火電廠循環流化床鍋爐系統調試探討

摘要：本文以筆者參建的印尼北蘇三火電項目為例，對火電廠循環流化床鍋爐系統調試中常遇的技術問題及其應對措施展開全面探討，以期可對眾火電建設者有所裨益。

關鍵詞：循環流化床;鍋爐系統調試;問題與應對

中圖分類號：TK229 文獻標識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2021）04-0000-00

1循環流化床鍋爐系統概況

印尼北蘇三火電項目（2×50MW）建設規模為2臺231t/h高溫高壓循環流化床汽包鍋爐，為哈爾濱鍋爐廠生產，單汽包，單爐膛，自然循環，非再熱，汽冷旋風分離器，管式空預器，固態排渣，露天布置，平衡通風，燃煤，床下點火，鋼構架懸吊結構，主要參數為：連續最大蒸發量231t/h，過熱蒸汽流量218.5t/h，過熱蒸汽出口壓力9.81MPa，過熱蒸汽出口溫度540℃，給水溫度230.2℃。

2循環流化床鍋爐系統調試

為促使印尼北蘇三火電項目循環流化床鍋爐系統啟動與調試順利、有序完成，需對相應工作任務與權責分工予以明確、細化，依據相應規范、標準、規程、規定，結合本項目機組實際情況與以往相似機組調試經驗所得，編制詳盡的鍋爐系統調試方案，依調試方案、作業計劃組織開展相應施工。

通過對鍋爐系統的啟動與調試，檢驗鍋爐系統設計性能與安裝質量是否達標，及時檢出存在的欠妥之處，對出現的相應問題予以妥當處置，避免影響正式投產。其中，主要組成部分的常見問題與應對處置措施如下：

2.1布風板

2.1.1常見問題

鍋爐內良好的物料循環及爐內流化是保證循環流化床鍋爐正常運作的關鍵，其中，爐內流化效果的好壞與爐內布風板的阻力有著密切關系。布風板阻力越大，爐內風流表現越均勻，但風機耗能也相對較大;反之，布風板阻力越小，爐內風流的均勻性表現越差，風機耗能相對較小，但往往也會出現因布風板阻力不夠而導致爐內布風不均，而影響爐內的流化效果。對于因爐內布風不均發生堵塞的情況，實踐分析發現主要存在以下兩點問題：（1）在鍋爐前期初運行過程中，爐膛內布風板阻力過小，以致入爐煤的粒度分布不均，一旦有大粒徑的煤塊入爐就會出現堆積形成死角，而影響爐內的流化效果造成結焦。（2）鍋爐布風板風帽發生脫落，也會在一定程度上導致布風的均勻性偏差，從而致使水冷風室內流化不充分出現積渣，兩側風量出現一定的偏差。

2.1.2應對措施

對于因布風板阻力不足而導致堵煤，或流化效果差的情況，可在調試過程中，通過對布風板進行適當改造，如在風帽內加焊φ14鋼條，以壓縮風帽通風面積增加風壓;或是在豎井的出風口位置加帽蓋，并在周邊均勻開孔提高布風的均勻性，防止風流直吹而導致的局部風量大、局部風量不足的情況。同時，運行過程中應對入爐煤粒度予以嚴格把控，并做好相應的排渣工作，確保爐內風壓保持正常。此外，對于布風板風帽通過焊接進行連接，以確保風帽不會發生松動脫落。

2.2床下啟動燃燒器

2.2.1常見問題

對于床下啟動燃燒器耐火材料在試運行過程中出現燒壞脫落的情況，主要表現為以下幾點問題：（1）由床下啟動燃燒器的結構可知，點火風在預燃室內會形成一個低壓回流區，且回流區內較高溫度的煙氣往往是導致燃燒器耐火材料燒毀脫落的成因之一。（2）用于保護床下啟動燃燒器的風冷未充分發揮保護作用，原因在于預燃室混合冷卻風的噴嘴位置出現碳化，在混合風門全部打開后，混合冷卻風沒有冷卻效果，以致燃燒器耐火材料出現燒壞脫落。（3）燃燒器耐火材料敷設時的烘烤時間不足，或是耐火材料脫落并重新敷設時，因時間過于倉促而未進行充分干燥及烘烤，便用出力大的油槍進行點火，由此也是導致燃燒器耐火材料脫落的重要原因。

