海兴热电有限公司35t/h循环流化床锅炉投运初期存在的问题及采取的对策
崔国华 时卫鹃 马丙军 （江苏新海发电有限公司）
摘 要：介绍了海兴热电有限公司投产的两台35t/h循环流化床锅炉的结构、系统布置特点、热力参数等；分析了锅炉投产初期发生的锅炉排烟温度偏高、飞灰含碳量大、过热器超温等原因，采取了相应的措施，取得了明显的效果。 关键词：循环流化床 存在问题分析 对策
连云港海兴热电有限公司#1、#2锅炉系济南锅炉集团公司制造的35t/h循环流化床锅炉，分别
于2001年12及2002年1月调试完毕，2002年5月23日完成了72+24小时试运行并移交生产。整个工程由新电检修公司承担安装，徐州电力试验中心承担调试任务。投产初期，锅炉排烟温度高、飞灰含碳量大、给煤机频繁损坏，发生了过热器超温等一系列问题，这些问题有运行调整问题，也有制造厂设计上的问题。经过半年多的治理整顿，上述问题已基本解决。
1 设备概况
（1）连云港海兴热电有限公司两台次循环流化床锅炉其型号为YG—35/5.3—M6，该锅炉是济南锅炉集团有限公司与中科院工程物理研究所经多次优化设计开发的新一代高效、低污染、次高压、次高温循环流化床锅炉，据制造厂介绍，该锅炉具有高效、低污染、低磨损、中温分离、灰循环安全易控、运行可靠性高、启动迅速等优点。
（2）锅炉采用循环流化床燃烧方式，可燃烧各种烟煤、贫煤、无烟煤，也可燃用褐煤等低热值燃料和含硫高的燃料。若在炉内添加石灰石，能显著降低SO2的排放量，同时由于锅炉的燃烧温度只有900℃左右，能有效控制NOX的排放，可降低对环境的污染。
（3）锅炉按室外布置设计，锅炉钢架全部为金属结构。该锅炉是一种自然循环的水管锅炉，床下点火，采用了由惯性分离和旋风分离组成的分级燃烧系统。炉膛和惯性分离为膜式水冷壁结构，过热器分高低两级，中间设有表面式减温器，尾部设四级省煤器和一二次风空预器。
（4）锅炉主要技术经济指标和有关参数
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表1 锅炉额定工况主要参数及经济指标
蒸汽流量 过热汽压
35t/h 5.3Mpa
给水温度 150℃ 一/二次风温 180/120℃ 锅炉热效率 钙硫比 脱硫率
88.43%
燃料颗粒度
0—13mm
冷风温度 30℃ 燃料消耗量
4362Kg/h
过热汽温 485℃ 排烟温度 150℃ 料层压差
8778Pa
≈2 90% 2 排烟温度高、给煤机频繁损坏原因分析及采取的对策
2.1 改造原因
海兴公司两台锅炉自投产以来锅炉排烟温度一直偏高，额定负荷下锅炉排烟温度高达220℃，比设计值高出近70℃。为了真正搞清原因，公司相关技术人员对江阴海澜集团热电厂、山东明水热电厂进行了调研，与锅炉厂设计部门多次交流，最后双方一致认定排烟温度高的主要原因是省煤器吸热不够，必须对其作技术改造。另外，锅炉刮板式给煤机因离炉膛正压部位太近，给煤机轴承因长期工作在高温环境中，轴承常损坏导致停炉。针对上述问题公司认为必须对其作技术改造。 2.2 改造内容及时间
改造内容：将原四组膜式省煤器管的一二组更换为螺旋鳍片式省煤器；刮板式给煤机由原来的9.5m抬高到12m，同时对锅炉漏煤漏灰进行了治理。 改造时间：2002年10月15日—22日。
施工单位：省煤器由济南锅炉厂组织施工，刮板机由江苏新海发电有限公司检修公司施工。 2.3 改造前后参数对比
改造前状况：见表2
表2 锅炉改造前参数一览表（2002年7月9日）
蒸汽流量 过热汽压 饱和汽压 过热汽温 排烟温度 给水温度
34.5t/h 4.84MPa 5.02 MPa 478℃ 218℃ 147℃
电负荷 炉膛下部烟温 炉膛出口烟温 低过前烟温 省煤器前烟温 料层压差
4970KW836℃ 767℃ 623℃ 464℃
