淺談循環流化床鍋爐的調試

lhaAcadcJo腿al ElectronicPublishin比較u以判斷風帽堵塞。如相差較大贏明部分循環流化床（CFB）鍋爐是近年來發展應用于電力、化工生產的新型煤清潔燃燒技術。CFB鍋爐效率與一般煤粉爐相當，負荷調節性能好，煤種適應性強，可穩定燃用低熱值、低揮發份、低灰溶點、高硫份、高灰份的煤種。尤其是在爐內流化低溫（850~900°C）燃燒過程中，通過添加適量脫硫劑（石灰石粉）和分級供風燃燒，同時實現爐內脫硫和抑制NOx生成量，使排煙S2和NOx的含量大大減少，減輕了燃用高硫煤發電對環境的污染，有效緩解電力生產和環境保護之間的矛盾。同時可一并解決常規煤粉爐發電機組長期存在的一系列問題，如：燃用低揮發份無煙煤和高灰份劣質煙煤時，鍋爐燃燒不穩定，燃燒效率低；燃用低灰熔點煤時，爐內易出現結渣和難以適應煤種變化；調節負荷能力差等問題。此外，CFB鍋爐其工藝流程和設備都相對簡單易于操作，運行成本也相對較低，是目前最為成熟的清潔燃燒技術之一。近年來，先后承擔了巴基斯坦拉克拉電站3X220t/hCFB鍋爐、四川內江高壩電廠1X410t/hCFB鍋爐、寧波中華紙業自備電廠2X220t/hCFB鍋爐、重慶愛溪電廠1X220t/hCFB鍋爐、寧波鎮海煉化第二熱電站2X220t/hCFB鍋爐等數十臺、不同容量的循環流化床鍋爐的調試工作。針對循環流化床鍋爐的特殊性，就此談一些個人觀點和體會。

　　1循環流化床鍋爐的冷態試驗CFB鍋爐的冷態試驗是CFB鍋爐調試中相當重要的階段，它為將來鍋爐的啟動、燃燒調整、參數控制及負荷調節提供可靠數據，這樣不僅能減少操作上的失誤，提高判斷上的準確度，還將大大提高調試質量冷態試驗包括風量測量裝置的標定、布風板空板阻力試驗、料層阻力試驗、床料平整程度檢查和臨界化速度的確定，對于采用選擇性冷渣器的CFB鍋爐，還包括選擇性冷渣器的布風板和料層阻力試驗。

　　1.1風量測量裝置的標定不僅對大型燃煤電站鍋爐，對循環流化床鍋爐這項試驗也相當重要。試驗的目的在于求出流量修正系數，用于修正風量測量表計，為運行和調試人員計算入爐風量提供，它的特殊一面是當某一料層高度下的臨界流化風速確定后，此時的風量值將作為唯一標準，而不是以風機調節執行機構的開度為依據。

　　今后運行時，運行人員可待輔機運轉平穩后，直接將風量增加到此工況下對應的臨界流化風速，既省時又準確。具體試驗方法是：首先根據現場風管的實際情況裝設臨時測孔（今后也可使用）再根據各測量裝置所在管道的尺寸，確定測點數量和位置；用便攜式電子微壓計測量各工況下各測點的風速；采用等截面平均方法確定各工況下的實際風量；經與風量測量裝置測得的風量比較，計算出風量修正系數。

　　1.2布風板空板阻力試驗和料層阻力試驗布風板空板阻力試驗的前提是風量測量裝置的標定及修正工作已完成和各流化風帽已逐一清通，這對于保證試驗結果的準確性是至關重要的。

　　布風板空板阻力試驗的方法是：是風機全程調節范圍內，選取幾個不同開度，在維持爐膛壓力一定的前提條件下，測量每一開度下布風板下風箱的風壓，以此作為曲線的縱坐標，風機風量作為橫坐標，繪制布風板阻力特性曲線。

　　鍋爐每次冷床啟動前，最好做一次空板阻力試驗，繪出阻力特性曲線，并與第一次的特性曲線進行風帽有堵塞，應用壓縮空氣逐一疏通。在CFB鍋爐的運行中，因啟動前未做空板阻力試驗并進行比較，而未清理風帽，啟動投料后，部分區域未流化，引起床面結焦的事例彼彼皆是，因此應引起運行人員的高度重視。

　　料層阻力試驗的方法與空板阻力試驗方法大致相同。試驗結果用于在運行中根據床壓的高低，判斷床內物料的多少。

　　1.3床料平整程度的檢查此項試驗是通過在布風板上加裝一定厚度的床料，啟動風機使床料完全流化，然后采用突停風機方式，當風機停后，床面應平整如鏡，說明整個床料達到流化狀態后，各點的流化速度幾乎一致，同時也證明風室內各處的風壓幾乎一致。若發現床面不平，應檢查風帽是否堵塞及床上是否有超過允許范圍的大物料。

