CFB锅炉调试中存在的问题探讨

12009届本科毕业设计（论文）题目：CFB锅炉调试中存在的问题探讨班级：学号：姓名：指导教师：谭欣星年月2CFB锅炉调试中存在的问题探讨-学生姓名：学号：所在函授站：班级：指导教师：完成日期：2009年9月3目录摘要1前言2四川锅炉厂150T/H流化床锅炉简介3150T/H流化床锅炉冷态试验取得的相关数据4150T/H流化床锅炉调试中存在的问题及原因分析5150T/H流化床锅炉调试后采取的对策6150T/H循环流化床锅炉的调试后整改建议参考文献致谢4CFB锅炉调试中存在的问题探讨摘要某公司自备热电站一台CG－150/3.82－MXI循环流化床锅炉从2006年7月投入调试运行以来至2006年12月，锅炉出现结焦，运行负荷达不到设计要求，参数波动大参数稳定性差，同时冷渣器故障不能正常运行，耐火浇注料脱落等造成停炉，给安全生产和文明生产带来极大影响；锅炉燃烧工况调整与冷态试验数据有一定偏差。经过对问题的认真分析，结合厂家意见和冷态试验数据，对存在的问题逐一进行解决，基本达到设计要求，实现正常运行。现将调试心得作简要介绍。关键词：循环流化床锅炉调试结焦浇筑料5前言（1）循环流化床锅炉的由来与发展循环流化床锅炉的前身是沸腾炉，也称鼓泡床，它是德国人温克勒于1921年发明的。循环流化床锅炉真正成为具有工业使用价值是在五六十年代，到现在为止，最具代表性的是芬兰奥斯龙公司的循环流化床锅炉、德国鲁奇公司的循环流化床锅炉、美国巴特利的多固体循环流化床锅炉及德国BABCOCK的循环流化床锅炉等，其中芬兰奥斯龙公司的循环流化床锅炉影响较大。六十年代末期，为了提高锅炉的燃烧效率，奥斯龙公司对运行风速为3m/s的鼓泡流化床锅炉采用了高温旋风分离器来实现细粉与烟气的分离，从而进行再循环。实验表明，燃烧效率得到了很大提高。随后，奥斯龙公司在芬兰制造了第一台功率为15MW的商用循环流化床锅炉，当时燃料使用泥煤。现在，奥斯龙公司已经生产了许多循环流化床锅炉，并实现了由小型向大型化发展。（2）循环流化床锅炉的特点1）燃料适应性广由于大量灰粒子的稳定循环，新加入循环流化床锅炉的燃料(煤)将只占床料的很小份额。由于循环流化床的特殊流体动力特性，使其中的质量和热量交换非常充分。这就为新加入燃料的预热、着火创造了十分有利的条件。而未燃尽的煤粒子通过多次循环既可增加其炉内停留时间又可多次参与床层中剧烈的质量和热量交换，十分有利于其燃尽。这就使循环流化床锅炉不仅可高效燃用烟煤、褐煤等易燃煤种，同样可高效燃用无烟煤等难燃煤种，还可高效燃用各种低热值、高灰分或高水分的矸石、固体垃圾等废弃物。2）锅炉的截面热强度高、效率高同样由于流化床中剧烈的质量和热量交换，不仅使燃烧过程能在较小截面内完成，还使炉膛内床层和烟气流与水冷壁之间的传热效率也大大增加。这就使循环流化床锅炉的炉膛截面和容积可小于同容量的链条炉，沸腾床锅炉甚至煤粉6炉。由于锅炉具有循环分离装置，而且分离器的效率高达99%以上，该流化床锅炉热效率也达到了85%以上，燃烧效率在98%以上。3）锅炉负荷调节范围宽循环流化床锅炉中床料绝大部分是高温循环灰，这就为新加入燃料的迅速着火和燃烧提供了稳定的热源。因而循环流化床锅炉的负荷可以很低，如额定负荷的30%左右，无需辅助的液体燃料，也不会发生煤粉炉难于保持正常燃烧甚至熄火的情况。由于同样原因，循环流化床锅炉能够适应负荷的快速变化。从国内循环流化床锅炉用户的运行情况来看，在30-110%负荷范围内运行，汽温、汽压均能保持在正常范围。4）可以通过向炉内添加石灰石进行脱硫可利用脱硫剂进行炉内高效脱硫是循环流化床锅的突出优点。常用的脱硫剂是石灰石。通常循环流化床锅炉的床温保持在800-1000oC之间，过高可能因床内产生焦、渣块而破坏正常流化工况，过低则难以保证必要的燃烧温度。而这一区间正是脱硫反应效率最高的温度区间。因而在适当的钙硫比和石灰石粒度下，可获得高达80%--90%的脱硫率。