1、1440T/H循环流化床锅炉冷态试验存在问题及完善措施（义马锦江能源综合利用有限公司 孟洛伟 河南省 义马 472300）摘要： 通过东方锅炉厂 DG440/13.7-II2 型循环流化床锅炉在义马锦江能源综合利用有限公司冷态试验，暴露设计、安装方面存在的问题以及可能影响机组运行方面的问题，根据存在的问题，进行了改进和完善，机组的运行表明这些问题的解决和完善措施是非常有效的。关键词：循环流化床锅炉 冷态试验 “J”型回料阀 风水联合选择型冷渣器1.前言DG440/13.7-II2 型循环流化床锅炉是东方锅炉( 集团)股份有限公司在消化吸收引进技术的基础上，结合自身在 125MW、200MW、3
2、00MW、600MW 大容量机组煤粉锅炉开发、设计、制造方面的丰富经验，自主开发，具有自主知识产权的国产 135MW 等级的循环流化床锅炉。2004 年 7 月份 1525 日义马锦江能源综合利用有限公司 1#锅炉进行了冷态试验及调试，10 月 212 日 1#锅炉进行了冷态试验及调试。之后 1#机组于 2004 年 9 月 16 日通过 72+24 小时考核试运，试验期间负荷率 98.9%；2#机组于 2004 年 11 月 6 日通过 72+24 小时考核试运，试验期间负荷率 96.5%。表明冷态试验为启动运行提供了必要的参考依据。锅炉冷态试验的目的是:为了解锅炉的冷态特性，为首次点火启动
3、、热态安全运行提供必要的控制参数，同时掌握锅炉及主要辅机系统的冷态工作特性，及时发现锅炉制造及安装中的缺陷并为消除缺陷提供依据。2. 锅炉及系统简述锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛，两台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井(HRA)三部分组成。炉膛内布置有屏式过热器和屏式再热器管屏；一片全分隔水冷分隔墙。炉膛与尾部竖井之间，布置有两台汽冷式旋风分离器，其下部各布置一台 J 阀回料器。尾部由包墙分隔，在锅炉深度方向形成双烟道结构，前烟道布置了两组低温再热器，后烟道从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器，向下前后烟道合成一个，布置螺旋鳍片管式省煤器，之后沿锅炉宽度方向分开为左、右烟道，布置
4、卧式空气预热器，空气预热器采用光管式，沿炉宽方向双进双出。锅炉设有六台给煤机和三个石灰石给料口，给煤机和石灰石口置于炉前，在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置 ，为前墙给料。炉膛底部由水冷壁管弯制围成的水冷风室，通过膨胀节与床下风道点火器相连，风道点火器一共有两台，每台中各布置有一个高能点火燃气燃烧器，无其它助燃燃烧器。炉膛左右两侧各设置一台选择性多仓风水联合冷渣器。锅炉汽水系统回路包括尾部省煤器、锅筒、水冷系统、汽冷式旋风分离器进口烟道、汽冷式旋风分离器、HRA 包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器及蒸汽连接管道。过热器系统中设置两级喷水减温器，以调节控制蒸汽温度，一、二级减温
