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1、 保定热电厂技改工程 450t/hCFB 锅炉的调试及运行 安国银 边 疆 赵建英* 彭 波 魏 刚 张宝瑞 周若明 杜建桥 阎维平* （河北省电力试验研究所，石家庄，050021，*保定热电厂，保定，071051， *华北电力大学，保定，071003，3， ） 摘 要：本文详细介绍了保定热电厂#8 机组 DG450/9.81-1 型循环流化床锅炉的调试运行的全过程，讨论了启动调试中存在的设备、运行等问题，调试工作的体会，对国内火电厂陆续投运大型循环流化床锅炉具有重要的参考价值。 1 锅炉概况 保定热电厂#8 锅炉是由东方锅炉厂引进美国 FW 公司技术生产的首台国内最大容量的DG450/9.8
2、1-1 型高压、单汽包、自然循环 CFB 锅炉。 锅炉共设有六台给煤装置和四个石灰石给料口，给煤装置和石灰石口全部置于炉前，在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置。炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室，通过膨胀节与风道点火器相连，风道点火器一共有两台，其中各布置有一个高能点火油燃烧器；炉膛密相区水冷壁前后墙上还分别设置了两支床上点火油枪，用于锅炉启动点火和低负荷稳燃。炉膛左右两侧各设置两台多仓式流化床风水冷选择性排灰冷渣器和一个飞灰再循环燃烧接口。 炉膛与尾部竖井之间，布置有两台汽冷式旋风分离器，其下部各布置一台“J”阀回料器。在尾部竖井中从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器、螺旋肋片
3、管省煤器和空气预热器。过热器系统中设有两级喷水减温器。 从一次风机出来的风经过暖风器、预热器加热后第一路进入炉膛下部风室，通过布置在布风板之上的风帽使床料流化，并形成向上通过炉膛的固体循环，该管路上还并联有两只风道点火器，共配一台点火增压风机，以克服锅炉点火时点火器的阻力；第二路，经预热器后的热风进入冷渣器选择室和第一冷却室， 作为这两个室的渣冷却、 流化介质， 冷渣器出风作为二次风引到炉内； 第三路，经预热器后的热风经两台给煤增压风机增压后，送至六台气力播煤机；第四路由风机直接向冷渣器第二、三冷却室供冷风，作为这两个室渣深度冷却介质。从二次风机出来的风第一路经暖风器、空气预热器后，直接经炉膛
4、上部的二次风箱进入炉膛；第二路，从二次风机鼓出的冷风直接作为给煤皮带的密封用风。“J”阀回料器共配备有两台高压头的罗茨风机，每台风机出力为 100%，正常运行时，一台运行、一台备用。锅炉于 2002 年 11 月 7 日正式投入试运行。 182锅炉主要性能参数如下（设计煤种） ： 项 目 单位 数 据 锅炉最大连续蒸发量 t/h 450 过热蒸汽出口压力 Mpa 9.81 过热蒸汽温度 540 给水温度（BMCR） 228 锅炉保证热效率 % 91.2 钙硫比 Ca/S / 2.3 煤粒度 Mm 0-8.5,d50=1.5 石灰石粒度 Mm 0-1.5,d50=0.45 脱硫效率 % 90 S
5、O2排放值 Mg/mn3 404 NOx 排放值 Mg/mn3 114 CO 排放值 Mg/mn3 191 床 温 896 排烟温度 131 计算排渣率 % 50 2 调试内容 循环流化床锅炉与煤粉炉相比，具有以下主要特点：在炉内高温和物料浓度较高的区域敷设有耐火耐磨材料；燃烧室底部布置了布风板，其作用是使流化风均匀的流入床料，使床料流化；采用床料循环系统，确保燃料的充分燃烧；锅炉燃用粒径在 10mm 以下的煤，要求原煤破碎系统稳定可靠；锅炉负荷通过热量平衡和飞灰循环倍率两个方面来调节；锅炉排渣采用选择性风水联合冷渣器，通过排渣风和旋转排渣阀控制锅炉的排渣量；由于 CFB 锅炉炉内流态化工况、
