影响CFB锅炉安全运行的问题分析与治理

锅炉事故

20年第 1 09期

上海电力

影响 C B锅炉安全运行的问题分析与治理 F金忠桂，程鸿330 ) 3 0 0 (德镇发电有限责任公司，西景江

摘

要：环流化床 ( F )术是煤洁净燃烧发电的核心，为一项新型燃烧技术，环流化床理论的研究、循 C B技作循

设计及运行经验积累还远远不能满足工程应用发展的需要。文章根据 S 7/ F G 4 5 t h C B锅炉的实际运行情况，影响 C B锅炉安全运行的主要问题进行了分析，提出了相应治理措施和建议。对 F并 关键词： F C B锅炉；析；理措施分治中图分类号： TK2 9 5 2 . 2文献标识码： B

l引言 景德镇发电有限责任公司 S一7/ 3 7 G 45 1 .一 M5 7型循环流化床 ( F )炉系上海锅炉厂从 6 C B锅美国 AL T S oM公司引进的 C B锅炉先进技术 F

冲刷、冲击磨损造成的。 S 7/ F锅炉自 2 0 G 4 5th C B 0 4年 1 2月投产以来，炉膛内受热面磨损严重，并多次造成爆管泄漏事故。磨损部位主要发生在：1密相区耐磨浇 ()注料上部水冷壁 0 2 5m处，中 1角密相区~ .其号

而设计、造的超高压中间再热、汽包自然循环制单锅炉。锅炉采用平衡通风，中下降管，膛高集炉3 8 4 1 0mm, 1 7 . 宽 33 3 1mm, 76 3 4mm,深 8 .采

耐磨浇注料上部 0 .处磨损更加突出；2~2 5m ()左、侧墙上部水冷壁及后墙上部水冷壁，左侧右墙水冷壁上部靠顶棚处磨损尤其严重；3炉顶水 ()

用水冷壁设计，下部为耐火炉衬；膛前墙给其炉煤， 4只给煤管孔，灰石随燃料一起喷人炉有石膛；采用床上点火，上设有 4只启动燃烧器，床在两侧墙上各布置 2只；环物料返回系统采用绝，循热钢板式旋风分离器、型回料器；热器采用 U过两级喷水减温，煤粒径设计不超过 8mm。机燃 组自 20 0 4年 1 2月投产后，过 3年多的运行，经C B锅炉暴露出一些影响安全运行的技术问题。 F

冷壁，侧炉顶尤其严重 (见图 1; 4左侧水左参 )()

冷屏 (炉后 )壁磨损严重；5悬吊屏穿墙管处靠管 ()均存在不同程度的磨损。

2影响 C B锅炉安全运行的主要问题 FC B锅炉自投产以来，继通过布风板钟罩 F相式风帽、滚筒式冷渣器出渣及原煤斗堵煤等一系列改造，解决了布风板漏渣、炉膛出渣及堵煤等问题。C B锅炉的安全、靠性有了大幅度提高。 F可 目前，响 C B锅炉安全、定运行的主要问题影 F稳是炉膛内受热面磨损、火防磨层磨损、裂及脱耐开落以及屏式过热器超温等问题。 2 1炉膛内受热面磨损 .1左侧炉 J 贞磨损爆管部位

2 1 1原因分析 ..

() 1密相区耐磨浇注料上部水冷壁 0 2 5m~ .处磨损，其主要原因是物料在此过渡区形成涡流。 () 2一次风道设计布置不合理，成风室在宽造度和深度方向存在较大偏差，成 1号角风量偏造

大、速偏高、料浓度高，是造成该角密相区风物也 耐磨浇注料上部水冷壁磨损严重的主要原因。 ( )片管对接处安装焊缝不符合要求，接 3鳍对口未对平、片未补满补平，成局部磨损严重。鳍造 () 4炉膛出口(风分离器进口)构不合理，旋结 旋风分离器进口角度偏小，成左右两侧上部水造一

炉膛内受热面磨损是 C B锅炉的主要难题， F严重制约了大型 C B锅炉的发展，效解决炉膛 F有

内受热面磨损是保证锅炉安全稳定运行的基础。由于 C B锅炉燃烧特性与传统的煤粉炉不同， F C B锅炉炉内受热面的磨损主要是由颗粒气流 F

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上海电力冷壁区域形成强涡流区。 () 5炉膛顶部水冷壁设计布置高度不够造成物料气固流在离开炉膛时，在炉膛顶部区域转弯， 产生离心力，大颗粒物料甩向炉顶造成磨损。将 () 6运行中由于燃煤粗颗料大而且多，燃煤粒径分布达不到设计要求，成一次风大风量运行。造 ( )炉时常超负荷运行。 7锅 2 1 2治理措施 ..2 1 2 1运行管理 .. .

