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220t/h循環流化床鍋爐運行分析

 

1．前言

       循環流化床鍋爐具有高效、低污染、低成本等特點。循環流化床的燃燒是介于層燃和室燃之間的一種燃燒技術，是采用流

態化的燃燒，具有很多優點：⑴燃料適用性廣；⑵燃燒效率高；⑶燃燒強度大，溫度分布均勻；⑷由于采用低溫分級燃燒，高

效脫硫、煙氣SO2和NOX的排放量少；⑸負荷調節比例大；⑹灰渣綜合利用性能好。正是由于這些優點，近10年來我國的循

環流化床鍋爐得到了迅速的發展。但是縱觀我國循環流化床鍋爐的運行情況，故障率高、運行周期短的問題已成為普遍現象。

主要表現在給煤系統故障、排渣故障、風室漏料等。下面結合霍煤鴻駿鋁電公司電廠兩臺武漢鍋爐廠生產的220t/h循環流化床

鍋爐的運行情況，分析一下循環流化床鍋爐運行中常見的問題，并找出解決辦法。

2．設備概況

      霍煤鴻駿鋁電公司電廠1、2號爐是武漢鍋爐廠生產的循環流化床鍋爐。系高壓、單爐膛、平衡通風、自然循環汽包爐、膜

式水冷壁、采用汽冷式旋風分離器進行氣固分離室內布置。鍋爐主要由四部分組成：燃燒室、高溫旋風分離器、返料密封裝置

和尾部對流煙道。燃燒室位于鍋爐前部，底部為后墻水冷壁彎制的水冷布風板和風室。燃燒室后有兩個平行布置內徑5米的高

溫旋風分離器。密封返料裝置位于旋風分離器下，與燃燒室和旋風分離器相連接。燃燒室、旋風分離器、和密封返料裝置構成

了粒子循環回路。尾部對流煙道再鍋爐后部，煙道上部的四面及頂棚由包墻組成，其內煙氣流程依次布置有三級過熱器和一級

過熱器，下部煙道內依次布置有省煤器和臥式空氣預熱器，一二次風分開布置。鍋內采用單段蒸發系統，下降管采用集中與分

散結合的供水方式。過熱蒸汽溫度采用兩級噴水減溫調節。鍋爐采用床下點火，水冷風室下布置兩臺啟動燃燒器。每個燃燒室

裝有一只簡單機械霧化油槍。點火風引自一次風出口。點火時將一次風加熱到900℃左右，耐火保溫層厚度為200mm。爐排

渣采用滾筒冷渣器，由鏈斗式輸送機送入渣倉。冷渣器布置在啟動燃燒器下面，并列布置三臺。為保證尾部受熱面良好的傳熱

效果在過熱器省煤器空氣預熱器處布置蒸汽吹灰器。鍋爐配有一次風機一臺、二次風機一臺、引風機兩臺、高壓流化風機兩

臺。2號爐于2005年2月17日經過72小時試運行投入生產，1號爐于2005年8月13日經過72小時試運行生產。

3.存在的問題及分析

    3.1燃燒器設計不合理、啟動時間長。

    鍋爐采用床下點火方式，共布置2只油槍。每只出力900kg/h，可帶12％BMCR負荷。燃燒器混合風按圓周方向分兩級送

入，每級16個風口，與煙氣發生器軸線夾角60°送入。由于16個風口風量不均勻，造成火焰偏斜。將燃燒器配風器燒損。為

避免燒壞配風器，被迫將油槍出力降低為500kg/h。但啟動時間長達11小時。浪費了大量燃油。采取的措施：采用薄料層啟

動。鍋爐正常運行料層厚度保持在600～800mm。鍋爐啟動時料層加到500mm。采用微流化啟動方式。冷態試驗最低臨界流

化風量為100000m3/h，顯然較同容量等級循環流化床鍋爐臨界流化風量偏大。為減少熱量損失，啟動時采用80000m3/h的

流化風量，隨著床溫的升高逐漸加大風量直至大于臨界流化風量。提前投煤燃燒。霍煤鴻駿鋁電公司電廠燃用的是霍林河露天

礦褐煤。由于褐煤燃點在250℃～450之間，所以不必等到床溫達到600℃時投煤。實踐證實平均床溫達到280℃就可以投煤燃

燒。床溫達到600℃時就可以斷油穩定燃燒。這樣極大的減少了燃油量。對于燃用高著火溫度燃料的電廠，在鍋爐啟動階段可

以用褐煤做為引子煤，提高床溫。床溫達到設計煤種投煤溫度，再燃用設計煤種。采用褐煤做為引子煤是循環流化床鍋爐節油

技術措施方面非常有前途的方式。通過采用減小油槍出力、薄料層、微流化、提前投煤等手段達到機組快速、穩定啟動，并減

少了啟動燃油消耗量。

3.2煤倉棚煤問題。