床温1/2 旋风返料温度 惯性返料温度 一次风温 二次风温
831/825℃ 852℃ 829℃ 201.9℃ 199.5℃
8800Pa 改造前，由于电除尘器卸灰机因烟温高无法启动，锅炉出灰不正常，锅炉惯性室、旋风分离器人孔门漏灰严重，、落煤管处漏煤，导致锅炉四周粉尘弥漫无法工作，给煤机常因轴承超温损坏而停炉。
2.4 改造后的运行参数见表3
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表3 锅炉改造后的参数(2002年11月7日)
蒸汽流量 过热汽压 饱和汽压 过热汽温 排烟温度 给水温度
34.7t/h 5.14MPa 5.32 MPa 490℃ 147℃ 148℃
电负荷 炉膛下部烟温 炉膛出口烟温 低过前烟温 省煤器前烟温 料层压差
7070KW 919℃ 744℃ 623℃ 449℃
床温1/2 旋风返料温度 惯性返料温度 一次风温 二次风温
967/925℃ 949℃ 853℃ 163.8℃ 117.8℃
11200P 锅炉改造后，不但排烟温度由额定负荷下的218℃降到了147℃，达到了设计值，而且漏灰、漏煤现象基本消除，给煤机频繁损坏现象消除，环境得到了很大的改善。
3 锅炉飞灰含碳量大问题的解决
海兴公司两台35t/h次高压流化床锅炉于2002年5月正式投产以来，飞灰含碳量高达25—30%，新电公司组织有关人员到海兴公司进行煤耗调研，通过查实来煤量、煤场实物盘点量以及同时点发电量、上网电量和供汽量的关口表计量，经数据收集和计算，总的(含供热)供电煤耗1366克/千瓦时。在调查中了解到影响煤耗的原因是多方面的，既有技术方面的，也有管理方面的，存在问题是综合性的，需要依轻重缓急逐条整改解决。我们首先组成了燃烧调试小组，对锅炉做进一步的调试，同时在管理上也做了一些工作，主要有： 3.1 摸索煤种与飞灰含碳量关系
循环流化床锅炉适应煤种广，燃烧效率高，但对于已设计成型的CFB锅炉，只有特定的煤种才能达到较高的燃烧效率。由于煤的结构特性、挥发份含量、发热量、水份、灰份的影响，CFB锅炉燃烧效率有很大差别。一般燃用无烟煤、硬劣煤的CFB锅炉飞灰含碳量普遍很高，燃用烟、褐煤较低。海兴在此方面应做的工作是：加强煤质的采样化验，根据煤质的不同，进行运行方式的调整。燃用优质烟煤易出现床温升高现象，炉内结焦，风帽烧坏变形，采取的措施是提高飞灰再循环量，适当提高一次风压，降低床温，并减少二次风量来降低过剩空气系数，从而实现较高的燃烧效率。燃用劣质煤作相反调整。运行人员通过摸索基本掌握一定的规律，找出最佳掺配煤种方案。燃用不同煤种时，要在一定工况下对飞灰取样，通过取样分析来了解燃烧调整的方式是否妥当。 3.2 入炉煤的粒径和水份影响
颗粒大，碳粒总表面积减小，延长了煤粒燃尽时间，降低燃烧效率，同时造成循环灰量不足，稀相区燃烧不充分，出力下降，另外，大块沉积，流化不畅，局部结焦，排渣困难。颗粒小，床层膨胀高，易燃烧；但易造成烟气夹带，飞灰含碳量高。通过试验发现：煤粒太小，由于煤粉在炉内燃不烬，飞灰含碳量就高。对于优质煤，煤颗粒可粗些，劣质煤则应相对细些。对一些较细的粉煤，建议进行筛分后再送锅炉燃烧。水份过大不但降低床温，同时易造成输煤系统堵塞故障，故对水份高的煤要进行掺配。 3.3 过剩空气系数影响
一次风作用是保证浓相区料层的流化与燃烧，二次风则是补充浓相区出口和稀相区的氧浓度。
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调整好一二次风的配比，有效降低飞灰、灰渣含碳量，是保证经济燃烧的主要手段。运行中适当提高过剩空气系数，增加燃烧区的氧浓度，有助于提高燃烧效率。但炉膛出口过剩空气系数超过一定数值，床温下降，炉膛温度降低，CO浓度升高，总燃烧效率将下降，风机电耗增大。所以，在负荷变化不大时，一次风尽量稳定在一个较合适位置，少作调整，主要靠调整二次风比例来控制浓相区出口和稀相区的氧浓度。一二次风的配比，与锅炉负荷、煤种等有关，通过摸索可建立不同负荷与一二次风量的经验曲线或表格，供运行调整时参考。 3.4 床温影响
