一起非典型的流化床锅炉超温事故原因分析及预防措施

杨学峰

摘 要：循环流化床锅炉（以下简称CFB锅炉）具有排放污染低、燃料适应性广、燃烧效率高及负荷适应性强等优点。但是，CFB锅炉在运行过程中也存在较多问题。本文通过分析一起因引风机动叶调节连杆脱落而引起的屏过超温事故，旨在探讨处理此类事故的正确办法，为生产运行人员提供借鉴。

关键词：CFB锅炉;超温;引风机

中图分类号：TK227 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）34-0075-03

Cause Analysis and Preventive Measures of an Atypical over

Temperature Accident of a CFB Boiler

YANG Xuefeng

（Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp， Ltd.，Jinan Shandong 250100）

Abstract： CFB boiler has the advantages of low emission pollution， wide fuel adaptability， high combustion efficiency and strong load adaptability. However， there are many problems in the operation of CFB boiler. This paper analyzed an over temperature accident of the screen caused by the falling off of the regulating link of the induced draft fan moving blade， aiming to explore the correct way to deal with this kind of accident and provide reference for the production and operation personnel.

Keywords： CFB boiler;overtemperature;induced draft fan

CFB锅炉运行产生的问题比较多，需要生产运行人员吸取事故处理经验和加强事故演习，保证其安全运行。本文通过分析一起因引风机动叶调节连杆脱落而引起的屏过超温事故，旨在探讨处理此类事故的正确办法，为生产运行人员提供借鉴。

1 引风机动叶调节连杆脱落引起屏过超温的过程

1.1 该CFB锅炉简介

某发电厂2×300MW CFB机组的锅炉是东方锅炉生产的亚临界参数国产化循环流化床汽包炉，自然循环，单炉膛，一次中间再热，汽冷式旋风分离器，平衡通风，露天布置，燃煤为无烟煤，固态排渣，过热蒸汽温度设计值为540℃[1-3]。

1.2 事件发生经过

事发时运行方式：该机组投自动运行方式，负荷293MW，汽压16.5MPa，主汽温度539℃，再热汽温度540℃。某日14：12，炉膛压力由+50Pa突升至+800Pa，炉膛压力高报警。A、B引风机动叶开度由51%开到81%，热一次风流量大幅波动，由289kNm3/h突降至80.2kNm3/h，见表1。

14：14，由于热一次风量低，锅炉MFT动作（热工定值<176kNm3/h，延时100s）。4min后，热一次风量为219kNm3/h时，炉膛压力突升，最高至+2 731Pa，锅炉压力保护引发BT（锅炉跳闸，下同）动作（保护定值：±2 489Pa，MFT延时2s，BT延时10s）。14：19，炉膛负压低至-3 744Pa，引风机（A、B）跳闸。锅炉MFT动作时参数如表2所示。运行人员立即按BT动作进行事故处理，复归BT保护，组织恢复燃烧。

恢复燃烧过程中，因汽包水位调节不及时，造成锅炉汽包水位高达+279mm以上，引发锅炉第二次BT保护动作[汽包水位高>190mm（四取三），延时5s]，运行人员再次按BT动作启动程序进行处置。

14：49，运行人员合上了一次风机6kV开关后，发现这样无法以变频方式开机，即断开一次风机（A、B）6kV开关，触发第三次BT，后再次启动锅炉。16：50，负荷升至100MW，调节B引风机挡板开度时发现电流没有变化，通知锅炉辅机班及热控人员到场检查。17：05，发现B引风机动叶执行器连杆销子脱出，执行器连杆失去作用。17：32，B引风机动叶调节连杆检修处理完成，继续升温升压带负荷，恢复正常运行状态。

1.3 屏过超温的数据记录

1.3.1 负荷损失。负荷最低为26MW，因异常少发电量81万kW·h，一级供热中断250min，二级供热中断210min。

1.3.2 设备情况。屏式过热器5号屏过、8号屏过连续在3个不同时段管壁严重超温，大于超温定值560℃，对屏式过热器造成了一定的危害，最高至639.5℃。五号和八号屏过测点数据详见表3和表4。

1.4 屏过超温原因分析

在锅炉发生跳闸时，运行人员手动关闭减温水电动总门及减温水调门，在恢复燃烧过程中，屏过出口壁温开始缓慢上升，未注意屏过出口蒸汽温度已迅速上升，未及时开启减温水电动总门。15：43超温报警后运行才開启减温水电动总门和开启一级右侧减温水调门，16：03分屏过发生第一次超温。

16：26，运行人员发现屏过再次超温后才迅速开大减温水，此时屏过温度快速下降，运行人员迅速将减温水全关，而未充分考虑此时锅炉燃烧已经恢复并逐渐增加燃烧量，炉内燃烧在加强的情况。随着屏过壁温上升，又开启减温水，但未按照屏过温升率及时调节，造成减温水量不足，出现第三次屏过超温。第三次超温与第二次超温原因一样。

