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135MW机组CFB锅炉设备稳定运行问题研究与应用
发布时间：2013-08-17 20:23 来源：未知
0、引 言
作为洁净煤发电技术的一种，大型CFB锅炉燃烧技术的应用目前得到了快速发展，国产化最大的2台1 000 t/h CFB锅炉机组已经顺利在四川白马电厂投产，440 t/h的CFB锅炉机组在我国已投产了80多台，大屯发电厂在2003年12月及2005年3月先后两台440t/h CFB锅炉投入商业运行。但是，随着440 t/h的CFB锅炉机组的投运，440 t/h的CFB锅炉设备在稳定运行及煤矸石综合利用上暴露了一些问题。希望通过对440 t/h的CFB锅炉设备稳定运行问题的研究与应用，提高CFB锅炉运行和维护水准，确保机组能够长周期安全稳定运行，促进国产化大型CFB锅炉技术的发展。
1、影响CFB锅炉稳定运行的主要问题
1.1 炉膛及冷渣器的排渣问题
影响大型CFB锅炉长期运行的首要问题是锅炉的排渣问题。炉渣的可靠排放是锅炉稳定运行的基础，也是实现CFB可控制运行的标志。
大屯发电厂的2台440 t/h CFB锅炉，配备2台选择式风水联合冷渣器。锅炉排渣采用J阀风控制，冷渣器排渣采用旋转给料阀控制。由于锅炉掺烧煤矸石，排渣量较大，而冷渣器排渣温度过高，冷渣器经常需要间断运行。通过更换LGT15D型滚筒式冷渣器后，解决了原有风水联合冷渣器堵渣、积渣、大块矸石排不出的现象。冷却后的渣温一般不大于120℃，连续运行近一年来，没有再发生冷渣器堵塞及床料高等问题，富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。
1.2锅炉炉膛布风板的漏渣问题
CFB锅炉炉膛布风板均存在漏渣情况。大量的漏渣将导致水冷风室的堵塞，并使水冷风室磨损严重，危及锅炉的正常运行。通过分析认为，造成炉膛布风板漏渣的原因为：回料布置集中，局部的回料量偏大、布风板阻力偏小、风帽制造粗糙。
大屯电厂6#炉大修时对布风装置进行了改造，改造后的大风帽为钟罩式，采用高铬镍等材料铸造而成。风帽间距大，数量减为1397只，能有效避免对吹、偏转、风室基本不积渣，风帽整体使用寿命三年，改进后设计的风速、布风板阻力能满足流化布风的要求，保证锅炉燃烧稳定。
1.3耐火保温材料的选择、敷设及烘烤
CFB锅炉运行的特殊性——大量含有燃料、燃料灰渣、石灰石及其反应产物的固体床料的内、外循环流动，使得CFB锅炉密相区及循环回路中敷设的耐火耐磨材料受到严重的冲刷磨损及热循环应力及机械振动的影响。因此，对于CFB锅炉来说，耐火耐磨材料的理化性能、施工及最终烘烤，将在很大程度上决定着CFB锅炉能否安全可靠运行。耐火耐磨材料的各项理化性能指标必须达到设计要求，这是耐火耐磨材料性能保证的前提条件；合理的配浆、支模、捣打及配置合适的膨胀缝是耐火耐磨材料安装成型的基础，最终烘烤（通过合理的干燥和烘烤，使墙衬中的水分蒸发、墙体固化并被烧结成高强度的耐火耐磨衬里）是使耐火耐磨材料烧结成型并使之达到耐火、耐磨、耐压、抗折、热震稳定性、高温耐压性能的关键。
1.4原煤仓积煤、堵煤
CFB锅炉原煤仓由于煤粒度小，极易发生煤仓堵煤、不下煤现象，影响锅炉的稳定运行。针对此问题，大屯发电厂通过充分的调研论证得出堵煤的原因主要是煤仓结构设计不合理。上部矩形煤仓体积大而下部方锥形煤斗落煤口面积较小，煤流从上向下流动时形成挤压，加上方锥形煤斗锥体角度较小形成积煤。2005年大修时原煤仓由方锥型改为大角度圆锥型，下部方锥形煤斗改造成双曲线不锈钢煤斗，能有效释放煤层的压力．双曲线煤斗部件材料采用lCr18Ni9T1，锥体角70°。摩擦系数低，阻力小。拆除电动给煤闸门，加装插棍式阻流器，上部方锥型煤仓内体铺设超高分子聚乙烯板，原煤仓容积虽减少了五分之二，但堵煤问题已根本解决。煤仓改造后，经历过湿度很大的原煤考验，煤流顺畅、均匀，没有出现积煤、堵煤现象。特别指出的是，原煤仓改造工程由发电厂自行设计的，双曲线煤斗已申请专利，专利局已受理。
