1、450 th CFB 锅炉存在的主要问题 Analysis and Summary of Main Problems Exist in 450 t/h CFB Boilers 赵建英 1，张国辉 1，魏 刚 2(1.大唐保定热电厂，河北 保定 0710051；2.河北省电力研究院，河北 石家庄 050021) 摘 要：针对国内设计制造生产的大型循环流化床锅炉运行中暴露出的问题，结合现场实际情况，对锅炉本体设备的整体状况和存在的问题及完善措施进行了分析总结。关键词：CFB 锅炉；问题；分析；总结 Abstract： To cope with the problems revealed in op
2、eration of home designed and manufactured large CFB boilers and based on the actual situation, the conditions and the problems of boiler proper are analyzed, and the measures for improving and perfecting are also discussed.Keywords： CFB boiler; problem; analysis; summary 大唐保定热电厂 2台由东方锅炉（集团）股份有限公司引进美
3、国 F.W技术设计、制造的 DG450/9.81-1型 CFB锅炉，自 2003年 11月、2004 年 4月相继投产以来，设备整体运行基本正常，但作为国产首台最大容量的 CFB锅炉，在设计、安装和运行调节等方面，难免存在诸多欠缺和不足，制约了安全稳定运行。1布风板漏渣是影响连续稳定运行的突出问题燃烧室布风板设计采用 T形定向风帽和三排 T形风帽（靠前墙二排，后墙一排），运行中由于风帽向下漏渣，锅炉连续运行一个月左右后，漏渣会将水冷风室、点火风道内填满而被迫停炉。1.1漏渣造成的危害a. 渣料在一次风的作用下，对水冷风室和点火风道内耐火浇筑料产生强烈冲刷，导致耐火浇筑料的严重冲刷磨损，个别部位
4、已露出保温抓钉和受热面管。加之渣料内可燃物含量偏高，引起二次燃烧对浇筑料的烘烤，使保温抓钉过热损坏，造成点火风道、水冷风室的浇筑料大面积脱落，磨损了水冷风室内的水冷壁埋管，威胁承压部件的安全。b. 漏渣堆积到一定程度时，减少流化风通流面积，影响对风量和风压的正常调节，严重威胁床料的正常流化，导致调节和排渣困难，甚至加剧漏渣，形成恶性循环，造成床压高而被迫停炉。c. 因床料流化不良或床压高造成炉膛排渣难以控制，致使冷渣器堵塞、闷死或结焦而被迫停炉。d. 渣料堆积到一定程度必须停炉清理，难以保证长期安全稳定运行。由于流化床锅炉蓄热量大，渣温较高，给清理工作带来诸多不便，停炉冷却一般需要 2 3 d
5、，人工清渣工作正常需要 3 4 d，如结焦严重，清渣时间会更长，因此，检修时间远大于煤粉炉，增加了电量损失。1.2原因分析a. 布风板上风帽的布置形式为：沿炉深方向布置有 42排，其中靠近前墙布置了两排 T形。靠近后墙布置了 1排 T形风帽，其余部位均是定向风帽。试运时发现，锅炉在断油后的运行过程中，水冷布风板整个板面上存在漏渣现象，而且在靠近前后墙部位漏渣较多。经测试，水冷风室内压力分布较均匀，但各风帽出口流速不均匀（冷态实测各风帽出口流速参差不齐，定向风帽之间最大与最小流速之差在 20 m/s左右，T 形风帽与定向风帽间的流速差在 30 m/s以上），从冷态运行和投油运行时布风板不漏渣，风
6、室风压低于设计值现象分析，布风板的漏渣不但与炉内煤燃烧不均匀有关，而且与布风板阻力较小也有关系。b. 由于靠近前后墙部位漏渣较严重，可以断定 T形风帽存在严重漏渣，且流速较低的风帽由于所产生的“浮力” 小于床料的重力，也存在漏渣现象。c. 漏渣还与 F.W技术设计风格所采用的 T 形风帽结构有直接关系，如采用其它形式的风帽，即便是布风板阻力偏小，也能从风帽结构上避免床料大量漏入水冷风室内。d. 漏渣与运行的风量调整有一定的关系。运行过程中相同的运行时间内，漏渣量有多有少，说明与运行中的调整有一定关系。当然运行调整不能完全解决设计上的问题，但是可以维持适宜的流化风量和风压，减少漏渣。1.3采取的
