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1、 604沈阳热电厂 220t/h 循环流化床 锅炉常见问题分析及对策 杨守春 陈海荣 (沈阳热电厂，沈阳，110026) 摘 要：沈阳热电厂三期现安装的 2 台 HG-220/9.8-L.PM18 型循环流化床锅炉自投运以来，锅炉本体及附属设备相继暴露出一些问题，有的非常有代表性。本文对循环流化床锅炉及辅助设备常见故障予以总结、分析、制定对策，供同类型机组借鉴，并可事先采取相应的措施加以避免。 关键词：循环流化床锅炉 问题 分析 对策 沈阳热电厂三期工程新安装的2台哈尔滨锅炉有限责任公司设计制造的HG-220/9.8-L.PM18型循环流化床锅炉。2 台锅炉于 2002 年 10 月相继投产后
2、，经过一年多的运行，2 台锅炉均出现一些故障问题，严重影响电厂的安全生产和经济运行。为此，我们对流化床锅炉设备故障进行了认真的研究和分析，总结经验教训，寻找解决问题的对策，以便对 CFB 锅炉出现的问题有清楚的了解和全面认识，今后避免类似情况的发生，保证设备安全经济运行。 1 设备概况 沈阳热电厂三期安装的 2 台 220t/h 循环流化床锅炉，哈锅采用引进 Alstom 公司技术进行基础设计，并完全按照引进技术所确定的原则进行设计制造。锅炉采用循环流化床燃烧技术，循环物料的分离采用汽冷旋风分离器。锅炉采用平衡通风。 锅炉主要由炉膛、汽冷分离器、自平衡 U 型回料阀和尾部对流烟道组成。燃烧室蒸
3、发受热面采用膜式水冷壁，水循环采用单汽包、自然循环、单段蒸发系统。采用水冷布风板、大直径钟罩式风帽，具有布风均匀、防堵塞等优点。燃烧室内布置翼墙式水冷屏来增加蒸发受热面。燃烧室内布置屏式级过热器。 锅炉采用 2 个直径约为 5 米的汽冷分离器，布置在燃烧室与尾部对流烟道之间，外壁由膜式壁组成，并作为过热器的一部分，内衬耐磨耐火材料，分离器上部为圆筒形，下部锥形。 汽冷分离器回料腿下布置一个非机械型回料阀，回料为自平衡式，流化密封风用高压风机单独供给。 锅炉设有膨胀中心，各部分烟气、物料的连接、烟道之间设置性能优良的非金属膨胀节。 2 锅炉常见问题分析及对策 2.1 床料结焦 结焦是循环流化床锅
4、炉运行中较为常见的问题，沈阳热电厂在冷渣器改造后运行的半年中，炉605膛发生几次结焦。 2.1.1 原因分析 （1）一次风过小，低于临界流化风量，物料流化率低。 （2）风帽损坏，造成布风板布风不均匀，部分料层不流化。 （3）压火时操作不当，冷风进入炉内。 （4）炉内耐磨耐火浇注料脱落，造成局部流化不良，过热而结焦。具体特点是，床压升高、 但料层厚度不真实。 （5）点火初期，炉膛内给煤量及给煤时机控制不当。在点炉初期，在床温低或媒质较差时，给煤不均，或给煤量过大，使煤难以完全燃烧，造成炉内可燃质大量积累，形成低温结焦。 （6）给煤系统发生故障，原煤斗棚煤、断煤时，油枪投入不及时，造成床温过低，局
5、部结焦。 2.1.2 对策 （1）保证良好的入炉煤质，特别是粒度、细度、熔点等指标，起炉前清除炉内杂物。 （2）点火初期给煤时，不得过快过猛，要遵循少量间断的原则，观察氧量及床温变化，若无变化，应立即停止给煤并继续提高床温，最后过滤到正常给煤。大多数点火结焦多是由于无经验，给煤过多，造成床温飞升造成的，如我厂在机组投运初期曾几次发生上述高温结焦现象。 （3）根据床温上升情况，及时调整给煤量，保持流化良好，避免床温大幅度变化。控制床温最好在 850950之间运行。 （4） 控制好运行中料层差压来控制料层厚度。 料层太薄， 床温不平衡、 容易吹穿、 还容易结焦；料层太厚，阻力太大，流化不好同样结焦
6、。 （5）在正常停炉或压火过程中，应在低负荷运行一段时间，充分燃烧积累的燃料，然后停止给煤，进一步减小一次风量，当温度低于 800时，快速切断一次风和引风，封炉，进行压火。沈阳热电厂 5#炉曾经在压火过程中给煤量未控制好，压火后然后起炉时因床温低而造成低温结焦。 （6）经常对风帽进行检查，避免磨损后通风不均。 2.2 给煤机故障 每台锅炉配有 2 套给煤机，每套给煤机又包括上、中、下部，总共两个给料口，每个给料口上布置两个下煤管，两侧给煤机的供煤分别进入，下有电动插板阀。煤从后墙进入密相区。给煤机运行后先后出现很多问题，直接影响锅炉的正常运行。 2.2.1 原因分析 2.2.1.1 机械方面
