CFB鍋爐運(yùn)行存在的問題分析與探討

CFB鍋爐運(yùn)行存在的問題分析與探討

摘要：循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)作為一種低污染清潔燃燒技術(shù)受到重視，得到廣泛應(yīng)用，但是運(yùn)行中暴露出不少問題亟得解決，如鍋爐風(fēng)量調(diào)整控制、爐膛結(jié)焦、給煤系統(tǒng)問題、鍋爐出力調(diào)整控制、飛灰可燃物高等問題。本文結(jié)合現(xiàn)場鍋爐運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)等工作，對這些問題進(jìn)行分析探討，對CFB鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)量調(diào)整控制結(jié)焦給煤系統(tǒng)出力調(diào)整

CFB鍋爐燃燒技術(shù)作為一種低污染的清潔燃燒技術(shù)，不僅可以大幅度減少NOX的排放、還具有爐內(nèi)加入脫硫劑后易于實(shí)現(xiàn)脫除SO2的技術(shù)優(yōu)勢，同時(shí)具有優(yōu)越的調(diào)峰經(jīng)濟(jì)性、良好的煤種適應(yīng)性和劣質(zhì)煤燃燒的可靠性，加之國家環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策的因素，使CFB在國內(nèi)外發(fā)電行業(yè)中受到重視，得到了廣泛的應(yīng)用。

1CFB運(yùn)行的基本原理

CFB鍋爐以攜帶大量高溫固體顆粒物料的循環(huán)燃燒為重要特征，固體顆粒充滿整個(gè)爐膛，處于懸浮并強(qiáng)烈摻混的燃燒方式，爐膛出口的分離器將爐膛出口的絕大部分高溫的固體顆粒收集，由其下部的回料閥將他們再次送入爐內(nèi)參與燃燒，原理簡圖見圖1。循環(huán)的燃燒方式，延長了燃料在爐膛內(nèi)的燃燒時(shí)間。與常規(guī)的煤粉爐懸浮燃燒過程比較，CFB爐膛內(nèi)的顆粒濃度遠(yuǎn)大于煤粉爐，顆粒與煙氣間的相對速度大，明顯區(qū)別于煤粉爐的氣力輸送式的煤粉懸浮燃燒。在這種燃燒方式下，爐膛內(nèi)的溫度水平受到煤燃燒過程中灰熔點(diǎn)的限制，料層溫度過高，使灰渣熔化形成高溫結(jié)焦，溫度過低容易發(fā)生煤的低溫結(jié)焦，不利于煤的穩(wěn)定燃燒，因此CFB爐膛溫度一般控制為850～900℃左右，這一溫度范圍和石灰石脫硫劑的脫硫反應(yīng)最佳溫度范圍相一致。

2CFB運(yùn)行的基本特點(diǎn)

蓄熱量大，對煤種的適應(yīng)性好。CFB爐內(nèi)有大量高溫固體顆粒物料，為有效利用劣質(zhì)煤等燃料提供了基礎(chǔ)。但是根據(jù)某一特定燃料設(shè)計(jì)的CFB爐，并不能適應(yīng)于差別特性較大的燃料。CFB鍋爐在煤種變化時(shí)，會(huì)對調(diào)節(jié)帶來影響，各種煤的燃盡率差別極大，在更換煤種時(shí)，必須調(diào)節(jié)分段送風(fēng)和床溫，適應(yīng)煤種的變化。

高的顆粒濃度和固體物料循環(huán)過程、高強(qiáng)度的熱量傳遞過程。通過操作，改變物料循環(huán)量，適應(yīng)不同的燃燒工況，使整個(gè)爐膛高度的溫度分布均勻。

低溫燃燒，低污染物排放。由于CFB爐內(nèi)燃燒的溫度水平相對煤粉爐較低，使得NOX生成量大大減少；在爐內(nèi)添加脫硫劑，可以在相對較低的鈣硫摩爾比下，得到較高的脫硫效率，但是根據(jù)有關(guān)資料介紹當(dāng)Ca/S摩爾比超過3時(shí)，NOX生成量迅速增加，另外脫硫劑過多的加入不僅增加底灰份額，物理熱損失增加，而且爐內(nèi)分解石灰石吸熱量增加，鍋爐熱效率降低。

CFB由于燃燒溫度低，會(huì)產(chǎn)生N2O，尤其在燃燒煙煤時(shí)最高。隨爐膛溫度的升高和Ca/S摩爾比增加，生成的NOX增加，N2O減少，SO2減少；過量空氣系數(shù)的增加，NOX和N2O都將增加，增加的程度與燃料特性有關(guān)，就N2O排放而言，CFB的爐膛溫度不宜低于900℃，提高燃燒溫度，可減少N2O的排放，且能提高燃料的燃燒效率。

良好的負(fù)荷調(diào)節(jié)特性。CFB爐內(nèi)燃燒不存在火焰中心，溫度和熱負(fù)荷沿爐膛高度分布較煤粉爐均勻得多，無論鍋爐負(fù)荷如何變化，爐內(nèi)溫度始終保持均勻且變化不大，對鍋爐的爐膛水循環(huán)和金屬安全有利，由于床溫在很大負(fù)荷范圍內(nèi)總保持一定，采用改變?nèi)济毫?、送風(fēng)量、循環(huán)灰量和床層厚度等手段，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的調(diào)節(jié)。適應(yīng)較大的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍和調(diào)節(jié)速率，一般為100～25%。