2.2.2應對措施

在鍋爐的試運行過程中，可將原設計的油槍出力值，改用出力較小的油槍予以點火操作，同時，對啟動時的升溫速度進行嚴格把控，防止迅速升溫而導致的耐火材料燒壞的情況。但要想使該問題得到徹底有效的解決，還應考慮如下兩個措施：（1）在重新敷設耐火材料時，務須要通過充分緩慢的干燥與烘烤，以確保耐火材料的耐火強度得以顯著提升;（2）在適宜的情況下，對一次冷風管、混合風管的管徑進行改造，通過加大冷風及混合風的管徑，以加大冷卻通過耐火材料的混合風量，使耐火材料得以充分冷卻保護，從而最大限度減少與規避耐火材料被燒壞幾率。

2.3給煤系統[1]

2.3.1常見問題

（1）該項目鍋爐采用4臺全封閉耐壓稱重計量式皮帶給煤機，不僅能夠保證給煤的連續性與均勻性，實現給煤過程的精準稱重計量，而且還能夠結合鍋爐燃燒控制系統所需，對給煤量予以自動調整，進而確保實際給煤量滿足鍋爐負荷。在進行給煤機的調試過程中，主要有進口堵煤（煤斗）、殼體內堵煤、出口堵煤等情況，殼體及出口堵煤嚴重時會造成給煤機殼體內充滿煤粉，使給煤機膠帶極易跑偏，軸承損壞，無法正常運轉，甚至會出現停機而影響鍋爐的正常供煤，大大增加了操作人員的勞動量。導致耐壓稱重計量式皮帶給煤機出現堵煤質量問題的主要原因有：皮帶出現跑偏;出口尺寸設計不合理，導致出口位置存在死角而發生堵煤;鍋爐進口落煤管的角度設計不合理，煤流進入不暢通而發生堵煤;給煤機密封風、播煤風的風壓及風量設計不滿足鍋爐生產要求，以致下煤過程不夠暢通;堵煤時發現不及時，致使堵煤的情況越來越重，甚至造成給煤機殼體內充滿煤粉導致停機而影響鍋爐的正常供煤。（2）造成堵煤的另一關鍵原因在于煤倉的“搭橋”現象，在煤倉內的料位偏低時，由煤倉的上方向下能夠看到，煤倉中上方位置的倉壁附著了一定厚度的煤層，僅中間空余部位的煤粒能夠進行正常流動。長此以往，附著在煤倉側壁上的煤層越來越厚，一旦脫落后就會形成大煤塊堵住煤倉下煤口。（3）煤倉下方位置與下煤口接近位置的空氣炮能夠緩解煤倉的堵煤情況，但空氣炮上方的“搭橋”，使得煤口上方形成空腔，影響空氣炮作用的發揮。（4）使用挖機從地下煤斗上煤時，經常會挖破土工膜墊層，破損的塊狀土工膜隨著皮帶進入鋼煤斗，造成給煤機堵煤，使煤流量大幅減少、投煤不均勻，從而影響到鍋爐燃燒效果。