7、措施针对布风板漏渣问题，通过调试试验及运行总结分析原因后采取了以下措施。a. 将漏渣严重的 T形风帽用可塑料砌筑堵死，增大布风板整体阻力，减少漏渣量。b. 风帽下部加装节流圈，通流直径由 24.5 mm缩为 19 mm，以提高风帽阻力，减少漏渣。c. 在没有彻底的解决方案前，在点火风道下方设计加装排渣口，进行定期排渣，以保障运行。d. 根据运行的实际情况，将水冷风室内和点火风道内的耐火浇筑料更换为耐火耐磨浇筑料，以提高材料的耐磨性，保护受热面管子。e. 通过实施上述几项措施，虽没有完全解决漏渣问题，但有效缓解了漏渣的数量，避免了因渣料堆积引起的非计划停运。 2冷渣器结焦与堵塞2.1原因分析投运
8、初期，制约锅炉稳定运行的突出问题是布风板漏渣，经采取措施后，虽未从根本上解决问题，但取得了明显效果，现主要为冷渣器制约锅炉连续稳定运行。当冷渣器启停、负荷调整、床压过高、流化不良、燃煤杂质多、粒径大时，极易发生冷渣器结焦堵塞故障。另外，燃煤品质直接影响到排渣系统的稳定运行， 8、 9炉按山西贫煤设计，灰分为 31.7%，燃料破碎机及锅炉排渣系统均按此煤质选型配制。从运行情况看，燃煤品质的好坏对冷渣器运行影响较大。当燃煤中含青石较多时，破碎机不能有效地将燃料中的石块破碎成符合锅炉燃煤要求的粒径，大量粒径较大的石块进入冷渣器后发生堵塞，造成排渣不畅。同时，煤质次时，使燃煤量加大，导致排渣量增加，冷
9、渣器负载加大，致使运行不正常，危及锅炉稳定运行。由于破碎机不适应，致使磨损加剧，间隙加大，也造成大石块进入炉内，形成恶性循环。22 改进措施a. 完善排渣系统，避免因排渣系统故障造成冷渣器频繁启停而引起堵塞。通过采用新型的高性能耐磨材料或在弯头外弧侧制做盒子，内浇筑耐磨料，提高耐磨性，延长使用寿命。b. 改进旋转给料阀轴封结构，减少漏灰，加装挡板，防止漏灰对轴承的磨损，提高可靠性。c. 改变冷渣器进渣吹扫风的控制方式，提高运行操作的灵活性。底渣排渣口在长度方向上设有 3组进渣吹扫风，并由一个总门控制，不利于排渣量的控制及调节。根据运行的实际情况，增设 3个分门，对吹扫风分别实施控制，增加排渣调
10、节的灵活性。d. 冷渣器各室出渣口增加压缩空气吹扫风(在 8炉上实施)。 冷渣器共分 4个排渣室，堵塞大都发生在各室间的排渣口处，当排渣不畅或排渣量较大时，利用压缩空气提高吹扫动力，防止堵塞。e. 调试运行时，因选择室内 T形风帽流化不良，用耐磨料将其封死而形成一平台。将平台改为斜面，防止渣料不能流动，长期堆积引起结焦。f. 结合检修工作，对 9炉排渣口吹扫风喷嘴进行调整，改变角度及布置方式，并保障吹扫风门的严密性。通过 8、 9炉采用不同的吹扫方式进行对比，观察效果。g. 第 1、2 冷却室加设掏渣孔，当发生堵塞时，在采取安全防护措施的前提下，可通过掏渣孔将渣块、焦块掏出，以保障冷渣器运行。
11、h. 加强上煤系统管理，及时调整燃煤粒径，防止铁器、杂物、大粒径煤等进入炉内，堵塞排渣器。i. 对冷渣器进一步改造治理，增加冷渣器专用流化风机，提高调控的灵活性。研究冷渣器进渣口、返风口加装隔断门的可行性，如条件具备，大修中予以实施，以便运行中将冷渣器隔绝消缺。3耐磨耐火材料及膨胀节内护套损坏脱落水冷风室、点火风道、回料器、分离器、炉内受热面设有大量耐磨耐火材料，进料、排渣、回料等与炉本体相连部位设有大量金属或非金属膨胀节。炉底耐火浇筑料，分离器出口和循环物料出口处耐磨浇筑料在运行几个月后，均出现大范围的脱落，是保证锅炉可靠运行的不确定因素。3.1原因分析a. 点火风道与水冷风室连接部位膨胀节
