循环流化床锅炉的综合技术对策初步探讨 (2) 2007-03-22 12:53:22 程昌业 能动信息网 关注：186 次 文字大小:大中小 进 入论坛讨论 核心提示：循环流化床锅炉的各类技术难题较多，其重要原因之一在于形成循环流化床电站 工程的各个环节、部门之间的协调与合作不够，容易出现许多工艺问题，本文将一些关键技 术问题加以分析探讨，提出一些解决方案和经验总结，可供专业人士参考。关 键 字：循环流化床锅炉的综合技术对策初步探讨 循环流化床锅炉 综合技术对策 点火 启动 运行调整 初步探讨 2.11 冷渣器的选择对于物料中 8mm 以上粗大颗粒较多、且细粉成分适中的多数用户来说，推荐选择使用国产的 松灵式等类型的滚筒式冷渣器。该型冷渣器是解决排渣难问题的一种很好的解脱方式，同时 可以明显降低厂用电率、减少检修维护工作量、降低运行操作强度，能够实现稳定可靠的料 层排渣自动控制。但其缺点在于由于缺少风力选择，细灰回料性稍差，启动中建立灰循环的 速度略慢一些。个别品牌的该型冷渣器出现动静结合部的泄漏、旋转卡涩和出渣冷却不足问 题。而对于那些无粗大料层颗粒、煤质碎裂程度较高、燃用灰分相对较低燃料的 CFB 锅炉，如不 考虑厂用电率的问题，也可以使用国外通用的风水冷冷渣器。但一定要对除渣困难的问题足 够重视，采用具有自滚动坡度、风力（或机械）助推、事故短路排渣等改进型设计的产品， 对内部热交换器的磨损泄漏、粗颗粒沉积、流渣不畅和运行调整等难点要有明确可靠的措施。2.12 防爆设计目前的设计中，基本上没有做尾部烟道和风系统的防爆燃装置设计。国内数台 CFB 锅炉爆炸、 尾部对接部撕裂或空气预热器爆燃烧损等事故严肃地证明，尾部烟道和一、二次风风箱和风 道容易在压火、启停等过程中出现瓦斯返窜爆燃事故，这一点防范工作必须提前考虑。一是 增加瓦斯放散设计；二是各区域防爆设计完善。低温燃烧同样存在防爆问题。3 CFB 运行调整要点3.1 点火启动要点3.1.1 冷态试验通过料层与空板阻力试验，可以全面地了解 CFB 基本的布风均匀性、料层阻力、空板通风阻 力和热态模拟等情况，对于预见性地判断未来热态的调整行为有着非常重要的意义。启动调试的冷态试验中，应当完成：点火风、主流化风和主流化风+点火风这样三种 风量组合下的料层试验与前两种状态下的空板阻力特性试验。一般情况下，对应各料层厚度的冷态最低临界流化风量出现时，会在逐步加风升压过程中突 然发生风室风压 0.150.35kPa 的下降值凹陷情况，此点极为重要。为此，建议在一次风机 或增压风机作为流化风源料层试验时，在该拐点出现以前的加风幅度应当尽可能小，以便找 准关系。3.1.2 点火启动用风量点火启动过程中，以冷态试验下所获得的点火料层对应的冷态最低临界流化风量 Qmin.1f 为 基准值，确定点火时床下流化风量 Qz.1f 应等于 1.11.7 倍的 Qmin.1f 风量，其中包括了 1520的播煤风、密封风、膨胀节冷却风和输煤风等辅助用风风量。对于 “T”或者 “L” 类型大孔径风帽取上限，防止漏灰或流化不均匀；对于钟罩式或者蘑菇头类型小孔径 风帽取下限，节省点火用油。二次风的风量 Qdh.2f 应为 0.200.60 倍的 Qz.1f 风量。具体数量以保证基本推力（即母管 风压要比最低二次风口附近床压高出 0.122.0kPa）为好、防止瓦斯返窜，二次风形成扰 动即可。3.1.3 点火筒配风方式针对目前国产循环流化床锅炉点火筒特点，点火配风时主流化风挡板开度根据关闭时的漏风 程度应为 015；而点火油枪中心风和夹层冷却风构成的点火风量应该张到总流化风量的 7590。具体的比例以风道走势和截面积分配为准，同时兼顾点火筒及分室各段温度，避 免出现“窝火”烧损情况。3.1.4 投煤操作在床温达到 420600时（按煤种判断） ，宜采取点动脉冲式试投煤引火方式。试投煤时， 单台给煤机出力选择 10的给煤量。