赤峰热电厂有限责任公司 内蒙古赤峰 024000
摘要：目前，大型CFB（循环流化床）锅炉燃烧技术的应用得到快速发展，本文结合我厂（赤峰热电厂）2台440t/hCFB锅炉的投产以来，就设备稳定运行暴露的一些问题进行探讨。
关键词：CFB锅炉 燃烧 床温 床温变化率 床压 返料器
一、前言
赤峰热电厂440t/hCFB锅炉采用超高压参数中间再热设计。该锅炉主要由炉膛、汽冷旋风分离器、自平衡“U”形返料器和尾部对流烟道组成。此返料器出口采用了一分为二的结构，返料器用风由3台罗茨风机供给，每台出力50%，两用一备。
在机组调试期间及运行初期多次出现返料不畅，多发生燃烧劣质褐煤，床压高时发生间歇性返料的问题，特别机组带三分之二负荷时，极易发生返料器间歇性返料，所以在此负荷下需要快速升降负荷。
二、循环流化床锅炉总体结构
我公司的两台440T/H循环流化床锅炉是由哈尔滨锅炉厂生产的，主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括：风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分；气固分离循环系统包括高温绝热分离器、双路自平衡“U”形回料阀两部分；对流烟道布置：过热器、再热器、省煤器、空气预热器。
三、循环流化床锅炉燃烧及传热特性循环流化床锅炉属低温燃烧。燃料由炉后给煤系统送入炉膛，送风设有一次风和二次风 ，一次风由布风板下部送入燃烧室，主要保证料层流化；二次风送到上下环形风箱，在由环风箱上引出30个二次风风口，分上中下三层，上层15个、中层9个、下层6个将二次风送入燃烧室，主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬；物料在一定的流化风速作用下，发生剧烈扰动，部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室下部密相区进入炉膛上部，其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动，形成炉膛的内循环回路，一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入分离器，炉膛内形成了气固两个流向，进入分离器的烟气经过固气分离，被分离下来的颗料沿分离器下部的返料装置送回到燃烧室，经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后，离开锅炉。因为循环流化床锅炉设有高效率的分离器，被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛，使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，因此循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式，而且还有对流及热传等传热方式，大大提高了炉膛的传导热系数，确保锅炉达到额定出力。
四、现象原因分析
1.发生返料异常时的现象。
(1)炉膛出口压力负压波动到正压，持续报警可能造成锅炉MFT保护动作；
(2)返料器压力突然升高；
(3)高压流化风机出口力急剧升高，电流异常升高；
(4)炉膛密相区床温波动较大，易造成密相区床温急剧升高；经过一段时间后，异常侧的返料温度会降低很多；
(5)炉膛密相区压力波动较大，水冷风室压力变化较大，一次风机电流变化较大。
(6)引风机电流随炉膛出口压力波动。
2.发生返料异常原因分析
CFB锅炉“U”形返料器的两个关键功能：一是使再循环物料从旋风分离器连续不断地回炉膛；二是提供旋风分离器负压和炉膛下部正压之间的密封，防止炉膛的高温烟气反窜到分离器，影响分离器的效率。返料不畅的主要原因是两方面：一是返料通道受阻；二是循环物料自平衡被打破，瞬间料位超高，压床升高了。
