DG1131/25.4—II3型流化床鍋爐返料器震動分析、防范、調整方法

李凱良

摘 要： 棗莊八一 熱電廠DG1131/25.4-II3 型循環流化床鍋爐（CFB）于2018年1月13日進入整套啟動階段，在調試階段頻繁出現返料器震動現象，本文對此現象、特點進行了總結，從中分析震動發生的原因并提出了防范措施，給出了調整方法。

一、設備概述

1.旋風分離器

旋風分離器位于爐膛與后豎井之間，煙氣從爐膛后部進入旋風分離器進行分離。鍋爐布置三個旋風分離器入口煙道，將爐膛的后墻煙氣出口與旋風分離器連接，并形成氣密的煙氣通道。旋風分離器上半部分為圓柱形，下半部分為錐形。飛灰細顆粒和煙氣先旋轉下流至圓柱體的底部，而后向上流動離開旋風分離器。粗顆粒落入直接與旋風分離器相連接的“U”閥回料器立管。旋風分離器進口煙道設有吹掃風。

2.回料裝置——“U ”閥回料器

旋風分離器分離下來的飛灰通過“U”閥送到爐膛下部的密相區。“U”閥回料器共三臺，分別布置在三臺旋風分離器的下方。回料器閥體出口段采用一分為二的結構，每臺回料器內的高溫循環灰分兩路進入爐膛，確保回料的均勻性。回料器用風由單獨的高壓流化風機負責，高壓風通過底部風箱及閥體和立管上的幾層充氣口進入“U”閥，可以通過布置在各充氣管路上的風門對風量進行調節。

3.鍋爐相關參數（BMCR）

煤耗量 220.78 t/h；石灰石耗量 26.84 t/h ； 底灰量 51.68 t/h ；飛灰量 63.17 t/h

二、返料器的震動發生過程及現象

2018.01.13 09：50機組負荷270MW，#3U閥密度波動，鍋爐就地發現#3U閥震動，降低負荷后震動減緩。10：52機組負荷240MW，高流風母管壓力52KPa，#3U閥密度平穩，#2U閥密度降負荷過程中大幅波動，就地U閥處震動加劇，10：56機組負荷188MW，#2U閥密度波動最高至16.1，隨后采取增大高流風壓力至70KPa，不斷增減高流風流量增加擾動，加強排渣等方式，U閥處震動減緩，處理過程中打開放灰閥，發現堵塞不通，逐漸降低負荷。21：15機組負荷180MW，爐膛下部壓力突升至2KPa，比之前增長近一倍#2U閥密度恢復平穩，U閥內積存大量返料進入爐膛，實現自平衡，鍋爐就地U閥處震動停止。01.14 10：00機組負荷200MW，#2U閥密度又波動最高至12.8，鍋爐就地U閥處震動，降負荷至175MW，震動減緩。2018.01.15 06：52負荷175MW，在夜班未做任何調整下，#2U閥密度突然恢復平穩，爐膛下部壓力和上部差壓均上升明顯，鍋爐就地U閥處震動停止。

2018.01.17 14：55停爐檢查爐膛內無結焦現象，做流化試驗合格，床料平整；U閥內無澆注料脫落，風帽檢查正常；水平煙道人孔門打開后發現兩側的水平煙道積灰多，中間水平煙道積灰少。 在以后的機組降負荷過程中#2U閥多次震動現象相同。

三、返料器震動后當時的處理

降機組負荷；改變高壓流化風風量進行擾動； 加大冷渣器轉速，降低床壓； 減少一次流化風量，減少回料阻力； 打開事故放灰門放灰； 保持三臺高流風機運行，增加高流風量； 開水平煙道吹掃風，進行擾動； 調節U閥上升段、下降段和松動風的比例； 增大爐膛上二次風調門開度，減少爐膛下二次風調門開度。

四、U閥返料器震動分析

1.減負荷中風煤減的過快，床上壓力波動，飛灰循環狀態被打破，使回料器循環灰量大幅波動。

2.負荷下降后，循環飛灰量減少，而U閥的高壓流化風沒有及時調整，使U閥上升段的某條阻力稍小支路輸送能力相對加強，導致風量與爐膛短路。短路后高流風大量從該支路進入爐膛，而另一條支路輸送減弱，停止，造成飛灰沉積堵塞。見上圖。

