循环流化床锅炉返料器异常原因研究

循环流化床锅炉返料器异常原因研究

发表时间：2018-11-13T19:08:23.760Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：杨博闻田平张少勇罗昌福李鹏辉[导读] 摘要：某电厂循环流化床锅炉返料器流化异常引起锅炉结焦，机组被迫停机，经现场检查分析，锅炉结焦原因为返料异常后主床料减少给煤偏多形成的局部高温现象，返料异常原因为分离器、返料器局部修补的耐火砖或浇注料脱落，现场发现返料器内也出现结焦现象，经分析原因为分离器分离效率不一致，料位高的一侧流化风量低、返料中断造成的。

(华电电力科学研究院有限公司陕西西安 710055)

摘要：某电厂循环流化床锅炉返料器流化异常引起锅炉结焦，机组被迫停机，经现场检查分析，锅炉结焦原因为返料异常后主床料减少给煤偏多形成的局部高温现象，返料异常原因为分离器、返料器局部修补的耐火砖或浇注料脱落，现场发现返料器内也出现结焦现象，经分析原因为分离器分离效率不一致，料位高的一侧流化风量低、返料中断造成的。针对原因提出了意见和防范措施。关键词：流化床锅炉；返料器；流化异常；原因分析

0前言

近年来由于流化床锅炉经常出现因返料器异常造成机组被迫停机事故的发生，究其原因，主要由于流化床锅炉长时间运行或资金原因，未及时进行大修，或浇筑料大面积脱落修复后未按要求进行烘炉工作，造成旋风分离器内浇筑料或浇筑砖再次发生脱落，返料器流化异常，锅炉床料结焦严重，机组被迫停机事故的发生。

文章[1]介绍了循环流化床锅炉返料器返料的几种原因，文章[2]说明了返料器结焦的几种原因，循环灰含碳量高，循环灰量少等原因。文章[3]介绍了各类返料器的原理，文章[4]举例说明了由于两侧分离器分离效率不同导致的返料中止，文章[5]介绍了由于设计和运行原因造成的返料堵塞案例。

1系统介绍及事件经过

某电厂2×135MW机组锅炉采用国外引进循环流化床技术，单锅筒、自然循环，循环物料分离采用高温绝热分离器。锅炉共布置有四个给煤口，全部布置于炉后。两个排渣口布置在炉膛前水冷壁下部，分别对应两台滚筒式冷渣器。返料器共配备有三台高压头的流化风机，每台风机出力为50%，正常运行时，其中两台运行、一台备用。风机为定容式。配备两台离心式一次风机、两台离心式送风机和两台离心式引风机。

锅炉主要由炉膛，两个高温绝热分离器、自平衡“U”形回料阀和尾部对流烟道组成。采用水冷布风板，大直径钟罩式风帽。锅炉采用两个内径为8.08米的高温绝热分离器，布置在燃烧室与尾部对流烟道之间，外壳由钢板制造，内衬绝热材料及耐磨耐火材料，分离器上部为圆筒形，下部为锥形。防磨绝热材料采用拉钩、抓钉、支架固定。

事件前机组状况，机组处于启动过程中，机组负荷75MW，总煤量70t/h，省煤器出口氧量3.77%，过热蒸汽压力12.98MPa，过热蒸汽温度528℃，再热蒸汽压力1.38MPa，再热蒸汽温度521.5℃，燃烧室密相区上部温度983℃，燃烧室密相区中部温度1032℃，燃烧室密相区下部温度1051℃，旋风分离器入口烟温887.9℃，旋风分离器料腿温度925.4℃，一次风总风量194070Nm3/h，燃烧室密相区下部压力8.27kPa，水冷风室压力12.83kPa。

事件发生时，流化风机出口母管压力从32kPa 至42kPa大幅波动，2号分离器返料器流化风异常，高压流化风母管压力最高升至62kPa。床压开始明显下降，最低降至1kPa，下部床温降至300℃左右，从炉膛前后墙看火孔观察炉内燃烧情况，床面出现局部结焦现象，通过调整冷渣机转速，加强床料置换，在调整过程中，返料器内返料塌回主床，随后，1号和2号冷渣机下渣口处结焦堵塞，排渣困难，通过维修人员采取人工方式进行排渣，加强床料置换，无法有效置换床料，床料结焦严重，被迫停炉。停机后检查1号和2号冷渣机落渣管下渣口处结焦堵塞，造成无法排渣；1号和2号旋风分离器返料器内有部分床料、浇注料和浇注砖，有结焦情况；炉膛内的床料高度达2m，返料器的返料口被堵住，炉膛整体存在结焦情况；清理结焦后检查发现，布风板部分风帽和返料器部分风帽损坏。

2原因分析

2.1锅炉结焦原因

事故发生后，检查2号旋风分离器，发现部分耐火砖和浇注料脱落，造成返料不畅，细床料无法返回炉膛，床温在细床料未返回至炉膛和锅炉继续给煤的双重作用下急剧上升，导致锅炉结焦严重。

2.2锅炉返料器流化风异常波动原因

（1）分离器、返料器耐火砖或浇注料脱落检查发现2号分离器顶部中心筒四周有部分耐火砖和浇注料脱落，遮盖一部分返料器流化风帽，造成返料器流化异常。部分较大浇注料脱落时砸坏部分流化风帽，造成2号返料器部分流化风帽损坏，影响了返料腿流化风的均匀性，返料器流化状态逐渐恶化，直至返料器的平衡被打破，回料中断。

（2）分离器分离效率不同，造成两侧回料量偏差较大启动初期，锅炉外循环未正常建立，分离器返料腿上升段风量显示正常；锅炉开始连续给煤后，分离器效率存在差异，造成料位高低不均衡、出现两侧返料腿料位高低不同，料位高的一侧流化风量低、返料中断及锅炉床压下降等情况，遇到此情况运行人员未及时发现和调整流化风量，造成锅炉结焦。（3）返料器内结焦当回料温度达到灰熔点的变形温度时，其流动性被破坏，流化状态静止，就会产生结焦现象。返料器内一旦发生结焦，将会很快发展，最终造成回料阀的堵塞，本次事故停机检查发现旋风分离器返料器内有部分床料、脱落的浇注料和浇注砖，导致返料流化状态变差，返料器内出现结焦情况。

2.3分离器及返料器内耐火砖、浇注料脱落原因

机组检修期间，脱落的部分耐火砖和浇注料只是采取局部修补的方法，未按烘炉厂家要求进行烘炉，由于炉内保温防磨材料的局部修补、机组启停频繁、日常调峰波动、煤质经常变化、给煤系统故障等原因导致耐火材料所处温度环境变化频繁且波动范围较大是其脱落的主要因素。

3防范措施

针对本次事故，为避免同类机组同类事故的发生，采取以下防范措施：

（1）对炉膛内焦块进行清理并检查风帽，更换损坏的风帽，重新添加合格的启动床料。