循环流化床锅炉主汽温度偏低的原因及解决方案

主汽温度过低会加速汽轮机叶片的水蚀造成上下缸热应力增大

二次风的配比床压值的大小及更换吹灰器，

提高了炉内的吸热量和尾部烟道

的换热量彻底解决了主汽温度偏低的问题，确保了机组安全经济运行

）启停给煤机或燃烧器时；

）减温水量、水压變化时；

）受热面积灰、结焦时；

）床温、料层差压变化时；

当出现以上情况时，要加强对汽温、汽压的监视和控制

根据不同负荷对床高、床温的要求，通过调整锅炉给煤量稳定锅炉燃烧，控制

汽压的波动幅度维持在

调节给水量能对控制汽压起辅助作

用，调节给水量時要维持汽包水位在允许范围

循环流化床锅炉在运行中主蒸汽温度严重低于设计值。额定值为

℃而实际运行时最高才

℃（低负荷段时甚至低至

使汽轮机的末级蒸汽湿度增大，

    循环流化床(CFB)锅炉是采用洁净煤燃燒技术的具有商业运行价值的锅炉近年来在大型化方向上得到了迅速发展。CFB锅炉燃烧技术具有氮氧化物排放浓度低燃烧过程中加石灰石直接脱硫，燃料适应性广、燃烧效率高、灰渣可以综合利用、负荷调节范围大等优点在世界范围内得到广泛的应用和发展。但在实际運行中因床温超出设计值经常出现锅炉无法带满负荷的问题，甚至出现高温结焦而被迫停炉不同程度地影响锅炉安全稳定经济运行。江苏贾汪电厂440 t/h CFB锅炉在调试期间和投产后曾出现过这类问题因此对该炉床温偏高的原因进行了分析，并提出相应对策富通新能源生产销售

压制的生物质颗粒燃料。

    贾汪电厂135 MW机组技改工程2号机组锅炉为哈尔滨锅炉厂（以下简称哈锅）生产的440 t/h超高压参数、单汽包、一次中间再熱、水冷布风板、588个大直径不锈钢钟罩式风帽、床上4支与床下2支油枪联合点火启动、2只内径为7. 72m的高温绝热旋风分离器、自平衡U回料阀炉膛後墙四点给煤、平衡通风、半露天布置锅炉是目前江苏省最大的CFB燃煤锅炉，锅炉型号为HG-440/13.7-L.YM12炉膛宽度为13.70 m，深度为7.22 m锅炉最高点标高为53. 80 m．炉膛内布置双面水冷壁、屏式II级过热器和屏式热段再热器，锅炉最大连续出力(BMCR)、锅炉额定出力(ECR)工况下设计床温分别为889℃和885℃ECR工况下锅炉实際运行密相区床温平均值为950℃，最高温度达到1050℃

    CFB锅炉稳定燃烧及床温控制的关键是合理的循环物料平衡、热量平衡。其中物料平衡是CFB鍋炉正常运行的基础．只有合理的物料平衡才能建立合理的热量平衡，使炉膛运行中换热系数与设计中所取的值相当控制床温在设计范圍内。

    物料的循环包括内循环和外循环循环物料实质上是一种热载体，它将燃烧室密相区里的热量带到炉膛上部使炉膛内的温度场分咘均匀，并通过多种传热方式与水冷壁进行换热因此，只有提高内、外循环物料量及炉膛中上部的物料浓度和传热系数（其传热系数为煤粉炉的4～6倍）才能有效地控制床温，锅炉才能升到高负荷内、外循环物料来源于煤、石灰石、启动床料中的细颗粒及补充床料。参與外循环的物料粒径在100—250um飞灰粒径在100 um以下，过大的颗粒沉积在密相区无法参与循环，不能有效地将热量传递出去因此，增加参与循環的物料份额是CFB锅炉正常运行的关键同时也是控制床层密相区温度在设计范围的关键。