5、器分别设置在低过出口、屏过出口蒸汽连接管道上。再热蒸汽系统包括低温再热器、屏式再热器及连接管道。再热系统布置有两级喷水减温器，一级布置在低再进口集箱前的管道上，作为事故喷水减温，二级布置在低再与屏再之间的蒸汽连接管上作为微喷水减温器，再热蒸汽温度主要采用烟气挡板调节。由两台一次风机、引风机、二次风机、点火风机、播煤增压风机、冷渣风机和三台 J 阀风机构成锅炉的烟风系统。从一次风机出来的空气分成三路：第一路，经一次风空气预热器加热后的热风（或经点火风机）进入炉膛底部的水冷风室，通过布置在布风板上的风帽使床料流化，并形成向上通过炉膛的气固两相流；第二路，热风经播煤增压风机后，用于炉前气力播煤。第三
6、路，从一次风机出口风道引出至皮带给煤机，作为给煤机密封用风。二次风机供风经二次空预器预热后经炉膛中部前后墙二次风箱分上下两层多喷口送入炉膛。烟气及其携带的固体粒子离开炉膛，通过布置在水冷壁后墙上的分离器进口烟道进入旋风分离器，在分离器里绝大部分物料颗粒从烟气流中分离出来，烟气及少量的灰粒则通过旋风分离器中心筒引出，由分离器出口烟道引至尾部竖井烟道，从前包墙及中间包墙上部的烟窗进入前后烟道并向下流动，冲刷布置其中的水平对流受热面管组，将热量传递给受热面，而后烟气流经管式空气预热器进入除尘器，最后，由引风机抽进烟囱，排入大气。23 . 主要技术参数3.1 锅炉主要参数过热蒸汽量: 440t/h 额
7、定蒸汽压力: 13.7MPa.g) 过热蒸汽温度: 540 再热蒸汽流量： 358.8再热蒸汽进/出口压力：2.71/2.51 MPa.g再热蒸汽进/出口温度：318.4/540给水温度: 248 切高加给水温度： 168.43.2 设计燃料特性（1）种类:烟煤（2）煤收到基成份（设计煤种）:Cy=44.48% Hy=2.77% Ny=0.71% Oy=11.33% Sy=0.38% Wy=13.08% Ay=27.25% Vf=26.62% =16768.6 J/KgQDW粒度分布：最大粒径:9mm； D50=1.8mm；分布范围:09mm3.3 煤灰特性（1）灰熔点: t 1=1225 t
8、21285 t31300 3.4 石灰石特性（1）成份: CaO=50.46% MgO=3.33% 其它:46.21%（2）粒度分布:最大粒径:1.8mm；D 50=450m；分布范围:01.8mm4锅炉冷态试验内容及结果4.1 锅炉布风板、风帽检查及清理 对于循环流化床锅炉来说，布风板及风帽对锅炉燃烧起着至关重要的作用，冷态试验之前，首先对炉膛、回料器、冷渣器的布风板、风帽进行了检查、清理，彻底清理其杂物，检查发现有 100 多个堵塞，回料器也有数个风帽堵塞，对风帽进行了逐个疏通，除回料器有个别无法疏通外，其余全部清理合格。4.2 锅炉主要压力测点检查 炉膛内的主要压力测点是锅炉运行控制的主
9、要依据，冷态试验前，对风室压力、床压、炉膛负压、空预器出口负压等主要的压力测点进行抽查，并在就地使用压力表进行了校对，以确保测量显示准确可靠。4.3 风量调节挡板检查 风量调节挡板是调整锅炉风量的主要设备，冷态试验期间，对所有安装有电动调节器的（70 多个）调节门，在就地与 DCS 上的显示均对照了一遍。并在风机开启状态下通过压力、流量再次检查了风门挡板的指示。检查中发现问题有：二次风联络门就地与 DCS 上显示相反；二次风 8 个手动门中有一个连杆未焊牢，另有两个显示指针活动，两个开关不灵活；B 引风机出口电动门在开关过程中均出现故障，A 引风机进口导叶关不严，B 播煤风机旁路电动门关不到位