7、1）称重给煤机皮带滚轮与电机对轮连接的销轴经常断，皮带自身不能调长短，更换十分不便，设计结构存在不合理性。 2）清扫链在运行中链轴经常脱落、损坏。 3）中、下部刮板给煤机刮板卡异物，造成链子断、刮板变形，链子运行一段时间变松。我厂在运行中多次发生链子松、卡塞、断链现象。 4）上、下部给煤机插板门经常开关不动，进煤卡死。 5）清扫链工作不好或堵煤后，皮带滚上进煤，皮带跑偏。 6062.2.1.2 密封方面 1）下部给煤机插板不严，一侧给煤机发生故障需要检修、另一侧给煤机运行时，炉膛正压将煤粉大量从下部给煤插板吹出，造成严重的环境污染及无法检修。 2）给煤机减速机轴承密封不好，进煤粉，轴承抱死导致
8、温度升高、烧坏。 2.2.1.3 保护、计量方面 1）常出现断链信号，给煤机跳闸，但实际还断链，原因是安装位置不精确，有偏差。 2）称重不准。 3）堵煤信号位置安装不合理，受环境影响大，堵煤后信号不出现，造成真正堵煤。 2.2.2 对策 （1）定期检查,监督给煤机的机械运转情况，发现问题及时处理。 （2）对减速机轴承端盖及密封进行改造，将单侧密封改为双侧密封，并加装吹扫风，改进 后效果很好。 （3）严格控制碎煤系统的杂物，避免铁件、木块、玻璃丝物等进入给煤机，造成链板弯折、卡断。 （4）改造下部给煤机落煤管插板，使之密封良好、开关自如。 （5）热工、电气调整好控制和保护装置。 2.3 风帽磨损
9、 循环流化床锅炉布风装置的磨损主要表现在风帽的磨损上。沈阳热电厂 5、6#炉布风板由水平膜式管屏和风帽组成，306 个不锈钢制成的钟式风帽按一定规律焊在水冷管屏鳍片上。6#炉在运行中曾几次发生风帽磨损，其中较严重一次发生在 2004 年 3 月份，此次共更换风帽 32 个。 2.3.1 原因分析 （1） 物料回料口附近区域风帽的磨损， 其主要原因是由于较高颗粒浓度的循环物料以较大的平行于布风板的速度分量冲刷风帽。 （2）运行中风帽角度发生变化，原因是风帽点焊不牢，在一次风作用下，角度由 45变成 90。另外，由于一次风压过大，超出正常 5kpa，使与之相邻的 4 个风帽均被吹损磨坏。 （3）一
10、次风压过高，2004 年 3 月我厂 6#炉风帽磨损，有相当一部分是由于风压过高造成的，风帽磨坏后向风室漏渣，使一次风被迫增加，造成风帽内套管磨损加剧。 2.3.2 对策 （1）运行中在保证床层正常流化的情况下，尽量减小一次风压。 （2）经常检查风帽，当风帽小孔角度发生变化时及时处理、焊牢，对物料回料口附近区域风帽的磨损要及时更换或采取表面处理措施。 （3）防止物料漏到水冷风室，发现及时处理。 2.4 耐磨耐火材料失效 流化床锅炉耐磨耐火材料自身特性及施工质量的好坏，将直接影响锅炉的使用寿命。我厂 2 台炉在运行后，相继发生了汽冷分离器、回料阀、燃烧室密相区、床下启动燃烧器、水冷风室、汽冷屏等
11、多处保温开裂、磨损、脱落等问题。 6072.4.1 原因分析 （1）建设单位施工质量差，捣打不实、施工及监督人员经验不足，未能严格按照设计要求和材料厂家提供的施工要求施工是耐火材料损坏的主要原因。如我厂 5、6#炉汽冷分离器旋风筒运行一周就发生脱落。 （2）未严格执行哄焙烧结工艺标准，哄炉时间短，使材料中的水分未完全转化为水蒸气逸出，运行后爆破。 （3） 原安装使用材料不能满足实际现场要求， 材料理化性能不合格， 材料耐压强度、 抗折强度、耐磨性、热震稳定性差。 。 （4）冲刷磨损是 CFB 耐火材料，严重磨损区为高温分离器入口、分离器旋风筒的入口正对面、燃烧室密相区、水冷风室出口风道及四周膨
