1 060 t/h循環(huán)流化床鍋爐翻床問題分析研究

劉建華，袁 昕，王永益

（1.山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001；2.北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司，北京 100053）

1 060 t/h循環(huán)流化床鍋爐翻床問題分析研究

劉建華1，袁 昕2，王永益1

（1.山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001；2.北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司，北京 100053）

針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐在大型化過程中采用雙爐膛燃燒方式引起鍋爐運(yùn)行中頻繁出現(xiàn)“翻床”問題，就上海鍋爐廠生產(chǎn)的1 060 t/h循環(huán)流化床鍋爐在試運(yùn)過程中出現(xiàn)的同類問題進(jìn)行分析研究，提出了針對(duì)“翻床”問題的解決措施，以期對(duì)鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行提供指導(dǎo)，并供相關(guān)技術(shù)人員參考。

循環(huán)流化床鍋爐；雙布風(fēng)板；外置床；返料器；翻床

0 引言

循環(huán)流化床鍋爐作為一種清潔能源技術(shù)近年來得到了迅速發(fā)展，在大型化過程中“雙床”燃燒方式得到了應(yīng)用，但是在實(shí)際運(yùn)行中仍有一些問題需要解決，“翻床”問題就是困擾運(yùn)行人員、造成機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性差的主要問題之一。

1 設(shè)備概況

上海鍋爐廠生產(chǎn)的1 060 t/h循環(huán)流化床鍋爐為亞臨界壓力中間一次再熱循環(huán)流化床鍋爐，島式布置、緊身封閉，高強(qiáng)度螺栓連接，全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)。

爐膛兩側(cè)依次布置了4臺(tái)旋風(fēng)分離器、4臺(tái)回料器、4臺(tái)外置式換熱器及4臺(tái)冷渣器（2臺(tái)風(fēng)水冷渣器，2臺(tái)滾筒式冷渣器），爐膛采用雙布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，爐后布置了1臺(tái)四分倉(cāng)容克式空氣預(yù)熱器，均通過鋼架支撐。

鍋爐采用二級(jí)破碎制煤系統(tǒng)，配4臺(tái)稱重式給煤機(jī)，布置在爐前，燃料通過4臺(tái)皮帶給煤機(jī)送至回料腿上的8只給煤口和布置在爐膛兩側(cè)墻上的4只爐膛給煤口。

過熱器由包覆過熱器、低溫過熱器、一級(jí)中溫過熱器、二級(jí)中溫過熱器和末級(jí)過熱器組成。低溫過熱器和一級(jí)中溫、二級(jí)中溫過熱器布置在外置床中，末級(jí)過熱器布置在尾部煙道。過熱器蒸汽溫度調(diào)節(jié)采用三級(jí)噴水減溫。

再熱器由低溫再熱器和高溫再熱器組成。低溫再熱器布置在末級(jí)過熱器和二級(jí)省煤器之間，高溫再熱器分別布置在兩側(cè)外置床上。再熱器溫度調(diào)節(jié)主要靠外置床物料大小來調(diào)節(jié)，再熱器入口布置有事故噴水。

2 雙床翻床現(xiàn)象

a)兩側(cè)風(fēng)道燃燒器入口一次風(fēng)量偏差急劇增大，一側(cè)床壓升高，風(fēng)量減少幾乎降至0，另一側(cè)床壓降低，風(fēng)量增大。

b)兩側(cè)床壓一側(cè)明顯升高，另一側(cè)明顯降低，一次風(fēng)量偏差增大。

c)在兩側(cè)一次風(fēng)擋板及風(fēng)量投入自動(dòng)后，兩側(cè)風(fēng)道燃燒器一次風(fēng)門開度偏差增大，床壓高一側(cè)風(fēng)門自動(dòng)開大直至100%，另外一側(cè)自動(dòng)關(guān)小。

d)兩側(cè)密相區(qū)床溫變化率不一致，床壓較高一側(cè)的床溫明顯降低，另一側(cè)床溫迅速上升。

e)鍋爐輸入熱量不變，但鍋爐主汽流量及負(fù)荷出現(xiàn)下降。

3 雙床翻床產(chǎn)生的原因分析

a)投入外置床時(shí)，沒有及時(shí)提高流化風(fēng)總風(fēng)壓及返料器風(fēng)壓、風(fēng)量，導(dǎo)致4個(gè)返料器風(fēng)壓、風(fēng)量偏低。因?yàn)轳猛茸笥覂蓚?cè)各有2個(gè)分離器及返料器，返料不均不暢的一側(cè)循環(huán)灰量會(huì)比另一側(cè)少很多，破壞了兩側(cè)布風(fēng)板的壓力平衡，引起翻床?？焖俜矔r(shí)，幾分鐘翻一次，左右來回翻，當(dāng)流化風(fēng)總風(fēng)壓較低時(shí)發(fā)生的可能性較大。

b)由于煤場(chǎng)來煤不均，進(jìn)入各煤倉(cāng)的煤質(zhì)、配比、粒度不均，導(dǎo)致左、右側(cè)4個(gè)煤倉(cāng)煤質(zhì)及粒度不同，造成兩床間燃燒工況不均衡，逐漸引起左右兩側(cè)床壓偏差變化失衡，造成翻床[1-2]。