比較高的廠用電率。CFB鍋爐風(fēng)機(jī)的數(shù)量多于煤粉爐，風(fēng)機(jī)壓頭較高，電耗大，但CFB的優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，脫硫時(shí)的廠用電率和煤粉爐+FGD大致相當(dāng)，但目前的運(yùn)行情況是，大部分CFB燃用的煤含硫量不高，%左右，不添加脫硫劑運(yùn)行，SO2的排放量也符合當(dāng)前的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求，在這種情況下，CFB比煤粉爐的廠用電率高。

3CFB運(yùn)行中的問題分析

風(fēng)量的調(diào)整控制

CFB鍋爐的風(fēng)量由一次風(fēng)、二次風(fēng)和其它流化風(fēng)量組成。一次風(fēng)經(jīng)爐膛底部的布風(fēng)板送入爐膛，首先是流化床料，其次提供燃燒初期的氧量供應(yīng)，將密相區(qū)產(chǎn)生的熱量帶到稀相區(qū)，維持一定的床層溫度，保證爐膛的熱量傳遞。二次風(fēng)在布風(fēng)板之上～3米左右的位置送入爐膛，風(fēng)速較高、穿透力較強(qiáng)，和密相區(qū)未燃盡的碳粒、一氧化碳?xì)怏w等混合，提供燃燒所需要的空氣。如圖2所示，循環(huán)流化床鍋爐的一、二次風(fēng)量隨鍋爐負(fù)荷的變化而變化，其它風(fēng)量基本保持穩(wěn)定，不隨鍋爐負(fù)荷變化而變化。

循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)量控制要求較高，調(diào)整原則：在一次風(fēng)滿足流化的前提下，相應(yīng)地調(diào)整二次風(fēng)。循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行前均要進(jìn)行冷態(tài)試驗(yàn)，并得到不同料層厚度的臨界流化風(fēng)量曲線，通過溫度的修正得到熱態(tài)不同料層厚度的臨界流化風(fēng)量曲線，在熱態(tài)運(yùn)行時(shí)以此作為調(diào)整一次風(fēng)風(fēng)量的下限。二次風(fēng)量調(diào)整主要依據(jù)爐膛出口煙氣中的氧量調(diào)整，在低負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行，一般無須投入二次風(fēng)。通過調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)量及配比，使煤在爐膛內(nèi)充分燃燒。貧煤揮發(fā)份含量在10～20%，不易點(diǎn)燃，燃燒時(shí)火焰短，運(yùn)行中可使床料厚度比正常時(shí)高一些，并增加一次風(fēng)量，使煤能盡快著火燃燒；煙煤揮發(fā)份含量在20～40%，易點(diǎn)燃，燃燒火焰長，且焦碳有焦結(jié)性，因此一次風(fēng)可適當(dāng)大些，運(yùn)行中可使二次風(fēng)量小些，避免主蒸汽超溫。

一次風(fēng)量是保證床料正常流化和調(diào)節(jié)爐溫的最主要非常有效的手段之一。一次風(fēng)量偏少時(shí)，一是床料流化不好；二是達(dá)不到密相區(qū)燃燒需要的氧量，燃料放熱量少，過低時(shí)床溫下降；三是從密相區(qū)攜帶出的熱量少，也可使床溫升高而發(fā)生結(jié)焦；當(dāng)一次風(fēng)量過大時(shí)，從密相區(qū)攜帶出的熱量大于燃料燃燒產(chǎn)生的熱量，床溫也要下降，同時(shí)，煙氣流速也較大，對受熱面磨損加劇。增加燃料之前先增加風(fēng)量有時(shí)不利于控制床溫，但減少燃料后須減風(fēng)。二次風(fēng)量一般為總風(fēng)量的40～50%左右，但這不是固定不變的，運(yùn)行中要根據(jù)煤種的不同以及煤的干濕程度及粒度大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，使鍋爐安全、高效運(yùn)行。在雨季當(dāng)入爐煤很濕時(shí)，可使一、二次風(fēng)量比正常時(shí)適當(dāng)?shù)拇笠恍姑耗鼙M快著火燃燒。對于煤的顆粒度小、煤粉相對較多的煤，運(yùn)行中可使一次風(fēng)相應(yīng)的小些，以免煤粉在旋風(fēng)分離器聚集燃燒，分離器出口煙溫過高，造成主蒸汽超溫。反之對于顆粒較大的煤，運(yùn)行中相應(yīng)增加一次風(fēng)量，以保證良好的流化工況，并增加二次風(fēng)量，以降低床溫，避免高溫結(jié)焦。