三次超温原因主要是运行人员对减温水调整不及时和缺乏预见性，整个处理过程仅关注主蒸汽出口汽温，未注意屏过壁温、屏过出口汽温及温升速率，未正确把握减温水调整原则：一级减温器作为主调节方式保证屏过金属温度及蒸汽温度不超温，二级减温器作为微调节方式保证高过金属温度及主汽温度不超温。

同时，热控逻辑也有不完善之处，屏过壁温测点没有与减温水电动总门建立连锁关系。

2 防止屏过超温的应对措施

2.1 对风机连杆进行排查并形成定期检查制度

由于本次屏过超温的直接原因是引风机动叶连杆脱落，后续要排查全厂风机系统执行器连杆插销，对于单螺帽，采取增加并帽方式进行紧固。运行人员要对风机连杆进行定期巡回检查，检修人员也要将对风机连杆检查纳入点检范围。

2.2 加强运行人员事故处理和事故演习培训

加强集控运行人员对事故处理和事故演习的培训，尤其是MFT和BT事故处理和事故演习培训。同时，完善锅炉MFT、BT事故处理标准操作卡，事故处理严格按照操作卡进行。在机组启停或发生故障时，汽温由专人调整和监视，杜绝受热面超温现象发生[4-6]。

2.3 完善屏过壁温与减温水调门关联的热控逻辑

根据上述分析，热控人员对减温水调节门特性重新检查后，在DCS增加热控逻辑如下：屏过第五屏6个壁温测点中发生2个温度测点（即六取二）超过550℃时，即联开一级右减温水调节门至10%，后随着测点温度升高或降低进行自动调整;屏过第八屏6个壁温测点中有2个温度测点（即六取二）超过550℃时，即联开一级左减温水调节门至10%，后随着测点温度升高或降低进行自动调整。

2.4 完善一、二级减温水调节门与电动总门的热控逻辑

在DCS增加热控逻辑如下：过热器一级、二级减温水调节门自动开度大于5%时，过热器减温水电动总门应连锁开启;再热器一级、二级减温水调节门自动开度大于5%时，再热减温水电动总门应连锁开启。

2.5 锅炉启动过程要严格按照升温曲线进行

投煤过程中，按照升温曲线严格控制床温升速率，做到给煤均匀，风煤比控制合适。在蒸汽流量不足以冷却受热面时，应及时降低床温;待蒸汽流量足以冷却受热面时，再提升床温。根据温度上升情况，及时监视减温水参与自动调整的情况，必要时，运行人员进行手动调整。要密切注意屏过壁温的变化，控制各段壁温、汽温不得超温。调整时，注意控制过热器一、二级减温器喷水后温度至少高于饱和温度11℃以上。

2.6 加强机组在低负荷运行时的调整

在正常运行调整中，当机组负荷降至160MW以下时，屏过出口汽温将明顯上升，此时可加大屏过入口减温水量，降低进入屏式过热器的蒸汽温度，增加蒸汽在屏式过热器的吸热量，保证屏过壁温在正常范围内。

机组低负荷运行时，可根据系统各处温度情况，适当开大汽机调节汽门，以降低主蒸汽运行压力，增大蒸汽流通量，加强对各受热面的冷却。运行调整中，应控制高负荷高床温，低负荷低床温，控制合适的过量空气系数，从而控制炉内合适的辐射换热。在升降负荷时，根据各阶段汽温特性及时调整减温水流量。由于屏过管程长，在炉内双回程布置，因此，接受高温辐射换热强，汽温的调节滞后性强，进行汽温调整时应做到有预见性，在稳定工况下尽可能投入减温水自动控制。在运行工况不稳时，应加强对减温水流量的监视和干预，必要时手动进行调整，但应做到调节均匀，对降温水调节门不宜猛开猛关，防止汽温出现大幅波动。总之，调整减温水流量时，应做到有预见性、连续性及相互之间的协调性，避免锅炉受热面发生超温现象。

3 结语

本文提出了防止CFB锅炉屏过超温的一些措施，对于CFB锅炉安全运行起到了较好的作用，希望能对其他不同容量的CFB锅炉运行过程中防止锅炉受热面不发生超温事故有所帮助。

参考文献：

[1]冯俊凯，沈幼庭.锅炉原理及计算[M].北京：科学出版社，2003.

[2]王智微，孙献斌，吕怀安，等.循环流化床燃烧无烟煤的试验研究[J].发电设备，2001（4）：7-10，18.

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[4]沈凯，陆继东，陈交顺，等.专家控制在循环流化床锅炉燃烧控制系统中的应用[J].动力工程学报，2003（4）：2557-2559.

[5]宋畅，吕俊复，杨海瑞，等.超临界及超超临界循环流化床锅炉技术研究与应用[J].中国电机工程学报，2018（2）：338-347，663.

[6]高明明.循环流化床锅炉床温动态模型[J].热力发电，2018（3）：45-50.