    原因分析。煤倉棚煤、搭橋是循環流化床鍋爐最為常見的故障。從兩臺220t/hCFB爐運行來看煤倉棚煤的事故率很高，最高

時每班多達20余次。嚴重威脅到機組的穩定運行。按照電力部門目前的設計要求，成品煤倉的容積應能滿足鍋爐滿出力8小時

以上的儲煤量需求.成品煤堆積在錐形煤倉內受到煤的擠壓，使煤粒之間、煤粒與煤倉壁之間產生摩擦力.越接近下煤口其摩擦

力和擠壓力越大.所以在下煤口約1m處的煤越輕易搭橋.另外在一定范圍內水份越大，煤粒間的粘著力也越大.使煤的流動性惡

化.霍林河煤礦褐煤收到基水分30％，加劇煤倉棚煤故障。下煤口越小越輕易堵煤，德國要求下煤口寬度在燃用煙煤時大于等

于1000mm，燃用褐煤時大于等于1200mm，下煤口長度則小于1200mm，煤倉與給煤機相連接的部分的金屬斗加工成雙曲

線形.國產循環流化床鍋爐煤倉多為方體錐形，下煤口截面較小。采取的措施。1）在煤倉壁加裝壁式電振機，定期振打。2）

煤倉加裝的液壓松動裝置。3）定期降低煤位。采取上述措施極大緩解了棚煤故障的發生。但未從根本上解決問題。設計院應

充分考慮煤倉棚煤問題，將下煤口設計成雙曲線型。并考慮煤倉內壁加裝聚乙烯塑料板等方法防止粘煤。

3.3給煤系統

      給煤機燒損。霍煤鴻駿鋁電公司電220t/hCFB鍋爐給煤機為耐壓稱重式密封皮帶給煤機。這種給煤機較螺旋給煤機和埋刮

板給煤機的可靠性高.但應注重給煤口不宜正壓，否則高溫煙氣反竄可能燒壞皮帶.機組投產以來有兩臺給煤機因水冷屏爆破和

煤斗漏眼燒損。應對措施：1）落煤管加裝快關閥。給煤機出口雖已設計了電動閥，但為了增加給煤機安全性可在落煤管加裝

氣動快速啟閉閥，此閥與給煤機溫度聯鎖.當給煤機超溫時此閥快速關閉，并聯跳給煤機.2）設置播煤增壓風機。

給煤機超溫。在機組調試期間出現了給煤機超溫現象.空氣預熱器進風加熱方式采用的是熱風再循環.再循環門不嚴勢必造成一

次風機出口溫度過高.給煤機密封風接于一次風機出口造成給煤機超溫.被迫將熱風再循環管路堵死.對于采用稱重密封皮帶式給

煤機的鍋爐，空氣預熱器進風加熱方式不應采用熱風再循環加熱。

給煤機與進、出口電動閘板門DCS系統只是聯鎖啟動，沒有分部啟動功能。停止給煤機時為防止煤在給煤皮帶自燃必須將給

煤皮帶上的煤拉空.這時操作就必須到就地分步操作，非常不便。

     3.4風室漏床料。2800×8800mm矩形水冷布風板布置有855個大直徑鐘罩式風帽，間距S1=S2=160mm，每個風帽由連

接管和風帽頭兩部分組成，風帽采用四面側向開孔，孔徑Φ15.5mm。風帽直接放在底座上，未采用任何連接。在運行中因風

帽被風吹翻，風室漏入大量床料被迫停爐多次。后采取風帽與底座點焊，運行情況大為好轉。制造廠如采用風帽與底座羅紋連

接不會發生風帽被一次風吹翻的現象。

      3.5布風板布風嚴重不均。布風板阻力過小，減弱了風室均壓穩流的作用。流化風量在50000Nm3/h時，中部已完全流化，

但前后墻基本處于靜止狀態。這樣就必須用較大流化風量保證床料的正常流化。較高的流化風量帶來的后果有如下：一.低負

荷運行比較困難只能帶到30%B-ECR.此時床溫已降至650℃.二.鍋爐啟動時風量大熱量損失較多，啟動速度慢.三.受熱面磨損

加劇。四.風機電耗增加。除了改造風帽還沒有更好的方法。

3.6測點問題

      由于熱電偶溫度計價格昂貴，在密相區測點往往插入深度不夠。這就造成了溫度讀數偏離真實值。給運行人員操作判定帶

來一定影響。這就要求測點必須插入爐膛100～150mm長度，考慮到磨損。可在溫度上加裝防磨套管，既不影響傳熱又解決

了溫度計磨損問題。正壓區壓力測點經常堵死，除采用防堵吹氣裝置外還必須定期吹掃。

     3.7大型循環流化床鍋爐一般都設有加料系統.一是用來啟爐鋪設底料以減輕人工勞動強度，二是灰倉儲備的灰渣可用在緊急

情況（風室漏料、煤質變化料層減薄等）.褐煤有易破碎的特點燃燒后的爐渣都在6mm以下，基本不用篩選細顆粒就可以做為

鍋爐啟動的床料。在渣倉下部可直接一條管路至爐膛氣力輸送床料更為節省人力、物力。