我省開封火電廠135MWCFB為HG-440/鍋爐，設(shè)計(jì)燃燒貧煤，在2003年1月13日，由于給煤機(jī)來煤時(shí)斷時(shí)續(xù)，斷煤時(shí)間長時(shí)，負(fù)荷下滑，運(yùn)行人員沒有隨負(fù)荷變化及時(shí)減少一次風(fēng)量，機(jī)組負(fù)荷為70MW時(shí)的一次風(fēng)量116kNm3/h，負(fù)荷到26MW時(shí)112kNm3/h，一次風(fēng)量幾乎未變化，床溫下降，給煤機(jī)來煤又未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，爐膛進(jìn)煤后，在爐膛內(nèi)未能完全燃燒，煤粉在旋風(fēng)分離器內(nèi)發(fā)生燃燒，造成甲側(cè)過熱器主汽溫快速超溫，達(dá)到614℃。同樣，8月26日，機(jī)組負(fù)荷111MW時(shí)，下床壓呈上漲趨勢、一次風(fēng)量158kNm3/h，開始減負(fù)荷加強(qiáng)排渣降低床壓，運(yùn)行人員沒有隨負(fù)荷降低減小一次風(fēng)量，床溫下降較快，負(fù)荷55MW時(shí)上、中床溫度分別為646℃、668℃，提高給煤量后，由于床溫低、一次風(fēng)量大，未在爐膛燃盡的煤到分離器內(nèi)燃燒，主汽溫達(dá)到574/569℃。這兩次超溫情況基本類似，隨負(fù)荷降低，一次風(fēng)量沒有及時(shí)調(diào)整減小，造成床溫下降，爐內(nèi)未燃盡的煤粉到旋風(fēng)分離器內(nèi)燃燒，造成鍋爐主汽超溫事故。也有鍋爐給煤機(jī)斷煤后，一次風(fēng)量調(diào)整不及時(shí)，機(jī)組負(fù)荷降速較慢，床溫下降較快，投油助燃不及時(shí)造成的汽溫低而停機(jī)的現(xiàn)象。

CFB的結(jié)焦問題

CFB無論是在點(diǎn)火啟動(dòng)或正常運(yùn)行過程中，都有可能發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象，原因是局部或整體溫度超過燒結(jié)溫度或灰熔點(diǎn)溫度，將結(jié)焦分為低溫結(jié)焦和高溫結(jié)焦兩種。

當(dāng)床層整體溫度低于灰渣變形溫度，局部超溫或低溫?zé)Y(jié)而引起的結(jié)焦叫低溫結(jié)焦。當(dāng)灰渣中堿金屬鉀、鈉含量較高時(shí)較易發(fā)生，結(jié)焦的直接原因是床料局部或整體溫度超過灰熔點(diǎn)或燒結(jié)溫度。低溫結(jié)焦常在啟動(dòng)和壓火時(shí)的床層中出現(xiàn)，也可能出現(xiàn)在高溫旋風(fēng)分離器的灰斗內(nèi)，以及外置換熱器和返料機(jī)構(gòu)內(nèi)。避免低溫結(jié)焦，最好的辦法是保證床料良好的流化狀態(tài)和移動(dòng)狀態(tài)，溫度均勻，防止局部超溫。高溫結(jié)焦是指床層整體溫度水平較高而流化正常時(shí)所形成的結(jié)焦現(xiàn)象。當(dāng)床料中含碳量過高，如不及時(shí)調(diào)整風(fēng)量或返料量來控制床溫，床溫將急劇上升，超過灰熔點(diǎn)，便會(huì)產(chǎn)生高溫結(jié)焦。

在低負(fù)荷或點(diǎn)火過程中容易發(fā)生低溫結(jié)焦，結(jié)的焦塊越來越大，此時(shí)需增大一次風(fēng)量，充分流化床料，控制焦塊增長，及時(shí)排渣，及時(shí)退油增加負(fù)荷加強(qiáng)床料的置換，隨著床料的置換該種結(jié)焦可以被逐漸磨損至消失，但結(jié)焦量大時(shí)則需按事故停爐處理。CFB鍋爐在點(diǎn)火初期，床溫較低，應(yīng)采用較小的一次風(fēng)量，即使床料沒有完全流化，也不會(huì)結(jié)焦，隨床層溫度升高，升溫速度減慢，必須加大一次風(fēng)量，使床層進(jìn)入良好的流化狀態(tài)。停爐前低負(fù)荷運(yùn)行一段時(shí)間，充分燃燒床料中累積的燃料，床溫明顯下降，可快速停爐。CFB的低負(fù)荷穩(wěn)燃能力就是決定于床料在此負(fù)荷下是否能充分均勻流化。

高溫結(jié)焦發(fā)生在運(yùn)行中，投煤量過大，床內(nèi)存煤量過多，煤燃燒后引起床溫急劇升高，溫度往往超過灰熔點(diǎn)而結(jié)焦。當(dāng)床溫超過正常值時(shí)，要立即停止給煤，加大一次風(fēng)量，待床溫恢復(fù)正常時(shí)，再調(diào)節(jié)風(fēng)量和煤量。

