某670 t/h循环流化床锅炉回料阀堵塞问题分析及处理

程文峰，孙健

(1.中国电力投资集团公司江西分公司，南昌　330006； 2.江西中电电力工程有限责任公司景德镇分公司，江西 景德镇　333000)



某670 t/h循环流化床锅炉回料阀堵塞问题分析及处理

程文峰1，孙健2

(1.中国电力投资集团公司江西分公司，南昌330006； 2.江西中电电力工程有限责任公司景德镇分公司，江西 景德镇333000)

摘要：某循环流化床锅炉频繁发生回料阀立管堵灰，通过分析发现其主要原因为高压流化风风压低，从运行操作、设备改造和技术管理方面提出针对性措施。改进后，回料阀立管堵塞问题得以解决。

关键词：锅炉；循环流化床；回料阀；立管；堵管

0引言

某循环流化床锅炉型号为HG-670/13.7-L·PM19，于2006年7月投产。自2010年1月至今，该炉已发生回料阀堵塞问题26次。2012年2月18日、3月10日发生回料阀堵塞后引发了机组停运。通过与现场运行、技术人员交流，调取当时运行参数，分析查找出了回料阀堵塞的主要原因为高压流化风风压低。

1锅炉设备概况

该炉为自然循环、平衡通风、一次中间再热、超高压参数循环流化床锅炉(CFB)。锅炉采用H型布置方式，主要由炉膛、高温绝热旋风分离器、气动式分流回灰换热器(又称外置换热器)及尾部对流烟道4部分组成。4个高温绝热旋风分离器分别置于锅炉两侧，被其分离的循环物料经立管、分配室分成2路返回炉膛：一路由高温返料室、高温回料斜腿返回炉膛；一路由内、外均流室及外置换热器、低温回料斜腿返回炉膛。

2回料阀堵塞经过和原因分析[1-2]

2.1事发经过

2012-03-10 T 14：58：00，#8机组负荷185 MW，#1分离器立管上部压力测点高；14：59：00，按回料阀堵塞预案进行扰动处理，无效；15：02：00，进一步采取压火处理；15：11：00，#1分离器立管各部基本恢复正常；15：33：00，#3立管上部压力测点突然升高，采取压火处理，无效；16：00：00，#2旋风分离器立管温度异常上升至1 116 ℃；16：17：00，#4旋风分离器立管温度异常上升至1 086 ℃。由此判断#2，#3，#4回料阀均发生堵塞，锅炉停炉，机组与系统于16：28：00解列。

停炉后，工作人员进炉膛检查发现炉膛内靠后墙有松散物料结块，未发现高温焦块；炉膛布风板拼缝开裂(浇注料)，10余个风帽因接管断裂而掉落，致使大量漏入水冷风室的炉渣堵在#2，#3，#4风道燃烧器出口风道；另外，#2回料阀分配室风帽掉落2个，磨损3个，外均流室清灰时发现1块300 mm×400 mm×400 mm耐火材料脱落，#3回料阀中4个风帽磨损。

2.2原因分析

2.2.1立管上、下部压力

图1为#1立管上、下部料位压力变化曲线，图2为#1～#4立管上、下部料位压力变化曲线。正常情况下，立管上、下部料位压力为负值，此时表示料位低于此测点；当物料盖住此测点后，压力为正值。从图1、图2可以看出，14：58：00，#1立管上部压力高，而下部压力已于14：30：00左右上升了1个台阶，即已提前28 min有报警信号；15：33：00，#3立管上部压力高，而下部压力已于15：28：00左右上升了1个台阶，即已提前5 min有报警信号；#2，#4立管下部料位压力早在07：00：00左右就曾有阶跃变化，只是其后的累积变化不如#1立管发展快，且又连续2次受压火处理影响，所以上、下部料位压力高信号在图中几乎同时出现。

图1　 #1立管上、下部料位压力变化曲线

图2　4只立管上、下部料位压力变化曲线

图3　回料阀各风室风压

2.2.2回料阀各风室风压与立管料位

图3是回料阀分配室压力、高温回料室压力以及内、外均流室压力变化曲线。循环灰被旋风分离器分离后落入立管，进入回料阀分配室，再由分配室分成2部分：一部分经高温回料室回到炉膛；另一部分经内、外均流室及外置换热器、低温回料室回到炉膛。循环灰如欲顺利流回炉膛，必须保持回料阀各风室有一定风压、风量，使循环灰处于疏松流动状态。从图3可以看出，回料阀各风室风压在15：00：00左右都有较大压降(此时正是处理立管堵塞的时期)，这意味着循环灰的流动性打折扣，严重时甚至停止流动。

回料阀各风室风压为何会降低？继续检查高压风机母管压力，如图4所示：高压风机母管压力在15：00：00左右发生突降，该突降缺口约15 min。为便于分析，把立管料位、回料阀主要风室风压和高压风机母管风压等图拼在一起，如图5所示。