2.3.2應對措施

（1）對于耐壓電子稱量給煤機應從以下幾個方面進行改進：一是，采取有效措施保證皮帶不跑偏，并通過膠帶外清掃，調節好煤流;二是，合理設計出口尺寸，避免死角出現，杜絕殼體出口處出現的堵煤現象;三是，調整鍋爐進口落煤管和稱重給煤機出口落煤管的角度，杜絕煤流不暢情況出現;四是，調節好機體密封風、播煤風的風壓、風量等，使下煤更加流暢;五是，安裝堵煤報警裝置，一旦發生堵煤的情況時，便能及時發出堵煤報警信號，以便于及時處理，防止堵煤現象的進一步擴大。（2）對于下煤口位置發生堵煤的情況，可通過在給煤機入口位置的煤閘門下煤倉側壁安設電動振動裝置，以減少煤倉側壁煤層的附著情況。（3）在與給煤機靠近的一側，與原空氣炮距離1.5m的上方加設幾臺空氣炮;在煤倉靠近給煤機與鍋爐的一側，與原空氣炮距離3.0m的上方分別加設幾臺空氣炮，如此通過在合理的位置處增設空氣炮來解決不同高處的煤倉“搭橋”現象。（4）對煤場墊層予以相應加厚，減少違規超挖;（5）緊抓上煤時的監督管控，杜絕向下超挖;（6）加強巡視檢查，及時發現皮帶上料時的異常情況并予以妥當處理。

2.4排渣系統[2]

2.4.1常見問題

（1）運行中L閥問題導致的堵煤：1）L閥因沒有調節渣量的功能，對于進渣量的控制難度較大。實踐發現，L閥自身不能進行排渣量大小的調節，因此，僅能通過對每次排渣時間的控制來實現對冷渣器排入渣量的調節，由此也使得因渣量控制不易，而導致冷渣器倉室極易因瞬時大量排渣而出現堵渣的情況;2）因熱渣溫度過高（通常會>800℃）而導致電動閘門板出現變形，使得L閥上電動排渣閘板門因變形而被卡死，不能進行電動操作且手動操作也因卡死而無法操作。在電動排渣閘門出現卡死后，運行時的進渣閘門也僅能保持一定的開度，在排渣完成后不能對L閥進行水平吹掃，從而導致在經過一定時間的運行后，L閥排渣門水平段極易因沉積較多大渣而出現堵煤;3）因高溫的影響，使得L閥直立段捅渣棒出現變形不能操作，因此，對于運行時立管發生堵煤時，僅能借助人工對L閥外壁進行敲擊來疏通堵煤，但此種方法易對L閥側壁的耐火材料造成損傷致其脫落，耐火材料脫落后也會導致L閥出現堵煤的情況。（2）未結合工況實際合理選擇流化床冷渣器風機型號，以致高壓流化風機的機型選擇偏小，運行過程中風壓過小、風量偏低，與鍋爐實際所需的風壓、風量相差懸殊。由于流化風量過小，使得鍋爐各個風室的廢渣無法充分流化，能夠“翻墻”通過三倉室的廢渣量更是少之又少，熱渣在冷渣器內未進行充分流化冷卻便從一倉室、二倉室排出，從而極易導致一倉室、二倉室出現堵渣。（3）冷渣器流化風管網存在較大阻力，導致管道受阻力的影響，使得管道內壓損過大，而致使運行過程中的冷渣器流化風機因電氣保護停止工作。（4）冷渣器排渣口處的旋轉給料閥出現卡死，以致電機馬達被燒壞，從而導致旋轉給料機被卡死，冷渣器內較大的渣塊無法排出發生堵塞、結塊。（5）鍋爐底部冷渣器埋刮板輸送機所設坡度不合理，以致刮板出現磨損或刮鏈發生斷齒，嚴重時還可能會導致埋刮板機出現脫落、斷鏈等問題。（6）埋刮板輸送機的型號選擇與鍋爐工況不符，型號選擇過小不能滿足鍋爐生產的需要，從而導致經常發生電機過載跳閘的情況。（7）運輸冷渣系統的密封性較差，存在較為嚴重的“冒灰”“漏灰”情況，以致鍋爐的整體運行環境惡劣。（8）進入鍋爐的煤粒度篩選不到位，相當大的部分超過粒度設計要求值，粒徑過大且煤矸石含量超標，是影響冷渣器流化效果的最根本原因。根據排出的廢渣成分分析，部分入爐煤粒度甚至超過設計粒度5㎜，煤粒徑過大導致熱渣進入冷渣器后，因粒徑過大而難以進行流化，由此就造成了冷渣器一倉室、二倉室出現堵渣的情況。