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2 1 3治理后的效果 ..锅炉临界流化风量由原来的 1 . 6 5万 m/ h

(包括播煤风量 )降至 1 .下 4 5万 m。 h包括播煤

/(风量 )相比下降了 2万 m。 h从而大幅度地降低，/,了一次风量运行，效地降低了流化风速；、有左右

两侧冷渣机排出的渣颗粒度大小较以前有所改善， 1号角区域水冷壁磨损得到了良好改善。 炉顶整体抬高后不仅改善了炉顶水冷壁的磨损，由于蒸发受热面得到了增加 (还水冷屏及水冷壁共增加受热面 3 . 8m,改善屏过冷热段 6 1 )对超温也起到一定的效果。

加强燃煤粒度管理，制好燃煤颗粒筛分比控及燃煤粒径不超过设计值 ( m)调整好一、 8r a;二次风量配比，当降低一次风量；止锅炉超负荷适禁运行。

通过以上措施的实施，炉炉内受热面磨损锅有了一定程度地改善。但由于 C B炉内燃烧特 F性的不同以及设计方面的不足，内受热面磨损炉要得到彻底解决还有许多工作要做。 2 2耐火防磨层磨损、裂及脱落 .开 C B锅炉多次因为旋风分离器、 F回料器等部位耐火耐磨层脱落而烧红，相区及炉膛内悬吊密屏耐火耐磨层磨损脱落而爆管，重影响了锅炉严安全运行。

2 1 2 2设备检修与改造 .. .

() 1对局部鳍片及焊缝进行堆焊补满、打磨平整。

( )密相区耐磨浇注料上部水冷壁 0~ 2对 2 5m部位、片焊缝、顶以及其它易磨损部位。鳍炉进行超音速金属喷涂处理，强对喷涂材料及喷加涂工艺管理，层厚度严格控制在 0 7~ 0 8涂 . .

mm,涂过渡区做到圆滑；损严重的顶棚前弯喷磨头左右两端及两侧墙上部 (顶下面 0 2 5m炉~ . 处 )用了耐火耐磨浇注料防磨。采 () 3炉膛顶部整体抬高改造。为了减轻炉顶水冷壁磨损，据炉顶结构的实际情况，炉膛顶根对

耐火防磨层磨损、裂及脱落，开主要发生在炉膛内密相区、膛内悬吊屏底部、风分离器进口炉旋 烟道及顶部、回料器顶部 (回料腿与回料阀连接区域 )。2 2 1原因分析 ..

部进行了整体抬高改造，顶从原设计标高 (炉前墙侧) 20 3 9mm整体抬高至 4 9 . m(墙 4 4 . 24 3 9r前 a

()F 1 C B锅炉本身运行特性 (颗粒特性、膛炉

燃烧程度

、物料循环量等 )耐火耐磨层磨损、对开裂及脱落有着重要的影响。() 2运行中一次风量过大、燃煤粗颗料大而且

侧 )炉顶整体抬高 4 0mm。, 5 ( )次风道改造。针对一次风道设计布置 4一不合理，成风室在宽度和深度方向存在较大偏造差，取了在右侧 (建段 )次风管道内加装导采扩一流板的方案，而迫使左、从右侧一次风进入风室风

多，风分离器入口超温、旋回料器堵塞、内结焦炉等因素进一步加剧了耐火耐磨层磨损、开裂及脱落。

量均等，炉内流化风均匀，轻 1号角磨损，使减改造方案示意图如图 2所示。

() 3锅炉点火启动及停炉太快；急抢修时，紧采取强制通风冷却，成耐火层内温度急剧变化，造

产生很大的热应力，是造成耐火层开裂、落的这脱原因之一。

() 4耐火耐磨层设计厚度不够、钉设计布置抓不合理、火耐磨材料的选择、工及烘烤不合理耐施左

都是造成此类问题的主要因素。2 22治理措施 .. 2 2 2 1运行管理 .. .

侧

严格控制燃煤颗粒粒径，理组织好一、次合二图 2一次风道加装导流板示意图

风量的配比，防止炉内结焦、旋风分离器入口超温

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上海电力和 1 0Mw以上负荷阶段更加严重。升、炉期 2停间，在 4约 O MW时，过冷段出口汽温一般在屏 5 0℃左右，高达 5 0℃。约在 7 0最 3 0MW时，屏

及回料器堵塞，制好锅炉点火启动及停炉速度。控2 2 2 2施工工艺 .. .