　　該項試驗必須打開爐膛下部入孔，才能進行檢查，有一定的局限性。運行時，可以結合布風板空板阻力特性曲線，判斷風帽的堵塞情況。

　　1.4臨界流化風速的確定在床上加裝不同厚度的床料，開啟一次風機，使不同厚度的床料均達到臨界流化狀態，記錄此時的一次風量、風機調節擋板開度及風機電流，并以此為依據，在運行中保證一次風量大于臨界流化風量，可以大大減少運行人員操作中的盲目性，同時也為鍋爐的安全運行提供準確的依據。

　　2循環流化床鍋爐的分系統調試2.1耐火耐磨材料的養護循環流化床鍋爐在燃燒區下部、旋風分離器內壁、管道燃燒器、冷渣器內等多處敷設耐火耐磨材料，養護的目的不僅在于使其中的水份析出，更重要的是通過嚴格升溫、升壓速度，使其中的鋼化纖維相互滲透，形成致密性結構，從而達到耐火耐磨的要求。由于耐火耐磨材料分布廣，因此采用單獨、分階段相結合的方法進行養護。

　　一般而言，管道燃燒器和渣器首先單獨進行養護，采用小油槍、液化氣或木柴作為燃料（木柴因不易控制溫升，一般不用）裝設臨時燃燒設備及安全隔離管道燃燒器和冷渣器內的耐火耐磨材料達到燒結溫度（一般在500C）。

　　本體養護（包括爐膛、分離器、回料器等）分低、中、高溫三個階段進行，低溫養護達到110°c左右，中溫養護達到500°C（燒結溫度），高溫養護達到800°C.低、中溫養護用管道燃燒器或床槍進行加熱，由于耐火耐磨材料在中溫養護前還不能經受飛灰的強烈磨損，因此布風板上是沒有床料的，這就引起煙氣路短，直接從回料器排走，從而使旋風分離器入口溫度達不到燒結溫度，在多臺鍋爐的調試中多次出現這一問題，盡管也嘗試過封住回料器等方法，但旋風分離器入口溫度還是只能達到450°C左右。后來，通過嚴格控制首次加入的床料的來源和尺寸，加床料運行一段時間后停爐檢查旋風分離器，發現其內的耐磨材料完好無損，說明當初的措施是必要和適宜的。高溫養護在投煤后進行，一般不再控制溫升。

　　2.2化學清洗化學清洗的目的是除去鍋爐蒸發受熱內表面的雜質及附著物，并形成保護膜。清洗方法普遍采用鹽酸循環清洗工藝。清洗范圍主要有：爐前給水管、省煤器、汽包、下降管、下聯箱和水冷壁管。由于鹽酸循環清洗要求的溫度不高（一般70°C），不需鍋爐點火，因此可根據現場的實際情況，安排在耐火耐磨材料的養護之前或之后進行。

　　23蒸汽吹管及蒸汽嚴密性試驗和安全門校驗蒸汽吹管的目的是清除蒸汽管道中的焊渣和其他雜質，保證汽輪機安全運行。吹洗的范圍包括：過熱器、主蒸汽管道；主蒸汽母管；汽機雜項管道。吹洗方法采用蓄能降壓吹洗法。

　　蒸汽吹管一般在耐火耐磨材料的中溫養護后進行，吹管期間鍋爐全燒油，床面上可以鋪一定高度的床料，這主要是防止一次風穿透能力過強，而使排煙熱損失增大；另一方面，床料也可吸收一定的熱量，使床溫維持在較高的水平，有利于床下受熱面的吸熱良好。為保證吹洗效果，按“啟規”的要求，吹管期間安排一次12h以上停爐冷卻。吹管合格后，升壓進行蒸汽嚴密性試驗和安全門校驗工作。

　　措施，嚴格按照耐火耐磨材料廠家的要求次性使趾首次沖轉及電氣并網試驗仲://.娜。

　　3空負荷試驗和帶負荷試驗鍋爐按照冷態啟動曲線進行升溫、升壓，當溫度、壓力達到汽輪機沖轉參數后，配合汽輪機專業進行沖轉、定速工作，此時仍以油為主要燃料，在汽輪機試驗完成后，進行發電機的首次并網和電氣試驗。

