床温偏高处理

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1、440t/h循环流化床锅炉床温偏高原因及对策循环流化床(CFB)锅炉是采用洁净煤燃烧技术的具有商业运行价 值的锅炉，近年来在大型化方向上得到了迅速发展。CFB锅炉燃烧技 术具有氮氧化物排放浓度低，燃烧过程中加石灰石直接脱硫，燃料适 应性广、燃烧效率高、灰渣可以综合利用、负荷调节范围大等优点， 在世界范围内得到广泛的应用和发展。但在实际运行中因床温超出设 计值，经常出现锅炉无法带满负荷的问题，甚至出现高温结焦而被迫 停炉，不同程度地影响锅炉安全稳定经济运行。江苏贾汪电厂 440t/hCFB锅炉在调试期间和投产后曾出现过这类问题，因此对该炉 床温偏高的原因进行了分析，并提出相应对策，富通新能源生产

2、销售 生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机、秸秆压块机压制的生 物质颗粒燃料。1、设备概况贾汪电厂135MW机组技改工程2号机组锅炉为哈尔滨锅炉厂(以 下简称哈锅)生产的440t/h超高压参数、单汽包、一次中间再热、 水冷布风板、588个大直径不锈钢钟罩式风帽、床上4支与床下2支 油枪联合点火启动、2只内径为7.72m的高温绝热旋风分离器、自平 衡U回料阀炉膛后墙四点给煤、平衡通风、半露天布置锅炉，是目前 江苏省最大的CFB燃煤锅炉，锅炉型号为HG-440/13.7-L.YM12，炉 膛宽度为13.70m，深度为7.22m，锅炉最高点标高为53.80m.炉膛 内布置双面水冷壁、屏式II级过

3、热器和屏式热段再热器，锅炉最大 连续出力(BMCR)、锅炉额定出力(ECR)工况下设计床温分别为889C 和885C。ECR 工况下锅炉实际运行密相区床温平均值为950C，最 高温度达到1050C。2、床温控制理论CFB锅炉稳定燃烧及床温控制的关键是合理的循环物料平衡、热 量平衡。其中，物料平衡是CFB锅炉正常运行的基础.只有合理的物 料平衡才能建立合理的热量平衡，使炉膛运行中换热系数与设计中所 取的值相当，控制床温在设计范围内。物料的循环包括内循环和外循环，循环物料实质上是一种热载 体，它将燃烧室密相区里的热量带到炉膛上部，使炉膛内的温度场分 布均匀，并通过多种传热方式与水冷壁进行换热。因此

4、，只有提高内、 外循环物料量及炉膛中上部的物料浓度和传热系数（其传热系数为煤 粉炉的46倍），才能有效地控制床温，锅炉才能升到高负荷。内、 外循环物料来源于煤、石灰石、启动床料中的细颗粒及补充床料。参 与外循环的物料粒径在100250um，飞灰粒径在100um以下，过大 的颗粒沉积在密相区，无法参与循环，不能有效地将热量传递出去。 因此，增加参与循环的物料份额是CFB锅炉正常运行的关键，同时也 是控制床层密相区温度在设计范围的关键。3、床温偏高原因3.1启动床料偏粗哈锅认为启动床料可以用沙，也可用原有床料，要求控制启动用 沙中的Na20、K20含量，以免引起床料结焦，其中Na/0控制在1.0%

5、 2.0%，K20控制在2.0%3.0%，启动用沙最大粒径不大于0.6mm.具 体粒径分布为 00.13mm、0.130.18mm、0.180.25mm 及 0.25 0.60mm，分别占10%、20%、30%和40%，要求启动用原有床料最大粒 径不超过3mm。鉴于电厂附近无符合要求的启动用沙，2号炉启动床料来源于l 号炉排渣，将其平铺于水泥地上，用压土机进行碾压，再用筛孔内边 长为3mm的平板筛进行筛分后得到符合哈锅要求的启动床料。启动床料经筛分发现粒径分布不理想，大颗粒份额较多，能参与 物料循环颗粒较少，导致锅炉在启动过程中物料循环倍率偏低，锅炉 热量平衡无法达到设计要求，最终锅炉因床温高

