论文-全烧石油焦 CFB 锅炉床温控制研究

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35t/h循环流化床锅炉启动调试及运行问题处理李长佶（广西电力试验研究院，530023）摘要：介绍了某热电厂两台额定出力为35t/h的低携带率循环流化床锅炉的启动调试及运行情况，针对锅炉存在的点火困难、烟气发生器烧损、过热器超温、锅炉出力不足等问题，进行了研究处理，保证了锅炉的稳定运行。关键词：循环流化床锅炉调试运行1概述目前，循环流化床（CFB）锅炉技术在国内外发展十分迅速。以其燃料适应性强、运行效率高、环保性能好和SOx、NOx排放低的显著优点逐渐为各用户重视。广西作为劣质煤的主要产区，循环流化床锅炉的应用有着广阔的前景。广西南宁凤凰纸业有限公司热电厂#1、#2锅炉是四川锅炉厂生产的CG—35/6.8—MXD低携带率循环流化床锅炉。两台炉从安装结束到开始点火调试，中间因纸业公司的其他问题搁置了近三年时间，启动调试从1998年底开始，由于设备放置时间过长，各种设备故障频繁出现，使调试工作遇到了极大的困难，锅炉先后出现点火困难、烟气发生器烧损、过热器超温、锅炉出力不足等问题，调试单位与安装、生产产家以及业主共同努力，研究处理了大部分存在的问题，保证了锅炉的稳定运行，基本满足纸业公司的生产用汽的需要。2锅炉主要设计参数2.1锅炉主要设计思想该型号锅炉是四川锅炉厂针对纸业公司制浆需要用蒸汽来进行加热而设计的混烧树皮、压力等级较高的低携带率的循环流化床锅炉。它采用了略低于鼓泡流化床锅炉的沸腾床截面流速，保留了鼓泡床中传热系数很高的埋管受热面。采用膜式水冷壁、Π型布置，分段送风，炉膛上部设置一级高效低阻平面流分离器，点火采用床下热烟气点火。2.2主要设计规范额定蒸发量35t/h额定蒸汽压力6.8MPa额定蒸汽温度480℃给水温度115℃冷风温度20℃一次风温度90℃二次风温度180℃排烟温度149℃290

1锅炉设计效率80.59%2.3设计燃煤煤质分析数据：Car=35.86%Har=2.42%Oar=11.29%Nar=0.70%Sar=2.92%Aar=18.31%Mt=28.5%Vdaf=52.39%低位发热量Qnet,ar=13.31MJ/kg2.4燃用木材的成份：水份：45%低位发热量：8778KJ/kg2.5燃料消耗量：计算燃煤消耗量：7300kg/h木材消耗量：2000kg/h2.6脱硫用石灰石量：（假设石灰石CaCO3含量95%）:1760kg/h3锅炉试运主要情况及完成的调试项目两台锅炉启动前，分别进行了锅炉冷炉通风试验、炉内空气动力工况试验、布风板阻力特性试验等，初步摸清了炉内气流状况，为点火提供了基本的操作数据。并由研究院牵头，对锅炉进行了全面的检查，提出并督促处理了锅炉存在的缺陷，提出了锅炉点火前的注意事项和点火启动操作要点。从1999年2月开始#1锅炉第一次点火，其间因点火的热烟气发生器二次分风装反、过热器受热面布置过多引起主蒸汽超温等设备故障等等原因，经历了多达13次的启停操作。由于锅炉的运行特性掌握，主要是点火特性的掌握摸索了较长时间，同时由于设计原因，低温过热器的超温问题长期得不到解决，使得锅炉的启动调试工作延续很长时间，因而原定的锅炉整套启动调试方案中的项目没有能够集中起来做，均是在锅炉的运行中断断续续地进行。先后完成的主要调试项目有：（1）锅炉的低负荷调试；（2）锅炉料层厚度及温度的调整；（3）锅炉的燃烧调整；（4）锅炉的断油调试；（5）锅炉的96小时长时间运行；（6）锅炉的变负荷调试。