循環(huán)流化床鍋爐降出力運行問題分析

張繼光

（華電電力科學(xué)研究院 陜西西安 710075）

摘 要： 由于近期煤炭市場發(fā)生變化，煤場存煤、配煤結(jié)構(gòu)無法達(dá)到預(yù)定比例，所供煤種偏離設(shè)計值較多，鍋爐每小時用煤量增大，排渣量大增，是造成輸渣設(shè)備故障。由于煤源緊張，所需低鈣高硫煤無法及時采購到位，部分時段所供煤種過細(xì)（內(nèi)部摻加煤泥），造成返料量減少（大部分無法被分離器捕捉分離下來而進(jìn)入布袋除塵器），鍋爐內(nèi)部底渣無返料置換、二次燃盡效率下降，底渣形成沉積，排渣困難、堵塞，導(dǎo)致床壓逐步升高，加之鏈斗機(jī)故障被迫降負(fù)荷運行。文章研究內(nèi)容對于同類型機(jī)組或相似問題的解決有很強(qiáng)的借鑒意義。

關(guān)鍵字：煤源；返料量；低鈣；二次燃盡；降負(fù)荷

一、基本概況

某電廠2號鍋爐為超高壓、自然循環(huán)、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、運轉(zhuǎn)層以下磚墻封閉、運轉(zhuǎn)層以上露天、爐頂設(shè)輕型屋蓋布置、全鋼構(gòu)架的循環(huán)流化床汽包蒸汽鍋爐。該爐設(shè)計燃用煙煤，采用循環(huán)流化床燃燒方式，通過爐內(nèi)燃用高鈣煤和爐外石灰石濕法脫硫。

該鍋爐采用“П”型布置，框架支吊結(jié)構(gòu)。爐膛為膜式水冷壁。尾部設(shè)多組蛇形管受熱面和爐頂包覆管受熱面及一、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器。燃燒系統(tǒng)由旋風(fēng)分離器，J型返料器，床下點火等系統(tǒng)組成。鍋爐緊身封閉布置，運轉(zhuǎn)層標(biāo)高10米。本鍋爐為單汽包、自然循環(huán)、循環(huán)流化床燃燒方式。

鍋爐主要由一個膜式水冷壁爐膛，三臺汽冷式旋風(fēng)分離器和一個由汽冷包墻包覆的尾部豎井（HRA）三部分組成。

鍋爐共布置有八個給煤口，全部布置于爐前，在前墻水冷壁下部收縮段沿寬度方向均勻布置。爐膛底部是由水冷壁管彎制圍成的水冷風(fēng)室，水冷風(fēng)室兩側(cè)布置有一次熱風(fēng)道，進(jìn)風(fēng)型式為從風(fēng)室兩側(cè)進(jìn)風(fēng)，空預(yù)器一二次風(fēng)出口均在兩側(cè)，一次熱風(fēng)道布置較為簡單。四個排渣口布置在爐膛后水冷壁下部，分別對應(yīng)四臺滾筒式冷渣器。四臺冷渣器下部配置兩套輸渣線，正常運行一用一備。

除渣系統(tǒng)配置情況：2012年，由于燃煤結(jié)構(gòu)變化，鍋爐排渣量增大，原有輸渣系統(tǒng)故障率高及出力不足，嚴(yán)重影響安全經(jīng)濟(jì)運行。10-12月，對#2爐兩條輸渣線進(jìn)行了改造，技改安裝了2套DLD750型鏈斗輸渣機(jī)和ZBT650型斗式提升機(jī)。DLD750型鏈斗輸渣機(jī)以雙排重載板鏈承托料斗，齒輪傳動，由電機(jī)減速機(jī)提供動力，通過變頻調(diào)速改變輸送能力，以適應(yīng)鍋爐排渣量的變化；尾部采用彈簧緩沖螺桿張緊，并能自動適應(yīng)因溫度變化引起的輸送帶長度的改變。

鍋爐正常運行時，灰渣落到低速運轉(zhuǎn)的料斗內(nèi)，并被輸送到鏈斗輸渣機(jī)的頭部；鏈斗輸渣機(jī)的料斗帶有拖輪，阻力小、運行平穩(wěn)；料斗帶有刮板，有自動清渣的功能（小量飛濺漏渣），能將落到輸渣機(jī)底部的細(xì)灰輸送到輸渣機(jī)頭部排到后續(xù)的斗式提升機(jī)輸送系統(tǒng)中。

改造后的排渣工藝流程圖如上：

二、 事件經(jīng)過

2016年08月02日前夜班接班時，負(fù)荷120MW，風(fēng)室壓力11.0kPa，#1鏈斗機(jī)頻率40Hz運行無異常，#2輸渣線正常備用。#2、3、4冷渣機(jī)渣管易堵，組織人員及時進(jìn)行疏通處理。