c)兩側(cè)給煤量均勻，煤量?jī)蓚?cè)基本相同，但由于兩側(cè)床溫偏差大，床溫高的一側(cè)煤粒進(jìn)入后著火迅速，燃燒時(shí)間短使得該側(cè)空隙率增大，床壓較低，而床溫低的另一側(cè)煤粒著火慢，燃燒時(shí)間長(zhǎng)，從而使該側(cè)床壓偏高，使得兩側(cè)布風(fēng)板床壓偏差大而失去穩(wěn)定，不及時(shí)干預(yù)就易造成翻床。

d)一側(cè)給煤量指示出問題或?qū)嶋H給煤量偏差大，導(dǎo)致布風(fēng)板兩側(cè)床壓偏差大而失衡，未及時(shí)調(diào)整可能導(dǎo)致翻床。

e)因鍋爐空預(yù)器附近環(huán)境溫度偏高，兩側(cè)一次風(fēng)道燃燒器入口擋板執(zhí)行器動(dòng)作頻繁，單側(cè)一次風(fēng)道的擋板執(zhí)行器內(nèi)個(gè)別電路板損壞，動(dòng)作不正常或執(zhí)行器與風(fēng)門連桿斷開，單側(cè)風(fēng)門不能操作，兩側(cè)風(fēng)壓及風(fēng)量不能調(diào)整，其他操作調(diào)整措施沒能跟上，引起翻床。

f)排渣系統(tǒng)出問題，床壓升高至12～14 kPa翻床開始頻繁，返料器流化風(fēng)沒能及時(shí)補(bǔ)足[3]。

4 翻床預(yù)防及處理

a)大部分翻床現(xiàn)象是由于細(xì)灰循環(huán)量的變化引發(fā)的，保證流化風(fēng)母管總風(fēng)壓及返料器風(fēng)量特別重要，因此，要防止分離器和返料器的循環(huán)不暢或堵塞現(xiàn)象的出現(xiàn)。

b)燃燒器入口一次風(fēng)擋板開關(guān)異常引起兩側(cè)風(fēng)量不均時(shí)，應(yīng)迅速將風(fēng)道燃燒器入口一次風(fēng)擋板解除自動(dòng)，手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)可加大高床壓一側(cè)的二次風(fēng)壓和風(fēng)量，關(guān)小低床壓一側(cè)的二次風(fēng)。當(dāng)兩側(cè)床壓接近時(shí)，平穩(wěn)調(diào)回原有的一次風(fēng)正常風(fēng)壓、風(fēng)量。

c)當(dāng)發(fā)現(xiàn)一側(cè)風(fēng)道的一次風(fēng)擋板不能調(diào)節(jié)時(shí)，立刻通知熱工人員檢查原因，同時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)該用另一側(cè)擋板來維持兩側(cè)布風(fēng)板上物料床壓，并可用加大高床壓一側(cè)的排渣量或減小給煤量的措施來維持正常運(yùn)行。

d)利用外置床適當(dāng)微調(diào)兩側(cè)床壓的大小，在過、再熱汽溫可控制的情況下，降低床壓低一側(cè)外置床流化風(fēng)量，開大錐形閥[4]。

e)在運(yùn)行過程中不能隨意調(diào)整高床壓一側(cè)的排渣量，這樣會(huì)使床上的原有正常顆粒物料被大量排掉。因翻床的床料主要是返料器和外置床返回的細(xì)灰，所以單側(cè)風(fēng)壓高排渣不應(yīng)加大，應(yīng)保持兩側(cè)排渣量基本不變，加大風(fēng)壓高、風(fēng)量低一側(cè)的一次風(fēng)量，使細(xì)灰盡快翻回另一床側(cè)。這一措施主要是針對(duì)電廠燃燒用風(fēng)化煤細(xì)灰量大的情況，由于煤場(chǎng)配煤不正常，煤質(zhì)時(shí)好時(shí)壞，經(jīng)常出現(xiàn)物料少使兩側(cè)床壓同時(shí)下降的情況。

f)在處理翻床的過程中，提高一次風(fēng)母管壓力時(shí)，操作應(yīng)緩慢，注意觀查一次風(fēng)機(jī)風(fēng)壓、風(fēng)量、電流的變化，每升高1 kPa，應(yīng)觀察幾十秒，如沒有流化起來，再繼續(xù)升壓，并保持適當(dāng)?shù)纳龎核俣龋划?dāng)一次風(fēng)機(jī)電流達(dá)到額定值時(shí)，如還不能流化起來，則應(yīng)立即選擇停爐處理。

g)運(yùn)行中注意加強(qiáng)床壓監(jiān)視，一般維持在6～8kPa范圍較好。應(yīng)根據(jù)床壓變化保持物料的穩(wěn)定循環(huán)，床壓升高時(shí)及時(shí)加大排渣及排灰量（設(shè)計(jì)正常排渣和灰量占總灰渣量的40%～60%），同時(shí)注意監(jiān)視風(fēng)室風(fēng)壓和風(fēng)量，在發(fā)現(xiàn)左右側(cè)床壓偏差大于2.5MPa時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢查床溫、床壓及各室風(fēng)量是否平衡，并及時(shí)處理。