同样由于较低的燃烧温度，加以分级送风，使循环流化床锅炉燃烧时产生的氮氧化物也远低于煤粉炉。这样，燃煤循环流化床锅炉的二氧化硫和氮氧化物排放量都远低于不加烟气脱硫的煤粉炉，可轻易地控制到低于标准允许排放量的水平，符合环保要求，属于清洁燃烧技术。5）易于实现灰渣综合利用循环流化床燃烧过程属于低温燃烧，同时炉内优良的燃尽条件使得锅炉的灰渣含碳量低，灰渣活性好，可作为水泥的掺和料或建筑材料，同时低温烧透也有利于灰渣中稀有金属的提取。2.四川锅炉厂150T/H流化床锅炉简介四川锅炉厂生产的CG－150/3.82－MXI循环流化床锅炉系单锅筒横置式自然循环、“水冷旋风分离器”中间布置、膜式壁炉膛前吊后支、全钢架π型结构、室外布置、床下点火锅炉。锅炉构架采用钢结构，焊接成一个整体，整台锅炉均由搁置在构架顶部的大板梁悬吊，锅炉运转层标高为7米。锅炉的竖井烟道自上而下布置了高温过热器、低温过热器、中级省煤器、下级省煤器、上级空气预热器、下级空气预热器。省煤器蛇形管均为水平布置，炉膛及旋风分离器四周均以7膜式壁包覆。本锅炉设有两个热烟气发生器，作为点火热源，设置在炉前左右两侧风室中。该炉采用炉前给煤，返料炉后返回。该炉配有一台一次风机、一台二次风机和两台引风机。返料风由一次风出口直接供给，播煤风由二次风供给。该炉配有武汉高雄公司生产的两台水冷气槽式冷渣器。主要设计参数表1锅炉主要设计参数序号项目名称符号单位数据1锅炉蒸发量（MCR）Dt/h1502过热蒸汽压力PMPa3.823过热蒸汽温度t℃4504给水温度tgs℃1505冷空气温度tlk℃306排烟温度py℃1387锅炉热效率η%89.3燃料特性表2锅炉的设计及校核燃料特性序号项目符号单位设计煤种校核煤种1碳Car%47.7743.502氢Har%4.762.853氧Oar%4.410.814氮Nar%0.60.885硫Sar%1.501.686灰分Aar%10.526.987水分Mar%30.4713.388挥发分Vdaf%35.1637.519低位发热量Qnet.arMJ/kg20.8316.73150T/H流化床锅炉冷态试验取得的相关数据010002000300040005000600070008000900005101520253035404550液力耦合器调节量（%）阻力（Pa）布风板阻力300mm料层阻力400mm料层阻力500mm料层阻力600mm料层阻力700mm料层阻力图：布风板及料层阻力与液耦调节量关系图（因为风流量测量有问题）数据显示：布风板阻力曲线正常，料层阻力曲线合理，反料器能正常工作。在运行中，500mm料层时一次风机液偶开度在30%即可达到流化，而且返料器工作。4150T/H流化床锅炉调试中存在的问题及原因分析（1）结焦在调试过程中总共发生了三次结焦，前两次是局部结焦，后一次是大面积结焦。局部结焦发生时间一次是生火阶段，一次发生在升负荷阶段。大面积结焦发生在正常运行阶段的断煤处理过程中。1)循环流化床锅炉结焦的原因分析结焦是料层中的颗粒因燃烧温度过高，超过了灰渣的变形温度，而发生粘结成块9的现象。结焦后形成的大渣块，破坏了正常的流化燃烧使运行中的锅炉被迫中断停运，造成事故。结焦的直接原因是床料局部或整体温度超过灰熔点或烧结温度。循环流化床锅炉正常运行时炉膛温度一般控制在850--950℃左右。实际操作运行中，不论在点火升温阶段还是正常运行阶段，都有可能引起结焦事故。一旦发生结焦，将严重影响锅炉设备的安全经济运行，且打焦时易损坏布风板、风帽、炉墙及水冷壁管等部件。结焦主要分高温结焦和低温结焦两种型式。高温结焦是点火升温阶段经常发生的事故，升温时燃煤发生爆燃，造成床温迅速升高，当温度达到灰熔点以上时，使炉膛结成一个整体的焦块表面。当床层整体温度低于灰渣变形温度，由于局部超温而引起的结焦称为低温结焦。低温结焦常在启动和压火时的床层中出现，也可能出现在高温旋风分离器的灰斗内，避免低温结焦，最好的办法是保证床料良好的流化状态和正常的循环倍率，使温度均匀，防止局部超温。