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(1)返料通道受阻原因无非两方面：一方面是返料器内进入异物，阻塞了返料的流动的通道。正常运行的锅炉一般是浇注料脱落导致或者是返料器超温结焦；另一方面阻力来自于返料器出口阻力。炉膛床压太高，冷渣机故障放渣不及时，一次风瞬间减少太多都会导致炉膛床压升高，于此同时返料风压调整不及时，克服不了系统静压和炉膛的阻力，就会瞬间压床（塌床）。
(2)立管料位超高，自平衡被打破的原因：①来自于返料通道受阻的第二方面，在快速降负荷时，床压的波动打破自平衡。正常情况下立管的料位会随着负荷的增减自己调节，当返料器由于出口阻力增加太多，返料风压不足以维持返料器的流化和克服出口的阻力就会出现此现象；②燃烧偏离设计煤种的高灰分劣质煤；③返料风压没有达到设计值，不足以克服阻力并维持返料的流化。
3.预防调整措施
3.1预防措施
(1)首先要确保返料器内各风帽及浇注料的修补质量达标。在锅炉检修结束后就要认真检查以下几点：返料器及风室内无杂物；小风帽风孔畅通且流化区域和返料区域的风帽安装正确，一般流化区域的风帽孔径小且开孔数少返料区域的则反之；从返料器内部检查返料器区域的风压取样点畅通没有被浇注料堵塞，外部检查压差变送器的正负压侧连接正确；从返料器内部检查返料温度热电偶能够探出浇注料插入返料内，准确测量返料温度。以上这些检查都是确保返料器能够稳定运行的前提条件，正常停炉检修时要定期清理维护。
(2)其次是完善主要测点的报警机制。很多现场重要测点不设置报警值或测点指示不准确，当事故发生初期没有预警，等人工发现再干预时已错过了最佳调整时间。
设置这些报警值就可以第一时间提醒运行人员返料异常，给处理事故赢得时间。这里尤其是分离器入口温度和立管上部物料温度反应最快。当炉膛出口压力变正，表明立管料位已经上升到测点位置，不加以调整料腿的返料量增加直至压床。这里返料压力为什么会升高，是因为炉膛出口侧因为物料较多变正，返料器内高压侧因为流化不起来压力升高所致，所以当料返料压力突然升高和另一侧压力偏差大不表明立管料位低了。
(3)有了监视预警以后就可以从运行方面进行预防，尽量避免发生返料异常。首先就是带大负荷升降负荷时增减风量要慢，尤其是降负荷前要先把床压降下来加快排渣，因为先降一次风会使床压升高增加返料阻力。其次就是预操作，当变动负荷或者改烧灰分大的劣质煤种时，在保证返料风量的前提下提高返料风压，如没有可调手段可以启动备用风机，但是一定要做好泄压措施，返料风压瞬间波动很大，大量的返料进入炉膛反而会导致炉膛压力高造成锅炉MFT保护动作。
3.2调整措施
虽说预防为主，但实际运行中还是会发生。这样可以从事故轻重来分步调节。当单侧返料器发生返料不畅或脉动，而床温没有升高太多时，可以缓慢适当减少两侧返料器的流化风量增加故障侧的返料风量风压，加强排渣保证较低的床压，监视各参数的的变化趋势，一般经过30min左右能恢复正常。当调整无效或者单侧返料已不返料，床温突升，最直接有效的措施就是启动备用高压流化风机。但启动高压流化风机同时也要打开返料风压调整门，缓慢提高返料风压风量；避免床温突升突降，炉膛压力波动造成锅炉MFT保护动作。
五、结论
在机组启动初期，运行预防加调整，在保证锅炉安全稳定运行的前提下收到了良好的效果。建议遇到这些问题时处理人员要胆大心细，边调整边观察历史趋势，多次少量调整，特别是锅炉变负荷运行时，要控制升负荷速度。控制锅炉床温度变化率在设计范围内（我厂一般在1℃/min以内），这样可有效的控制各部温升速度。
参考文献：
1、循环流化床锅炉设备与运行 编著：路春美 程世庆 王永征 2004年
2、赤峰热电厂HG-440/13.7-L.HM29型循环流化床锅炉说明书 编制:姜孝国 2005年
3、循环流化床锅炉返料异常的分析及预防调整[J].电站系统工程,2017,33(03):33-34. 王雁珍,亓艳杰,李剑.
论文作者:秦勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/3
标签：炉膛论文; 料器论文; 锅炉论文; 流化床论文; 风压论文; 负荷论文; 燃烧室论文; 《防护工程》2018年第24期论文;