6、燃烧过程较复杂，因此其自动控制系统要求高。 基于上述特点， CFB 锅炉的调试重点和难点主要在烘炉、 冷态流化试验、 投煤、 排渣等几方面。以下简要介绍这几方面的调试过程。 2.1 炉内耐火耐磨材料的烘烤 CFB 锅炉上的耐火耐磨材料主要分布在点火风道、 冷渣器、 水冷风室、 炉膛密相区、 炉膛出口、J 阀回料器、旋风分离器及其出入口等部位，其中点火风道、冷渣器、J 阀回料器、水冷风室采用的是耐火耐磨浇注料，其余部位采用的是耐火耐磨可塑料。为了节省工期，对上述这些部位的烘烤共分两个阶段进行，第一阶段是点火风道和冷渣器的烘烤；第二阶段是锅炉整体烘烤。为保证旋风分离器的烘烤效果，第二阶段又分两步进
7、行，第一步在炉膛出口加装隔板，重点烘烤炉膛密相区、J 阀回料器、旋风分离器及其出口；第二步拆除加装在炉膛出口的隔板，烘烤过程与锅炉吹管同时进行，其烘烤区域包括整个锅炉本体范围内的所有耐火耐磨材料。 1832.1.1 点火风道与冷渣器的烘烤 按照耐磨材料厂家提供的烘烤控制温度曲线，在整个烘烤阶段从室温升到 700以上需要经历150、350、550三个恒温阶段约 90 小时，如果直接使用点火风道中的正式油枪（油枪出力1650kg/h） ，温升速度和恒温水平无法满足材料要求，达不到良好的烘烤效果，因此对冷渣器和点火风道的烘烤采用了特制的出力为 20100kg/h 的小油枪进行。小油枪有直流、射流、旋
8、流三股配风，均采用压力为 0.4MPa 以上的干燥的压缩空气，使用燃料为0 轻柴油。按照烘炉措施要求，视各部位的温升情况适时增投油枪数量， 确保烘烤中的升温速度和恒温水平达到厂家提供的烘烤控制温度曲线的要求。从整个实际烘烤过程看，升温速度和恒温水平基本满足了措施要求，烘烤质量达到优良。 2.1.2 锅炉整体烘烤 在点火风道和冷渣器已进行烘烤的基础上，对锅炉的整体烘烤采用点火风道中的正式油枪进行。考虑到升温速度和恒温水平在不同阶段有不同的要求，烘烤初期采用单只出力为 600kg/h 的油枪（油枪出力可调节，调节比 1:3） ，油枪出力调到最小，随着烘烤时间的延长和温度的升高，及时调整油枪出力。当
9、两侧点火风道内的油枪无法进一步提高烘炉温度时，开始逐一更换出力为1650kg/h 的油枪。烘炉过程中除了用油枪出力来调控温升速度和恒温水平外，还通过调整炉底流化风量实现对烘炉温度的控制。 烘炉时用锅炉本体上各部位正式的烟温测点进行烘烤温度监测。 考虑到水冷风室、炉膛密相区、旋风分离器等部位的耐磨耐火材料为首次烘烤，为防止磨损和温升过高，第一阶段整体烘炉时炉内不加床料、不投煤，直接使用床下点火风道内的油枪来完成。这一阶段炉膛密相区和 J 阀回料器内的烟气温度最高只能升到 600左右。根据耐磨浇注料和耐火可塑料的性能要求，当其表面温度达到 400以上时就开始固化，因此烘炉温度升到 600并稳定一定
10、时间后第一阶段整体烘炉完成。 由于炉膛密相区耐磨可塑料已得到固化，因此第二阶段整体烘炉开始前往炉内加装粒度为 08mm 的含碳量不超过 2的炉渣，料层厚度 800mm，完成各项冷态流化试验后锅炉开始点火进行第二阶段整体烘炉。由于在第一阶段温升已到 600，因此这一阶段从点火到炉膛温度升到 600的升温速度有所加快，所需时间大约 10 小时。当升到 600并稳定一定时间后，按照烘炉措施要求，锅炉开始投煤，并视温升情况适当减少燃油量、增加燃煤量，同时注意蒸汽压力，当汽压达到锅炉吹管压力时，锅炉开始吹管。这一阶段尽管与锅炉吹管同时进行，但还要以烘炉为主，严格按照烘炉措施进行升温和恒温。 按要求这一阶
11、段整体烘炉最高温度达到 800。 在这一段烘炉时注意，若吹管打靶合格，而烘炉恒温时间不足时应继续升温、恒温，若烘炉恒温时间已满足要求，而锅炉吹管打靶仍不合格时应继续吹管，直至合格。注意协调好二者的关系，保证烘炉和吹管的效果。 2.2 锅炉冷态试验 循环流化床锅炉运行时，炉内床料流化质量的好坏（包括流化的均匀性、流化风量大小）直接关系到锅炉的稳定经济运行，因此循环流化床锅炉冷态试验的内容主要有以下几项： 2.2.1 测定炉膛布风板空板阻力特性 在炉膛布风板未加床料的情况下，测试在不同流化风量下布风板的阻力（水冷风室压力与布风184板上压力之差） ，找出流化风量与布风板阻力的关系如下图。 图 1