新鄉(xiāng)火電廠135MWCFB為HG-440/鍋爐，設(shè)計(jì)燃燒貧煤，在2004年3月31日發(fā)生低溫結(jié)焦。#1機(jī)組大修后經(jīng)歷了31小時(shí)的啟動(dòng)過程，啟動(dòng)的床料用臨爐停爐前的排渣，其中含有大量的可燃成分，機(jī)組負(fù)荷19MW，床上油槍四只，床溫450℃，爐內(nèi)流化不良，長期的燒油造成床層表面局部溫度過高逐漸結(jié)塊，部分高溫的渣塊堵塞風(fēng)帽，惡化了流化狀況。

開封火電廠#2爐在2003年5月15日運(yùn)行中曾經(jīng)發(fā)生爐膛和返料系統(tǒng)嚴(yán)重結(jié)焦而停爐。該爐的設(shè)計(jì)煤種：全水%、收到基灰分%、收到基揮發(fā)分%、低位發(fā)熱量/kg；當(dāng)時(shí)的實(shí)際煤種：全水%、固水%、收到基灰分%、收到基揮發(fā)分%、低位發(fā)熱量/kg，屬于高發(fā)熱量、低灰分的煤種。鍋爐啟動(dòng)后運(yùn)行正常，連續(xù)給煤后，逐漸退出床上燃燒器，爐膛負(fù)壓在+420Pa和-305Pa之間擺動(dòng)，氧量12%和3%之間擺動(dòng)，中、上部床溫部分測點(diǎn)突升，最大至1066℃，減煤后床溫逐漸恢復(fù)正常，回料腿低料位信號(hào)消失，高料位信號(hào)出現(xiàn)，高壓風(fēng)母管壓力低、風(fēng)量大，回料管結(jié)焦，爐膛下部床壓由降至，調(diào)整不見好轉(zhuǎn)，停爐處理，17日打開人孔后發(fā)現(xiàn)床上結(jié)焦。燃煤的灰分少，發(fā)熱量高，加之床壓低、床料少，煤燃燒放出的熱量不能被床料很好的傳遞，床溫迅速上升；另外煤進(jìn)入爐膛后開始沒有燃盡進(jìn)入旋風(fēng)分離器內(nèi)燃燒，發(fā)生了結(jié)焦現(xiàn)象，回料閥高壓風(fēng)壓力下降，風(fēng)量上升，是回料閥內(nèi)結(jié)焦后導(dǎo)致物料間隙大造成，后來運(yùn)行兩臺(tái)高壓風(fēng)機(jī)也無濟(jì)于事，只能對回料管內(nèi)的物料燃燒提供氧氣，加劇結(jié)焦。運(yùn)行中可通過添加床料提高床壓，也可以采用斷續(xù)投煤的方式來攢床壓，提高床壓在7kPa以上運(yùn)行比較安全，特別是煤種變好時(shí)尤為重要。

給煤系統(tǒng)問題

CFB鍋爐由于給煤系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，往往造成機(jī)組負(fù)荷頻繁變化，特別是象哈鍋廠生產(chǎn)的CFB鍋爐，設(shè)計(jì)兩條給煤線，后墻給煤，當(dāng)其中一個(gè)發(fā)生問題時(shí)，機(jī)組負(fù)荷迅速降低，制約了機(jī)組的出力。

開封火電廠的#2機(jī)組自投產(chǎn)以來給煤系統(tǒng)運(yùn)行狀況很不穩(wěn)定，出現(xiàn)的問題比較多。由于原煤的外水分較大，給煤機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)漂鏈現(xiàn)象，造成給煤機(jī)電流過大而頻繁跳閘；原煤倉壁粘煤、煤倉下部經(jīng)常出現(xiàn)搭橋堵煤現(xiàn)象，造成給煤線來煤不均或頻繁斷煤；旋轉(zhuǎn)給料閥經(jīng)常出現(xiàn)堵煤、斷鏈、卡鏈等現(xiàn)象；二級(jí)給煤機(jī)電機(jī)及減速機(jī)振動(dòng)較大造成臺(tái)板振裂；回料斜管上的非金屬膨脹節(jié)多次漏灰燒穿等等。這些問題給鍋爐的燃燒和負(fù)荷調(diào)整造成了很大的困難，有時(shí)被迫停爐檢修。

原煤倉下煤不暢的原因分析處理

開封火電廠#2爐有兩個(gè)原煤倉，煤倉為長方錐形，下部分為兩個(gè)給煤口，為防止煤在倉內(nèi)粘結(jié)煤倉下部內(nèi)襯為不銹鋼材質(zhì)。但在運(yùn)行中仍粘結(jié)嚴(yán)重。其主要原因是煤倉設(shè)計(jì)不很合理，成品煤堆積在煤倉內(nèi)受到擠壓，使煤粒之間、煤粒與煤倉壁之間產(chǎn)生摩擦力，越接近下煤口，其摩擦力與擠壓力就越大，在靠近下煤口約米處易搭橋。