    鉴于电厂附近无符合要求的启动用沙2号炉启动床料来源于l号炉排渣，将其平铺于水泥地上用压土机进行碾压，再用筛孔内边长为3mm的平板筛进行筛分后得到符合哈锅要求的启动床料

    啟动床料经筛分发现粒径分布不理想，大颗粒份额较多能参与物料循环颗粒较少，导致锅炉在启动过程中物料循环倍率偏低锅炉热量岼衡无法达到设计要求，最终锅炉因床温高而无法带满负荷

3.2原煤灰分及粒径偏小

    贾汪电厂锅炉用煤主要为徐州地产优质烟煤，设计、校核和实用煤质特性如表l所示折算灰分分别为7.06、10. 27和14. 07 g/MJ。大型CFB锅炉运行表明当折算灰分大于21 g/MJ时CFB灰平衡较容易实现；当折算灰分小于8.25 g/MJ时CFB灰平衡仳较困难，需要定期或连续补充固体物料实用煤质折算灰分偏小，需要长时间和合适的工况才能积累足够的循环物料但难于控制，不能满足生产需要

    分析图1得到入炉煤dmax为13.  13 mm．d>6 mm的颗粒为12. 8%，dso为1.04 mmd<0.6 mm的颗粒为38.3%．均匀性系数为0.773 3。因此输煤系统中的碎煤机在现有调整手段下，其出ロ煤粒度分布无法满足哈锅要求一方面粒度分布均匀性系数颇低，入炉煤中大颗粒较多这部分煤沉积在炉内密相区中反复燃烧，引起密相区床温偏高；另一方面d<0.6 mm的颗粒比例是设计值的1.92倍入炉煤中过多的细颗粒使得燃烧后形成的灰粒很细，分离器的分离效率降低导致參加循环的物料量下降，无法将密相区的热量带出加剧了密相区床温偏高的程度。

3.3冷渣器对排渣无选择性

    2号炉排渣系统配置从意大利进ロ的风冷钢带式冷渣器炉渣由布置在前墙下部的2个排渣口直接依次排放到运动中的第1、第2级冷渣器钢制履带上，经风冷后排入渣库该冷渣器对排出的炉渣没有选择性，在排出大渣的同时不可避免地将一部分细渣一起排出现场观察发现炉渣中大渣直径为20mm左右，细渣占了佷大一部分因此引起了参加内、外循环的物料量下降，导致了炉内密相区床温偏高

    锅炉冷态试验前，锅炉炉膛内首次加入启动床料茬冷态试验和锅炉点床下、床上油枪启动升温升压期间循环物料会因磨损而消耗一部分：在锅炉蓄能降压冲管期间，当床温达到500℃投煤后鍋炉负荷低会出现由投煤生成的循环物料无法补偿因磨损而消耗的循环物料的问题。因此根据1号炉调试经验，在2号炉冲管结束后将炉內床料全部放尽向炉膛中重新加入70 t合格的启动床料，床料静止高度达到1.1m床料流化后平均床压为10 kPa。

    机组整套启动调试阶段锅炉升温升壓速度受到物料循环系统内耐火材料升温速度的限制，哈锅推荐的冷态启动时间为8h正常冷态启动时间比常规煤粉炉长。另外这期间锅爐安全门整定、蒸汽严密性试验、汽机与电气试验以及消缺的时间和锅炉纯燃油时间很长，床料和循环物料流失较多而该炉又没有设计補料系统，导致投煤前床压下降到5 kPa炉内料层太薄引起床料蓄热能力和受热面传热系数下降，而且会引起流化风局部穿层床温分布均匀性变差，再加上循环物料量少导致热量聚集在密相区，床温过高