　　3.2鍋爐帶負荷試驗鍋爐具備帶負荷條件后，要進行煤的試投工作，循環流化床鍋爐煤的投入是相當緩慢的過程，首先要提高床溫，達到投煤允許的溫度。實踐表明，由FosterWheeler提出的“90s脈沖投煤法”是行之有效的，其具體方法是：當床溫達到允許的溫度時，啟動第一臺給煤機以相當于20%~25%MCR時煤量的速度，運行90s，然后停90s，此為一次脈沖。一次脈沖后，必須確認床溫至少升高7°Q氧量下降后，才能進行第二次脈沖。經過2 ~3次脈沖后，可讓給煤機在最低速度下連續運行，以后根據需要，投入其余給煤機。

　　該投煤方法不僅在FosterWheeler制造的鍋爐上使用，而且其它不同容量的CFB鍋爐上也進行了嘗試，確實是實用和有效的，特別是在啟動初期可以有效防止燃煤爆燃，避免床料結焦。當床溫達到800°C左右時，說明投煤已成功，可以停止油槍。投煤穩定后，再進行如下熱態試驗。

　　3.3回料器調整試驗回料系統由旋風分離器、落灰管、J閥組成，J閥是形成爐膛與分離器間的密封，是實現將分離器分離下來的灰粒送回爐膛的關鍵部件。為滿足運行控制的需要，回料管道布置有多個壓力測點，在J閥上設有多個充氣噴嘴，所有噴嘴的充氣量都可以分別調節，供回料系統進行調整。

　　試驗的方法是根據灰溫的高低和灰管的差壓（反映回料器的料位）調節回料器各點的充氣量，以確保回料器的安全、穩定運行。一般在充氣量調節好后，不再進行調整，但要經常進行檢查，發現個別充氣管處流化不良（流量減小或波動幅度較大）可適當開大該處流化風，正常后再調成與其它同類管風量一致。

　　運行中，保持高壓風壓50KPa（多余的可排入一次風系統）和各充氣噴嘴的風量正常，回料器工作基本上沒有問題。

　　3.4-、二次風分配比例調整一、二次風分配比例對燃料在爐膛內不同高度區域的燃燒率以及固體粒子沿爐高的分布情況有影響，時對NOx的生成有影響，選擇較合理的過剩空氣系數。同時變換一、二次風比，對鍋爐主要運行參數及熱效率、NOx的排放進行測試，確定最佳的一、二次風比，此外，還必須對上、下二次風比進行調整，實現燃料的分級燃燒。

　　3.5燃燒空氣量調整試驗在一定范圍內，提高過量空氣系數可改善燃燒效率，但過量空氣系數1.15后繼續增加時燃燒效率幾乎不變，過量空氣系數很高時，將導致床溫下降，C0濃度升高，總的燃燒效率略有下降，經驗表明，維持爐膛出口氧量在3%~10%范圍內，燃燒效率始終保持在較高水平。因此，可以在3、4個不同爐膛出口氧量下測量鍋爐主要運行參數及熱效率，找出一個運行穩定、且燃燒效率最高的燃燒過量空氣系數。

　　3.6石灰石系統的調整鍋爐運行所需石灰石量由燃料中的硫含量、要求的S2排放標準，燃料的進料速度、床溫及石灰石質量和尺寸決定。石灰石尺寸是一個容易忽視但又影響很大的關鍵參數，要求在150 ~300rtn范圍內，太粗則將導致石灰石耗量增加、底灰增加、分級燃燒效率降低；太細因停留時間短導致飛灰量增加。石灰石加入量由石灰石旋轉給料機的轉速控制，通過尾部煙道的在線S2信號實現自動調節。

　　4鍋爐滿負荷運行鍋爐達到滿負荷出力后，不僅要對常規參數（如：蒸汽溫度、壓力、汽包水位、給水流量、蒸發量、減溫水流量等）加強監視，還應加強床溫、床壓、排煙溫度監視。爐膛出口溫度、風室風壓等參數的調整及監視，回料器料位、灰溫、氧量以及分離器溫度都是重點監視對象。

　　5試運過程中經常出現的問題及處理5.1回料腿膨脹節拉裂外漏因此9它對床樘和懸浮段燃燒室分布有調節作拉裂外漏現象原恩主要有以下兩方％S是原膨bookmark1由于鍋爐滿負荷運行時回料腿要隨水冷壁下移最大近100，而且處在正壓區，因此對該處的膨脹節要求很高。在四川內江高壩電廠和寧波鎮海煉化第二熱電站CFB鍋爐的調試中，均出現過該膨脹節其原因主要有Jo胃dEleetroniePublishinf斗的加入量為i保證床壓在3 5左右‘靜止高度約脹節保溫及外密封預留量不夠，回腿腿隨水冷壁下移較大時（此時回料腿溫度約700°c），即將外密封材料拉裂，回料隨煙氣從此噴出；二是該膨脹節處密封風浮子流量計堵塞，無密封風而導致外漏。