20：20#1輸渣線運行中跳閘，聯(lián)系檢修檢查處理，切換啟動#2輸渣線運行，機(jī)組負(fù)荷195MW，風(fēng)室壓力10.35kPa。

20：30經(jīng)檢修檢查#1鏈斗機(jī)滾輪脫軌、鏈斗機(jī)內(nèi)部積渣嚴(yán)重，料斗滿渣溢流造成跳閘，無法運行，通知檢修搶修處理。

22：15檢修辦票處理#1輸渣線故障，發(fā)電部繼續(xù)疏通排渣管。

22：35#2輸渣線跳閘，聯(lián)系檢修檢查為多個滾輪脫落和渣斗溢流，排渣口下部積渣造成跳閘，風(fēng)室壓力10.4kPa，鍋爐降壓機(jī)組減負(fù)荷75MW，聯(lián)系檢修進(jìn)行設(shè)備搶修，發(fā)電部啟動應(yīng)急預(yù)案從事故排渣管小量放渣。但由于煤質(zhì)過差，底渣量過大無法正常排出，床壓持續(xù)增高。

8月3日03：05#1爐#2輸渣線處理正常加入運行，鍋爐加大排渣降低床壓（風(fēng)室壓力15.1kPa）。機(jī)組維持75MW負(fù)荷繼續(xù)運行。06：30風(fēng)室壓力降低至11.05kPa，機(jī)組加負(fù)荷至100MW正常運行。8月6日15：47#1爐#1輸渣線處理正常加入運行。

三、現(xiàn)場檢查情況

現(xiàn)場設(shè)備脫軌，積渣照片，設(shè)備故障范圍、程度，修復(fù)過程。

#1爐#1、2輸渣線故障后均存在脫軌和滾輪軸拉彎、拉斷現(xiàn)象，相比較#1輸渣線鏈斗機(jī)滾輪損害嚴(yán)重于#2輸渣線鏈斗機(jī)，兩套輸渣線共計損壞滾輪46個，料斗擠壓變形4個。脫軌鏈條長度約13米，停運后根據(jù)損壞程度對相對容易修復(fù)的#2鏈斗機(jī)進(jìn)行了搶修恢復(fù)。#1鏈斗機(jī)修復(fù)用時5天，#2鏈斗機(jī)搶修修復(fù)用時10小時（后續(xù)完善及密封用時2天）。

四、 原因分析

1、由于近期煤炭市場發(fā)生變化，煤場存煤、配煤結(jié)構(gòu)無法達(dá)到預(yù)定比例，所供煤種偏離設(shè)計值較多，鍋爐每小時用煤量增大，排渣量大增，是造成輸渣設(shè)備故障的主要原因。

2、由于煤源緊張，所需低鈣高硫煤無法及時采購到位，部分時段所供煤種過細(xì)（內(nèi)部摻加煤泥），造成返料量減少（大部分無法被分離器捕捉分離下來而進(jìn)入布袋除塵器），鍋爐內(nèi)部底渣無返料置換、二次燃盡效率下降，底渣形成沉積，排渣困難、堵塞，導(dǎo)致床壓逐步升高，加之鏈斗機(jī)故障被迫降負(fù)荷運行。

3、在排渣管疏通過程中，由于排渣量瞬間大幅度上升，輸渣設(shè)備鏈斗機(jī)在額定工況下無法及時適應(yīng)，料斗渣滿后溢流，造成下部積渣嚴(yán)重，滾輪在行走過程中由于積渣被抬高發(fā)生脫軌，導(dǎo)致滾輪軸拉彎、斷裂，料斗擠壓變形，最終造成鏈斗機(jī)嚴(yán)重?fù)p傷癱瘓，無法運行。

4、發(fā)電部未對煤種變化后的燃燒調(diào)整及排渣狀況及時應(yīng)對，在多臺排渣管堵塞后疏通的過程中，未對疏通過程中瞬間渣量增大做出應(yīng)急措施（采用兩條輸渣線同時運行），而采用單臺正常出力運行，是導(dǎo)致鏈斗機(jī)故障的次要原因。

五、 暴露的主要問題

1.燃料管理不夠精細(xì)。

2.運行巡檢不到位。

3.檢修處理方案考慮不夠周全。

六、 處理及防范措施

1、加強(qiáng)燃煤采購力度，對所采購煤種按照制度化驗和分片存儲，根據(jù)負(fù)荷及環(huán)保排放指標(biāo)要求進(jìn)行摻配，確保煤源充足，摻配合理。緊急情況時可通過提高熱值、硫份和降低低鈣煤比例、降低水分摻配煤種，確保每小時用煤量、排渣量與輸渣設(shè)備相匹配。

2、燃煤中嚴(yán)禁摻加煤泥，因煤泥內(nèi)水較高，在運輸和存儲過程中粘壁現(xiàn)象嚴(yán)重，易造成堵塞和斷煤，對NOX指標(biāo)影響較大；在燃燒過程中，對返料影響較大，對較大底渣的置換和燃盡影響加大，會加劇排渣困難。

3、發(fā)電部加強(qiáng)排渣管的疏通管理，發(fā)現(xiàn)堵塞及時采取措施疏通，正常運行中不得出現(xiàn)兩條排渣管同時堵塞，確保三條排渣管正常排渣。

4、發(fā)電部對排渣管疏通過程中有可能瞬間渣量增大的預(yù)案制定審批后下發(fā)執(zhí)行，對兩臺爐各冷渣機(jī)的頻率根據(jù)輸渣方向分別進(jìn)行優(yōu)化，確保四臺冷渣機(jī)運行中料斗不溢流。

5、檢修部電氣專業(yè)對輸渣線的保護(hù)值進(jìn)行規(guī)定并整定，不得隨意更改，確保故障時動作的可靠性，防止設(shè)備大面積損傷。