每次 25 分钟，间隔 58 分钟。以氧量和床温上升 情况以及就地观察火星状态来确认着货可靠后，经两三次后方可连续给煤。3.1.5 在安全的前提下可适当提前撤油枪的时机，多数情况下 650780床温为第一支床 下点火油枪撤出的时机，820前可撤出全部点火油枪，以防温升过快结焦和爆燃，形成燃 油向纯燃煤的良好温升过渡关系。3.1.6 投煤后逐渐加大混合风量及主流化风量。对于没有点火增压风机的哈锅、济锅等炉型， 可以直接加大混合风量而无需减小点火风量；而对于设计有点火增压风机的东锅等炉型，在 停运点火增压风机前，力求在撤油枪以后的 710 分钟内逐渐关闭点火风并增加主流化风， 维持稳定床压和风室压力，在混合风完全加入后及时停止点火增压风机运行。3.1.7 为了省油点火、耐火材料预热和舒展炉本体初期膨胀，建议在正式投油以前 56 小 时内适度投入邻炉炉底加热，使得投油枪以前的汽包压力达到 24 kgf/cm2（0.20.4MPa） ，炉子热量蓄积后点火用油将大大减少。3.1.8 做好启动前给煤机落煤量的标定，精确掌握针对具体设计状况下的给煤量。3.2 床料粒度的控制3.2.1 不赞成先期对返料器补加细灰。除非所补加的细灰确实为前一段运行中所积累的 J 阀 存灰，而且为矸石类粗大颗粒为住的燃料。自然形成的细灰更易适应返料器特性，而且在低 温向高温升温阶段，短路烟气可使分离器筒体预热充分，膨胀更为顺畅。3.2.2 对不易积累颗粒的洗中煤，粉状固体燃料或者其他泥煤燃料，如细料量过大。则可通 过返料器放灰来实现颗粒度微调。3.2.3 为了维持主流化床颗粒和床层厚度，在料层厚度缺失、床压下降的情况下，需要通过 补料系统及时补加床料。3.2.4 对于粗大颗粒过多、细料缺乏的 CFB 锅炉，一般情况下可延长低负荷存料时间。必要 时可以通过排放底渣来实现颗粒成分转化，控制床料增长速度，也可以直接补入细料，避免 高温结焦倾向、缩短细料蓄积时间。3.3 汽温的调节再热器系统尽量使用烟气挡板，三通短路受热面等手段调温，减少减温水量，以保持热力系 统效率，启动中投减温水的时机对汽温控制是很重要的。建议对汽温 540要求的炉子，在 420450时可开启各段减温水调整门前、后手动分门和总门，根据漏量偏差所造成的各段 汽温偏差，即使调整两侧减温水量，使两侧汽温均匀性良好，以后即可跟踪好汽温直至合格 为止。而对于 450额定温度的炉子，以 360370试投减温为好。3.4 返料器 J 阀配风调节从一般的传统概念上来讲，希望分离器下方料腿所正对的返料器松动风风量（或风速）应该 比靠近返料斜腿的流化风风量（或风速）小一些。这一说法在很多场合下都是对的，也被实 践所证实。但我们确实在调试中多次发现，有时候前后风量分配关系并不是一成不变的。对 于特定的锅炉、返料器结构、负荷、风源分配和飞灰特性来说，有时候两者一样多、或者相 反的关系反而更有利于建立良好的循环，实现在启动过程中较快速的循环温度稳定，避免循 环不畅所形成的栓塞脉动作用。因此，按照我们的经验，希望大家充分重视这一配风关系的 调整。一般不推荐使用料腿上的导向疏松风，但可以适当使用返料器 J 阀前后的水平导向风，其原 因在于不愿意在料腿附近形成非常有利于绝热环境下的快速管内燃烧。这样做可以产生返料 体系的内部低温结焦或气体膨胀阻力，这样的现象在类似的 CFB 锅炉调试中已多次遇到，其 证据就是可以在料腿和旋风分离器锥体等部位停炉后看到不少熔岩状疏松挂焦痕迹，运行中 甚至发生返料装置堵焦停炉和小的爆燃振动这样的故障，尤其在高床温运行方式下。3.5 风室漏灰的处理主流化床风帽漏灰或者四周密封膨胀漏灰后的一个显著特点就是风室温度的持续升高，并且 伴随着风压的波动。当风室温度高到一定程度时，需及时排除风室存灰。严重时必须停炉灭 火，彻底加以清除。为此，我们在广东粤阳发电厂 135MW 级机组 420t/h CFB 锅炉热工保护上增设了风室温度高 保护。