12、损坏为设计原因造成。膨胀节导流套筒部位在设计上未考虑经常受高温的烘烤，没有预留施工砌筑耐火耐磨浇筑料的位置，在锅炉运行过程中，不锈钢套筒由于受热变形造成波纹内填充的膨胀隔热材料被风吹出，膨胀节被烧红。b. 冷渣器进料口膨胀节由于膨胀受力方向的原因，导致导流套筒组件和挡环组件之间的阻挡隔热层材料溢出的不锈钢弹性卡环被破坏，使隔热材料被风吹出，膨胀节波纹管遭到破坏。c. 回料器上膨胀节导流组件套筒由于焊接不当造成护板脱落，内部填充的绝热材料被高温烟气冲刷、掏空，导致波纹板过热烧坏。d. 设计采用的 Y形抓钉在交点处焊接强度低，且抓钉布置偏少，整体结构强度不足。膨胀缝的设计预留不合理，加之施工过程中
13、有的部位捣打不实，被流化风夹带物料钻入空隙冲刷磨损，致使局部脱落；旋风分离器出口烟道顶部耐磨浇筑料大面积坠落，全部从销钉的焊接螺母处断裂撕开，主要原因就是销钉密度太稀和销钉的结构设计问题，销钉连接结构强度不足以承受浇筑料的质量及冷热交变应力的作用，造成坠落。3.2对策根据耐磨耐火材料、膨胀节存在的问题，从工艺结构、施工方案及选材上进行了改进，对损坏的部位进行修复。a. 提高抓钉的密度，将 Y形销钉改为 I形，敷设龟甲网连接，提高整体强度。b. 采用不需进行烘烤的耐火耐磨捣打料，方便施工，同时解决了某些部位无法烘烤的问题，并节省大量烘炉费用。从目前运行情况看，效果良好。c. 点火风道与水冷风室之
14、间的膨胀节重新更换导流组件套筒，在不能砌筑耐磨耐火浇筑料的情况下，提高了套筒的材料耐温等级；冷渣器返料管的卡环被牢固地焊在了不膨胀的一侧套筒上；回料器上膨胀节流组件套筒采用连续焊接方式焊好，并加固套筒，在保证焊接质量的同时，对易出现问题的膨胀缝部位增加一层防护，提高可靠性。 4炉膛水冷壁漏风与循环物料磨损由于 CFB锅炉炉膛为正压运行，当各角交接处、水冷壁管间鳍片接头处焊接出现气孔、砂眼、凹凸不平时，循环物料将对水冷壁管造成严重磨损。另外，CFB 锅炉工作机理是造成水冷壁磨损远远大于煤粉炉的主要原因。采取措施如下：加强对水冷壁的检查，及时发现漏风点并予以消除；对易磨损的密相与稀相区的交接处喷涂
15、耐磨料，提高管壁防磨性能；对凹凸不平部位打磨光滑，防止物料产生涡流或改变流动状态磨损水冷壁管。 5尾部受热面及烟道积灰由于设计采用的声波清灰器清灰效果较差，尾部受热面积灰严重，导致排烟温度高于设计值 40 ，运行经济性下降。针对受热面积灰严重的问题，准备利用大修机会，改造更换为吹灰效果较好的蒸汽吹灰器。运行中还发现，锅炉运行一段时间后，出现了引风机出力不足，即 2台引风机入口挡板开度已达 100，无调节余量，而电机运行电流距离额定值还有十几安培。分析原因为，虽然引风机入口挡板开度已无调节余量，但引风机电流并不高，说明在引风机入口挡板前又有新的阻力产生。停炉检查发现，炉膛两侧出口到旋风分离器的水
16、平烟道及尾部水平烟道内积灰较多，加之受热面上积灰，将烟道内的阻力增大了，其作用相当于关小了引风机的入口挡板。对此，准备加设空气吹扫风嘴，防止积灰影响烟气流通面积，保障吸风机出力。 6其他问题6.1过热器两侧汽温偏差由于集汽联箱为单侧出汽，易造成过热器两侧汽温偏差，致使高温段过热器管壁温度有时超温，需加强运行调整，防止超温。6.2床上油枪不能正常投入使用由于床上油枪的安装位置在密相区，离布风板仅有 1.3 m，在燃烧过程中，大量的物料堵塞油枪，导致进退过程卡涩。虽然给油枪加装了吹扫风，但效果仍不理想。另外，在实际运行中由于受沸腾物料的影响检测不到火焰，也制约了油枪的正常投运。为充分发挥床上油枪稳
17、燃作用，需进一步进行调研工作，对其进行改进完善，尽快投入正常使用。6.3 一、二次风机风道振动及噪音超标一、二次风机运行中风道多次振裂，需进一步查找风道振动原因，消除振动。为降低噪音污染，风道还加装了消音装置。 7结束语我国制造的首台 450 t/h CFB锅炉运转基本正常，主辅机整体运行稳定，各项运行参数基本达到了设计值。目前，随着环保意识的增强和国家对大气污染物排放标准的要求日益严格，清洁煤燃烧技术，尤其是循环流化床锅炉燃烧技术，越来越受到人们的重视。如何使循环流化床锅炉能够安全、稳定、长期、经济地运行，是锅炉工作者的重要课题之一，也是制约循环流化床锅炉向大型化发展的一个主要因素。河北电力技术.
