍋爐物料分析

讓我們首先來了解一下回料閥、回料立管、羅茨風機的作用和運行特性。

3.1.1 U回料閥

實際是一個小流化床，回料風由下部風室通過流化風帽進入閥內，運行中高壓風進入風室通過布風板、風帽流化J型閥內的物料。J型閥屬于自平衡閥，既流出量與進入量自動調節(jié)，閥本身調節(jié)流量的功能較弱。它還有一個最為重要的作用是：用以回料密封。

3.1.2 回料立管

立管的作用是輸送物料、系統(tǒng)密封、產生一定的壓頭避免爐膛煙氣反串，與回料閥、高壓風機配合使物料能夠由低壓向高壓（爐膛）處連續(xù)穩(wěn)定地輸送。

3.1.3 羅茨風機

羅茨風機是一種高壓頭低風量設備，有較高的壓頭并且具有阻力增加，風機壓頭增加的特點來克服爐堂內的高壓，實現(xiàn)物料連續(xù)穩(wěn)定的輸送。

3.2 回料不穩(wěn)原因分析

3.2.1 回料不穩(wěn)的現(xiàn)象

床溫難以控制，床溫上升或下降很快。氧含量O2突然上升或下降很快。爐膛上 下部差壓下降，料層差壓下降。返料器、分離器處壓力顯示不正常產生正壓。鍋爐負荷上下波動較大。鍋爐出口溫度降低。汽壓、汽溫上升或下降。外界管網壓力波動較大。

3.2.2 回料不穩(wěn)的原因

3.2.2.1 返料器漏風嚴重，返料風壓不夠，或波動過大，或返料風中斷。對于CFB鍋爐來說，流化風量是關鍵的控制因素之一，它與返料器結構，阻力及風源壓力有關。當閥門確定后，風量與風源壓力呈現(xiàn)單函數(shù)變化。漏風或風壓過低，風量不足，達不到返料流。返料器就不能正常投入。如下圖；

一般在設計中，根據(jù)壓力平衡關系，得出返料器正常工作時風源壓力必須滿足下列條件：

式中：P為返料壓力；

△P布為返料器布風阻力；

P為物料堆積密度；

△H1、△H2分別為返料器入口料腿高度和出口高度；

式（1）、（2）是運行中控制返料風壓的依據(jù)。所以，漏風嚴重，風壓不夠，風壓波動過大或返料風中斷，都會造成P＜pg.△H2+△P布的情況。從而使返料器不投入，造成堵塞。

3.2.2.2 返料器中有異物，將返料器出口堵塞或影響返料風。

返料器中有異物處于返料器出口時，勢必阻止物料返回爐膛，導致物料在分離器內聚集造成返料器堵塞。

返料器中有異物處于返料風布風口時，便會增大布風阻力。當返料風壓力一定時，會導致P＜pg.△H2+△P布的情況出現(xiàn)，造成返料器堵塞。

另外，運行人員在運行監(jiān)視過程中，監(jiān)視不嚴，調節(jié)不及時或調整不當，也會造成返料器堵塞。

3.3 處理

檢查返料器、消除漏風現(xiàn)象。若有異物取出時，將返料器中的灰全部放盡。停爐壓火處理。切出單個返料器處理。加大返料器或分離器底部的放灰，使其返料重新達到平衡，維持鍋爐運行。如看見氧含量O2上升或下降，一定要判斷準確，不能盲目加煤或減煤。在平時鍵盤過程中要認真仔細，及時發(fā)現(xiàn)問題，果斷采取措施進行調整。

4 避免回料不穩(wěn)措施建議

消除分離器漏風的關鍵在于分離器外護板焊縫嚴密，爐墻砌筑磚縫不透風。系統(tǒng)的觀察孔，測量孔，排放孔密封嚴密。避免返料風量過小，流化風壓不足。根據(jù)循環(huán)返料的要求，合理的調整好配風量，并經常檢查返料情況。能正常鑒定并嚴格控制爐膛灰濃度適應鍋爐符合需要，適時放灰。遇有燃用劣質煤時，應重視并加大放灰力度。

控制旋風筒進口負壓不超過1000pa。返料器流化風帽磨損嚴重要及時維修更換。由于施工質量問題，以及運行中的沖刷磨損和頻繁啟停，致使旋風分離器內襯砌體多次出現(xiàn)脫落混凝土塊和耐火磚塊現(xiàn)象，使返料器無法正常工作，因此施工及檢修期間須細致嚴格的檢查筒內砌體各部位的情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

5 結論

物料在CFB鍋爐內的分布可分為四種形式：底灰、飛灰、外循環(huán)物料和內循環(huán)物料。CFB鍋爐的物料平衡可以進一步認為是內循環(huán)和外循環(huán)物料的平衡。CFB鍋爐在運行過程中，要認真監(jiān)視遠行情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，出現(xiàn)回料波動時，在調整時不能急躁，要循序漸進，也許需要數(shù)個小時的調整才能使循環(huán)灰系統(tǒng)的外循環(huán)物料平衡穩(wěn)定。同時，平時要多注意巡檢發(fā)現(xiàn)問題及時處理，在檢修過程中要認真仔細，保證檢修質量。

[1]唐山信德鍋爐廠有關設計資料

[2]姚本萬編著，流化床鍋爐司爐讀本—北京：中國電力出版社，2006.