6、而无法带满负荷。3.2原煤灰分及粒径偏小贾汪电厂锅炉用煤主要为徐州地产优质烟煤，设计、校核和实用 煤质特性如表l所示。折算灰分分别为7.06、10.27和14.07g/MJ。 大型CFB锅炉运行表明，当折算灰分大于21g/MJ时CFB灰平衡较容 易实现；当折算灰分小于8.25g/MJ时CFB灰平衡比较困难，需要定 期或连续补充固体物料。实用煤质折算灰分偏小，需要长时间和合适 的工况才能积累足够的循环物料，但难于控制，不能满足生产需要。哈锅对入炉煤粒度的要求为：最大粒径d W6mm、d50=1.8mm 及d6mm的颗粒为12.8%， dso为1.04mm，d0.6mm的颗粒为38.3%.均匀性系

7、数为0.7733。因 此，输煤系统中的碎煤机在现有调整手段下，其出口煤粒度分布无法 满足哈锅要求，一方面粒度分布均匀性系数颇低，入炉煤中大颗粒较 多，这部分煤沉积在炉内密相区中反复燃烧，引起密相区床温偏高； 另一方面d0.6mm的颗粒比例是设计值的1.92倍，入炉煤中过多的 细颗粒使得燃烧后形成的灰粒很细，分离器的分离效率降低，导致参 加循环的物料量下降，无法将密相区的热量带出，加剧了密相区床温 偏高的程度。3.3冷渣器对排渣无选择性2号炉排渣系统配置从意大利进口的风冷钢带式冷渣器，炉渣由 布置在前墙下部的2个排渣口直接依次排放到运动中的第1、第2级 冷渣器钢制履带上，经风冷后排入渣库。该冷渣

8、器对排出的炉渣没有 选择性，在排出大渣的同时不可避免地将一部分细渣一起排出，现场 观察发现炉渣中大渣直径为20mm左右，细渣占了很大一部分，因此 引起了参加内、外循环的物料量下降，导致了炉内密相区床温偏高。 3.4锅炉启动时间长锅炉冷态试验前，锅炉炉膛内首次加入启动床料，在冷态试验和 锅炉点床下、床上油枪启动升温升压期间循环物料会因磨损而消耗一 部分：在锅炉蓄能降压冲管期间，当床温达到500C投煤后锅炉负荷 低，会出现由投煤生成的循环物料无法补偿因磨损而消耗的循环物料 的问题。因此，根据1号炉调试经验，在2号炉冲管结束后将炉内床 料全部放尽，向炉膛中重新加入70t合格的启动床料，床料静止高度

9、达到1.1m，床料流化后平均床压为10kPa。机组整套启动调试阶段，锅炉升温升压速度受到物料循环系统内 耐火材料升温速度的限制，哈锅推荐的冷态启动时间为8h，正常冷 态启动时间比常规煤粉炉长。另外，这期间锅炉安全门整定、蒸汽严 密性试验、汽机与电气试验以及消缺的时间和锅炉纯燃油时间很长， 床料和循环物料流失较多，而该炉又没有设计补料系统，导致投煤前 床压下降到5kPa。炉内料层太薄引起床料蓄热能力和受热面传热系 数下降，而且会引起流化风局部穿层，床温分布均匀性变差，再加上 循环物料量少，导致热量聚集在密相区，床温过高。3.5回料阀出力过大该炉循环物料量本身就偏少，且在锅炉升负荷过程中逐步增加，

