1、300MW 循环流化床锅炉床压的控制孙悦（国电开远发电有限公司）摘要：本文根据本厂 300MW 循环流化床锅炉床压的运行调整，以及由于床压的变化给锅炉机组带来的问题，对床压的控制调整进行了分析，并提出了一些控制调整手段。关键字：循环流化床 锅炉 床压 控制我厂锅炉型号为 SG-1025/17.4-M801,属亚临界中间再热，单锅筒自然循环、循环流化床锅炉,该锅炉是双布风板设计，炉膛出口有 4 台旋风分离器捕捉烟气中的灰份作为外循环灰量，炉膛底部出渣采用 4 台风水冷式冷渣器，都分别布置在锅炉两侧，正常运行中靠其排渣来维持正常床压。设计煤种下，底渣占总灰量的 40%，平均粒度为 500m 左右；
2、飞灰占总灰量的 60%，平均粒度为 30m 左右。一、 床压控制的意义。循环流化床锅炉工作的基本特点是低温的动力控制燃烧，高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程以及高强度的热量、质量和动量传递过程。物料在循环流化床中是热量传递的媒体，其物料量的大小是决定炉膛蒸发受热面传热强度的主要因素之一，而床压便是直接反映炉内物料量多少的重要参数。炉膛差压P1 其值为水冷风室压力和炉膛顶部压力之差，它反应了布风板压降及炉膛内的物料量，炉膛上部差压P2 其值为密相区表面压力和炉膛顶部压力之差，它反应了炉内物料参与外循环的量的多少。由此可见，维持正常的床压，对锅炉的正常运行及接带负荷具有重要意义。床压升
3、高，炉内物料量增加，为保证一次风对床料正常流化，需提高一次风压来增大一次风量，使得一次风机电耗增大且排烟温度升高，降低了锅炉效率；另外循环物料量过多对受热面磨损也将加剧。床压过高时，一次风出力便显得不足，以致流化困难，运行难于控制，而造成翻床、塌床，以及一次风道或非金属膨胀节破裂、炉膛密相区由于压力升高其应力增大而漏灰、布风板上床料局部流化不好而造成低温结焦等。反之床压降低，炉内物料量减小，循环灰量不足，没有足够的物料将热量带至炉膛各部，炉内温度场分布不均匀，稀相区燃烧份额减小，蒸发受热面的吸热量减小，密相区燃烧份额增加，单位物料量所携带热量增加，床温升高，接带负荷困难，床温过高时，为避免高温
4、结焦被迫而降低燃烧强度，使得机组降负荷运行。二、 床温对床压的影响。床温升高时，床料易于被流化，原因其一为物料颗粒体积受热膨胀而增大，其二，见以下气体密度计算公式：式中 为标准状态下某气体的密度，空气的为 1.293kg/m3。 为某气体在温度为 、压强为 mmHg 下的密度。由上式可知，气体受热后其密度减小，热一、二次风进入炉膛与高温物料混合升温后，气体体积急剧膨胀，对物料的携带能力加强。床温升高后，炉膛上部差压P2 升高，外循环灰量增大，床层压力减小；床温降低时，物料的易流化性能下降，外循环灰量减小，床压随之升高，随着外循环灰量逐渐返回炉膛，床温进一步降低，床压缓慢上升并趋于稳定。此时床压
5、的升高并非由于炉内总物料量增大，而是受床温降低而引起的。另外，床温降低后，回料腿温度也随之下降，外循环灰流动性变差，回料器可能发生返灰不畅开始堵灰，回料腿立管压力逐步升高，此时虽然床压有所降低，可一但立管所堵外循环灰突然返回炉膛，床压便突然增大，流化困难，运行人员应注意防范。运行中若床压突然下降时，也应检查回料腿的返料情况。正常运行中应保持床温在 800900之间。三、 机组负荷对床压的影响。循环流化床锅炉必须保持适当的物料量，以适应机组负荷的变化。机组负荷变化时，由于床温、风量的改变，外循环灰量也随之改变，床压也就发生了变化。依照锅炉设计和实际运行情况，我们对各个负荷点的床压及风量给出了一个
6、参考值，以便控制炉内物料量。如见下表：负荷(%) P1 床压 P2 一次风量 二次风量 总风量0 19 12 0.1 212100 142000 51200035 19 12 0.3 212100 142000 51200040 19 12 0.4 212100 142000 51200050 19 12 0.5 212100 142000 51200060 17 11 0.65 237000 203000 59870087 16 10 0.8 290000 375000 82300092 15.5 9 1.2 303000 397000 858000100 15.5 9 1.2 303000
7、 457000 918000四、 床压的控制调整。控制床压及控制好炉内物料量，判断其多少是关键。运行值班员应参照以下参数，主要包括风室压力、两侧一次风压及挡板开度、总床压P1 及炉膛上部差压P2、炉膛密相区压力、外置床返料量、回料腿立管压力等，进行综合分析判断。我厂 300MW 循环流化床机组投产以来，便被煤源问题所困扰，两地来煤相差甚大，见如下表：名 称 符 号 单 位 布沼坝来煤 龙潭坑来煤固定碳 Car 24.94 12.05灰分 Aar 13.22 32.8水分 Mt 34.61 32.13挥发份 Var 27.23 23.02低位发热量 Qnet.ar J/g 13521 7149.
