王遠(yuǎn)明 潘永軍

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行，燃燒大顆粒徑煤，本文通過(guò)對(duì)影響循環(huán)鍋爐安全運(yùn)行的因素分析，介紹了瑞平煤電有限責(zé)任公司德平熱電廠兩臺(tái)DG-480/13.7-II2型循環(huán)流化床鍋爐在十幾年的運(yùn)行過(guò)程中，燃燒大顆粒徑煤運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和采取的措施，供同類型機(jī)組參考借鑒。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐;燃燒大顆粒徑煤;鍋爐運(yùn)行調(diào)整

中圖分類號(hào)：TK229.66 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）07-0165-02

1設(shè)備概況

瑞平煤電有限責(zé)任公司德平熱電廠#1、#2鍋爐型號(hào)DG480/13.7-II2型自然循環(huán)、單汽包、超高壓循環(huán)流化床鍋爐。單爐膛一次中間再熱，露天布置。

鍋爐主要由一個(gè)膜式水冷壁爐膛，兩臺(tái)汽冷式旋風(fēng)分離器和一個(gè)由汽冷包墻包覆的尾部豎井（HRA）三部分組成。爐膛內(nèi)布置有六片屏式過(guò)熱器管屏、四片屏式再熱器管屏和一片水冷分離墻。水冷風(fēng)室由前墻水冷壁管彎制而成，水冷風(fēng)室布風(fēng)板由94根φ82.55×12.7mm、水冷風(fēng)室底部由96根φ60×6.5mm的內(nèi)螺紋水冷管加扁鋼組成的膜式結(jié)構(gòu)。水冷室水冷管匯集于后墻、水冷風(fēng)室底部的聯(lián)箱。

爐膛與尾部豎井煙道之間，布置有兩臺(tái)汽冷式旋風(fēng)分離器，其下部各布置一臺(tái)“J”閥回料器。尾部豎井由包墻分隔，在爐膛深度方向形成雙煙道結(jié)構(gòu)，前煙道布置了兩組低溫再熱器，后煙道從上到下依次布置有高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器，向下前后煙道合成一個(gè)，在其中布置有螺旋鰭片管式省煤器和臥式空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱器采用光管式，沿爐寬方向雙進(jìn)雙出。過(guò)熱器系統(tǒng)中設(shè)有兩級(jí)噴水減溫器，再熱器系統(tǒng)中布置有事故噴水減溫器和微噴減溫器。

鍋爐整體呈左右對(duì)稱布置，支吊在鍋爐鋼架上。

鍋爐共設(shè)置有六臺(tái)給煤口和三個(gè)石灰石給料口，給煤口布置在爐前墻，石灰石口布置在后墻，石灰石通過(guò)下二次風(fēng)口進(jìn)入爐膛。爐膛兩側(cè)分別設(shè)置兩臺(tái)多倉(cāng)式流化床風(fēng)水冷選擇性冷渣器。

本鍋爐在爐膛兩側(cè)對(duì)稱各布置兩臺(tái)多倉(cāng)式流化床風(fēng)水冷選擇性冷渣器，爐膛布風(fēng)板上精心設(shè)計(jì)的定向風(fēng)帽（4×20個(gè)）形成高壓流場(chǎng)，推動(dòng)粗重灰粒流向冷渣器;渣從位于水冷壁側(cè)墻的排渣口排入冷渣器;冷渣器流化風(fēng)由1#冷渣風(fēng)機(jī)和2#冷渣風(fēng)機(jī)或一次風(fēng)提供。多倉(cāng)式流化床風(fēng)水選擇性冷渣器能將爐內(nèi)灰送至除灰系統(tǒng)之前篩選出灰中部分細(xì)顆粒，通過(guò)冷渣器回風(fēng)管，將它們送回爐膛，并冷卻剩余的粗顆?；?。每臺(tái)冷渣器布置有205個(gè)耐熱鑄鐵小風(fēng)帽，還布置有三組48片水冷管束，每片水冷管束最下一排管上焊有防磨鰭片以防磨，冷渣器外壁采用膜式包墻水冷壁并與水冷管束共用一個(gè)聯(lián)箱，冷渣器布風(fēng)板由水冷壁彎制而成。冷渣器分為4個(gè)風(fēng)室、3個(gè)冷卻倉(cāng)室，并配有各自獨(dú)立的布風(fēng)裝置。每個(gè)小倉(cāng)用耐火材料砌成的分隔墻隔開，3個(gè)冷卻室內(nèi)均布置有用凝結(jié)水冷卻的水冷管束;冷卻水取自5#低加進(jìn)口前凝結(jié)水，依賴凝結(jié)水壓力經(jīng)冷渣器內(nèi)的受熱面加熱后再送至鍋爐電除塵后低壓省煤器或通過(guò)旁路直接回到汽輪機(jī)5#低加出口。冷渣器單獨(dú)配風(fēng)，三個(gè)倉(cāng)的流化空氣都來(lái)自1#、2#冷渣風(fēng)機(jī)出口的冷風(fēng)或一次冷風(fēng);冷卻室排氣通過(guò)冷渣器回風(fēng)管從爐膛側(cè)墻返回爐膛作為二次風(fēng)補(bǔ)充風(fēng)。通過(guò)風(fēng)水共同冷卻，確保排渣溫度≤150℃。

