關于無錫華光鍋爐廠480T/H循環流化鍋爐床溫偏差大的技術分析

胡長偉

（京能（赤峰）能源發展有限公司，內蒙古 赤峰 024007）

關于無錫華光鍋爐廠480T/H循環流化鍋爐床溫偏差大的技術分析

胡長偉

（京能（赤峰）能源發展有限公司，內蒙古 赤峰 024007）

最近十幾年來，循環流化床鍋爐作為一項高效低污染清潔燃燒技術發展得很快，但隨之而來的該爐型在燃燒過程中出現的問題，也逐漸被暴露出來。本文闡述了對循環流化床鍋爐在實際燃燒過程中出現的床溫偏差大現象的分析及對應的調整手段。

循環流化；床溫；煙氣；偏差

一、鍋爐設備概述

無錫華光鍋爐廠生產的鍋爐型號為UG-480/13.7-M，容量為480t/h，鍋爐采用循環流化床燃燒技術，循環物料的分離采用高溫絕熱旋風分離器。鍋爐采用平衡通風，如圖1所示。

鍋爐主要由爐膛、高溫絕熱分離器、自平衡“U”形回料閥和尾部對流煙道組成。燃燒室蒸發受熱面采用膜式水冷壁，水循環采用單汽包、自然循環、單段循環系統。采用水冷布風板，內嵌逆流柱型風帽，具有布風均勻、防堵塞、防結焦和便于維修等優點。燃燒室內布置水冷屏來增加蒸發受熱面。燃燒室內布置屏式二級過熱器和屏式熱段再熱器，以提高整個過熱器系統和再熱器系統的輻射傳熱特性，使鍋爐過熱器汽溫和再熱器氣溫具有良好的調節特性。

二、鍋爐床溫偏差情況的原因分析及調整手段

床下前后墻的床溫偏差：無錫華光鍋爐廠生產的該鍋爐床溫測點主要分布在爐膛的下部、中部以及上部。下部床溫測點共12個，前、后墻各6個，上部床溫測點同樣是12個，前后墻各4個，左右墻各2個，中部床溫測點共8個，分布為前、后、左、右側爐墻各兩個。正常運行時，該鍋爐的前后墻測點溫差大都在50℃以上。該鍋爐的煙氣流程為倒“U”型，即一次流化風經過水冷風室，再穿過布風板將床料流化，燃料燃燒形成煙氣上升至爐頂后經90°拐角進入水平煙道，然后再經90°拐角向下進入各個受熱面，最后經過除塵脫硫等工藝處理后排出至大氣。

大家都知道床料在爐膛內流化時是呈流體狀態的，因此它也具備流體的一些相關特征。根據流體特性：煙氣在進入水平煙道是經過90°直角拐進來的，那么在該直角拐角的外側容積較大，流體被擴容降壓升速，而在拐角內側容積較小，流體被壓縮減速并在經過拐角位置形成一定程度的渦流。這種情況造成內側煙氣進入水平煙道流速和流向都受到一定程度地干擾，同時渦流作用使煙氣攜帶的顆粒也沉積在此處，因此我們每次停爐后，打開水平煙道的人孔都會看到里面會有很多細小床料，原因之一在于此。當然煙氣還會經過下一90°拐角，情況也是類似，只不過再出來就直接進入受熱面了，但對此處的受熱面的積灰影響較大，此種情況我們也可以從受熱面的吹灰效果體現出來。從上述情況來看拐角處外側煙氣流通相對較為流暢，而內側煙氣的流通則要受到一定程度的制約。拐角外側的煙氣來自鍋爐前墻的布風板，內側則是后墻布風板處流化床料出來的煙氣。所以，比較來說前墻的物料流化后的煙氣流通要比后墻的物料流化后的煙氣流通阻力要小，也可以說前墻的物料流化狀態也會比后墻的物料流化狀態要好些。加之鍋爐后墻又布置了返料閥，大量的返料量也對后墻的流化造成一定程度的干擾。由此后墻布風板處流化狀態相對差一些的地方物料溫度會比前墻處的物料溫度要溫度高一些。并且這種情況會隨著一次風風量的加大而愈發嚴重，在爐內床料量較小時，較大的一次風量往往會造成前后墻底部床溫差的急劇增加，個別點高達100多度的偏差。另外隨著一次風量的加大底部床料密度會下降，也就是說，有些相對較大顆粒的床料也被煙氣攜帶最后進入分離器后從返料腿回到爐膛，大顆粒的床料有些可能并未燃燒完全，即使燃燒完全了它的蓄熱能力也相對較強，所以回到鍋爐爐膛后墻處也會對床溫造成影響。當然，這種情況是在爐內床料密度較小而一次風量較大的情況下發生的，因為多數情況回料屬于冷源。對于上述情況完全屬于設計上的問題，我們只能通過細微的調整來緩解。根據負荷和煤質情況來調整床壓和一次風量，例如，高負荷但煤質較好的情況可以適當增加床料密度并且對應當前負荷適當降低一次風量。當然這些調整是沒有辦法去量化的，只能憑借個人調整經驗來操作。畢竟在保證在一次風量的前提下加大床料密度往往會讓整個廠用電耗上升而影響機組的經濟性，所以這個是要綜合考慮的。