分析煤倉下煤不暢的原因后，將煤倉下部的兩個(gè)小煤倉進(jìn)行合并，拆除中間的隔斷，為保證其坡度，增加了其下口的寬度。改造后的煤倉內(nèi)壁四周自標(biāo)高24米至標(biāo)高31米的錐斗部分加裝厚20毫米的超高分子聚乙烯板，防止煤倉內(nèi)壁沾結(jié)煤粉。拆除電動(dòng)插板門，在下部距給煤機(jī)高200mm的部位加裝針形閥控制其下煤量。在煤倉內(nèi)增加疏松機(jī)一套，標(biāo)高24米上部位置，東西兩個(gè)面各加裝兩臺(tái)的振動(dòng)器，南北面各加裝一臺(tái)振動(dòng)器，給煤機(jī)的進(jìn)煤管上插板門前后也各加裝一臺(tái)振動(dòng)器，并將全部的振動(dòng)器引入DCS進(jìn)行控制。實(shí)行煤倉定期降煤位制度，減少煤倉長期高煤位運(yùn)行造成貼壁。經(jīng)過改造后煤倉粘煤現(xiàn)象徹底消除，即使出現(xiàn)不下煤現(xiàn)象只要振動(dòng)器投入可立即解決，一般不超過一分鐘。

給煤機(jī)故障的原因分析處理

開封火電廠#2鍋爐共安裝有兩條給煤線，每條給煤線有兩級(jí)給煤機(jī)，給煤機(jī)全部是埋刮板給煤機(jī)。每個(gè)二級(jí)給煤機(jī)有兩個(gè)落煤口，#1給煤線對應(yīng)#回料腿，#2給煤線對應(yīng)#回料腿。運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)一級(jí)給煤機(jī)被動(dòng)鏈輪側(cè)斷部積煤而引起給煤機(jī)跳閘；煤粘結(jié)在給煤機(jī)箱體的底部，造成給煤機(jī)鏈條和刮板的上?。粋鲃?dòng)鏈條在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中連接部位鉚接部分磨損，造成傳動(dòng)鏈條斷裂；給煤機(jī)電機(jī)和變速箱安裝在給煤機(jī)箱體的上部，和箱體焊接在一起，由于箱體的剛性不夠，造成振動(dòng)過大使變速箱立筋拉裂。

改造將一級(jí)刮板給煤機(jī)拆除更換為膠帶式皮帶給煤機(jī)，并加裝防止皮帶跑偏裝置，在出煤口加裝堵煤報(bào)警裝置；為防止給煤機(jī)內(nèi)部箱體沾煤影響清掃鏈的正常運(yùn)行，運(yùn)行人員每班用木槌敲擊給煤機(jī)箱體一次以消除箱體沾煤。將原來的二級(jí)給煤機(jī)拆除，在其原位置安裝有四個(gè)給煤口的新的二級(jí)刮板給煤機(jī)，再制作四個(gè)環(huán)形密封風(fēng)風(fēng)箱安裝在下料管上，上部安裝八臺(tái)氣動(dòng)插板門，每個(gè)氣動(dòng)插板門上部各安裝一個(gè)測溫?zé)犭娕迹苑罃嗝簳r(shí)超溫?fù)p壞皮帶給煤機(jī)；改造后每條給煤線均可同時(shí)供四個(gè)料口，為防止因調(diào)整不當(dāng)引起鍋爐兩側(cè)煙溫偏差大，將手動(dòng)插板門調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢煤筮M(jìn)行固定；為解決給煤機(jī)電機(jī)機(jī)變速箱振動(dòng)大的問題，將給煤機(jī)電機(jī)、變速箱脫離箱體單獨(dú)制作臺(tái)板和基礎(chǔ)。

旋轉(zhuǎn)給料閥故障的原因分析處理

開封火電廠#2鍋爐的每個(gè)給煤管均安裝有一臺(tái)旋轉(zhuǎn)給料閥,在煤水分較大時(shí)，易粘結(jié)在旋轉(zhuǎn)給料閥葉片上降低其出力，嚴(yán)重時(shí)則造成葉片之間積滿煤粉，致使旋轉(zhuǎn)給料閥成為一個(gè)實(shí)心的滾筒而堵塞。煤中的較大顆粒及雜物卡在葉片與箱體之間，造成旋轉(zhuǎn)給料閥卡跳，甚至傳動(dòng)鏈條斷裂，如將其間隙調(diào)大則在下煤量小時(shí)又會(huì)造成返風(fēng)，致使潮濕的煤粉迅速板結(jié)在給煤管內(nèi)。旋轉(zhuǎn)給料閥的轉(zhuǎn)軸軸套內(nèi)易進(jìn)入煤灰，造成軸套損壞。

由于旋轉(zhuǎn)給料閥的主要作用不是調(diào)整下煤量，主要是鎖氣功能。為解決上述問題，拆除旋轉(zhuǎn)給料閥。為了解決高溫?zé)煔獾姆蹈Z，在原旋轉(zhuǎn)給料閥的位置加裝了環(huán)形冷風(fēng)密封裝置，風(fēng)源取自一次風(fēng)機(jī)出口的冷一次風(fēng)。在來煤正常的情況下，冷風(fēng)密封風(fēng)風(fēng)門只需要很小的開度，就可以防止熱煙氣的返竄，但是在斷煤的情況下仍存在返風(fēng)的問題，為此將原來的電動(dòng)插板門拆除，在環(huán)形密封箱的上部更換了新型號(hào)的氣動(dòng)插板門，并在氣動(dòng)插板門的上部加裝溫度測點(diǎn)，然后把氣動(dòng)插板門的開關(guān)和溫度測點(diǎn)均引入到DCS中進(jìn)行控制，這樣就徹底解決了熱煙氣返竄的問題。