10、 而回料阀通流能力裕量颇大，回料阀充气总量因高压流化风机为定速 的罗茨鼓风机且无旁路而无法调整，仅能调整回料阀松动风与返料风 间的配比，但松动风门和返料风门皆为手动翻板门，其调节特性差且 因悬在半空中而不方便及时调整。因此，经常发生回料阀出力大于循 环物料量的情况，引起立管料位低，部分回料阀松动风反窜到分离器， 分离器效率因此降低，使得循环物料量更少，最终导致炉内密相区床 温升高。4、控制床温的对策及注意事项4.1对策(1) 在停炉全面消缺期间，将炉内床料全部排空，重新加入合格 的原有床料70t，并在甲侧煤仓内加入40七合格的原有床料作为补充 床料，将入炉煤灰分控制在35%以上。(2) 在锅炉

11、启动过程中纯燃油期间，通过关小回料阀松动风门和 开大返料风门的方式控制回料阀出力，降低循环物料量，增加立管料 位，可提高床温升速率，防止因松动风反窜而导致循环物料流失，缩 短锅炉纯燃油时间。(3) 在投煤前1h，通过甲侧输煤线将甲侧煤仓内的床料补充到炉 膛内。当床压为10kPa和床温为500C时开始给煤，并通过适量连续 排渣的方法继续维持床压，然后在满足锅炉启动曲线要求的基础上， 尽量缩短启动时间，加快升负荷速率，直到锅炉满负荷运行。(4) 投煤后，通过逐步开大回料阀松动风门和关小返料风门的方 式提高回料阀出力。试验发现回料阀出力与炉膛出口压力呈同一方向 变化，通过改变引风自动的定值可以在集控

12、室方便地细调回料阀出 力，从而保证比较稳定的立管料位。当锅炉长时间低负荷运行及炉内 床料流失量比较大时，一定要在适量连续排渣的前提下通过临时补料 系统向炉内添加床料，以保证炉内床料粒度分布合理和足够的循环物 料量。4.2注意事项传统理论认为床温主要是通过调节一次风量控制，但锅炉实际运 行表明一次风量对控制床温的作用有限。一方面一次风量不能低于最 低流化风量，以保证炉内床料流化质量和床温分布的均匀性；另一方 面过大的一次风量会引起大量炉内床料流失，床压明显下降，床温不 降反升，所以一次风量应控制在设计值附近的小范围内变动。5、效果针对2号炉整套启动调试过程中出现的床温高问题，在机组投产 后锅炉启

13、动过程中采用上述的过程控制方式，实现了循环物料平衡的 动态控制，有效地消除了因循环物料反窜而引起的分离器效率降低的 问题，增加了锅炉各种负荷下的循环物料量，相应地升高了锅炉稀相 区床压，从而保证床温在锅炉启动全过程中处于受控状态。锅炉在额 定工况运行时，密相区平均床温保持在890C附近，排烟温度从182C 降低到169C，飞灰可燃物含量从3.64%下降到2.08%，锅炉效率提 高了 1.17%。机组投产后，由于煤种变化和锅炉负荷变动时运行人员没有及时 调整工况等原因，锅炉曾多次发生床温超限问题，在电厂技术人员掌 握了床温控制操作要领后，目前锅炉床温超限问题得到了解决。6、改善床温可控性的建议(

14、1) 锅炉厂应加强旋风分离器的优化设计，进一步提高分离器效 率，以改善锅炉运行特性和提高床温可控性。(2) 锅炉厂应进一步分析探讨返料装置的通流能力，优化设计U 阀直径及风帽小孔直径，避免通流能力太大，导致立管料位太低，返 料风容易穿透料层，降低分离器效率。(3) 在返料系统施工过程应严格管理，保证其严密性：在烘炉后 应将排湿孔严密封堵，确保不漏风，以保证正常的物料循环。(4) 经研究发现分离器对沙子的分离效率高于对炉灰的分离效 率，建议启动床料采用合格的沙子，以加快建立循环物料平衡。(5) 建议对石灰石系统进行完善化工作，尽快正常投用该系统， 一方面可实现其脱硫功能，另一方面石灰石可作为补充床料用来提高 循环物料量。