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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，富通新能源生产销售生物质锅炉
2、，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级过热器和屏式热段再热器，锅炉最大连
3、续出力(BMCR)、锅炉额定出力(ECR)工况下设计床温分别为889和885。ECR工况下锅炉实际运行密相区床温平均值为950，最高温度达到1050。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，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
4、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%2.0%，K20控制在2.0%3.0%，启动用沙最大粒径不大于0.6m
5、m具体粒径分布为00.13mm、0.130.18mm、0.180.25mm及0.250.60mm，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
6、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一6mm、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
7、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
8、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500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
9、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，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
10、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40t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
11、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500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
12、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
13、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890附近，排烟温度从182降低到169，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 (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。