2019年01月02日零點(diǎn)班，我廠燃料專業(yè)細(xì)碎機(jī)故障，僅能使用振動(dòng)篩保證上煤量，上煤顆粒校對(duì)。但是A、B側(cè)細(xì)碎機(jī)故障不能保障入爐煤顆徑0～9mm，寬篩分粒徑無(wú)法保持規(guī)程規(guī)定粒徑，最大粒徑幾十毫米。直接影響著鍋爐的安全運(yùn)行。

實(shí)際現(xiàn)狀調(diào)查：

#1爐16：00床壓、11.0kPa、床溫780℃，#2冷渣器高、中溫床不過(guò)渣，嚴(yán)重積渣后導(dǎo)致不進(jìn)渣;冷渣器壓死，無(wú)法正常工作。#3冷渣器不進(jìn)渣，高溫床超溫，中溫床由于工藝原因無(wú)法正常放渣，且冷渣器無(wú)法正常排渣：排渣斜管有一個(gè)傾斜角度，無(wú)法正常排渣。#4冷渣器由大滾筒驅(qū)動(dòng)排渣，中溫床無(wú)法放渣，事故放渣正常，高溫床放渣正常，但進(jìn)渣后不走渣，冷渣器無(wú)法正常運(yùn)行，負(fù)荷68MW。

#2爐#4冷渣器運(yùn)行，由于入爐煤顆粒大，排渣管多次堵塞，只能多次處理，保證冷渣器正常運(yùn)行，負(fù)荷46MW。床壓11.6kPa、床溫780℃。運(yùn)行人員調(diào)整難度增大。

影響點(diǎn)分析：

（1）配風(fēng)異常。由于料層臨界流化風(fēng)速隨粒徑的增大而增加，粒徑過(guò)大時(shí)，二次風(fēng)率下降，造成一、二次風(fēng)配比失調(diào)，影響鍋爐燃燒和環(huán)?？刂浦笜?biāo)。

（2）料層流化質(zhì)量變差。粒徑過(guò)大時(shí)，需要加大流化風(fēng)量，造成爐內(nèi)局部流化不良引起床溫升高，易發(fā)生床內(nèi)結(jié)焦。

（3）影響機(jī)組效率。大風(fēng)量高床壓運(yùn)行不僅導(dǎo)致鍋爐磨損爆管事故頻發(fā)，還造成廠用電居高不下，相同條件下風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓的大小與電流的大小成正比，大風(fēng)量高床壓運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)能耗大大增強(qiáng)。

（4）磨損加劇。粒徑過(guò)大時(shí)，達(dá)不到循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致鍋爐出力變低帶不上高負(fù)荷，為解決此問(wèn)題，運(yùn)行時(shí)常常采用減少底渣排放，增大床料量，加大一次風(fēng)量，來(lái)抑制床溫過(guò)高，通過(guò)強(qiáng)行提高爐膛上部的物料濃度和循環(huán)倍率，來(lái)提高鍋爐出力，然而一次風(fēng)量的增加會(huì)使粗大顆粒濃度增大，會(huì)加速爐膛下部區(qū)域水冷壁、耐火耐磨層的磨損。

