240t/h循环流化床锅炉异常分析及对策

于季鹏

（黄陵矿业煤矸石发电公司，陕西 黄陵，727307）

240t/h循环流化床锅炉异常分析及对策

于季鹏

（黄陵矿业煤矸石发电公司，陕西 黄陵，727307）

本文首先对黄陵矿业煤矸石发电有限公司DGJ240/9.8-Ⅱ2型循环流化床锅炉进行了概述。并在运行过程中发现了一些故障和缺陷，并结合自身的运行和经验，对故障原因作出了分析，提出了解决措施。通过现场的测试和运行，证明措施有效，效果非常明显。

循环流化床锅炉；床温；返料异常；排烟温度

黄陵矿业煤矸石发电有限公司DGJ240/9.8-Ⅱ2型锅炉是东方锅炉工业集团有限公司引进美国Forster Wheeler公司循环流化床锅炉设计和制造技术而制造的。本锅炉属高温、高压循环流化床锅炉。该锅炉连续运行能达到百日以上，基本能保证锅炉的安全运行，但在运行经济性方面却不容乐观。我公司积极研讨循环流化床锅炉在运行中遇到的问题，并进行认真分析，积极对设备加以改造。本文主要针对我公司循环流化床锅炉的运行进行了一定的分析，找出原因，并提出了解决措施，为我厂循环流化床锅炉机组的安全、经济运行提供经验和参考。

1　循环流化床锅炉简况

本锅炉为循环流化床燃烧方式、自然循环、单炉膛、单汽包、全封闭布置。由一个膜式水冷壁炉膛、两台高温汽冷式旋风分离器、一个汽冷包墙包覆的尾部竖井组成。炉膛内布置有四片水冷蒸发屏和四片屏式过热器。炉前共设有四台给煤机和两个石灰石给料口。炉膛底部是水冷风室，风室后布置两台点火燃烧器。水冷风室和炉膛之间是由水冷壁管弯制的布风板，布风板上布置有4根排渣管。两台高温汽冷式旋风分离器布置于炉膛与尾部竖井之间，其下部各有一台“J”型返料器。高温过热器、低温过热器、省煤器和空气预热器从上到下依次布置在尾部烟道中。过热器系统中设有两极喷水减温器。

2　床温

本厂锅炉床温测点共有十二只热电偶，这十二只热电偶分四列，每列三只，分别布置于四台给煤机落煤口下，沿前墙至后墙依次布置，床温测点高出风帽300mm。在运行初期，床温测点温度普遍偏低、温度偏差大、分布不均。十二只测点有六只温度在820—840℃左右，有四只温度在790－820℃之间，有两只温度在680－720℃，这两只温度明显的偏低，最大温差在160℃左右。

原因：（1）燃煤粒度控制不合理，粒径分布不均，较大的煤块进入炉膛内，会在炉膛沉积形成死滞区，破坏正常的流化状态，使炉内温度场分布不均匀，造成床温局部过低。

（2）由于床温测点处于炉膛密相区内，理论上该区域的温度点应该是床温最真实的反映，但在实际运行中，炉内流化状况有差异，这就造成了炉内局部流化状况不好，相应点床温显示值偏低，由于给煤颗粒粒度严重大于设计值，造成密相区底部流化状况不是很良好，沉积在炉膛底部的大颗粒不能很好的排出，加之测点高度比较低，造成测点处于不是很好的流化状态中，所有测点反映值比实际床温值偏低。

应对措施：（1）从煤源着手，检查维护破碎系统，严格控制进入炉膛内的燃煤粒度，进入炉膛内的燃煤粒度应控制在0～8mm，最大不超过10mm。

（2）在停炉后，把床温测点的高度增加了200mm，其目的是尽可能使床温测点处在密相区良好的流化状况中。

（3）应合理调整一次风量及上、下二次风的配比，一次风量应在保证床料完全流化的前提下适当降低，但不应低于最低流化风量；下二次风要保证高风压，有足够大的穿透能力和床料进行良好的混合，上二次风可根据风量和氧量进行调整。

经过上述调整和改进，床温测点值普遍有所升高，床温偏差值降低到70～80℃，提高了锅炉运行的经济性。

3　返料异常

我厂循环流化床锅炉在运行初期，频繁出现返料异常的现象，主要有返料中断或大量返料进入炉膛。其主要原因是加减负荷过快、过急，使燃烧工况发生了改变，从而导致物料循环被破坏。

我厂运行人员在增加负荷过程中，经常根据自身运行经验，直接将一次风量增加至理想值，然后依据实际情况逐渐加煤，而在这一过程中炉内工况发生了变化。当一次风量增加时，给煤量、二次风量并没有跟着增加，这时，炉膛内一次风占绝对优势，一次风速会随着风量的迅速增大而增大，颗粒浓度（燃烧份额）发生改变。原本停留在炉膛密相区内的大量颗粒超过颗粒终端速度，被送入炉膛稀相区，使炉膛稀相区颗粒浓度增加。这时，床层颗粒浓度下降，料层阻力减小。同时，由于炉膛稀相区颗粒浓度增加，稀相区燃烧份额也会增加，这样就会增加炉膛出口的颗粒浓度和烟气温度，若炉膛出口一直为负压运行，则烟气流速也会增加。因为分离器的分离效率会随着分离器入口的烟气浓度、温度和速度的增大而提高，所以，被分离器分离出来且进入返料器的返料量就会增加，一旦进入返料器的返料量超过进入炉膛的返料量，返料在自重的作用下，会导致返料器内的风帽被压死，返料在返料器内不能流化，造成返料中断。

