超临界流化床锅炉旋风分离器压力大幅脉动的原因分析及处理

超临界流化床锅炉旋风分离器压力大幅脉动的原因分析及处

理

摘要：结合该超临界循环流化床锅炉的结构特点、运行方式及配煤方式等，分

析旋风分离器压力大幅脉动的原因，从设备改造、运行方式调整、配煤方式改变

等多方面进行处理，很好的解决了旋风分离器压力脉动的问题。

关键词：旋风分离器；循环流化床；超临界；压力脉动；

Cause analysis and treatment of the high pressure pulsation of cyclone separator in supercritical CFB Boiler

Fan Hongfei

（Guangzhou Yueneng Power Technology Development Co.，Ltd. Guangzhou City，Guangdong Province 510080）

Abstract：Combined with the structure characteristics，operation mode and coal blending mode of the supercritical CFB boiler，the causes of the high pressure pulsation of the cyclone separator pressure are analyzed，and the problems of the high pressure pulsation of the cyclone separator are solved well from the reform of the equipment，the adjustment of operation mode，the change of the coal blending mode and so on.

Key words：cyclone separator；CFB；Supercritical；pressure fluctuations

1 设备概述：

某电厂锅炉为某锅炉厂制造的2×350MW CFB直流锅炉，超临界变压运行、循环流化床燃

烧方式、单炉膛、单布风板、一次中间再热、平衡通风、汽冷式旋风分离器、滚筒式冷渣器。最大连续蒸发量1164t/h，主、再热器参数25.4MPa（g）/571℃、5.109MPa（g）/569℃。炉

膛尺寸（宽*深*高）：31944*9656*48000（mm）。前后墙联合给煤。旋风分离器直径

Φ10000，分离效率高达99.9%以上。配置新型双N型回料器，三台高压流化风机，两用一备，型号：2005-ADOI，流量：17.528 KNm3/h，全压（绝对压力）：42 KPa。设计灰的循环倍率

约为30。

2 旋风分离器压力大幅脉动现象描述：

1号机组整套启动调试期间，因炉外配煤不能满足要求，探索尝试了多种炉内配煤方式，当采用后墙AB侧给煤机均上煤矸石，前墙A-F给煤机均上烟煤的炉内配煤方式，并缓慢将煤矸石与烟煤配比量调整为8：5左右时，两侧旋风分离器压力逐渐出现了大幅度脉动现象：两侧旋风分离器AC及其回料器等返灰回路出现了压力大幅度波动现象，立管压力由-

9kpa至+17kpa之间成正弦波形有规律的大幅度波动，回料器压力、回料器流化风室压力、床压、炉膛下、中、上部差压等灰循环系统跟随波动，形成“脉动”现象。但两侧分离器脉动时

不同步，且不一定同时发生。脉动现象是缓慢发生，持续时间较久（6小时以上），经调整后，缓慢消失。就地旋风分离器无明显振动现象。

3 旋风分离器压力大幅脉动的原因分析

炉膛、旋风分离器和回料器三大部件形成锅炉的灰循环系统。床料流化后根据颗粒路径

不同分为内循环和外循环。较大粒径颗粒因自重贴壁重新返回床上形成内循环，小粒径颗粒

随烟气进入旋风分离器进行分离，扑捉到的颗粒向下流入回料器。在立管和回料器以气固两

相流压力脉动成股状和连续形式出料返回床上，且压力脉动强度随着颗粒质量流率的增加而

增大。该脉动属于正常。但旋风分离器压力大幅脉动属于非正常情况，产生此大幅度脉动的

原因分析如下：

（1）本锅炉旋风分离器的中心筒较长，是锅炉厂最新改进的高效分离器，效率可以达到99%以上，而回料器也是经过最新改进的“双N”型回料器，容积减小，取消了立管底部分叉腿松动风。因分离器效率大大提升，大量细灰被捕捉回收到立管和回料器，又因回料器容积减少，且取消了立管底部分叉腿松动风，造成返灰阻力较大，返灰困难。

（2）因本炉型是将后墙给煤口设置在两侧回料器AC的两个回料腿上，且该煤矸石含灰

量较大（灰份Mad>70%），煤质较细。而采用后墙上煤矸石、前墙上烟煤的炉内配煤方式，

且煤矸石比例较大时，煤矸石燃烧后形成灰大量堆积在锅炉两侧回料口附近，再通过外循环

回到两侧回料器，床上的灰份也通过内循环形成的贴壁流而堆积床上两侧，如此循环累计，

循环细灰达到一定量时，会造成两侧回料器返料不畅，压力脉动逐步扩大到旋风分离器，形

成大幅脉动，大量循环灰脉动返回到床上，再重新流化循环，从而引起整个灰循环系统脉动。

（3）高压流化风机选型偏低，正常运行压力仅有30KPa，远低于其他同类型机组压力

（45 KPa），循环灰量大时容易造成回料器流化风量不足、未完全流化、返料动力不足等问题。

（4）入炉煤粒径较细（≤φ8mm），细颗粒煤比重太大。

4 可能产生的风险和危害

（1）旋风分离器大幅脉动会造成瞬间循环灰量成倍增加，容易在旋风筒喇叭口聚积搭桥

堵塞，进而会造成返料器结焦、汽温偏差大等问题，需紧急停炉处理。

（2）锅炉两侧旋风分离器均出现压力大幅度脉动，锅炉两侧循环灰瞬间大量返回床上（30倍以上的循环倍率），当两侧同时大量返料时，容易造成床压快速升高，一次风机出力

减少，流化风量快速降低，进一步造成塌床，流化风量低低跳闸或一次风机电流超限过流跳闸；当两侧不同时返料时，一侧床压瞬间增高，很容易发生翻床，均会造成重大经济损失。

5 旋风分离器压力大幅“脉动”的处理

（1）设备改造：机组停运消缺期间对各回料器均进行了改造，在立管底部分叉腿顶部穿

透浇筑料增加2路DN25管径的松动风，该风从高压流化风母管引出。

（2）运行方式调整：1）增大冷渣器的排渣量，增加冷渣器的运行数量，轮换排渣，适

当降低床压；2）适当开大回料器返料风和流化风；3）启动备用高压流化风机，增大回料器

返料风量、流化风量、松动风量，大幅度脉动现象消失后再停运备用高压流化风机；4）适

当提高一次风机出力，增加流化风量，防止出现塌床；5）适当提高运行氧量，并控制炉膛

出口烟温，防止回料器超温结焦；6）适当增大引风机出力，增大炉膛出口负压，降低旋风

分离器效率，减少部分循环灰；7）适度增大下二次风门开度，减少上二次风门开度。

（3）配煤方式的改变：1）降低煤矸石配比量，旋风分离器脉动现象消失后再适当增加

煤矸石配比量；2）改变炉内配煤方式，将配煤方式改为后墙AB给煤机及前墙两侧ABEF给

煤机上烟煤，前墙中间给煤机CD上煤矸石。避免大量循环灰聚集在床上两侧；3）将入炉煤

粒径适度调大（≤φ10mm）。

通过以上方式，很好的解决了旋风分离器压力大幅度脉动问题。

6 总结

旋风分离器压力小幅度脉动属于正常的运行状态，但大幅度剧烈波动可能会造成旋风风

离器堵塞、结焦，锅炉翻床、塌床等诸多较大危害。根据本超临界循环流化床锅炉的特点及

运行参数等分析产生的原因，并通过设备改造、运行方式调整、配煤方式改变等方法，很好

的解决了旋风分离器压力大幅度脉动问题。

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