4整套试运行中出现的主要问题及采取的措施（1）点火过程中的烟气发生器烧损事故：在#2炉的首次点火过程中，由于引子煤的配比没有很好掌握，引子煤的点着时间花了近2个小时，着火后温度急剧上升，温度无法控制，给煤机投煤后紧接着就熄火。在点火过程中，就发现点火发生器外部烧得通红。停炉后检查发现点火烟气发生器被烧坏，烟气发生器圆筒内壁的耐磨耐火浇注料大部分已经脱落。同样在第3次点火时，#1锅炉也发生了同样问题。在其后的检查中发现是由于烟气发生器二次分风进风口方向与设计图纸正好相反，形成较大的阻力，使烟气发生器作为冷却和助燃的外筒风量很少，没能及时把热量带走，从而导致烧损外筒的事故。通过重新安装和加强运行风量的调整，已经不再发生烧损事故。（2）点火着火困难问题：在最初的6次点火中，由于对该炉子的特性没有完全掌握，在引子煤配比、着火后的风量供应大小、给煤的时间掌握上均有所偏差，因而发生三种情况：一是长时间点不着火，点火以后3—5小时床料温度都上不去；二是着火以后床温控制不了，超过1100℃，只291

2好紧急停炉；三是加煤后发生熄火，温度直往下掉，点火失败。针对这些问题，通过多次的探索、总结，一是重新配比了引子煤的数量，加大底料中的原煤数量，最后总结出来，点火采用底料53袋，引子煤（大同煤）45袋的配比，比较合适；二是引子煤着火以后，应及时启动给煤机加煤，不使底料中的引子煤烧完；三是必须注意控制风量，着火后不应马上加风，而是密切监视床温，等到温度上升到了700℃左右时，证实温度已经上来，再把风量缓慢地往上加。通过调试期的间摸索、积累，现在运行人员已经能够熟练地进行点火操作，点火已经不成问题。（3）点火及运行过程中的结焦问题：在最初的几次点火过程中，在停炉后均发现布风板上有结焦，厚度从20——60毫米不等，炉膛的四个边角的结焦相对要厚一些。经分析，主要是因为运行操作控制不好，该加风时没有及时加大风量，风量补充不足，使煤颗粒燃烧释放的热量没能及时冷却。在随后的运行操作中，注意了这个问题，控制风量风压，及时加风，已基本没有发生结焦问题。另外，锅炉运行过程中基本没有发生结焦问题。该两台锅炉有时为了提高负荷，达到要求的用汽量，有时必须把床温控制较高，最高床温达到了1050℃，但这时仍能保持稳定运行，没有结焦。可另一方面，在这样高的床温下，操作稍有差错，就很容易使床温提高上去，从而引发结焦，这是需要值得注意的问题。（4）低温过热器超温问题：这是锅炉调试出现的最主要的问题。在第7次点火时，当燃烧正常后，控制床温在900℃左右时，发现低温过热器出口集箱温度超过450℃（设计值为417℃），并且在随后的运行中，主蒸汽温度曾高达628℃，远远超出设计的主蒸汽温度480℃，同时由于当时的减温器主要采用冷凝器制备的冷凝水水量不足，温度无法减低下来。根据此情况，首先采用了临时加装一根Φ25毫米的管子，从给水管道引出至减温水管道。当减温水量不足时，打开临时管道上的阀门，将除盐水和冷却水混合后喷入减温器来减温。采取临时措施后，在第8次点火运行时，发现高温过热器虽然未超温，但低温过热器依然超温严重，并且造成高、低温过热器支吊架被顶起，无法复位，低温过热器出口集箱至减温器的4条Φ89毫米连通管变形弯曲，但经过检查，管子的金相组织没有变化，依然可以使用。