300mw循环流化床锅炉启动安全控制

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1、300MW循环流化床锅炉启动安全控制摘要：本文针对300M公司合作设计的300MW循环流化床锅炉启动过程中因床压低、床温过高发生炉膛、分离器严重结焦事故。2启动过程中的易发事故循环流化床锅炉点火燃烧器多使用油、天然气、液化石油气，特别是风道燃烧器空间狭小，床上燃油雾化后与床料混合，可燃气体不易扩散，在锅炉点火时易发生爆燃事故。锅炉初始投煤时，可能会由于床温过低，燃煤进入后不能着火，导致燃煤聚集，等床温升至着火温度以上时，突然被引燃，造成床温急剧升高并超限，严重时导致炉膛结焦；或是因床料流化不良，床层局部超温导致结焦事故。3

2、启动事故发生的原因3.1点火爆燃事故炉膛发生爆燃的根本原因是：在炉膛的有限空间内或锅炉通道、烟风道及输送烟气至烟囱的风机内，积累的可燃混合物着火引起爆燃。炉膛爆燃均是由于运行操作不合理、设备或控制系统设计不合理或者设备和控制系统故障所致。爆燃事故发生的根源在于可燃物的聚集，通过分析点火爆燃事故产生的原因及条件，我们可以归纳出以下几种情况容易发生爆燃事故：1）辅助燃料泄漏到未燃烧的炉膛中，通过火花或其他的点火源点燃累积的可燃物。2）重复多次未能点燃辅助燃料，而又不进行适当的吹扫，导致易爆炸混合物的累积。3）炉膛瞬间熄火，经恢

3、复并延时后，聚积的可燃物被重新引燃。4）炉膛流化风量不足，存在可燃物质易于积累的死区，造成不完全燃烧和可燃物的积累。3.2启动结焦事故结焦事故是一种常见燃烧事故，无论点火或正常运行中都可能发生，原因也有多种。结焦的直接原因是局部或整体温度超出灰熔点或烧结温度。结焦可分为高温结焦和低温结焦两种。当床层整体温度低于灰渣变形温度，由于局部超温或低温烧结而引起的结焦叫低温结焦，流化不良是低温结焦的根本原因。高温结焦是指床层整体温度水平较高而流化正常时所形成的结焦现象，超温是高温结焦的根本原因。启动结焦事故发生的根源在于流化不良和床

4、层超温，通过分析结焦事故产生的原因及条件，我们可以归纳出以下几种容易结焦的工况：1）点火或低负荷时由于风量低，床层流化不良，易发生低温结焦。2）布风系统制造、安装及检修质量不好，或风帽堵塞，造成局部流化不良，易发生低温结焦。3）启动床料或入炉煤粒度过大，造成局部流化不良，易发生低温结焦。4）投煤时，床温偏低，入炉煤未及时着火燃烧，导致可燃物聚集，一旦温度条件满足，迅速引燃，造成床层温度急剧升高，易发生高温结焦。5）启动床料中可燃物超标，一旦温度条件满足，迅速引燃，造成床层温度急剧升高、失控，易发生高温结焦。严重时可能造成结

5、焦。我公司5号机组2006年9月启动时，使用给煤机往炉膛加床料，煤仓中剩余少量积煤也一起进入炉膛，启动4小时后，当炉膛床温接近530℃时，急剧升高，经快速停油、加风才得到控制，床温最高至900℃。如图1所示：4启动安全控制措施4.1点火爆燃事故防范措施炉膛爆燃一般是由于运行操作不合理、设备图1：启动床料可燃物超标床温曲线或控制系统设计不合理或者设备和控制系统故障所致。预防循环流化床锅炉点火爆燃事故的关键是制定合理的安全启动程序，完善点火设备试运程序，完善热控逻辑保护，根据点火爆燃事故发生的不同情况和原因制定出如下防范措施，

6、在遇到紧急情况时及时果断处理。4.1.1完善热控逻辑保护1）完善炉膛吹扫逻辑循环流化床锅炉与煤粉锅炉不同，锅炉点火前吹扫区域包括炉膛、外置床和点火风道，按ALSTOM公司原逻辑，只要“入炉风量大于30％设计总风量”即可进行吹扫计时，但由于入炉一、二次风的作用是不一样的，我公司根据实际运行情况，对吹扫逻辑做了更改：吹扫条件改为“一次风量大于最小流化风量且总风量大于30％设计总风量”；增加“吹扫进行中一、二次风量挡板禁止手动操作”逻辑；取消“强制吹扫结束”按钮。确保吹扫进行并达到置换气体，防止点火爆燃的目的。2）完善床上油枪、

7、给煤线启动允许、跳闸保护逻辑床上油枪没有点火装置，投入后依靠床料及热风加热至着火温度，因此床上油前进油速断阀开信号”，在速断阀故障或检修时，不能正确反应风道燃烧器状态，更改“进油速断阀、雾化阀开且检测到火焰”，更可靠的保证床上油枪安全运行。同样，给煤线启动允许及跳闸保护逻辑取自炉膛床温和床上油枪运行情况。床上油枪运行信号由“进油速断阀开”更改为“进油速断阀、雾化阀开且油枪推进到位”。3）完善油枪油压、雾化蒸汽压力高、低跳闸保护逻辑我公司风道燃烧器和床上油枪由于系统设计缺乏合理性，燃油、雾化蒸汽压力自动长期不能投入，油枪投停

8、时，压力波动幅度很大，油枪越少，波动幅度越大，经常达到保护定值，自机组调试至投产，压力保护一直未投入。为此，我们增加了保护动作的延时，对于每条燃油管道（共四条）投入第一支油枪时，保护延时10秒动作，其余时间保护延时5秒动作。更改后，既达到了投入保护目的，又避免保护在油枪投停时频繁动作。4）油枪吹扫控制原