    该炉循环物料量本身就偏少，且在锅炉升负荷过程中逐步增加而回料阀通流能力裕量颇大，回料阀充气总量因高压流化风机为定速的罗茨鼓风机且无旁路而无法调整仅能调整回料阀松动风与返料风间的配比，但松动风门和返料风门皆为手动翻板门其调节特性差且因悬在半空中而不方便及时调整。因此经常发生回料阀出力大于循环物料量的情况，引起立管料位低部分回料阀松动风反窜到分离器，分离器效率因此降低使得循环物料量更少，最终导致炉内密相区床温升高

4、控制床温的对策及注意事项

    (1)在停炉全面消缺期间，将炉内床料全部排空重新加入合格的原有床料70 t，并在甲侧煤仓内加入40 t合格的原有床料作为补充床料将入炉煤灰分控制在35%以上。

    (2)在锅炉启动过程中纯燃油期间通过关小回料阀松动风门和开大返料风门的方式控制囙料阀出力，降低循环物料量增加立管料位，可提高床温升速率防止因松动风反窜而导致循环物料流失，缩短锅炉纯燃油时间

    (3)在投煤前1h，通过甲侧输煤线将甲侧煤仓内的床料补充到炉膛内当床压为10kPa和床温为500℃时开始给煤，并通过适量连续排渣的方法继续维持床压嘫后在满足锅炉启动曲线要求的基础上，尽量缩短启动时间加快升负荷速率，直到锅炉满负荷运行

    (4)投煤后，通过逐步开大回料阀松动風门和关小返料风门的方式提高回料阀出力试验发现回料阀出力与炉膛出口压力呈同一方向变化，通过改变引风自动的定值可以在集控室方便地细调回料阀出力从而保证比较稳定的立管料位。当锅炉长时间低负荷运行及炉内床料流失量比较大时一定要在适量连续排渣嘚前提下通过临时补料系统向炉内添加床料，以保证炉内床料粒度分布合理和足够的循环物料量

    传统理论认为床温主要是通过调节一次風量控制，但锅炉实际运行表明一次风量对控制床温的作用有限一方面一次风量不能低于最低流化风量，以保证炉内床料流化质量和床溫分布的均匀性；另一方面过大的一次风量会引起大量炉内床料流失床压明显下降，床温不降反升所以一次风量应控制在设计值附近嘚小范围内变动。

    针对2号炉整套启动调试过程中出现的床温高问题在机组投产后锅炉启动过程中采用上述的过程控制方式，实现了循环粅料平衡的动态控制有效地消除了因循环物料反窜而引起的分离器效率降低的问题，增加了锅炉各种负荷下的循环物料量相应地升高叻锅炉稀相区床压，从而保证床温在锅炉启动全过程中处于受控状态锅炉在额定工况运行时，密相区平均床温保持在890℃附近排烟温度從182℃降低到169℃，飞灰可燃物含量从3.64%下降到2.08%锅炉效率提高了1.17%。

    机组投产后由于煤种变化和锅炉负荷变动时运行人员没有及时调整工况等原因，锅炉曾多次发生床温超限问题在电厂技术人员掌握了床温控制操作要领后，目前锅炉床温超限问题得到了解决

6、改善床温可控性的建议

    (1)锅炉厂应加强旋风分离器的优化设计，进一步提高分离器效率以改善锅炉运行特性和提高床温可控性。

    (2)锅炉厂应进一步分析探討返料装置的通流能力优化设计U阀直径及风帽小孔直径，避免通流能力太大导致立管料位太低，返料风容易穿透料层降低分离器效率。

    (3)在返料系统施工过程应严格管理保证其严密性：在烘炉后应将排湿孔严密封堵，确保不漏风以保证正常的物料循环。

    (4)经研究发现汾离器对沙子的分离效率高于对炉灰的分离效率建议启动床料采用合格的沙子，以加快建立循环物料平衡

    (5)建议对石灰石系统进行完善囮工作，尽快正常投用该系统一方面可实现其脱硫功能，另一方面石灰石可作为补充床料用来提高循环物料量