根据耐火耐磨材料的性能要求、置部位的布工作环境要求及现场烘炉条件，定相应烘炉措制施，严格按烘炉升温曲线进行烘炉。并2 2 2 3设备改造 .. .

过冷段出口汽温一般在 5 0℃左右，高达 5 0 O最 2℃,远远超过设计值；屏过热段在一级减温水流量高达 1/ 8t h下，口汽温仍高达 5 O℃,重影出 1严响了 C B锅炉安全稳定性。 F2 3 1原因分析 ..

() 1流化床密相区域：磨层厚度由原来设计耐 (水冷壁从中心线算起 ) 6 的 0mm增厚至 9 0mm, 采用 V型抓钉 (质为

1 r5 2 )抓钉高度不材 C 2 Ni0,超过 7 0 mm(冷壁中心线算起 )宽度不超过水，10mm。抓钉的间距为 8 0 0mm× 8 0mm错列布

( )设计方面，炉屏式过热器冷、 1在锅热段受热面布置过多，冷壁受热面设计不足是造成屏水式过热器超温的主要原因。

置。采用“刚玉耐磨可塑料”打施工。捣 () 2旋风分离器：口烟道由原设计内衬层总进厚度 3 5rm( 0 a耐磨层 1 3mm+保温层 1 2rm) 1 9 a

( )动阶段高加未及时投运，膛热负荷加 2启炉大，式过热器吸热量增加，是引起屏过超温的屏也原因之一。

增厚至 3 0 mm(磨层 2 0 mm+保温层 1 0 5耐 0 5a rm)采用 1 r5 2, C 2 Ni 0的耐热不锈钢抓钉固定及高强度耐磨耐火浇注料浇注；离器顶部采用分 I 0mm厚的耐磨浇注料+ 2 0 mm厚的轻质保 5 0温浇注料，衬里层的固定采用 4 0Y型耐热抓×4钉固定 (质为 1 r5 2 )材 C 2 NiO。 ( )料器顶部：密 Y型金属抓钉 (质 3回增材 1 2 NiO, Y型抓钉的顶部布置焊接 6×6 Cr5 2 )在 0 O×6的不锈钢 ( C 2 NiO耐热网格，用“玉 1 r5 2 )采刚

() 3启动床料加入过少、度大。粒( )行经验不足，煤机断煤后恢复、负 4运给增荷风量调整不及时。

2 3 2治理措施 ..( )运行方面：加随机投用，高给水温 1在高提

度；格控制启动床料粒度不超过设计值，动床严启料静止高度增高至 1m;常停炉时上热值和挥 正发份较高煤种，短投煤时间和尽快过低负荷阶缩段；煤机断煤后及时恢复和调整风量。给

耐磨可塑料”打施工。捣2 2 3治理后的效果 ..一

( )设备改造方面：别将靠近水冷屏的第 2在分屏冷段以及靠近水冷屏的第一屏热段改造成为水冷屏，而增加蒸发受热面减少屏过受热面。从

通过以上措施， F C B锅炉耐火耐磨层磨损、 开裂及脱落问题有了很大的改善。锅炉运行周期也有了较大幅度提高。2 3屏式过热器超温 .

改造后：发受热面增加 9

屏过冷段以及热蒸 0m,段受热面分别减少 4,图 3示。 5m如所

C B锅炉在炉膛上部沿宽度方向均匀布置 F

了 4片水冷屏和 1 6片屏式过热器 (过冷、段屏热

各 8屏 )其中水冷屏对称布置在左、,右两侧，中间布置 1 6片屏式过热器。在屏式过热器冷热段之间设置一级喷水减温器，温水流量最大设计值减为 1/; 8th在屏式过热器热段和高温过热器之间布置二级喷水减温器，温水流量最大设计值为减

1/,于 C B锅炉具有烟气热偏差小的特 0 th由 F性，过热蒸汽回路中未采用左、在右交叉混合。 屏过冷段出口汽温最高设计值为 4 6 7℃, 3. 材质为 1 C Mo屏过热段出口汽温最高设计值 5 r G;为 5 5 4,质为 1 C i VG。 1.℃材 2 rMo C B锅炉屏式过热器超温问题一直困扰着 F

图 3屏过冷、段改造不意图热

2 3 3治理后的效果 ..