（5）灰和灰渣含碳量增加。而粗大顆粒居多時(shí)，料層脂粒燃盡率降低，灰渣含碳量增加。煤粒徑粗時(shí)，底渣的份額占得多，這不僅對(duì)于冷渣器造成渣量上的壓力，而且對(duì)于選擇性風(fēng)水聯(lián)合冷渣器，容易發(fā)生內(nèi)部流化不良，結(jié)渣、結(jié)焦堵塞冷渣器的問(wèn)題，即使通過(guò)提高負(fù)壓或人工方法處理冷渣器，亦會(huì)對(duì)鍋爐出力、爐管磨損帶來(lái)影響;煤粒徑細(xì)時(shí)，底渣份額占得少，出渣量小的同時(shí)內(nèi)部流化也相對(duì)充分，冷渣器可連續(xù)正常運(yùn)行。

（6）傳熱分配失衡。爐內(nèi)熱量增大，后續(xù)對(duì)流煙道的對(duì)流換熱減小，容易出現(xiàn)低汽溫;粗大顆粒居多時(shí)，循環(huán)倍率下降，爐內(nèi)吸熱降低，后續(xù)對(duì)流煙道的對(duì)流換熱增加，容易出現(xiàn)高汽溫。

（7）影響燃燒效率。鍋爐燃燒熱損失中較大的一項(xiàng)是固體不完全燃燒損失q4。對(duì)CFB循環(huán)流化床鍋爐來(lái)講一般底渣的含碳量≤2.0%，低于煤粉燃燒鍋爐。但是，飛灰含碳量高于10%的偏多，高于煤粉爐，特別對(duì)燃煤中細(xì)顆粒偏多的情況，當(dāng)燃煤熱值較高、揮發(fā)分含量較低時(shí)（煙煤），飛灰含碳量高達(dá)20%～30%，嚴(yán)重影響了鍋爐燃燒效率。

（8）爐內(nèi)物料濃度變化。顆粒過(guò)粗時(shí)，料層密度增加。

總之，循環(huán)流化床鍋爐粒徑過(guò)粗，超過(guò)規(guī)定的篩分粒徑，導(dǎo)致床溫過(guò)低，鍋爐床壓過(guò)高，有可能導(dǎo)致分層，造成鍋爐流化不良;料層過(guò)厚時(shí)為達(dá)到良好的流化狀態(tài)，必須增加風(fēng)機(jī)出力提高一次風(fēng)機(jī)出口壓頭，克服料層阻力，保證流化風(fēng)量足夠，從而使風(fēng)機(jī)耗電量增加;嚴(yán)重時(shí)風(fēng)機(jī)有效壓頭不能克服料層阻力致使流化風(fēng)量過(guò)小，料層不能正常流化，料層出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振現(xiàn)象，有可能導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦或滅火。排渣熱損失增大，燃燒效率降低，鍋爐整體磨損增大，對(duì)鍋爐正常運(yùn)行帶來(lái)較大風(fēng)險(xiǎn)。

2實(shí)施對(duì)策

（1）保證鍋爐正常運(yùn)行入爐煤量，保證鍋爐入爐煤粒度，盡快投運(yùn)細(xì)碎機(jī)運(yùn)行，保證細(xì)碎機(jī)、振動(dòng)篩正常運(yùn)行，確保鍋爐入爐煤粒徑達(dá)到鍋爐規(guī)程的規(guī)定值。

（2）鍋爐加強(qiáng)排渣，加強(qiáng)床料置換。盡快排出鍋爐床內(nèi)大顆粒，保證鍋爐燃燒正常。

（3）盡量提高冷渣風(fēng)風(fēng)壓，提高冷渣器風(fēng)量，加大對(duì)冷渣器高、中溫床放渣;確保冷渣器正常運(yùn)行，提高冷渣器出力;盡快排出鍋爐床料的大顆粒，盡快降低鍋爐床壓。

（4）鍋爐調(diào)整盡量保持低負(fù)壓或微正壓，盡量減低二次風(fēng)量，盡量降低鍋爐熱量損失，盡快提高鍋爐床溫。

（5）盡量降低爐內(nèi)石灰石用量，加大爐外石灰石用量，確保環(huán)保參數(shù)控制在正常范圍內(nèi)。

（6）鍋爐床壓較高時(shí)，暫時(shí)保持鍋爐相應(yīng)安全的負(fù)荷運(yùn)行，待鍋爐床壓正常后，再逐步升帶負(fù)荷。

（7）鍋爐運(yùn)行人員精心調(diào)整。鍋爐運(yùn)行人員必須樹立強(qiáng)烈的高度負(fù)責(zé)任的工作態(tài)度，提高運(yùn)行操作水平，提高監(jiān)盤質(zhì)量。對(duì)燃料量與負(fù)荷，燃料量與蒸汽壓力、溫度，燃料量與床壓等參數(shù)之間的關(guān)系必須掌握。必須在第一時(shí)間判斷出煤質(zhì)的變化，防止出現(xiàn)汽溫汽壓，床溫床壓急劇變化。