回料斜管膨脹節(jié)故障的原因分析處理

回料斜管的非金屬膨脹節(jié)損壞的主要是內(nèi)套筒的耐火耐磨料脫落，造成內(nèi)套筒過熱變形，物料漏進(jìn)膨脹節(jié)內(nèi)，堆積在膨脹節(jié)中，膨脹節(jié)失去應(yīng)有的伸縮能力，造成膨脹節(jié)損壞。

保證伸縮節(jié)內(nèi)套筒的內(nèi)襯完好；安裝檢修時(shí)按圖紙要求施工，預(yù)留足夠的膨脹量，保證金屬件、耐火耐磨材料相對尺寸；同時(shí)定期檢查伸縮節(jié)內(nèi)密封板損壞情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

鍋爐出力調(diào)整控制問題

根據(jù)某一煤種設(shè)計(jì)的循環(huán)流化床鍋爐，并不能有效燃用差別較大的煤種。運(yùn)行中煤質(zhì)的變化時(shí)常發(fā)生，在煤質(zhì)變差時(shí)，因灰分水分增加使床料吸熱增加，若要維持爐膛溫度，則要增加煤量，但灰分的增加使料層阻力上升很快，排渣量增加，排渣的熱損失很大，床溫難以維持，鍋爐出力降低。當(dāng)煤質(zhì)好時(shí)，燃料在密相區(qū)放熱增大，為維持床溫，則要增大一次風(fēng)。

鍋爐循環(huán)物料的平衡

進(jìn)入爐內(nèi)的灰量等于飛灰量與排渣量之和，就能保持循環(huán)物料的平衡，運(yùn)行中控制排渣量的原則是循環(huán)物料平衡，和鍋爐負(fù)荷密切相關(guān)。循環(huán)流化床鍋爐負(fù)荷與風(fēng)量、風(fēng)速、循環(huán)物料量變化方向一致，具有良好的自適應(yīng)性。當(dāng)分離器的效率足夠高，容易使循環(huán)物料平衡；分離器的效率不太高時(shí)，飛灰量較大，就不容易保持物料的平衡，但燃料煤中的灰分高時(shí)，即使分離器的效率不太高，物料的平衡仍能維持。為了保持物料平衡，防止排渣時(shí)把參加循環(huán)的顆粒物料排掉；燃煤灰分過低時(shí)，必須加入合適粒度的外來物料，才能保持物料的平衡，使鍋爐運(yùn)行正常。循環(huán)物料的平衡失調(diào)，參與循環(huán)的顆粒嚴(yán)重不足時(shí)，爐膛上部的蒸發(fā)受熱面吸熱減少，而對流過熱器受熱面吸熱偏大，出現(xiàn)過熱汽溫超溫，鍋爐負(fù)荷偏低。參與循環(huán)的細(xì)顆粒過多時(shí)，則消耗較多的能量，引起設(shè)備的過度磨損，應(yīng)從回灰系統(tǒng)中放掉。

料層差壓控制

料層壓差是反映燃燒室料層厚度的參數(shù)，在運(yùn)行中是通過監(jiān)視料層壓差來得到料層的厚度，料層的厚度直接影響鍋爐的流化質(zhì)量和阻力消耗。料層厚度可以通過爐底放渣管進(jìn)行排渣調(diào)節(jié)，它與鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行密切相關(guān)。在鍋爐運(yùn)行中，料層厚度大小會(huì)直接影響鍋爐的流化質(zhì)量，如料層厚度過大，可能使床料達(dá)不到正常的流化，增加風(fēng)機(jī)壓頭，風(fēng)機(jī)電耗增加，流化質(zhì)量下降，底部大顆粒床料沉積，鍋爐效率下降，造成爐膛結(jié)焦或滅火。料層厚度小，熱容量低，不能使鍋爐快速增加負(fù)荷，抗干擾能力較低，一次風(fēng)容易穿投床層而發(fā)生滅火；難以形成穩(wěn)定的密相區(qū)，同時(shí)還會(huì)造成放渣含碳量高，燃燒不完全，增加了灰渣熱損失。一般來說，在增加負(fù)荷時(shí)，可減少或不排渣來攢床料，快速加負(fù)荷必須迅速增加爐內(nèi)的細(xì)床料，高負(fù)荷時(shí)，床層厚一些；低負(fù)荷時(shí)，床層薄一些。床溫較低時(shí)，減少排渣；床溫較高時(shí)，增加排渣。料層差壓應(yīng)控制在7000-9000Pa之間。正常運(yùn)行負(fù)荷不變的情況下，風(fēng)門開度是不變的，如床壓增加，說明料層增厚，可以采取打開錐形閥排渣來降低床壓。排渣后床溫升高，說明床壓過高床層過厚，排渣后床溫下降，說明床壓過低床層過薄。