10、；烟气挡板拉杆与风门水平连杆有碰撞现象；A 再热器烟气挡板 DCS 显示位置与实际位置有偏差，有几片开不到位。点火燃烧器主燃烧风手动门显示刻度与实际位置相反。A、B 送风机调节挡板关不到位；针对发现的问题安装公司及时进行了缺陷消除。4.4 主要风量测量装置的标定锅炉燃烧风量是运行人员调整燃烧的的重要依据，其测量的准确性直接影响到锅炉的经济安全运行。安装在锅炉风道上的风量测量装置，往往由于安装位置管道直段不能满足设计要求、装置加工误差等原因使流量系数偏离设计值，因此必须对其进行标定。标定试验按等截面布置测量点，标准测速元件采用毕托管，压差信号用电子微压计读取。标定前发现 DCS 流量计算有的公式
11、有误，并且未做补偿，在热工人员及厂家共同努力下进行了修正。标定试验结果见下表。右侧一次风标定结果：3名称 单位 工况 1 工况 2 工况 3一次热风右侧压力 Kpa 2.7 3.2 3.9一次热风右侧风温 40 40 40一次热风右侧流量 Nm3/h 129000 144000 158000 标定流量 Nm3/h 138932 153022 176856 左侧一次风标定结果：名称 单位 工况 1 工况 2 工况 3一次热风左侧压力 Kpa 1.8 1.5 2.5一次热风左侧风温 40 40 40一次热风左侧流量 Nm3/h 58000 78000 98000 标定流量 Nm3/h 63000
12、92000 112000 右侧二次风标定结果：名称 单位 工况 1 工况 2二次热风左侧压力 Kpa 043 1.55二次热风左侧风温 31 33二次热风左侧流量 Nm3/h 39500 71000 标定流量 Nm3/h 36000 64000 左侧二次风标定结果：名称 单位 工况 1 工况 2二次热风左侧压力 Kpa 049 1.52二次热风左侧风温 356 34二次热风左侧流量 Nm3/h 40500 71000 标定流量 Nm3/h 41000 68000 A 侧点火风标定结果：名称 单位 工况 1 工况 2A 侧点火风压力 Kpa 2 7.7A 侧点火风风温 356 34A 侧点火风流
13、量 Nm3/h 40000 37000 标定流量 Nm3/h 45300 42000 流量标定后，多次发现一次风流量计仪表管阀门松动关闭，引起流量测量不准，建议将各风量流量计仪表管阀门全开后固定死。B 侧点火风因流量计仪表管阀门未完全打开，测量不准而无法标定，该阀门位于 B侧 9 米平台下，位置很高，人上不去，安排安装公司人员将该阀门打开，应考虑改造措施。4.5 炉膛布风板阻力特性试验 炉 膛 空 板 阻 力01234560 50000 100000 150000 200000 250000Nm3/hKPa布风板阻力特性曲线44.6 床料流化特性及流化均匀性试验床料流化特性及流化均匀性试验采用
14、 10mm 以下的流化床炉渣，料层厚度约 400mm。首次试验时发现炉膛右侧流化很不理想，炉膛右侧有大块死区，分析认为因在加料时下雨使床料太湿，加上加料时被踩紧，导致流化不均匀。经人工刨松床料，并用压缩空气吹扫风帽后，炉膛流化情况大大改善，流化很好。在床料流化良好的情况下，突然停风，观察炉膛床面，炉膛床面很平整。400mm 床料高度下临界流化风量大约为 75000Nm3/h.。临 界 流 化 风 量012340 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000Nm3/hKPa4.7 冷渣器检查选择性冷渣器沿渣走向分别为选择室和三个冷却室，并配有各自独立的