1.5辅机存在的问题
(1)-次风机的振动及噪声。在135 MW等级的大型CFB锅炉中，许多电厂都选用了豪顿华公司的一次风机．该风机在运行中可以满足锅炉的需要。该风机结构上较特殊，风机的进风口为狭长形，风机轴系振动较小，但风机的机壳振动较大，滚动轴承容易烧损且引起风道的振动，风机噪声严重超标。2005年6#炉大修，对原为滚动轴承主轴系统改造成道奇滑动轴承主轴系统，一次风机滚动轴承改造成美国道奇滑动轴承，为解决风箱振动，本次大修对一二次风机出口风道全部进行改造，将风道拐弯直角处改造为流线型圆弧过渡，从风机出口逐渐增大风道流通截面积减少冲击点，同时加装导流板，加强连接固定，改造运行后噪声降低20 dB(A)。风机电流也降低了10A。
(2)二次风机出力选型偏小。在锅炉满负荷运行时，二次风机的风门开度在90%左右，在煤质变差时，二次风机出力略显不足，在燃用设计煤种时，不能满足110%额定蒸发量的需要。从二次风机本身看，在二次风机开度为l000/o时，其工作电流没有超过额定最大电流，但二次已经没有调节余地。故可能是锅炉厂提供的阻力偏小造成设计选型偏小。对CFB锅炉而言，由于锅炉正压运行，一二次风机的出力应有一定的裕度。
(3)取消多余风机。①播煤风机。设计时播煤风是经播煤增压风机运行的，通过实际运行证明，由一次风直接担当播煤风播煤效果仍然很好，炉膛内的床温床压以及整个炉膛的燃烧状况没有受到任何影响。本次大修直接拆除了额定功率为315 kW的播煤增压风机，气流走直线，减少阻力，简化了播煤风系统，减少了用电，提高了机组的效率。②点火风机。锅炉点火时一次热风通过点火增压风机进入点火枪系统，而实际运行时点火风机出口风压还没有一次风压高，说明点火风系统漏风和阻力大，点火风机没有起到应有的增压作用，为减少系统阻力，操作简单、便捷，节约用电．7#炉2006年4月份大修时取消了额定功率为185 kW的点火风机。由一次热风通过调节风门直接输送给点火枪系统。③冷渣器流化风机。7。炉大修时，流化选择性风水联合冷渣器改造为LCT15D型滚筒式冷渣器，从而拆除了7#炉两台额定功率为185 kW的冷渣器流化风机。降低了用电量，提高了机组的效率。
2、锅炉运行技术的优化调整
(1)床料温度优化调整。床料温度是指燃烧密相区内流化物料的温度，在运行过程中要加强对料层温度监视，一般控制在850aC~950℃之间，温度过高，脱硫效果差，且易使流化床体结焦，床温低易使锅炉效率低。床温的控制调整主要通过调节给煤量、一二次风量配比及返料量的控制。
(2)料层差压优化调整。在CFB锅炉运行中，都是通过监视料层差压值来判断料层厚度的。料层厚度越大，测得的差压值亦越高，一般控制在7—9 kPa之间。料层过厚，会引起流化不好、磨损大。且会造成灭火，料层过低，锅炉燃烧不稳定，床温变化大。在运行中，应根据所燃用煤种设定一个料层差压的上限和下限作为炉底排渣开始和终止的基准点。
(3)锅炉负荷的优化调整。负荷调节性能好是CFB锅炉显著优点之一。负荷调整时应着重调整好物料平衡和热量平衡。负荷调整一般与风量、风速、物料浓度的变化方向一致，通过调整风量、风速、物料浓度的增减便可自动增减负荷。
(4)冷渣器排渣的优化调整。通过严格控制碎煤机出口的煤粒粒径，保证煤粒1.8 mm左右的比例占50%，不能有9mm以上的煤。合理调整滚筒冷渣器转速及冷渣水量。为减少不完全燃烧损失，在排渣时应尽可能将靠近排渣口的给煤机停掉，尽可能采用定期排渣。