　　5.2低負何時床溫偏低由于流化床特有的優勢，四川內江高壩電廠引進410t/h循環流化床鍋爐調峰幅度大、燃燒穩定性高，所以電網安排其長期帶低負荷（小于40MW）運行。雖然流化床鍋爐可以在低負荷下運行，但其長期連續低負荷運行，暴露出許多問題，直接影響鍋爐的壽命，因此，深入了解各種狀態對鍋爐系統的安全性影響程度十分必要，通過試驗研究結果表明：長期低負荷運行，造成爐內流化不良，前后墻床溫相差大，出現低溫小焦塊，對鍋爐安全運行不利；低溫時，不能投入石灰石，鍋爐空預器和電除塵器受酸腐蝕相當嚴重，對鍋爐設備的破壞作用明顯；同時，在低負荷下，由于最低流化風量的限制，爐膛出口氧量大，廠用電太高不經濟。

　　試驗表明，機組連續帶低負荷的時間不能超過12h，這時床溫的最高偏差300C超過12h，這時床溫的最高偏差400C建議在連續12h低負荷運行后，間隔安排4h80MW的高負荷運行，這樣可消除由于低負荷運行造成的爐內流化不良而產生的小焦±，同時在高負荷下，投入石灰石，對煙氣進行脫硫，飽和床料中碳酸鈣含量，可減緩低溫受熱面的腐蝕狀況，同時提高鍋爐的熱容量，以上措施可提高鍋爐的安全性和設備的使用壽命。

　　5.3灰渣量大國內電廠煤制備系統一般采用二級破碎，破碎機為國產設備，破碎效果不佳，使得粗煤粒細煤粒《0.5mm）的含量遠遠大于設計值。在通過布風板的風量不變的情況下，粗煤粒不易隨物料循環，而易在燃燒不完全的情況下隨底灰排出，增大了底灰中可燃物含量；而細煤粒易隨飛灰分離出進入豎井煙道，導致飛灰可燃物劇增，由此可見入爐煤粒度不合格是造成灰渣最大的重要原因。

　　5.4石灰石系統問題多在CFB鍋爐運行中，石灰石系統出現的故障是相當多的，很多電廠的石灰石系統基本上無法正常投入運行石灰石粉倉出口設置的兩臺旋轉給料閥，未考慮密封措施，運行中外漏嚴重。

　　旋轉給料閥只有轉速指示，沒有瞬間質量顯示，而廠家又未提供轉速與出力的關系曲線，使得石灰石的加入無法準確計量；石灰石和風機的連鎖不協調，常使石灰石倒吹入風機中，導致風機不能正常工作；石灰石在進入石灰石粉倉前無除濕器，導致長距離輸送石灰石的管道堵塞；由于石灰石系統無法正常投運，致使床溫常在950C左右運行，引起一級過熱器和主蒸汽超溫。

　　5.5布風板嚴重漏料在寧波鎮海煉化第二熱電站CFB鍋爐調試中，在鍋爐首次加床料運行停爐后全面檢查時發現上、下風箱內有大量床料，經分析，主要原因有：①定向風帽通流面積過大；②床料中渣過多，顆粒偏大。之后，對布風板進行了改造：①在每個風帽內加焊014鋼條，減小風帽通流面積，相應增大風箱壓力；②在三個豎井出口加帽蓋，周邊開孔，避免一次風直沖，使布風更均勻；③運行時注意排渣，維持正常床壓。經近一個月的運行，停爐后檢查，風箱內床料明顯減少。

　　5.6兩臺管道燃燒器同時運行時常跳閘在配有兩臺鍋爐的機組試運中，當投入2號鍋爐的管道燃燒器時，經常引起兩臺管道燃燒同時跳閘。

　　其主要原因為：油母管壓力降低，邏輯保護動作。由于設計時油母管上無油壓調節閥，油母管壓力也未引至DCS，因此在投第二臺管道燃燒器時，必需有人到現場用手動閥調節油壓，并進行監視，運行極不方便。

　　建議在油母管上加裝基地式油壓調節閥，保持油母管壓力穩定，并將主油壓力引至DCS顯示，這樣可以避免燃燒器同時跳閘，方便油燃燒器的投入。

　　6經驗小結61初始床料的選擇及加入CFB鍋爐對初始床料的要求是相當嚴格的，初始床料一般采用河砂或經篩分合格的爐渣，也可以兩者混合使用。初始床料的粒度一般要求在2~3mm內，這對于保證爐內耐火材料的安全是相當重要的。床420mm）為準，床料太厚則加熱不均，加熱時間延長；太薄則布風不均，易引起結焦。床料加入有兩種方式：一是在點火前爐膛下部人孔加入；另一種是在風機運行時從二次風管加入。通常采用第二種方式，這樣可在鍋爐啟動過程中進行，不需要單獨占用時間。