以2號U閥為例，從參數曲線中看出綠色高流風在機組降負荷過程中沒有調整，保持61.5KP。機組負荷下降至200MW飛灰減小，兩個回路輸送能力大大超出循環飛灰量，致使兩個回路發生分化1號回路繼續輸送，2號回路輸送停止、堵塞。最終反應為料位上漲。

此時1號回路正常，震動減緩。但隨著負荷上漲1號U閥入口壓力上升，說明入口灰量上漲淹沒測點。1號回路輸送能力達到極限1號回路密度開始震蕩，反應為返料器震動重新開始并加劇。返料器震動加劇后，再次減負荷，隨循環灰量下降1號回路恢復正常，一段時間后U閥入口堆積的飛灰輸送回爐膛，U閥入口壓力測點露出，反應為壓力下降恢復正常。

從堵塞后的處理方法上看出，發生震動后都是采用提高返料器高壓流化風的方法，結果造成發生堵塞的返料器支路沒有改善，只提高了短路支路的輸送量，使分離器的循環飛灰從短路支路返回爐膛，此時如鍋爐負荷下的飛灰量大于該U閥單條支路的輸送能力則震動依舊，繼續降負荷后循環灰量下降U閥單條支路輸送滿足灰量需要則震動減小，停止。如此時判斷U閥異常消除重新加負荷時循環灰量增加，單條支路輸送量無法滿足，又造成回料不暢震動加劇。

在處理單一U閥工作異常震動時，其他U閥高壓流化風沒有做出調整，使得其他返料器最終也發生相同的兩個回路回料不均，震動，最終堵塞。

3.從停爐檢查結果來看，兩側的水平煙道積灰多，中間積灰少；說明由于進入2號分離器的煙氣流速快，飛灰攜帶量大于其他兩臺分離器，也就是說2號U閥正常時輸送量較大，正是2號U閥在機組減負荷后2號U閥先發、多發震動的原因。

五、防止回料器工作發生異常引起震動的運行措施

1. 該機組進行AGC負荷調整試驗中，負荷變化引起的返料器震動最為劇烈。所以加減負荷過程要平緩。

2. 負荷變化時風、煤的調整要平緩，避免引起煙氣中飛灰含量的大幅波動。

3. 監視返料器運行狀態，對運行參數及時分析發現異常。現有測點中密度、料位在異常情況下并不能反映變化趨勢，圖中可以看出都是階躍性變化，當發現參數異常后再采取措施已經來不及了，已經造成了返料器工作異常。所以可以考慮進行測點的重新設計。

4. 定期吹掃水平煙道，防止大量積灰在爐膛風量波動時產生塌落。

5. 在負荷調整過程中返料器的高流風也應該跟隨調整，避免回路工作狀態失常。高流風調節可以參考鍋爐廠家說明書，并根據不同返料器循環灰量的實際情況而確定，例如2號回料器循環灰量大于1、3號回料器。

六、返料器發生震動后的處理原則

1. 對于兩條支路的返料器首先要判斷是哪個支路堵塞。堵塞，通常是從單條支路開始的，所以正確判斷工作異常的支路才能準確快速消除。

2. 根據堵塞嚴重程度采取向應措施。

3. 避免影響其他返料器的正常工作。在堵塞嚴重，需要提高高壓流化風壓時，必須對運行正常的返料器高流風進行調整，避免因風壓提高，使原本正常工作的返料器發生異常。

七、結語

循環流化床鍋爐保證良好的物料循環是燃燒調整的重中之重；一次流化風、二次風、煤量的變化直接影響床壓，循環飛灰量。所以負荷變化中應平緩調整，避免快速波動。與煤粉爐相比流化床鍋爐的負荷變化能力要小得多，因為爐底料蓄熱的原因，惰性大；所以變負荷調整過程較為緩慢。

而對于多臺返料器，每臺返料器兩個分支的返料系統；由于返料器位置不同、工作狀態不同、制造安裝工藝差異等等不同，在運行中要區別對待；不能多臺返料器、支路都無差別平衡進風。尤其在負荷變化時要進行調整。雖然制造廠家給出了不同負荷下對應的高流風量作為參考，但實際運行中每次啟爐料層厚度、成分會有差異，所以床壓也不相同；此時高流風要根據實際情況作出調整。經過長期試驗后總結高流風與各參數的關系，可最終實現自動調節。