某670 t/h循環(huán)流化床鍋爐回料閥堵塞問題分析及處理

程文峰，孫健

(1.中國電力投資集團公司江西分公司，南昌　330006； 2.江西中電電力工程有限責任公司景德鎮(zhèn)分公司，江西 景德鎮(zhèn)　333000)

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某670 t/h循環(huán)流化床鍋爐回料閥堵塞問題分析及處理

程文峰1，孫健2

(1.中國電力投資集團公司江西分公司，南昌330006； 2.江西中電電力工程有限責任公司景德鎮(zhèn)分公司，江西 景德鎮(zhèn)333000)

摘要：某循環(huán)流化床鍋爐頻繁發(fā)生回料閥立管堵灰，通過分析發(fā)現(xiàn)其主要原因為高壓流化風風壓低，從運行操作、設(shè)備改造和技術(shù)管理方面提出針對性措施。改進后，回料閥立管堵塞問題得以解決。

關(guān)鍵詞：鍋爐；循環(huán)流化床；回料閥；立管；堵管

0引言

某循環(huán)流化床鍋爐型號為HG-670/13.7-L·PM19，于2006年7月投產(chǎn)。自2010年1月至今，該爐已發(fā)生回料閥堵塞問題26次。2012年2月18日、3月10日發(fā)生回料閥堵塞后引發(fā)了機組停運。通過與現(xiàn)場運行、技術(shù)人員交流，調(diào)取當時運行參數(shù)，分析查找出了回料閥堵塞的主要原因為高壓流化風風壓低。

1鍋爐設(shè)備概況

該爐為自然循環(huán)、平衡通風、一次中間再熱、超高壓參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐(CFB)。鍋爐采用H型布置方式，主要由爐膛、高溫絕熱旋風分離器、氣動式分流回灰換熱器(又稱外置換熱器)及尾部對流煙道4部分組成。4個高溫絕熱旋風分離器分別置于鍋爐兩側(cè)，被其分離的循環(huán)物料經(jīng)立管、分配室分成2路返回爐膛：一路由高溫返料室、高溫回料斜腿返回爐膛；一路由內(nèi)、外均流室及外置換熱器、低溫回料斜腿返回爐膛。

2回料閥堵塞經(jīng)過和原因分析[1-2]

2.1事發(fā)經(jīng)過

2012-03-10 T 14：58：00，#8機組負荷185 MW，#1分離器立管上部壓力測點高；14：59：00，按回料閥堵塞預(yù)案進行擾動處理，無效；15：02：00，進一步采取壓火處理；15：11：00，#1分離器立管各部基本恢復(fù)正常；15：33：00，#3立管上部壓力測點突然升高，采取壓火處理，無效；16：00：00，#2旋風分離器立管溫度異常上升至1 116 ℃；16：17：00，#4旋風分離器立管溫度異常上升至1 086 ℃。由此判斷#2，#3，#4回料閥均發(fā)生堵塞，鍋爐停爐，機組與系統(tǒng)于16：28：00解列。

停爐后，工作人員進爐膛檢查發(fā)現(xiàn)爐膛內(nèi)靠后墻有松散物料結(jié)塊，未發(fā)現(xiàn)高溫焦塊；爐膛布風板拼縫開裂(澆注料)，10余個風帽因接管斷裂而掉落，致使大量漏入水冷風室的爐渣堵在#2，#3，#4風道燃燒器出口風道；另外，#2回料閥分配室風帽掉落2個，磨損3個，外均流室清灰時發(fā)現(xiàn)1塊300 mm×400 mm×400 mm耐火材料脫落，#3回料閥中4個風帽磨損。

2.2原因分析

2.2.1立管上、下部壓力

圖1為#1立管上、下部料位壓力變化曲線，圖2為#1～#4立管上、下部料位壓力變化曲線。正常情況下，立管上、下部料位壓力為負值，此時表示料位低于此測點；當物料蓋住此測點后，壓力為正值。從圖1、圖2可以看出，14：58：00，#1立管上部壓力高，而下部壓力已于14：30：00左右上升了1個臺階，即已提前28 min有報警信號；15：33：00，#3立管上部壓力高，而下部壓力已于15：28：00左右上升了1個臺階，即已提前5 min有報警信號；#2，#4立管下部料位壓力早在07：00：00左右就曾有階躍變化，只是其后的累積變化不如#1立管發(fā)展快，且又連續(xù)2次受壓火處理影響，所以上、下部料位壓力高信號在圖中幾乎同時出現(xiàn)。

圖1　 #1立管上、下部料位壓力變化曲線

圖2　4只立管上、下部料位壓力變化曲線

圖3　回料閥各風室風壓

2.2.2回料閥各風室風壓與立管料位

圖3是回料閥分配室壓力、高溫回料室壓力以及內(nèi)、外均流室壓力變化曲線。循環(huán)灰被旋風分離器分離后落入立管，進入回料閥分配室，再由分配室分成2部分：一部分經(jīng)高溫回料室回到爐膛；另一部分經(jīng)內(nèi)、外均流室及外置換熱器、低溫回料室回到爐膛。循環(huán)灰如欲順利流回爐膛，必須保持回料閥各風室有一定風壓、風量，使循環(huán)灰處于疏松流動狀態(tài)。從圖3可以看出，回料閥各風室風壓在15：00：00左右都有較大壓降(此時正是處理立管堵塞的時期)，這意味著循環(huán)灰的流動性打折扣，嚴重時甚至停止流動。

回料閥各風室風壓為何會降低？繼續(xù)檢查高壓風機母管壓力，如圖4所示：高壓風機母管壓力在15：00：00左右發(fā)生突降，該突降缺口約15 min。為便于分析，把立管料位、回料閥主要風室風壓和高壓風機母管風壓等圖拼在一起，如圖5所示。