12、胀节处等。 （5）耐火材料随着温度的升降，产生膨胀或收缩，如果此膨胀或收缩受到约束，材料内部就会产生应力。 2.4.2 对策 耐磨耐火材料破坏主要是温度循环波动、热冲击、机械重力、及固体物料的冲击造成的。应采取以下措施。 （1）选择优质高强度耐磨耐火材料，增加耐磨性和使用寿命。 （2）严格监督施工安装质量。 （3）按照生产厂家提供的烧结曲线进行哄炉。 （4）停炉时，对易磨损部位及时进行检查，发现问题及时处理。我厂 6#炉就曾因耐磨材料脱落而爆管。 2.5 炉膛水冷壁管磨损 炉膛水冷壁管磨损大约可分为四种情形： （1）炉膛下部密相区耐火耐磨层卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损； （2）炉膛四个角
13、落区域的磨损； （3）一般水冷壁管的磨损； （4）不规则区域管壁的磨损。 2.5.1 炉膛下部密相区耐火耐磨层卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损 2004 年 1 月，在对 5#炉炉膛下部卫燃带与水冷壁管交界处检查时，发现交界处防磨瓦有一部分磨损，特别是炉膛四角区域。此处水冷壁管子的规格为：交界处为608 变径到515，515 敷设耐火材料（卫燃带） 。由于当时经验不足，我厂在已磨损防磨瓦上加盖了自制的防磨瓦（用76 的管子割成） ，结果仅运行一个月就发生了管壁漏泄、管子冲刷磨损严重，具体位置在炉膛东北角的卫燃带与水冷壁管交界处，后加装防磨瓦部位两侧管子上。 原因分析： （1）原防磨瓦的磨损。
14、一是因为在过渡区内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运行方向相反，因而在局部产生涡流；二是沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变，因而对水冷壁管产生冲刷。 （2）加防磨瓦后的管子磨损。新加不规则防磨瓦后，瓦面明显凸起、超出水冷壁管子表面，直径与水冷壁管子也不匹配，造成沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变，因而对水冷壁管产生严重冲刷。 对策：拆除所有新加装的防磨瓦，换上原厂家制造的防磨瓦；对局部磨损的防磨瓦可暂不处理，608待全部磨损后予以加装；采用电弧喷涂技术。 2.5.2 炉膛角落区域的水冷壁磨损 我厂 5、6#炉水冷壁的磨损，主要集中在炉膛下部卫
15、燃带与水冷壁管交界处的炉膛四角区域。 其原因是沿内壁表面向下流动的固体物料浓度比较高，同时流动状态也受到破坏。另外，汇集于直角区域的颗粒比在一侧水冷壁平壁上的颗粒对金属表面碰撞造成冲击磨损的机会大。 对策：在角区域增加扩散风。 2.5.3 不规则区域管壁的磨损 循环流化床锅炉对水冷壁管的布置结构要求很高，运行经验表明，即使很小的几何尺寸变化或不规则都会造成局部的严重磨损（不规则部分包括炉墙开孔处的弯管、管壁上的焊缝、炉内的测试元件、热电偶等） 。 我厂 6#炉在水冷壁安装中，安装单位未能将焊在水冷壁鳍片上的吊点清除，运行 3 个月后，发现吊点附近左右水冷壁发生冲刷磨损，最多减薄量达到 5mm，
16、磨损速度达 2.3m/h。 对策：清除原施工吊点、磨平，更换已磨损的水冷壁管，并将焊缝、密封条角焊缝全部打磨平整。 2.6 柔性补偿器撕裂问题 我厂 5、6#炉在累计运行半年左右，出现了 5#炉主 1#主一次风膨胀节撕裂；6#炉水冷风室膨胀节爆开现象，后来经过检查，发现其它膨胀节有的也出现了龟裂和表面变质现象。均造成被迫停炉。2004 年 4 月 4 日，5#炉 2#主一次风上部膨胀节再次出现蒙皮穿孔漏风，威胁锅炉的安全运行。 2.6.1 原因分析 （1）安装质量问题，非金属膨胀节蒙皮接头处未粘结好，局部漏风后开裂。 （2）非金属膨胀节质量问题，表现在蒙皮耐温耐压能力差。 （3）运行中一次风压有时过高，超出正常值 5Kpa。 （4）内侧挡板周围保温脱落，使膨胀节超温。 （5）现场检修时焊接飞溅物烫伤非金属膨胀节蒙皮。 2.6.2 对策 （1）选择质量和性能合格的非金属膨胀节。 （2）安装时最好由制造厂家负责安装，并注意蒙皮接口处安装质量。 （3）