（8）煤質(zhì)變化時(shí)，必須立即降低機(jī)組出力，在降負(fù)荷時(shí)要平滑連續(xù)，防止猛增猛減，防止大起大落。必須將機(jī)組出力降低到安全允許的情況，待條件具備后重新帶負(fù)荷，防止因?yàn)楠q豫拖延而造成事故擴(kuò)大。處理的越慢、時(shí)間越長(zhǎng)，后期的矛盾就越多，事故處理的難度就越大。

（9）煤質(zhì)變化情況下處理方法要正確，要把握住主要矛盾。機(jī)組在降低負(fù)荷時(shí)鍋爐汽機(jī)一定要協(xié)調(diào)一致，相互配合支持。要求在煤質(zhì)差時(shí)，汽機(jī)先降低機(jī)組負(fù)荷出力，鍋爐隨之調(diào)整燃燒，降負(fù)荷的速度要盡可能的使主汽壓力保持穩(wěn)定，使鍋爐供給的熱負(fù)荷與汽機(jī)所需的熱負(fù)荷相平衡，堅(jiān)決避免因?yàn)樨?fù)荷調(diào)整不當(dāng)造成主汽參數(shù)的惡化。

（10）鍋爐運(yùn)行人員加強(qiáng)對(duì)給煤機(jī)煤量進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，盡量增加中間給煤機(jī)煤量;降低兩側(cè)給煤機(jī)煤量，確保鍋爐流化良好，保證鍋爐排渣正常。

（11）日常運(yùn)行要監(jiān)視好輸渣系統(tǒng)參數(shù)，巡檢要認(rèn)真，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，要在第一時(shí)間內(nèi)將負(fù)荷降低到系統(tǒng)允許的程度內(nèi)。從而確保鍋爐運(yùn)行參數(shù)正常。

通過(guò)實(shí)施以上措施，鍋爐的床壓降低到正常值（7～8kPa），床溫提高，爐內(nèi)流化良好，負(fù)荷逐步提升，鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)性得到提高。循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中，遇到燃燒大顆粒徑煤，運(yùn)行人員必須樹立強(qiáng)烈的高度負(fù)責(zé)任的工作態(tài)度，提高運(yùn)行操作水平，提高監(jiān)盤質(zhì)量。對(duì)燃料量與負(fù)荷、燃料量與蒸汽壓力溫度、燃料量與床壓等參數(shù)之間的關(guān)系必須掌握。必須在第一時(shí)間判斷出煤質(zhì)的變化，防止出現(xiàn)汽溫汽壓，床溫床壓急劇變化。精心調(diào)整，確保鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[1]。

3結(jié)語(yǔ)

循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中，遇到燃燒大顆粒徑煤，超過(guò)規(guī)定的篩分粒徑，導(dǎo)致床溫過(guò)低，鍋爐床壓過(guò)高，可能導(dǎo)致分層，造成鍋爐流化不良;給鍋爐正常運(yùn)行帶來(lái)隱患，直接影響鍋爐的安全運(yùn)行，極易發(fā)生事故。要在保障安全的同時(shí)，鍋爐運(yùn)行人員要盡快調(diào)整鍋爐運(yùn)行，合理調(diào)整一、二次風(fēng)量;提高冷渣器出力。盡快降低鍋爐床壓，盡快置換鍋爐床料，提高鍋爐床溫。更是難點(diǎn)操作，因此需要有操作水平高且運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)指導(dǎo)做保障。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的積累和探索，目前我廠兩臺(tái)480t循環(huán)流化床鍋爐安全性得到一定的提高，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫獻(xiàn)斌，黃中.大型循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)與工程應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

收稿日期：2020-03-06

作者簡(jiǎn)介：王遠(yuǎn)明（1983—），男，河南平頂山人，大專，助理工程師，研究方向：循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行。