圖5　回料閥主要風室風壓與立管料位

圖4　高壓風機母管壓力

至于高壓風機母管壓力為何會突降，據(jù)電廠技術(shù)人員對運行操作檢查時發(fā)現(xiàn)，在處理#1立管出現(xiàn)正壓時，增大了#1高溫返料風室的風量，風門開度由30%左右增至99%，導致整個高壓風系統(tǒng)壓力均下降，使#2，#3，#4高溫返料風室的風量急劇下降，最終使#2，#3，#4回料閥和立管發(fā)生堵塞。進一步收集的高壓風機(又稱回料閥流化風機)電動機電流、各高溫返料室風量變化曲線等證實了此操作過程，如圖6所示。

上述情況表明：運行中提高某一高溫返料室風量時，應(yīng)增投1臺高壓風機，防止高壓風系統(tǒng)壓力下降，影響其他高溫返料室風量。如果受高壓風管道系統(tǒng)條件限制，不允許2臺高壓風機并列運行，應(yīng)盡快改進該系統(tǒng)。

3小結(jié)和建議[3-4]

3.1小結(jié)

本次回料閥立管堵灰問題，除了循環(huán)灰量過大外，還與循環(huán)灰在立管中繼續(xù)燃燒(即循環(huán)灰碳的質(zhì)量分數(shù)過高)、壓火后高溫返料室風量擾動操作不當有關(guān)。循環(huán)灰碳的質(zhì)量分數(shù)過高問題與氧量或風量控制不當有關(guān)。

3.2建議

3.2.1對設(shè)備系統(tǒng)的改進和測量設(shè)備的維護

(1)建議加裝外置床放灰裝置。當循環(huán)灰量過大時，將循環(huán)灰引至滾筒冷渣器內(nèi)，使設(shè)備在運行中能排出循環(huán)灰量，而無需降負荷、降床壓運行。目前外置床的放灰坑在爐左側(cè)負零米層，容量小且不易清理，已經(jīng)廢棄。

(2)高壓風系統(tǒng)問題。如果高壓風管道系統(tǒng)受條件限置，2臺高壓風機不能并列運行，則應(yīng)盡快改進該系統(tǒng)。

(3)入爐煤顆粒度過細問題。發(fā)電廠燃料運行部門沒有調(diào)閱顆粒度分析報告，雖然為防止煤粒過度破碎，已經(jīng)將1級破碎機錘頭全部拆除，但煤粒仍然太細。應(yīng)當在有足夠空間場地的情況下，在1級破碎機前增加1級篩分設(shè)備，使合格煤粒直接進入煤倉。

圖6　風機電流與各高溫返料室風量變化曲線

3.2.2對運行操作的改進

(1)回料閥立管堵塞問題的處理(包括對風室的風量擾動操作，壓火后對各風室風量擾動操作)。某個回料閥立管堵塞后，對相應(yīng)風室的風量進行擾動操作時，注意不應(yīng)降低其他風室的風量，否則應(yīng)增加1臺高壓風機，防止其他回料閥立管堵塞。

(2)某個回料閥立管堵塞并壓火后，按壓火操作要求，在一定時間內(nèi)應(yīng)保持各回料閥風室風量正常，在各回料閥風室沒有正常風量的情況下，不允許啟動一次風機，否則將造成事故擴大。

(3)上述措施中，條件成熟的發(fā)電廠應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的操作提示、報警，以隨時提醒操作人員。

3.2.3技術(shù)管理改進

(1)嚴格執(zhí)行缺陷申請、消缺登記和消缺率保持等管理制度，確保消缺的及時性、有效性。

(2)加強煤場管理，適當添置有關(guān)設(shè)備，爭取實現(xiàn)燃用煤質(zhì)預(yù)報，使運行操作人員對煤質(zhì)變化有提前準備。

(3)修編相關(guān)運行規(guī)則章程。隨著時間的推移、認識的提高和設(shè)備實際狀況的改變，應(yīng)發(fā)動運行、檢修、管理、技術(shù)等人員對現(xiàn)行規(guī)則章程提修改意見；組織專業(yè)技術(shù)骨干，集中意見與智慧，把新鮮、有效的運行、檢修經(jīng)驗和技術(shù)(包括安全、節(jié)能、環(huán)保和典型事故處理等)溶入新規(guī)則章程中；規(guī)則章程修定后，應(yīng)組織宣貫、學習，著重從實際運行操作方面對宣傳貫徹學習情況進行檢查、驗證、考試。對在修編過程中積極參與投入、成績突出者，應(yīng)給與適當獎勵、晉級或提拔。

4結(jié)束語

上述設(shè)備改進建議正在計劃實施中，改進后，避免了一次回料閥堵塞的可能，由同類原因引起的堵塞問題得到遏制，相應(yīng)的運行措施已初見成效。

參考文獻：

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[2]蔣敏華，孫獻斌.自主知識產(chǎn)權(quán)大型CFB鍋爐的開發(fā)研制[C]//中國電機工程學會.2006年中國電機工程學會年會論文集，2006:763-769.

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[4]彭小崢，陳念祖，段宏波.江西大型電站循環(huán)流化床鍋爐的整治和運行情況[C]//中國電機工程學會.2006年中國電機工程學會年會論文集，2006:479-488.

(本文責編：弋洋)

收稿日期：2013-10-11；修回日期：2016-01-18

中圖分類號：TM 621

文獻標志碼：B

文章編號：1674-1951(2016)03-0054-04

作者簡介：

程文峰(1970—)，男，江西南昌人，高級工程師，國家注冊監(jiān)理工程師，國家注冊一級建造師，從事工程建設(shè)和鍋爐專業(yè)方面的工作(E-mail:chengwenfeng70@163.com)。