采用以上屏过冷、热段受热面改造及运行调

整措施后，锅炉在启动、炉低负荷阶段以及高负停荷阶段，过冷、出口汽温有了大幅度下降，屏热屏过冷段出口汽温最大下降了近 4℃,过热段出 O屏口汽温下降超过 1℃, O屏式过热器超温问题得到一

锅炉安全经济运行，其在启动、炉低负荷阶段尤停

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水煤浆气化炉人口参数对出口合成气的影响何翔金晶张忠孝代百乾庞克亮陈晓利，,,,,,江鸿( .海理工大学动力工程学院，海 1上上 2 0 9;. 0 0 3 2国家电站燃烧工程技术研究中心，阳 10 3 )沈 10 4

摘

要：体煤气化联合循环发电 ( C )整 I C电站中水煤浆气体炉人口参数对出口合成气有很大影响，章利用商 G文

业软件 T em Fel对 IC hr o l 7 x G C电站中气流床式水煤浆气化炉模拟计算，结合气流床气化炉的特点，再从气相反应的化学平衡角度分析，出气化炉入口参数对出口合成气的影响特征：化炉入口氧煤质量比的改变是影响得气

合成气参数的主要因素，影响程度大于水煤浆浓度的

变化带来的效果。通过回归分析，出 C其提 O变换反应是决定合成气成分的重要反应、且合理的得出随气化压力的增大，成气中甲烷的浓度几乎是线性增多。并合

关键词：化压力；氧煤比；煤浆浓度；成气成分气水合中图分类号： 577 TQ 4 .文献标识码： B

1引言 目前全世界成功商业运行的 I C(n eg GC I tr—

达到了分配合成气热值和显热的结论。也有采用成熟商业软件的，献[]人利用 A p n P u文 4等 s e ls模拟了气化炉，于吉布斯自由能最小的原理，基结

rtdGa i t nC n ie y l,体煤气化联 ae i c i o bn dC cy整 fao合循环发电)电站中气化炉均使用干煤粉进料式或水煤浆进料式，大多数是气流床式气化炉口。绝]结合气流床气化炉在实际运行中的高温高压特点，研究气化炉入口参数对合成气的影响有重要

合气气相化学反应平衡的原则研究了操作条件对出口参数的影响。

在国外，献[]立了生物质气化数学模文 5建型，气化炉人口条件的改变分析炉子出口气体从

成分的变化；献[]立了气流床气化炉模型，文 6建重点从反应动力学结合煤焦颗粒的大小研究了对合成气参数的影响。 本文从商业软件 T emolx 7模拟计算人 hr f l e手，析了气化炉入口处的氧煤质量比、分水煤浆浓

的意义。中外学者们对这部分的研究很多，既有采用数学模型的，浙江大学基于未反应碳缩核如模型建立了动态数学模型研究了气化炉入口参数

对合成气成分的影响口。文献[ 3人研究了气] 3等化炉数学平衡模型，且提出入炉氧煤比的改变并了较好改善，提高了 C B锅炉的安全经济性。 F

度、气化压力变化对出口合成气参数的影响特征。行的要求。参考文献： []刘德昌，汉平， .循环流化床锅炉运行及事故处理 1陈等

3结论 ( )响 C B锅炉炉内受热面磨损因素复 1影 F杂，有设计、安装和运行等诸方面的原因。但炉膛合理设计、行中燃煤颗粒度及一次风量的有力运

[ .北京：国电力出版社，0 6

M]中 20 .[]路春美。世庆， .循环流化床锅炉设备与运行[]北 2程等 M京：国电力出版社， 0 3中 20.

[]党黎军 .循环流化床锅炉的启动调试与安全运行[ . 3 M]北京：国电力出版社，0 2中 20.[]吕俊复，建胜， .循环流化床锅炉运行与检修[] 4张等 M .中国水利水电出版社，0 3 20 .

控制、效的防磨措施是解决该问题的关键。有 () 2耐火耐磨材料的选择、工及烘烤是造成施耐火防磨层磨损、开裂及脱落问题的主要因素，应尽快制定相应的标准和现场检验方法，而实现从 C B锅炉长期安全运行。 F ( )炉屏式过热器冷、段受热面布置过 3锅热多，水冷壁受热面设计不足是造成屏式过热器超温的主要原因。在设计中，必须充分考虑 C B锅 F

收稿日期： 0 81—6 2 0— 21

作者简介：忠桂 (9 1)男，西永新人，科，程师，金 1 7一，江本工 从事锅炉运行及设备检修改造工作；程鸿 ( 98)男， 1 6一， 江西新建人，专，程师，事锅炉技术及金属材料与大工从焊接工作。

(任编辑：建军)责杜

炉燃烧及传热机理，以适应大型 C B锅炉稳定运 F~

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/i534.html