15、布风装置。每个小室用耐火砖砌成的分隔墙隔开，渣流绕墙从墙下渣孔流过。第一、二冷却室内布置有用给水冷却的水冷管束；每个室各配有独立的布风装置，冷渣器所用风有两股：一是由单独立的风机供风，冷渣器风机共两台，一台工作，一台备用；另一股由一次风热风段引出。四个仓的流化空气正常运行时都来自冷渣器风机出口的冷风。冷却室排气在隔墙顶部中间排出，从炉膛侧墙返回炉膛。冷渣器中，还设有自动喷水系统，用于紧急状态下的灰冷却。冷渣器布风装置为钢板式，在布风板上布置有 型定向风帽。冷渣器由钢板和型钢制成的护板构成，内侧敷设有防磨绝热浇注料层与销钉相结合的防磨结构。通过调节排渣管风的大小，控制排渣量.。为保证输渣管畅通，
16、在排渣管内均布置有高压输渣风，以保证炉渣从炉膛被顺利输送到冷渣器内，输渣风主要由 J 阀风机提供。为防止大块颗粒或小块焦堵塞炉膛排渣口，在输 渣管上加装一路由空压机提供的高压反吹风。 冷渣器能否正常工作，取决于： 燃料的颗粒大小； 进渣是否顺畅； 各风室风量的配比； 排渣是否顺利； 各风室间是否串风； 灰渣输送系统的正常运行。为使冷渣器能够正常工作，应该将前期工作做得细致些。试验开始前，在第一室（选择室）内加装一根定期放渣管；定期排放第一室的粗渣。在四室放渣管旋转阀前接两根临时排渣管：一根与刮板输送机相接；一根与定期放渣池相接。试验前检查时发现：1#、2#冷渣器进渣管热电偶过长；冷渣器各电动调
17、节门与实际不符；有几个电动门信号无反馈；冷渣器输渣管上的吹扫风管在安装时没考虑膨胀；各风室风量显示不准确；左侧冷渣器1#、2#、3#、4#风室间窜风比较严重；右侧冷渣器 3#、4#室之间串风。根据调试单位提出的处理意见，安装公司对上述问题进行了处理。 4.8 冷渣器内床料流化均匀性试验5冷渣器布风板阻力试验由于冷却风量小、波动大，甚至有时出现反常的负值（因测量装置安装位置的管道直段不足，管内流场紊乱造成） ，数据可靠性差，由此计算出的风量值不可靠，因此无法整理出合理的风量与布风板阻力的关系曲线。对冷渣器内床料进行流化和排渣试验时，床料流化良好。但在炉膛内床料处于良好流化状态下时，在未开启排渣风
18、的情况下，发现冷渣器出现自流。为了解床料自流情况，进行了三次试验。结果是右侧两次自流；左侧三次自流。分析其原因，认为是输渣管的倾角偏大（设计为 25 ） 。考虑到锅炉在运行时，本体会向下膨胀，其输渣管的倾角会减小，自流应该有所好转。自流情况在热态怎样有待冲管过程中观察。4.9 “J”阀（回料器）回料观察试验及回料系统检查“J”阀回料器共两台，对应布置在每台旋风分离器的下方，支撑在构架梁上。它有两个关键功能：一是使再循环床料从旋风分离器连续稳定地回到炉膛；二是提供旋风分离器负压和下燃烧室正压之间的密封。 J 阀通过分离器底部出口的物料在立管中建立的料位，来实现这个目的。 “J”阀回料器用风由单独
19、的高压 J 阀风机负责， “J”阀回料器共配备有三台高压头的罗茨风机，每台风机出力为 50%，正常情况下两台运行、一台备用。风机为定容式， “J”风母管压力通过“J”阀风管与一次风管之间的联络管道上的阀门调节。J 阀风通过底部风箱及立管上的四层充气口进入 J 阀， 实现定量送风。 J 阀在锅炉正常运行时，在建立灰循环后，一般不作调整。但随着负荷变化，其自平衡的灰循环系统被破坏。试验前对 J 阀内风帽小孔逐个进行了清理疏通。除个别堵塞外全部疏通。试验时发现 A、C“J ”风机出口逆止门故障，导致风机憋压，电流及出口风温升高，安装公司及电厂暂时取消了风机出口逆止门进行试验，问题暂时解决。但是取消了