h)盡量保證雙床各床入爐煤的煤量、煤質(zhì)、粒度、床溫一致，控制兩側(cè)給煤量均衡，當(dāng)一側(cè)出現(xiàn)單條給煤機(jī)掉閘時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整該側(cè)給煤量維持不變，或及時(shí)降低總煤量，保證兩側(cè)給煤量偏差盡量小。

i)床壓正常時(shí)，還應(yīng)注意爐膛上部壓差不能太高，滿負(fù)荷時(shí)一般控制在0.8～1 kPa。控制方式為保證分離器直管壓力在0.1 kPa左右，太低會(huì)影響循環(huán)流化床的物料循環(huán)量，降低鍋爐效率，太高則會(huì)增加翻床機(jī)率（直管壓力高可進(jìn)行細(xì)灰排放，但不能排的太多）。

j)隨著機(jī)組的負(fù)荷變化，及時(shí)調(diào)整外置床入口錐形閥開度，一次風(fēng)風(fēng)量、上下二次風(fēng)配比，控制好兩側(cè)床溫均衡。

k)當(dāng)床壓高時(shí)翻床危害性更大，一次風(fēng)壓提高能力有限，回翻困難較大，易出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象。對(duì)于灰熔點(diǎn)高的煤會(huì)出現(xiàn)局部結(jié)焦，對(duì)于灰熔點(diǎn)低的煤會(huì)出現(xiàn)大面積結(jié)焦。因此，由于排渣設(shè)備出問題或其他原因排渣不暢，引起的床壓高至10～12 kPa時(shí)，應(yīng)及時(shí)將流化風(fēng)風(fēng)壓、風(fēng)量提高（在不超過風(fēng)機(jī)額定電流的條件下負(fù)荷可以開至最大），以保證物料的正常循環(huán)，減少和防止翻床。如果排渣問題不能盡快解決，應(yīng)減負(fù)荷運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)停爐處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中，保證流化風(fēng)機(jī)總風(fēng)壓及各部風(fēng)量，就保證了循環(huán)流化床的正常循環(huán)?？刂坪秒p床各床的一次風(fēng)量和風(fēng)壓，是防止鍋爐翻床的關(guān)鍵，同時(shí)運(yùn)行中應(yīng)認(rèn)真調(diào)整好煤量和總風(fēng)量關(guān)系，嚴(yán)格控制氧量、床溫及床壓等運(yùn)行參數(shù)，在調(diào)整過程中，保證布風(fēng)板兩側(cè)的一次風(fēng)量平衡，流化床鍋爐異常翻床是完全可以避免的，也能夠確保機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行。

［1］ 岑可法，倪明江，駱仲泱，等.循化硫化床鍋爐理論設(shè)計(jì)與運(yùn)行［M］.北京：中國(guó)電力出版社，1999：99-154.

［2］ 路春美，程世慶，王永征.循化硫化床鍋爐設(shè)備與運(yùn)行［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2003：161-173.

［3］ 孟洛偉.300MW循化硫化床鍋爐結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn)介紹［G］//第二屆全國(guó)循環(huán)流化床鍋爐疑難問題解決措施專家講座答疑研討會(huì)論文集，四川，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)，2009：17-24.

［4］ 宋國(guó)良，呂清剛，劉琦，等.循環(huán)流化床單床與雙床煤氣化特性試驗(yàn)研究［J］.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2009，29（32）：24-29.

Research on the‘Bed Flop’Problem of a 1 060 t/h CFBB

LIU Jian-hua1，YUAN Xin2，WANG Yong-yi1
（1.Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan，Shanxi 030001，China；2.Beijing Guodian Longyuan Environmental Engineering Co.,Ltd，Beijing 100053，China）

Double-furnace combustion mode is adopted in large CFBB,which causes frequent bed flop problems.This paper analyses and studies the similar problems which occurred during the trial run period of two 1 060 t/h GFBBsmanufactured by Shanghai BoilerWorks，and solutions are put forward accordingly.Italso provides guidance on the stable operation of this kind boiler for related technicians.

CFBB；dual air distribution plate；external bed；stuff back-feeder；bed flop

TK229.6+.6

A

1671-0320-（2011）03-0047-03

2011-01-22，

2011-04-11

劉建華（1973-），男，山西霍州人，1996年畢業(yè)于西安交通大學(xué)鍋爐專業(yè)，高級(jí)工程師，從事電站鍋爐啟動(dòng)調(diào)試及燃燒調(diào)整工作；

袁 昕（1971-），男，江蘇鎮(zhèn)江人，1993年畢業(yè)于太原電力高等專科學(xué)校熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，工程師，從事電站鍋爐啟動(dòng)調(diào)試及脫硫系統(tǒng)調(diào)試工作；

王永益（1954-），男，山西孝義人，1979年畢業(yè)于華北電力學(xué)院熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，高級(jí)工程師，從事電站鍋爐啟動(dòng)調(diào)試及燃燒調(diào)整工作。