12、流 化 床 空 板 阻 力 特 性 曲图 1 流 化 床 空 板 阻 力 特 性 曲 线线020004000600080000100000200000300000400000500000布风板阻力 Pa流 化 风 量 Nm3/h流化风量 Nm3/h2.2.2 测定炉膛不同厚度料层时的阻力特性和床料的临界流化风量 图 1 流化床空板阻力特性曲线 一次风流化风风量 Nm3/h图2 740mm厚度料层阻力曲线 在炉膛布风板上加入粒度为08mm的含碳量小于2的床料，床料的中位径在1.5mm左右。试验中分别在料层厚度为350mm和740mm时测定料层阻力与流化风量的关系， 并绘制料层阻力与流化风量的关系
13、曲线（曲线图如上所示） ，从关系曲线上可以看出临界流化风量为95000Nm3/h左右（关系曲线上：起初阻力随风量增加而增大，风量达到一定值后阻力不再增加，此时的风量即为临界流化风量） ，另外还可通过现场观察确定临界流化风量。 2.2.3 观察炉膛布风板的布风均匀性和床料流化特性 当完成上述试验后，保持炉膛出口压力为50Pa，逐渐增大风量直至料层完全流化，通过炉膛185左右侧的人孔门观察床料流化是否均匀，突停风机后，再观察床层表面是否平整，流化良好时表面应平整。试验过程中由于炉膛内加入的床料较湿，试验初期流化不好，后经反复吹扫烘干，床面趋于平整。试验过程中发现，只要床料粒度均匀而且干燥，床料的流
14、化均匀性就好，风机停运后料层表面就平整，同时也表明布风板布风均匀。 2.2.4 冷渣器空床阻力特性测试及冷态排渣试验 ? 冷渣器空床阻力特性测试 启动引风机、一次风机，保持炉膛出口压力为5050Pa，选取其中一台冷渣器进行试验。将冷渣器选择室和各冷却室的风门开展，将炉底流化风风门开度固定在 40，一次风系统的其它风门关闭，通过调节一次风机入口风门的开度来改变到冷渣器的风量，测量冷渣器每一风室布风板阻力与相应流量的关系。下图所示的是甲前冷渣器冷却 1 室的空板阻力曲线。 ? 冷渣器冷态排渣试验 通过调整冷渣器选择室和冷却室的风门开度使冷渣器的选择室、冷却 1 室、冷却 2 室、冷却 3室分别建立
15、起 1811Nm3/h、1952Nm3/h、2712Nm3/h、3445Nm3/h 的流量。 保持炉内床料为流化状态，控制炉膛床压比冷渣器选择室床压高 12KPa，逐渐开启冷渣器进渣管的排渣风，通过选择室的人孔门观察炉膛向冷渣器的排渣情况。试验中发现，当冷渣器排渣用风风门开度达到 30或排渣风风压达到 4.0kPa 左右时，炉膛内的渣开始向冷渣器流动。随着排渣风压的进一步提高，排渣量逐渐增大，然后再适当减小排渣风量（排渣风风压不低于 4.0kPa） ，排渣量并无明显减少。通过对四台冷渣器的排渣试验发现，一般当排渣风压力达到 4.0kPa 左右时炉内的渣就可以连续、稳定排出。同时通过第三冷却室下
16、的调节旋转排料阀的开度可以维持冷渣器内的床压。 布 风 板 阻 力 Pa 室流化风量 Nm3/h1冷却6000 50004000300020001000 0 16000 14000 10000 12000 8000 6000 2000 4000 0 图 3 甲前冷渣器冷却 1 室布风板阻力曲线 2.3 锅炉点火升压及运行 锅炉初次整体启动点火时，考虑到升温时间较长，炉内床料损失较多，因此炉内床料厚度一开186始就加到 800mm 左右，点火时首先投入一侧油枪，当两侧点火风道内的温度达到稳定时再投入另一侧油枪，维持两只床下油枪总出力在 2400kg/h 左右。按照冷态试验的结果，炉底流化风总风量控制在 90000Nm3/h 以上，根据床温的实际升速适当调整流化风总量。按照措施要求，炉膛平均床温达到 600时锅炉开始投煤。 初期投煤时先投运一台给煤机且给煤机间断运行， 当床温有明显升高、炉膛出口氧量有明显降低时给煤机才能连续运行， 根据锅炉汽侧升温升压的