2.4.2應對措施

（1）對L閥進閘門進行調整，將電動閘門改為手動閘板門，以便通過L閥能夠對排渣量進行自由調節，防止排渣量較大時冷渣器倉室出現堵渣的情況。（2）結合鍋爐的實際工況，更換合理型號及數量的冷渣器風機，確保冷渣器的風量及風壓大小能夠滿足鍋爐正常運作的需要，進而確保鍋爐各個風室的渣塊得以充分流化。（3）對于排渣系統潛在的各種問題，可通過對冷渣器系統的通風管道予以改造，將通風管道的直徑結合鍋爐工況進行加大，使管道內阻力減小，以確保冷渣器流化風機正常運作，進而使渣塊得以充分流化冷卻。（4）將冷渣器一倉室布風板上的風帽內管取出，以減小管道內的阻力，同時，將一節風管與冷隔墻前的冷渣器一倉室的流化風管上進行連接，以此來增加一倉室的進風量，進而促使一倉室內的渣塊得以充分流化。（5）根據鍋爐結構的實際設計情況，適當降低冷渣器風冷隔墻的高度，以便于廢渣能夠順利通過冷隔墻至三倉室進行流化冷卻后排放。（6）將排渣口位置處的旋轉給料閥去掉，并在冷渣器一倉室位置加設一個直徑較大，能夠便于較大粒度渣塊通過的排渣口，把3個大渣排渣口由電動改為手動翻板門。（7）結合鍋爐生產及排渣情況，選擇適宜型號大小的埋刮板輸送機，并對埋刮板輸送機的坡度進行合理設計，確保排渣的流暢性。（8）對破碎煤塊用二級碎煤機予以合理調整，確保碎煤機碎煤粒度能夠滿足鍋爐對入煤粒度的要求，避免入爐煤粒度偏大而導致的堵煤現象。同時，對于進入鍋爐的煤塊粒度進行嚴格監控，一旦監控發現存在較大粒度的煤塊，應及時調整處理以免出現堵煤。（9）爐渣進入冷渣器前，通過開啟出渣側冷渣器風室的擋板，以有效加大冷渣器各個風室的流化風量，進而保證爐渣的充分流化;其次，按照“少量多次”的原則進行排渣，對排入冷渣器的熱渣量進行嚴格把控，防止熱渣排量過大導致在冷渣器內堆積影響爐渣的流化效果出現冷渣器堵塞;另外，注意適時觀測冷渣器內不同倉室的溫度及差壓的動態變化情況，并對熱渣進入冷渣器的速度進行控制，避免進渣速度過快而導致一倉室發生堵塞。

3結語

經調試與試運行，印尼北蘇三火電項目鍋爐系統的主要運行參數均可達到既定設計要求，基本能夠滿足帶滿負荷連續穩定運作，但仍還存有少許問題亟待改進，對此，須結合工況、實際，予以全面分析，切實采取針對性改進、調整，以促使火電廠實現更加高效、經濟、穩定運行。

參考文獻

[1]劉宏衛.300MW循環流化床鍋爐機組啟動調試過程問題分析[J].電站系統工程，2017，33（6）：41-42+46.

[2]李默.循環流化床（CFB）鍋爐排渣系統故障及處理方法[J].電站系統工程，2009，25（6）：45-46.

收稿日期：2021-03-05

作者簡介：任飛豹（1988—），男，湖南長沙人，本科，工程師，研究方向：火電工程技術與管理。

Discussion on Commissioning of Circulating Fluidized bed Boiler System in Thermal Power Plant

REN? Feibao

（SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 8 CO.，LTD.，Changsha Hunan410004）

Abstract： In this paper， the author participated in the construction of Indonesia North Soviet three thermal power project as an example， to thermal power plant circulating fluidized bed boiler system commissioning often encountered in the technical problems and Countermeasures to carry out a comprehensive discussion， in order to benefit the thermal power builders.

Key word： Circulating fluidized bed; Boiler system commissioning; Problems and Countermeasures