根据运行的情况，经分析，认为主要症结在于设计存在问题：一是炉膛上部敷设有2米高的卫燃带，减少了水冷壁的吸热量，使烟气温度没能及时降下来；二是低温过热器计算有误，设计面积过多，吸热量太大；三是进入炉内的原煤颗粒控制不好，细颗粒太多，并且大多呈粉状，沸腾燃烧过程中，很多细煤粒不时在炉膛底部燃烧，而是跑到炉膛上部和锅炉尾部燃烧。鉴于此，由锅炉厂家对锅炉受热面面积重新进行了核算，先在#1锅炉上进行了改造：打掉炉膛中标高7.8米以上部位所有的约2米高的卫燃带，低温过热器蛇形管割除4排，再次点火后，依然发现低过出口温度达最高曾达到513℃，这时汽包压力3.61MPa。为此，在第13次点火时，对入炉煤种进行更换，由原来燃用的东罗煤，改为燃用南宁二塘煤，其低位发热量为13.7MJ/kg，其挥发份比东罗煤高，灰份比东罗煤低，但水份要高，经破碎后的原煤颗粒控制大部分在8毫米左右，运行后低温过热器的超温问题仍然存在，但在汽包压力不高时，已能控制低过不超温。由于低温过热器仍然超温，锅炉厂家再次计算后，决定#1锅炉累计割掉10排低温过热器蛇形管，即割掉总数的24.4%（原有41排），#2锅炉割掉低温过热器8排，即割掉总数的19.5%（原有41排）。并且打掉折烟区原来敷设的耐磨耐火浇注料。经过采取上述技术措施后，锅炉的低温过292

3热器超温问题基本得以解决。（5）排烟温度偏高问题：这问题是伴随处理低温过热器温度而出现的。试运初期，排烟温度一般在150℃左右，与设计值相差无几。但把炉膛出口浇注料打掉和把低温过热器割除部分面积后，排烟温度一般正常运行在180℃左右，远远超过设计的149℃，有时甚至达到205℃。同时排烟温度的偏高，还影响了出灰系统设备的安全运行，使出灰斗式提升机的链条、出灰刮板机刮板经常被拉长，缩短了设备的使用寿命。主要原因是整个锅炉的受热面设计有偏差，有关的受热面积吸热分配计算不准确，致使烟气的热量吸收不完全，而这靠运行调整是无法调整过来的，有待进一步解决。（6）锅炉出力达不到额定出力问题：据长期运行观察，在额定的压力、温度下，两台炉的实际产汽量每台约在26—28吨/小时，几乎很少到达30吨/小时，当超过30吨/小时后，要进一步提高出力，床温将达到980℃以上甚至到达1000℃，低温过热器温度将超过417℃，并且负荷稳定不下来。锅炉厂家认为是过热蒸汽流量计不准，但到底最大出力能达到多少及设计缺陷在什么地方，因生产运行，尚未来得及组织厂家及其他有关部门进行有关试验，暂时无法确定。（7）石灰石投用问题：两台动力锅炉设计均有投用石灰石的系统，但至今由于锅炉运行稳定，电除尘器除尘效果良好，因此平常没有进行石灰石的投用。环保部门曾对该系统进行过检查，同时在检查时进行过石灰石的投用，投用后对燃烧影响没有进行详细的测试，但运行人员反映影响不大，环保部门的测试反馈认为二氧化硫基本不超标。5结束语（1）南宁凤凰纸业有限公司热电厂安装的低循环倍率循环流化床锅炉（#1、#2炉），经过多次的点火、调试，现在已能正常运行，燃烧稳定。通过此次调试，为循环流化床锅炉燃用广西劣质煤积累了丰富的经验，对推动循环流化床锅炉在我区的应用，减轻和降低烟气中SO2等排放污染针对存在的问题，有着积极的意义。（2）采用床下点火技术，可以使循环流化床锅炉的启动比较迅速，加热均匀，但必须控制好加煤、加风的时机，需要通过调试摸索掌握。（3）循环流化床锅炉的负荷调节性能较好，在较低的负荷下也能保持稳定燃烧（负荷可在25%—100%额定负荷之间调节），对承担调峰负荷的锅炉比较有利。（4）对压力等级较高的锅炉，其受热面积的计算方法仍有待继续研究探讨，尤其蒸汽温度超标问题，必须予以特别重视。293