8、3煤质分析报告在全烧布沼坝来煤时，锅炉在额定负荷的 80%左右负荷可长期不排渣运行，并保持床压稳定，煤粒燃烧后所补充的床料量与分离器出口烟气所带走的飞灰量相平衡，此时给煤量大概在 165t/h，分离器出口烟气带走的飞灰量在 20 t/h 左右；全烧龙潭坑的煤时，由于发热量低，同样 170 t/h 煤只能带额定负荷的 45左右，龙潭坑的煤灰份高，必须不断排渣才能维持床压不升高，这一给煤量下的排渣量大约在 34t/h。我厂今后较长一段时间均摆脱不了烧高灰份、低发热量的煤的现实，由于煤质恶劣，已多次出现了翻床、塌床的事故，并带来了风口拉裂、非金属膨胀节撑爆等恶性影响，为此运行中应根据所烧煤种的变化情
9、况，积极做好床压的调整预控。床压高时，投用冷渣器进行排渣。在使用冷渣器的过程中，我们发现，排炉底渣时，排渣口温度升高很快，为控制其排渣温度，难以达到其标称最大 16t/h台的出力,排外置床细灰时，则很容易控制。其原因为，外置床细灰来自中过 I 室，其灰温较低约 550，属炉外循环灰，颗粒较细，易于吹起；而炉底渣颗粒较粗，不易流化，空室和水冷室内的炉渣在流化风作用下的运动是鼓泡流化床运动，炉渣的流动是靠两室装满炉渣后的鼓泡流化来实现的，鼓泡流化流动过程本来就很慢，加之为防止冷渣结块，冷渣器两室内开始时并没有底渣，需要热炉渣将两个室都灌满后方可实现溢流排渣，为保证排渣温度不高，此过程也需较长一段时
10、间；另外进入冷渣器的热炉渣中，由于存在很多10mm 以上的颗粒，其中，有的颗粒中的碳还没有烧尽，它们沉积在布风板上，在流化风的作用下继续燃烧，最终使热炉渣在空室内形成焦块，导致了冷渣器堵塞排渣困难。正常运行中，应根据密相区压力和稀相区压力，选择排底渣还是细灰，保证好整个床料粒度的分配情况，若床压过高不好控制时，排细灰，顺速将床压调整在可控范围内，以防塌床。外循环灰量的减小，使炉膛上部床压下降，而总床压P1 也随之下降，床温升高，床层颗粒易流化性能变好，可被风携带到炉膛上部的颗粒有所增加。床压低时，可投用床料添加系统。由于该系统所添加床料为底渣，底渣中杂物过多，如大石子、保温砖、钢筋等，加料仓泵
11、进料滤网堵塞严重，仓泵进一次料会堵上很多次，而且滤网清理工作也不方便，且影响周围环境，加一次料所需时间过长，造成了床料不能及时补充，所以该系统对床料的添加基本没有效果，已长期未用。从现在的运行情况来看，若石灰石系统能够维持正常投运，在全烧布沼坝坑来煤时，可避免床压低的情况出现。另外在燃煤煤种调配上，可根据每天带负荷调峰情况，高峰阶段时多配置布沼坝煤，低谷阶段多配置龙潭坑煤。法国阿尔斯通公司设计的 300MW 循环流化床锅炉，为了使床料较好地流化，将布风板一分为二，炉膛下部便表现为“裤衩腿”型式，自然也就有两侧床压需要调整了。保证两侧的床压基本一致，是保证锅炉正常流化运行的重要条件。两侧床压的平
12、衡，一般是通过改变两侧一次风量的分配来进行的，必要时用二次风参与调节。当床压发生偏差时，床压升高一侧由于床料量增大，风的阻力增大，使一、二次风量减小，另外一侧由于床料量的减小，一、二次风量增加，这一过程若不及时改变，将逐步加速直至翻床而使一侧塌床。在床温较高时，由于床料的易流动性好，翻床的发展十分顺速，所以监盘人员对床压的变化和调整应准确及时，在翻床处理时也应抓住床温未过多下降的时机，及时进行风量调整，将两侧床料平衡，一但床温降低后便难以流化。另外，在翻床处理中，由于判断调整不够超前及时，常使炉内床料从一侧吹至另一侧而再一次塌死，调整时要关注好一次风压、一次风机电流的变化，当床层有所松动时，由
13、于有一次风吹出，一次风压会略有下降，一次风机电流也会略有上升， 这一过程有明显趋势时应及时收小该侧一、二次风门，适当开启另一侧一、二次风门，在调整时应考虑到风门挡板的开关特性，必要时可顺速关小风门挡板，防止床料倒至另外一侧，然后再逐步开启一、二次风门进行调整。在出现翻床的同时，由于一次风量的减小，两台运行中的一次风机会发生抢风现象，应降低出力后将两台一次风机并入运行，以防被抢风侧风机发热振动。避免发生翻床的关键在于两点，其一运行人员对炉内的总物料量应综合分析判断并严格控制，避免物料量过大，流化困难；其二认真监盘，熟练掌握床压调整技能，异常情况处理时也不放松对床压的监视。五、 总结总之，300MW 循环流化床锅炉床压的控制调整，首先应对炉内总物料量的多少进行正确分析判断，再结合床温、负荷以及燃煤情况进行调整控制。由于水平有限难免有误，望各位同行给予指导。参考文献1 李英编著 循环流化床锅炉原理及其运行方式 昆明理工大学电力工程学院2 薛祖绳 周云龙编著 工程流体力学 中国电力出版社 2004