图5　回料阀主要风室风压与立管料位

图4　高压风机母管压力

至于高压风机母管压力为何会突降，据电厂技术人员对运行操作检查时发现，在处理#1立管出现正压时，增大了#1高温返料风室的风量，风门开度由30%左右增至99%，导致整个高压风系统压力均下降，使#2，#3，#4高温返料风室的风量急剧下降，最终使#2，#3，#4回料阀和立管发生堵塞。进一步收集的高压风机(又称回料阀流化风机)电动机电流、各高温返料室风量变化曲线等证实了此操作过程，如图6所示。

上述情况表明：运行中提高某一高温返料室风量时，应增投1台高压风机，防止高压风系统压力下降，影响其他高温返料室风量。如果受高压风管道系统条件限制，不允许2台高压风机并列运行，应尽快改进该系统。

3小结和建议[3-4]

3.1小结

本次回料阀立管堵灰问题，除了循环灰量过大外，还与循环灰在立管中继续燃烧(即循环灰碳的质量分数过高)、压火后高温返料室风量扰动操作不当有关。循环灰碳的质量分数过高问题与氧量或风量控制不当有关。

3.2建议

3.2.1对设备系统的改进和测量设备的维护

(1)建议加装外置床放灰装置。当循环灰量过大时，将循环灰引至滚筒冷渣器内，使设备在运行中能排出循环灰量，而无需降负荷、降床压运行。目前外置床的放灰坑在炉左侧负零米层，容量小且不易清理，已经废弃。

(2)高压风系统问题。如果高压风管道系统受条件限置，2台高压风机不能并列运行，则应尽快改进该系统。

(3)入炉煤颗粒度过细问题。发电厂燃料运行部门没有调阅颗粒度分析报告，虽然为防止煤粒过度破碎，已经将1级破碎机锤头全部拆除，但煤粒仍然太细。应当在有足够空间场地的情况下，在1级破碎机前增加1级筛分设备，使合格煤粒直接进入煤仓。

图6　风机电流与各高温返料室风量变化曲线

3.2.2对运行操作的改进

(1)回料阀立管堵塞问题的处理(包括对风室的风量扰动操作，压火后对各风室风量扰动操作)。某个回料阀立管堵塞后，对相应风室的风量进行扰动操作时，注意不应降低其他风室的风量，否则应增加1台高压风机，防止其他回料阀立管堵塞。

(2)某个回料阀立管堵塞并压火后，按压火操作要求，在一定时间内应保持各回料阀风室风量正常，在各回料阀风室没有正常风量的情况下，不允许启动一次风机，否则将造成事故扩大。

(3)上述措施中，条件成熟的发电厂应设置相应的操作提示、报警，以随时提醒操作人员。

3.2.3技术管理改进

(1)严格执行缺陷申请、消缺登记和消缺率保持等管理制度，确保消缺的及时性、有效性。

(2)加强煤场管理，适当添置有关设备，争取实现燃用煤质预报，使运行操作人员对煤质变化有提前准备。

(3)修编相关运行规则章程。随着时间的推移、认识的提高和设备实际状况的改变，应发动运行、检修、管理、技术等人员对现行规则章程提修改意见；组织专业技术骨干，集中意见与智慧，把新鲜、有效的运行、检修经验和技术(包括安全、节能、环保和典型事故处理等)溶入新规则章程中；规则章程修定后，应组织宣贯、学习，着重从实际运行操作方面对宣传贯彻学习情况进行检查、验证、考试。对在修编过程中积极参与投入、成绩突出者，应给与适当奖励、晋级或提拔。

4结束语

上述设备改进建议正在计划实施中，改进后，避免了一次回料阀堵塞的可能，由同类原因引起的堵塞问题得到遏制，相应的运行措施已初见成效。

参考文献：

[1]孙献斌，黄中.大型循环流化床锅炉技术与工程应用[M].北京：中国电力出版社，2012.

[2]蒋敏华，孙献斌.自主知识产权大型CFB锅炉的开发研制[C]//中国电机工程学会.2006年中国电机工程学会年会论文集，2006:763-769.

[3]135 MW级循环流化床锅炉运行导则：DL/T 1034—2006[S].

[4]彭小峥，陈念祖，段宏波.江西大型电站循环流化床锅炉的整治和运行情况[C]//中国电机工程学会.2006年中国电机工程学会年会论文集，2006:479-488.

(本文责编：弋洋)

收稿日期：2013-10-11；修回日期：2016-01-18

中图分类号：TM 621

文献标志码：B

文章编号：1674-1951(2016)03-0054-04

作者简介：

程文峰(1970—)，男，江西南昌人，高级工程师，国家注册监理工程师，国家注册一级建造师，从事工程建设和锅炉专业方面的工作(E-mail:chengwenfeng70@163.com)。