　　6.2鍋爐壓火及熱態啟動鍋爐需要短期停爐后繼續運行時，稱為鍋爐壓火，這是CFB鍋爐重要特點之一，一般CFB鍋爐可壓火8h左右。壓火時間的長短主要取決于煙風系統的嚴密性，特別是引風擋板是否能關嚴。

　　壓火的具體操作為：首先停止給煤，待煙氣中氧量增至停爐前的兩倍時，停止送風，關閉所有擋板，停止所有風機。整個過程盡量不要拖延太長，避免床溫降得太快太低、下次升火需要投油或投油量大，啟動時間太長。另外，為保證有較大的蓄熱，壓火前適當保持較高的床壓運行。由于鍋爐有較大的蓄熱，壓火后要保持一段時間過熱器排汽、泄壓和冷卻過熱器。

　　停運給水泵前，將汽包上至高水位。

　　一般而言，鍋爐平均床溫高于650°C的啟動稱為熱態啟動。熱態啟動時不需吹掃爐膛，因此，從啟動風機到投燃燒器的所有步驟應盡快完成，避免長時間通風，床溫下降太快太多，不需要投油時，卻變成了投油，不需要吹掃時，卻變成了必須吹掃。啟動時，投入的風量不必太大，只要保證在臨界風量以上即可，這樣可以使床溫不致于下降很快。熱態啟動的具體操作為：啟動高壓風機，引風機，二次風機，一次風機正常后，將進入風箱的一次風量升至高于臨界風量，若床溫760工可不啟動油燃燒器直接投煤；若床溫低于700°C，仍下降，應立即投入油燃燒器保證床溫以1~1.5°Qmin上升，高于600°C后投煤。并視情況調整風量和降低油燃燒器功率，停運油燃燒器時，要保證床溫不下降。

　　6.3CFB鍋爐斷煤時的處理CFB鍋爐試運中，常因給煤機跳閘處理不當，導致床溫大幅度下降，必須花很長一段時間才得以恢復正常。

　　當出現一臺給煤機跳閘時，應立即強啟一次，若不成功，則加大另一臺給煤機煤量至跳閘前的給煤總量。負荷低時，床內混合較差，會出現床溫不均和下降趨勢，如果不嚴重，則維持，并盡快查明原因將跳閘給煤機恢復，如果嚴重，給煤機短時間又不能恢復，則降低一次風量，投入油燃燒器，穩住床溫。當出現兩臺或多臺給煤機跳閘時，應立即降低一次風量和二次風量，投入油燃燒器穩燃鍋爐降負荷運行，盡快恢復跳閘給煤機。

　　6.4CFB鍋爐運行中防結焦產生結焦是運行中較為常見的問題，無論是點火或正常運行中都可能發生。循環流化床鍋爐最易產生的結焦部位是爐床和旋風分離器，爐床結焦的根本原因是局部或整體溫度超過灰熔點或燒結溫度，因此常將結焦分為高溫結焦和低溫結焦兩種。低溫結焦是指床溫低于灰渣變形溫度而由于局部超溫或低溫燒結而引起的結焦，它不僅會在啟動過程中或壓火時出現在床內，也有可能出現在高溫旋風分離器或冷渣器內。要避免低溫結焦，最好的方法是保證易發地帶流化均勻，顆粒混合充分，這樣溫度均勻，防止結焦。

　　高溫結焦是指床溫太高而流化正常所形成的結焦現象。當床料中含碳量過高時，如未能及時調整風量來控制床溫，就有可能出現高溫結焦。與疏松的低溫焦塊不同，高溫焦塊表面上基本是熔融的，冷卻后呈深褐色，并夾雜少量氣孔。無論是低溫結焦還是高溫結焦，一旦生成，就會迅速增長，由于燒結是個自動加速過程，因此焦塊長大速度往往越來越快。因此，在鍋爐運行中應嚴格監視各床溫測點，及早發現異常并予以消除是運行人員必須掌握的原則，具體方法是：①降低負荷，停止給煤，適當增加石灰石量，并輔以增加一次風量；②關小回料風，使回料量減少；③若床溫仍得不到控制，采取停爐方式；④停爐后床溫仍上升，可適當放掉一部分床料，使床溫恢復正常。