同样，在减负荷过程中，过快、过急，就会使分离器分离效率下降。这时，进入返料器内的返料量就会减少，返料器内的返料得不到补充，从而使炉膛内压力大于返料器立管内压力，造成返料中断，形成恶性循环。所以运行人员在调整时，要循序渐进，不急不躁，也许需要经过数小时的调整才能重新建立新的物料平衡。

4　给煤

本循环流化床锅炉共四台给煤机，每两台给煤机接在一个3003的煤仓上，煤仓为钢制结构，煤仓的前壁和后壁与水平夹角都为60°，每个煤仓在下部分叉后变成夹角为60°的两个小煤斗，形状为方形椎体。煤仓内壁铺设一层光滑、耐磨、阻燃的微晶板，小煤斗与给煤机之间用4块800×800mm的方形钢板连接，在连接管上安装了电动插板门。正常情况下，煤仓内的燃煤经自重落至四台称重式皮带给煤机入口处，经给煤机输送至炉膛内燃烧，在给煤机出口还设置了电动快关门，内部引入了一次冷风作为密封风，防止断煤时，炉膛内的热烟气反窜进入给煤机烧坏皮带。

我厂以黄陵矿业集团一号煤矿洗煤厂洗出的煤矸石、中煤和少量煤泥作为燃料，水分大、粘度大，我厂在运行中经常会发生断煤、堵煤、煤仓内壁贴煤的现象，严重危机锅炉机组的安全运行。

应对措施：（1）将煤仓前后壁的夹角改为75°，并在煤仓前后每台给煤机上方各加三层空气炮，每层一个，定期用压缩空气振打或不落煤时振打。

（2）将两只小煤斗的夹角改为30°，割除小煤斗上部的水平部位，并在每个连接管上各割出一个300×300mm的方孔，便于运行人员在堵煤时用钢筋捅捣疏通。

（3）从煤源上把关，尽可能提高入炉煤品质，加强入炉煤的取样化验，将水分控制在9%以下。

（4）如果长时间停炉，应在停炉前将煤仓的存煤烧空，防止因煤在煤仓内长时间不流动而板结，给下次启炉造成困难

经过我们实际改造后，现在锅炉断煤、堵煤、煤仓内贴煤的现象很少发生，给我厂锅炉机组的安全运行带来了保证。

5　排烟温度

本厂锅炉排烟温度设计值为140℃，在启动初期，排烟温度就基本接近设计值，运行一周后逐渐升高，最高时排烟温度可达到200℃，严重危及锅炉的安全稳定运行。

原因：（1）布置在尾部烟道的过热器、省煤器、空气预热器等受热面积灰严重，受热面积灰将使受热面传热系数降低，锅炉吸热量降低，烟气放热量减少，空气预热器入口烟温升高，从而导致排烟温度升高。

（2）我厂锅炉临界流化风量为70000Nm3/h，实际运行中一次风量大于100000 Nm3/h，这样会使尾部烟道内的热量迅速增加（来自床层内），烟气在单位体积内被冷却的效果下降，排烟温度也会上升。

（3）炉膛负压过大，使烟气流速增大，飞灰含量增加，大量热量被引风机带走，导致排烟温度升高。

（4）我厂风机入口布置有热风回路，即从空气预热器出口至风机入口接入热风管道来提高风机入口风温。空气预热器入口风温高，吸收烟气的热量减少，导致排烟温度升高。

应对措施：（1）加强空预器的吹灰，缩短吹灰间隔，由原来的每夜班一次改为每班一次。检修人员加强对吹灰器的维护与检修，确保吹灰器的正产投入。

（2）根据负荷情况，合理调整一、二次风量，一次风量在保证床料正常流化的前提下尽量减小，这样可以减小对水冷壁管的磨损，也可降低排烟温度。对二次风量调整时，应注意对炉内燃烧的扰动效果，尽量将两侧氧量调平，防止被带到尾部烟道内未完全燃烧的固体颗粒发生二次燃烧，使排烟温度不正常升高。

（3）维持炉膛负压在-50—0 Pa的正常负压，经常对负压表管进行吹堵，保证负压表的灵敏度和指示正常，并加装负压表防堵装置，确保炉膛出口压力表正常工作。

（4）在夏季时，我们停止热风回路的投入，降低空气预热器入口风温，从而降低排烟温度。

经过上述调整与改进，本厂循环流化床锅炉排烟温度现在基本能维持在140℃左右。

总之，随着我国大型循环流化床锅炉的不断发展及壮大，从锅炉厂家到电厂各单位都积累了丰富的经验，各电厂根据自身的实际情况情况对设备进行了改造和完善。本文作者结合自身实际情况，通过全面、准确的分析，找出了原因，并对设备进行了改造和一些参数进行了优化，达到了机组的经济安全运行。

（References）

［1］张可，刘晓平，赵磊等.循环流化床实用教材 ［M］.北京，中国电力出版社，2005

［2］任永红，宋雪桦.循环流化床锅炉设备及运行 ［M］.北京，水利电力出版社，2008

［3］党黎军.循环流化床锅炉的启动调试与安全运行 ［M］.北京，中国电力出版社，2002

于季鹏（1985-），男，助理工程师，大学本科，热能与动力工程专业，从事锅炉技术管理工作。