CFB锅炉的床温一般在800—1000℃，床温提高可降低劣质煤炉渣含碳量，对烟、褐煤几乎无影响。化学不完全燃烧损失一般也随床温升高而降低，故CO排放量也降低，但床温升高受灰熔点和脱硫限制，根据煤中含硫量高低可控制在860—920℃。温度高，脱硫效果差。
床温在负荷调节中靠循环灰量控制，但稀相区温度随负荷的升高，循环风量、给煤量、风量的增加而升高，最高可达1050℃左右。提高稀相区温度对降低飞灰可燃物损失非常有利，因此应加强二次风调整。目前海兴的情况是床温不够稳定，旋风分离器及往后有二次燃烧的现象，尤其是高负荷，蒸汽流量超过设计值35t/h时尤其如此。事实证明，旋风分离器安装是否偏心，筑炉骨料是否常脱落，会直接影响返料的效果。 3.5 料层高的影响
床层高度影响CFB锅炉稳定运行和燃烧效率。料层过薄易吹透；过厚则增加风机压头，飞灰量增大。因此应维持料层高度和稳定。料层在热态膨胀近一倍，实践中应注意观测最佳床层高度。运行调整重在控制床料厚度及料层差压。特别是锅炉升炉前做好冷态最低床料厚度流化试验非常重要，料层太薄，负荷将带不足，反之易结焦。控制好料层，适时排放灰渣。 3.6 循环倍率影响
循环倍率指的是返回炉内的固体物料量与进入炉膛的给煤一次上升直接进入分离器的固体物料量的比值。CFB锅炉的循环系统通常由炉膛、惯性室、旋风室及其回料器组成，此系统将飞出炉膛的较粗的、可燃的煤粉捕捉下来返回炉膛再燃烧，炉膛中的燃烧可看着由燃煤的一次燃烧与循环燃烧两部分组成。通常认为，循环倍率的影响因素是复杂的，它与锅炉的结构有关，加大返料量即提高循环倍率，可以适当提高燃烧效率，这是因为焦碳热解过程中反应性会降低，即“失活”，在炉内高温环境下10—30分钟后即惰性化，再难反应，循环倍率增大将增加风机电耗、加剧受热面磨损。因此在合适的煤颗粒度下应尽量降低循环倍率，也就是要尽量避免大颗粒燃烧和颗粒不均匀。并且负荷低则循环倍率也要低，在运行调整中要注意循环倍率不是一成不变的。
通过优化燃烧试验，锅炉飞灰含碳量有了大幅度降低，额定工况下锅炉飞灰已降到了10%—13%。
3.7 管理上做了如下几方面工作
3.7.1 加强燃料的进、消、存管理，严格按原设计煤种进行购煤，并定期进行煤场盘点，以及利用皮带秤和汽车拉煤过衡量进行实煤校验。
3.7.2 加强人员素质培训，提高生产经营管理水平。定期开展经济活动分析，并及时与新电公司
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保持信息沟通，确保问题的迅速、有效解决。
3.7.3 进一步加强小指标的统计管理和分析。编制了正常生产统计报表程序，逐步进行有关指标的计算和分析，并加大了考核力度。
通过各方面工作，目前锅炉的煤耗下降到了600g/Kwh，成效显著。
4 锅炉超温问题的解决
2002年5月30日，海兴公司#1炉发生一起超温事故，高温过热器等部件严重损坏，主要原因是人员素质低，对系统不熟悉误操作所致。这次事给海兴全体人员敲了警钟，员工的培训切不可大意，此事教训深刻。事后海兴公司，认真组织了分析事故，按照四不放过原则，对全体员工进行教育，对责任人进行了严肃处理。对高过、低过、主蒸汽出口联箱及主蒸汽管道等凡超温设备要作彻底检查，确诊已损坏者作了彻底的更换。
经过大家的共同努力，海兴公司设备运行已趋于稳定，生产已进入良性循环。
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