床溫控制

一般意義上的床溫是指燃燒密相區(qū)內(nèi)流化物料的溫度，是一個(gè)關(guān)系到鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的參數(shù)。而廣義的床溫是指循環(huán)物料在循環(huán)通道內(nèi)各段的溫度，任何一段溫度控制不當(dāng)，均可造成燃燒不穩(wěn)，甚至停爐，運(yùn)行過程中要加強(qiáng)對床溫的監(jiān)視，一般控制在850℃-900℃左右，溫度過高會(huì)造成床料結(jié)焦，過低易發(fā)生低溫結(jié)焦及滅火；也可改變不同區(qū)域的吸熱份額，引起鍋爐出力的改變。在運(yùn)行中當(dāng)床溫發(fā)生變化時(shí)，可通過調(diào)節(jié)給煤量、料層厚度、一次風(fēng)量及返料量，調(diào)整床溫在控制范圍之內(nèi)。一次風(fēng)風(fēng)量對床溫有明顯的影響，是一個(gè)獨(dú)立調(diào)節(jié)床溫特別是密相區(qū)溫度的變量。如料層溫度過高時(shí)，應(yīng)減少給煤量、相應(yīng)增加一次風(fēng)量并加大返料量，使料層溫度降低。反之亦然。

135MWCFB鍋爐床溫測點(diǎn)一般布置在距布風(fēng)板500mm左右的燃燒室密相區(qū)，漏出澆筑料50mm，前后墻各3個(gè)。必須嚴(yán)格控制床溫最高不能超過1000℃，最低不應(yīng)低于700℃。如床溫超過1000℃時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減少給煤量、相應(yīng)增加二次風(fēng)量、增加一次風(fēng)量和排渣的方法使床溫降低；如床溫低于700℃時(shí)，應(yīng)首先檢查是否有斷煤現(xiàn)象，如果未斷煤則適當(dāng)增加給煤量，減少一次風(fēng)量，使床溫升高。

給煤粒度

燃煤粒徑直接影響到爐內(nèi)物料的粒徑大小和分布，對循環(huán)流化床鍋爐的控制有較大的影響。粒徑過大，流化風(fēng)速增加，造成一、二次風(fēng)量的比例偏離設(shè)計(jì)工況，使床溫控制出現(xiàn)困難；局部流化不良、床溫升高，易發(fā)生床內(nèi)結(jié)焦，使上部爐膛溫度偏低，不能滿負(fù)荷運(yùn)行；增加受熱面的磨損面積和加快磨損速度。粒徑過小，在床內(nèi)的停留時(shí)間少，大量未燃盡的小顆粒被迅速攜帶出爐膛，增加爐膛上部燃燒份額，改變爐內(nèi)的吸熱分配，同時(shí)也增加可燃物的含量。一般原煤粒度為0～8mm或0～10mm。

南陽新光電廠#3爐為120t/h的循環(huán)流化床鍋爐，設(shè)計(jì)只有一臺(tái)冷渣器，2005年3月經(jīng)常發(fā)生鍋爐出力不足現(xiàn)象。煤質(zhì)變差，煤中摻有大量矸石和石塊，灰分增加，發(fā)熱量降低，并且入爐煤的粒度較大，在高負(fù)荷下運(yùn)行，煤中的矸石和石塊大量進(jìn)入爐膛后，冷渣器的出力不足，導(dǎo)致床溫上升，限制了高負(fù)荷運(yùn)行。

開封火電廠2005年8月20日，#2機(jī)負(fù)荷70MW，鍋爐床層流化情況不好，#1、2冷渣器均不排渣，經(jīng)運(yùn)行多方努力，流化狀況仍無好轉(zhuǎn)，停爐檢修。開啟爐6米人孔門，檢查爐內(nèi)床面極不平整，爐內(nèi)南側(cè)床料堆積較高，表面均為較細(xì)的床料，爐膛中間床面有一大坑，北側(cè)有部分床料堆積。打開4米人孔門檢查，北側(cè)水冷風(fēng)室內(nèi)有大量床料堆積，南側(cè)水冷風(fēng)室內(nèi)則基本沒有床料。清理床料時(shí)發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)床料除表面為較少的細(xì)床料外，下部均為大顆粒的石塊。從清理床料的情況看，爐內(nèi)僅在前墻＃1、2排渣口中間靠爐墻有一小塊低溫粘結(jié)形成的焦塊，北#1油槍下部有一小塊結(jié)焦，其余部位并未發(fā)現(xiàn)結(jié)焦。床面檢查情況見圖3。

