1 前言
作為潔凈煤發(fā)電技術的一種,大型CFB鍋爐燃燒技術的應用目前得到了快速發(fā)展,國產化最大的2臺450 t/h CFB鍋爐機組已經順利在保定熱電廠投產,410 t/h的CFB鍋爐機組在石家莊熱電廠投產了2臺,并在江西分宜電廠投產了1臺。但是,隨著大容量CFB鍋爐機組的投運,大型CFB鍋爐設備在穩(wěn)定運行上暴露了一些問題。希望通過對大型CFB鍋爐設備穩(wěn)定運行問題的探討,提高CFB鍋爐運行和維護水準,確保機組能夠長周期安全穩(wěn)定運行,促進國產化大型CFB鍋爐技術的發(fā)展。
2 影響大型CFB鍋爐穩(wěn)定運行的主要問題
目前,影響大型CFB鍋爐長期穩(wěn)定運行的主要問題有:爐膛及冷渣器的排渣、爐膛布風板的漏渣、耐火保溫材料的選擇、施工及烘烤、床下點火風道燃燒器的配風及保護、CFB鍋爐特征量的在線測量及監(jiān)視可靠性低下、給煤機的堵煤與斷s煤、燃煤粒徑的控制及其他輔機問題等。
2.1 爐膛及冷渣器的排渣問題
影響大型CFB鍋爐長期運行的首要問題是鍋爐的排渣問題。爐渣的可靠排放是鍋爐穩(wěn)定運行的基礎,也是實現(xiàn)CFB可控制運行的標志。因此,選擇合適的冷渣器并保證冷渣器的可靠、合理、穩(wěn)定運行是實現(xiàn)鍋爐順利排渣的前提,也是鍋爐排渣的下級—輸渣系統(tǒng)穩(wěn)定運行的保證。
2.1.1 東鍋選擇式風水聯(lián)合冷渣器
東鍋450 t/h CFB鍋爐配備4臺選擇式風水聯(lián)合冷渣器。鍋爐排渣采用J閥風控制,冷渣器排渣采用旋轉給料閥控制;選擇室和第1冷卻室采用180℃一次風熱風冷卻,第2冷卻室和第3冷卻室采用一次風機出口的冷風直接冷卻;在第1冷卻室和第2冷卻室布置水冷管束作為省煤器的一部分。
a.存在的問題 排渣量較大,冷渣器排渣溫度過高,冷渣器經常需要間斷運行;冷渣器內部磨損嚴重;在冷渣器的選擇室部位結焦而導致冷渣器停運;冷渣器無法實現(xiàn)連續(xù)運行,4臺冷渣器不能滿足機組運行的需要,鍋爐運行受制于冷渣器,經常造成鍋爐降負荷運行或停爐。
b.原因分析 鍋爐排渣失控,沒有建立冷渣器的進渣與出渣的平衡是造成上述問題的主要原因。因為冷渣器的設計是按一定的物料平衡設計的,當鍋爐排渣失控(即冷渣器的進渣失控)時,大量的熱渣快速進入冷渣器,而冷渣器的冷卻風和冷卻水不足以將熱渣冷卻到設計的排渣溫度,運行人員加大冷卻風量的投入,使得冷渣器內部的磨損加劇,在不能將熱渣冷卻下來時,導致冷渣器需要停運進行冷卻;當選擇室進渣量較大時,大量的未燃燒煤粒會隨著渣流涌入選擇室,在渣層較厚的情況下會造成局部的溝流和局部的不流化,并在選擇室內發(fā)生可燃物的再燃和結焦,造成選擇室排渣口的堵塞。
c.采取的措施 用控制鍋爐排渣J閥風壓的大小來控制鍋爐的排渣量,建立冷渣器的進渣與出渣的平衡,保持選擇室床壓的穩(wěn)定與可控。
d.實施后的效果 冷渣器能夠穩(wěn)定可靠運行,能夠實現(xiàn)連續(xù)排渣,排渣溫度可以控制在150℃左右,3臺冷渣器就可以保證鍋爐滿負荷運行。
2.1.2 哈鍋L閥控制風水聯(lián)合冷卻溢流式冷渣器
石家莊熱電廠220 t/h CFB鍋爐配備了2臺L閥控制的風水聯(lián)合冷卻溢流式冷渣器。鍋爐排渣采用L閥控制,冷渣器排渣為溢流式出渣,在冷渣器底部設置2個事故排渣口,采用2臺冷渣器用羅茨風機進行直接冷卻;在第2冷卻室和第3冷卻室布置水冷管束,加熱后的除鹽水直接進入除氧器水箱。
a.存在的問題 L閥只起疏通作用,鍋爐排渣量的大小不易控制,在鍋爐排渣口部位易結焦;冷渣器內部的渣易堆積形成溝流,在不能建立初始流化的情況下,只能通過事故放渣進行排渣,排渣溫度過高,冷渣器內易結焦。
b.原因分析 冷渣器的冷卻風機選型較小,冷卻風量不足;L閥的控渣性能不好,排渣量大小不易控制,且L閥的耐磨耐火材料易于脫落,易造成堵塞。
目前,該爐的排渣只能依靠事故排渣進行,運行狀況不良,鍋爐運行受制于冷渣器能否正常出渣。
2.2 鍋爐爐膛布風板的漏渣問題
東鍋生產的450 t/h和410 t/h CFB鍋爐爐膛布風板均存在漏渣情況。在冷態(tài)和停用床下油槍前,爐膛布風板不漏渣,漏渣發(fā)生在鍋爐帶上一定負荷且床下油槍停用后,漏渣的部位在靠近后墻的回料中心附近。大量的漏渣將導致水冷風室的堵塞,并使水冷風室磨損嚴重,危及鍋爐的正常運行。
東鍋100 MW等級的CFB鍋爐回料口為2個,布風板的風帽為定向“7”字型,布風板阻力較??;哈鍋100 MW等級的CFB鍋爐回料口為4個,布風板的風帽為鐘罩式,布風板阻力較大。
通過初步的試驗及現(xiàn)象分析認為,造成爐膛布風板漏渣的原因可能為:回料布置集中,局部的回料量偏大、布風板阻力偏小、風帽制造粗糙。
因為CFB鍋爐大型化后,額定負荷時的循環(huán)物料量很大,如果不相應增加回料口勢必造成局部回料量過大,使布風板上的局部床壓過高。當布風板阻力偏小時容易隨著爐膛循環(huán)量的增加而發(fā)生漏料情況。而在循環(huán)物料量較小時并不發(fā)生漏料,這與實際情況是相吻合的。因此,必須在大型CFB鍋爐的設計中充分考慮回料量的均勻分布,避免造成局部回料量過大的問題。同時,應注意風帽的結構是否合理和制造加工質量是否合格。