锅炉在压火期间，床料处于静止状态，如果漏入小风，热的床料中的可燃物获得氧气，便会产生燃烧。由于燃烧产生的热量不能及时带走，使局部区域床料超温而结焦。2)实践表明，影响循环流化床锅炉结焦的主要因素有以下几点：a)炉膛温度过高，超过燃料煤灰熔点温度；b)料层太厚或不均匀，造成流化风量过大或过小；c)点火底料厚度及热值、入炉煤粒度、灰熔点值等；d)运行风量太低、运行中给煤量变化大；e)床温表失灵运行人员误判断；（2）冷渣器其结构特征是，它由冷渣段和输渣段组成，所述冷渣段的机架中装有相对水平面为一端较高而另一端较低而与水平线的夹角β为3—8°的倾斜式布风板，该布风板上有开孔率为5—15％的小孔，布风板下方是有冷空气进口的风室，所述冷渣段有外壳，该外壳的宽度是布风板宽度的2—10倍，热渣进口设在该外壳上且位于布风板高端上方，布风板两侧有垂直段，预热空气出口设在外壳另端上部，冷渣段的外壳中装有循环冷却水管，加热后空气直接排入尾部烟道。水冷气槽式冷渣器运行不稳定，锅炉多次被迫停运。故障主要表现在101)电动排渣阀对排渣量不好控制，只能通过控制排放时间定时启闭。若控制不好则有自流出红渣现象，达不到冷渣效果。2)冷渣器进风管道和布风板设计不合理。主要是对炉底渣颗粒特性认识不足，有的颗粒太粗，不能形成气槽；再加之管道系统布置不甚合理，三个风室配风不均匀，有抢风现象，给风不正常,不能形成有效气槽，无法投入运行。3)排渣温度高冷渣器流化风出力不足、流量小，冷渣器床压低，流化不良，热渣的冷却效果差，排渣温度高于设计值。4)冷渣器堵塞热渣经排渣阀首先进入第1风室上部布风板，因流化风量小，在此不能得到充分流化，热渣在第1风室段结焦，引起冷渣器堵塞。5)各风室装有差压测点，其风室差压不便于冷渣器流化工况的监视与调整。（3）床下点火燃烧器1）CFB锅炉风道燃烧器曾发生烧损严重变形。预燃室圆筒周围浇筑料全部烧流，尤其顶部完全烧化，钢板变形严重；混合风进风管端部烧秃且变形严重；端面φ32mm×4mm冷却风管烧损；油枪内、外套筒之间间隙变小；其它部位耐磨耐火料多处出现较大裂缝；与水冷风室连接的膨胀节处耐磨耐火料部分脱落；风道燃烧器温度测点端部全部烧流。2）风道燃烧器设计问题油枪稳燃罩的叶轮遮盖系数太大，造成油枪火焰燃烧时呈火轮状，旋流强度太强，造成火焰贴壁燃烧，燃烧室内热烟气热量不能及时被一次风带走，使得局部区域温度过高。端部配风管节圆直径偏小，管径太细（φ32mm×4mm），冷风流量小，压不住火，预燃室内壁得不到良好的冷却。3)配风不当风道燃烧器共2路进入风，均来自一次风机出口。其中1路为油枪配风，经稳燃罩进入燃烧室内，用于油燃烧所需空气。此风量按α=1.1考虑，每支油枪所需的配风量为Vp=10618m3/h（在标准状况下）。另1路是混合风，从预燃室的内外筒之间流过，对预燃室内筒起到冷却保护作用，所需混合风量Vh=16700m3/h（在标准状况下）。因油枪配风、混合风风道上未设流量测量装置，只能按挡板开度的大小来控制风量，不能准确控制实际用风量。4)燃烧器油压力取样位置不合理压力取样点在油角阀后，当正常点火开启油角阀时，取样点油压会迅速下降（正常油压为1.8MPa），当油压降到1.4MPa时，发生OFT，致使点火失败，此现象频繁发生，导致油枪周围局部温度变化较大。115）壁温测点安装位置不当测点端部未插入内筒壁内，不能真实反映内壁温度，造成温度指示的失真。6）设备及安装质量问题发现油系统截止阀、油角阀不严、内漏，停止油枪后，燃油继续渗入风道燃烧器内，使耐磨耐火料周围表面存有燃油。待下次点火时，则出现耐磨耐火料周围表面油燃烧现象。风道燃烧器内浇筑料未严格执行材料厂家施工技术要求和热养护技术工艺，致使耐磨耐火料表面粗糙和形成多处贯穿性裂纹。（4）风系统一次风机风机的设计工作点选择不合理，致使一次风机调节特性不好。达到设计出力时的液耦开度大约在40%，而TB点的液耦开度在100%，风机常在低效区运行，不利于风机自