經(jīng)查記錄，未發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)量值大幅度變動(dòng)，但從8月3日甲、乙側(cè)一次風(fēng)量開始有所偏差，但偏差僅2～3kNm3/h，而后兩側(cè)風(fēng)量偏差緩慢增大，至停爐前甲乙側(cè)一次風(fēng)量偏差已達(dá)30kNm3/h。結(jié)合停爐后檢查的情況，認(rèn)為甲乙側(cè)一次風(fēng)量的偏差是由于爐內(nèi)風(fēng)帽脫落造成。乙側(cè)有一個(gè)風(fēng)帽脫落，造成床料進(jìn)入水冷風(fēng)室逐漸堆積，使進(jìn)風(fēng)受阻，兩側(cè)一次風(fēng)量偏差越來越大，造成爐內(nèi)流化不良。檢查發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)床料有大量石塊，石塊粒徑基本在50～70mm之間，查近幾日入爐煤質(zhì)粒度化驗(yàn)結(jié)果，粒徑普遍較大，最大粒徑基本在25mm以上，粒徑≤的僅有70%左右，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于粒徑≤數(shù)量為100%的入爐煤粒度要求。碎煤系統(tǒng)中粗細(xì)碎煤機(jī)工作不正常，入爐煤中存在大量石塊，由于煤質(zhì)粒徑過大，加之一次風(fēng)量偏差，兩者共同造成了爐內(nèi)流化不良的原因。加強(qiáng)入爐煤的管理，對脫落的風(fēng)帽進(jìn)行焊接加固，并采取有效措施防止其它風(fēng)帽脫落。

飛灰可燃物高問題

燃燒無煙煤、貧煤的循環(huán)流化床鍋爐飛灰可燃物普遍較高，這是采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)目前乃至今后亟需解決的問題。煤粒進(jìn)入流化床后，受到床料加熱，水分蒸發(fā)，揮發(fā)分析出，受熱固化的顆粒表層崩裂而破碎。揮發(fā)分高的煤，揮發(fā)分的析出著火，增加煤粒的反映面積，提高煤粒溫度，易于燃盡，反之，揮發(fā)分低的煤不易燃盡?；曳指叩拿?，灰分在煤粒外形成的灰殼層較厚，阻隔了氧量和熱量的傳遞，加熱灰殼層消耗部分熱量，降低燃燒速率，不易燃盡。

在煤粉爐燃燒研究中上采用煤的著火穩(wěn)燃特性的判別指標(biāo)研究煤種的適應(yīng)性，對我們研究流化床的優(yōu)化燃燒，或許能提供些幫助。煤的燃盡性能與其著火性能有著必然聯(lián)系，但因處于燃燒過程的不同階段而又有所區(qū)別。判別煤的燃盡特性有很多種方法，如常規(guī)的根據(jù)Vdaf、FC/V等。

表1

有關(guān)幾個(gè)電廠鍋爐設(shè)計(jì)煤種及燃燒實(shí)際煤種時(shí)，鍋爐運(yùn)行床溫、爐膛出口氧量、飛灰可燃物等參數(shù)狀況見表2～7。

各電廠的情況華能濟(jì)寧電廠#5爐是上海鍋爐廠有限公司采用美國ALSTOM公司技術(shù)設(shè)計(jì)制造，型號(hào)SG-440/；義馬錦江能源綜合利用有限公司2×135MW機(jī)組鍋爐為東方鍋爐股份有限公司生產(chǎn)的DG440/Ⅱ型循環(huán)流化床鍋爐；河南藍(lán)光環(huán)保發(fā)電有限公司135MW凝汽式機(jī)組，鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-440/型。燃燒煤種為煙煤，基本屬于易著火和燃盡的煤種，見表2；運(yùn)行情況見表4～5。

華能白楊河電廠4號(hào)鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司引進(jìn)德國Alston公司技術(shù)生產(chǎn)的465t/h循環(huán)流化床鍋爐，配135MW汽輪發(fā)電機(jī)組；新鄉(xiāng)豫新發(fā)電有限責(zé)任公司和開封火電廠的循環(huán)流化床鍋爐，均為哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)，型號(hào)為HG-440/型，燃燒煤種為貧煤，基本屬于難著火和燃盡的煤種，見表3；運(yùn)行情況見表6～7。

表2CFB鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)特性

表3CFB鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)特性

表4華能濟(jì)寧電廠、河南藍(lán)光環(huán)保發(fā)電有限公司鍋爐運(yùn)行飛灰、大渣可燃物情況

表5義馬錦江能源綜合利用有限公司鍋爐運(yùn)行飛灰、大渣可燃物情況

表6華能白楊河電廠#4、5爐鍋爐運(yùn)行飛灰、大渣可燃物情況

表7新鄉(xiāng)豫新發(fā)電有限責(zé)任公司和開封火電廠鍋爐運(yùn)行飛灰、大渣可燃物情況

對于燃燒煙煤的循環(huán)流化床鍋爐，床溫在830～850℃，河南藍(lán)光公司鍋爐燃燒摻燒煤矸石的劣質(zhì)煙煤床溫高些，在900℃左右，爐膛出口氧量3%左右，飛灰可燃物在3～7%，如果鍋爐配風(fēng)合適時(shí)，飛灰可燃物會(huì)達(dá)到1%以下，譬如河南的義馬錦江能源綜合利用有限公司2×135MW機(jī)組鍋爐，飛灰可燃物低至%左右。但是當(dāng)氧量偏低時(shí)，飛灰可燃物迅速上升，河南藍(lán)光環(huán)保發(fā)電有限公司鍋爐在爐膛出口氧量%，飛灰可燃物/%，當(dāng)爐膛出口氧量%，飛灰可燃物達(dá)到/%。

對于燃燒貧煤的循環(huán)流化床鍋爐，床溫在900℃左右，爐膛出口氧量3～4%左右，飛灰可燃物在10～1