按其他循环流化床经验，暂定为 550停炉灭火。在此温度下，一般堆灰量已占到风 室的 50以上，必须停炉清灰。主流化风室清灰时需非常小心，缓慢开启底部放灰管并同时加大一些风量，保持起码的流化 风压水平，必要时也可以适当降低负荷和控制料层厚度。返料器 J 阀风室漏灰时，小风室压力显著下降并摆动，且伴随着罗茨风机电流升高现象；这 一状况往往与入口滤网堵塞情况相近。但一旦排除滤网堵塞或电机原因，多数情况需要及时 进行小风室放灰工作，此放灰过程每次不宜超过 35 分钟，应少量多次直至消除为止。3.6 二次风的调节二次风的调整应当兼顾播煤风、输煤风、密封风等辅助性用风，那些直接进入炉膛部分的风 量实际上已经起到了二次风的作用。相同条件下，适当提高二次风率，尽量提高使用下层二次风比例。这样做确实可以带来很多 好处：（1）形成良好的颗粒水平流化湍动，加强燃料扩散；（2）加强氧量、灼热灰粒子与燃料固体颗粒的传质传热，提高燃烧室炉渣的燃烬效率；（3）减少一次风用量，减轻风帽磨损程度；（4）使得上层的二次风相对减少，减弱了悬浮段水冷壁直接冲刷磨损；（5）试验分析证明，一般情况下确实可以降低飞灰可燃物含量；（6）改善了循环返料条件，飞灰复燃效率提高，炉温相对均匀。3.7 一次风调整原则在同样的料层厚度和运行条件下，尽可能降低一次风率将可以显著增加 CFB 锅炉燃烧调整裕 度，减轻风帽磨损，实现良好的分级送风，提高石灰石脱硫剂的脱硫效果。多数情况下，一 次风率起码可以降低到 45以下。但过低的一次风率有可能恶化垂直流化状态，降低燃料 适应性和劣质煤消化能力。3.8 料层厚度的控制同等条件下，布风板越大则所需要的启动和运行床料厚度则相对越厚，使得流化层均匀性增 强。多数情况下，50MW 以下等级的 CFB 锅炉最理想的点火与正常运行料层厚度分别为 350450mm 和 550700mm；而 50MW 以上等级的 CFB 锅炉最理想的点火与正常运行料层厚度 则分别为550650mm 和 7001100mm。在上述允许范围内，料层厚度越厚，则流化均匀性越好、飞灰和大渣含碳量越低、蓄热力越 强、粗大颗粒越多、床温相对越高，但是风机电耗稍高、燃烧室上部耐火边沿环形区域磨损 相对高一些、且容易发生流化失稳状态；反之则相反规律，需辩证应对。3.9 播煤风（输煤粉）等辅助风的合理运用实践证明，只要播煤风（输煤粉）风压超过 7.0kPa 就可以满足目前绝大多数的循环流化床 播煤、料层封堵、搅拌、扩散、管口冷却、正压密封等一系列基本功能要求。一般我们偏好 选择一次风机出口压力冷风作为播煤风、密封风等一般辅助分风源。其好处是密度高、风压 高以后加强了基本作用，管子尺寸相对可以小一些，而且有助于促进料层温度均匀。技术之 关键在于采用合理的管径、布置和喷嘴工艺设计，切入角度适当、性状良好是成功的要素。冷态试验过程中要适当打开这部分辅助风挡板，建立良好的动态模拟过程，形成理想的运行 自适应风平衡条件。4 结束语经过多年来国内外技术人员和研究学者们孜孜不倦的努力，人们已经积累了大量的 CFB 实际 经验和理论研究成果，有关的 CFB 技术文献资料很多。中电联循环流化床 CFB 协会联合了国 内一流的专家学者，在设计、制造、安装、运行、科研、调试等多个领域进行了全方位的技 术交流与调研工作，结出了累累硕果，收益人群与日俱增。作为 CFB 技术省级电科院应用类专家，我们力求通过翔实的第一手资料和实践活动，把这一 项技术引向深入的基层一线。尽管目前还不能够说是十分完善，但毕竟形成了自有的技术观 点和认识，有些内容的理解接近成熟。希望能够与业内人士进行广泛的心得交流，共谋 CFB 事业的发展，促进大型化完善基础建设。作者简介姓名：程昌业 男 高级工程师 山西世纪中试电力科学技术有限公司 总工程师本篇文章来源于 能动信息网 http:/www.enpinfo.com 原文链接：