床下溫度左右側的偏差：該鍋爐在正常運行時，左右側床溫測點也存在一定程度的偏差。說到這里要首先說一下，該鍋爐兩側旋風分離器的出力存在不一致的情況，這一點首先可以從兩個返料的旋風分離器返料腿的回料流化風壓的數值得到印證，因為左側返料腿的流化風壓遠遠大于右側，說明左側分離器分離下來的物料比右側多一些。此種情況會導致鍋爐兩側回料量存在偏差，回料量大的一側，即爐膛內左側的物料濃度要大于回料量相對較小的右側，最終導致鍋爐兩側流化不均。這就造成了左側因流化強度低于右側使得未被充分燃燒的大顆粒物料得到沉積，床溫也就偏高。這種情況也導致了鍋爐左側冷渣器排出的渣的顆粒遠大于右側冷渣器的排渣顆粒。另外基于上述情況，該鍋爐在運行后，如果將左右煤量分布調整均勻時氧量就會有很大偏差，因為流化程度較弱的左側，二次風的穿透能力相對增強，右側剛好相反，所以左側氧量要大于右側。而操作人員往往為了使鍋爐兩側氧量均衡而去調整兩側煤量的分布，因此兩側煤量偏差勢必造成兩側的床溫偏差。這也是兩側床溫偏差的又一直接原因。然而兩側的下煤量偏差導致兩側床料的密度偏差得到加劇，下煤多的那側床料密度大，流化情況就會變得更差，床溫的偏差也會因為流化不均而進一步加劇。還有就是這種情況也導致鍋爐兩側的磨損情況不一致，當停爐時，檢修人員進入爐膛內部發現，該爐右側要比左側磨損的嚴重得多，就是說右側爐膛內流化的程度要比左側劇烈而造成的磨損加劇。這也與左側物料濃度大于右側而導致這一結果是相吻合的。而鍋爐在煤質較差一次風量較低高床壓的參數下運行時，床壓波動加大，爐膛內的床料出現流化不良往往會導致用于排渣的冷渣器不下渣或者突然噴渣，對于本來流化狀態就相對不好的左側更是雪上加霜。所以出現這種情況時，該鍋爐左側冷渣器不下渣或噴渣的概率要遠遠大于右側也恰恰說明這一點。那么想要解決上述情況，首先必須從鍋爐左右兩側分離器出力不一致產生的原因著手。在停爐檢修時發現，右側旋風分離器下方存在嚴重的變形情況，分離器的截面由正圓變成了橢圓。這種情況肯定會影響該分離器的分離效果，對于變形的原因，基于情況較為復雜，涉及到日常的操作調整和鍋爐的膨脹等情況，在這里不再進行單獨分析。那么在操作調整時，操作人員首先要盡量保證鍋爐爐膛內部熱負荷的均勻分布，合理地調整一、二次風的配比，同時加減負荷時要緩慢平穩，改變給煤量時要做到各臺給煤機同步進行。

圖1　

結論

據多方了解，無錫華光鍋爐廠生產的這種爐型床溫底部長期存在一定程度的偏差。在多次和擁有同樣爐型的兄弟電廠進行詢問和溝通，最后總結為主要原因為該爐型確實存在設計上的缺陷，而操作人員也只能通過細微精心的調整來減少溫度偏差的程度，由于作者的水平有限，上述分析可能會存在遺漏或錯誤，因此也請廣大同仁批評指正。

[1]朱凱強，芮新紅.循環流化床鍋爐設備及系統[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]楊建華.循環流化床鍋爐設備及運行（第三版）[M].北京：中國電力出版社，2014.

[3]任永紅.循環流化床鍋爐[M].北京：中國電力出版社，2007.

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