20、风机出口逆止门，风机带压启动，对风机不利，需进行处理。回料器风室风门漏风，风门螺钉掉落，需补齐。回料器风室人孔门螺钉没有垫圈，多个螺母松动。回料器风室流化风文丘里管两端接口处有漏风。电动调节门与实际不符。通过调整回料器的松动风、回料风，从炉膛人孔门及 DCS 观察，回料器流化正常。 5冷态试验暴露锅炉存在问题的完善措施5.1 二次风的调整对锅炉运行也起着非常关键的作用，是相当重要的燃烧风，二次风的配比与锅炉燃烧效率有很大的关系。随着负荷及煤种的变化，二次风调节很频繁。二次风分上、下两层，每层又分为前后两侧，共 4 路，每一路都应该有电动调节挡板、压力测点、风量测点。但现场只设计了手动门。及早完
21、善二次风系统，将手动门该为电动调整门，电动门后加装压力测点、流量测点，以实现分级送风燃烧。5.2 排渣管上的排渣风管路膨胀受限，热态点火前需处理。排渣风上的手动门处无操作平台，排渣风上的电动门、调节阀线路需尽快安装完成。现已经将排渣风各支管路改为金属软管，并且增设操作平台，排渣管用风电动门、调节门都接线、调试完毕，实现控制室远控操作排渣。5.3 输渣管上靠炉膛侧，向炉膛方向的反吹风应接压缩空气，并且具有单独的阀门控制，现实际接的是“J ”阀风，改造为压缩空气。5.4 冷渣器流化风机出口两个手动挡板处无操作平台，运行操作很不方便。将冷渣器出口门、对空排气门改为电动门远控操作。5.5 锅炉过热器对
22、空排汽、再热器对空排汽管路上安装有两个截止阀，为了方便控制压力，建议将其中一个改为点动方式。目前，该电动门已实现中停、点动操作方式来控制排汽量。5.6 冷渣器事故喷水管路未安装完成，且仅有一个手动阀门，阀门处无操作平台，达不到事故喷水的目的。因冷渣器事故喷水可能给锅炉燃烧带来负面影响，所以准备取消事故喷水。5.7 点火燃烧器手动风门无法确认实际开关状态，另外位置较高，不便调整操作，只能割开风道确认开关位置，另外我厂采用气体燃烧器，煤气管路上无流量测点，考虑煤气管路加装流量测点，燃烧器风门调整到合适之后不再经常操作。5.8 A 侧一次风机单台运行时，B 侧一次风机发生反转，分析认为 B 侧一次风
23、机出口关断门关不严。这对单台风机运行及检修增加了难度，计划在更换该出口门。5.9 点火风道风室看火孔玻璃未装，要求安装公司安装了了耐火石英玻璃，在点火风道的点火枪正对面设计安装了看火观察窗，以便观察燃烧器着火情况。5.10 DCS 画面上各设备编号未按统一的顺序排列，也未与就地设备相对应，这为设备监控与事故处6理增添了不便，DCS 厂家和安装公司针对这一问题进行了集中处理。另外为方便以后运行人员查找设备启动故障原因，建议在 DCS 画面上将各设备的启动条件的状态列出，方便运行人员及时准确地进行故障诊断。5.11 根据其他电厂运行经验，水冷风室热电偶很容易烧坏，经常更换，我们技改设计了套装铠型热
24、电偶，外面为防磨防热套管，内装铠偶丝，可以在运行中更换。并在风室外加装检修平台。5.12 点火增压风机进出口电动插板门开关时间很长，另外从插板处漏风非常严重，计划改为蝶型电动风门。考虑播煤风管道上的手动挡板在运行中不操作，另外对播煤风起到阻力作用，计划取消该风门。调整播煤风通过主路调整风门。6结束语锅炉冷态试验尽可能做细，项目要具体，针对机组启动和运行，以及要掌握机组本身的特性开展试验，从而达到冷态试验指导首次点火启动、热态安全运行的目的。另外考虑现场实际情况，采用适当措施将试验中发现的问题解决也是机组启动、运行的关键。作者简介 孟洛伟：义马锦江能源综合利用有限公司运行部部长兼锅炉专业工程师，长期从事 CFB 机组的安装、质检、调试、运行管理及技术工作。邮编：472300 电子信箱：
