h循环流化床锅炉运行及改造总结

240t/h循环流化床锅炉运行及改造总结

班云福陈玉石

（山东恒通化工股份有限公司热电厂郯城276100）（山东郯城供电公司276100）

0 前言

山东恒通化工股份有限公司热电厂11#、12#、13#、14#锅炉是240t/h循环流化床锅炉。该炉系高温、高压、单锅筒、自然循环蒸汽锅炉，采用循环流化床燃烧方式、高温分离技术。其技术特点为：循环物料采用高温旋风分离器分离，分离器内工作温度与炉膛温度接近；燃烧室上部与前墙垂直布置有3片翼形水冷壁和6片Ⅱ级过热器；一、二次风采取分级供风方式，在炉前墙加入燃煤，实现炉内脱硫和控制NO

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的生成量；采用“菌状风帽”式一次风布风装置；点火启动采用炉内物料流化循环，燃油加热升温并引燃燃煤的方式；循环物料控制采用J型阀。4台锅炉分别于2002年10月29日、2002年10月12日、2004年2月18日、2004年7月29日投入运行，其中11#、12#锅炉为该型锅炉首次设计并最早投入运行的2台，由于在设计上存在着许多缺陷，因此在安装过程中，坚持一边施工一边更改的原则，设计变更达100多处。从2年多的运行情况来看，该型锅炉能够达到设计要求，能在30%～110%额定负荷下稳定运行。

1 锅炉本体与工艺流程

锅炉本体主要由4部分组成，即燃烧室、高温旋风分离器、返料装置和尾部对流烟道。燃烧室位于锅炉的前部，其断面呈矩形（长度×宽度为5.28m×10.24m），四周和顶棚布置有膜式水冷壁，底部为略有倾斜的水冷布风板，由于在燃烧室中磨损严重区域水冷壁上内衬耐火材料，造成水冷壁受热不足，因此在上部与前墙垂直布置有3片翼形水冷壁，另有6片II级过热器。燃烧室后有2个平行布置的旋风分离器，密封返料阀位于旋风分离器下部，与燃烧室和分离器相连接。燃烧室、旋风分离器和返料装置构成了固体物料循环回路。约占锅炉总量60%的热风经风室和布风板进入炉膛，对炉膛的床料流化，形成流化床燃烧。二次风从炉膛不同高度进入，实现分级燃烧。高温烟气从炉顶后墙两侧分别进入2个高温旋风分离器，其中绝大部分的颗粒被分离下来并作为循环灰，经2个气力控制的自平衡式J型阀送回炉膛下部，形成循环床。

尾部对流烟道的锅炉后部，其内沿烟气流程依次布置III级过热器和I级过热器，下部烟道内依次布置有3组省煤器和一次风、二次风空气预热器。

2 运行及控制分析

2.1 锅炉点火与启动

锅炉点火启动采用床料循环加热方式，冷床料（粒度<8mm炉渣，可燃物<5%，床料厚度350～400mm，总量2m3/h）在流化床循环的条件下加热升温。加入床料启动2台“J”阀风机、引风机、一次风机、二次风机，按吹扫要求建立吹扫风量对锅炉进行吹扫，并将所有风机置于自动方式。

11#锅炉冷态点火启动时间约10h，间歇投煤时床温为470℃。锅炉压火时间较长（>2h），床温低于投煤温度。在锅炉温态启动时需投运油燃烧器。

锅炉压火后1～2h内热态启动，热态启动床温高于投煤温度，可直接投煤。热态启动时要严格控制风量大于临界流化风量，若风量过大会导致床温降低，压火前适当保持较高床压运行以保证炉膛较大的蓄热量。

由于有大量的高温床料存于炉内，压火后要保持一段时间过热器排汽、冷却过热器泄压。停运给水泵前，将水加至汽包较高水位。到燃烧器投运为止，床温平均下降速率约为35℃/h，由于

床内有较多的耐火材料要求床温的变化率控制在<80℃/h。在较低的负荷下稳定运行30min，有利于保护分离器及其它部位浇注料。

2.2 锅炉热效率

临沂市能源监测中心对11#、12#锅炉进行测试，测试结果如表1所示。

表1 11#、12#锅炉测试结果

项目11#锅炉12#锅炉合同保证值

锅炉蒸发量/（t・h-1）231.0243.7240.0

锅炉热效率/%86.688.690.0

飞灰未燃烬碳/% 4.4 2.48.0

底渣未燃烬碳/% 1.8 1.2 5.0

主蒸汽温度/℃527525537

主蒸汽压力/MPa9.389.259.42

注：受工况限制（一级抽汽温度），运行时主汽温度控制<530℃由表1可知，锅炉热效率可以达到86.6%、88.6%。飞灰未燃烬碳含量低于设计值8%，分析室在4月6日和28日分别对飞灰进行测试，结果分别为8.80%和10.04%，这与运行工况和燃料粒度等因素有关。

2.3 辅机运行情况

辅机运行情况见表2。

表2 辅机运行情况

项目设计值运行值备注

给煤机转速/（r・min-1）-557共4台

一次风机进口挡板开度/%10062

风压/kPa15.28.8空预器前风量/（m3・h-1）8792153000

电机电流/A65.046.46kV、560kW

二次风机进口挡板开度/%10048

风压/kPa13.4 6.7空预器前风量/（m3・h-1）8149045000

电机电流/A53336kV、560kW

返料风机进口挡板开度/%10080

风压/kPa22.4019.05

风量/（m3・h-1）102294700

电机电流/A200.0108.6380V、110kW

引风机进口挡板开度/%10070

风压/kPa 5.06-

风量/（m3・h-1）235226-

电机电流/A69.051.46kV、560kW 从表2可以看出，各辅机都留有较大余量，形

成“大马拉小车”的现象，造成用电量较高，不利于节能。

2.4 控制参数

该锅炉具有较好的控制性能，运行期间最低稳定负荷为80t/h，在30%～110%额定负荷之间瞬时负荷变化率和连续负荷变化率可达到设计值。运行中几个主要控制参数情况如下。

（1）料层差压：设计控制参数为7.0～9.5 kPa，实际运行中控制在8.0kPa，料差的控制通过改变水冷滚筒式冷渣机变频电机的转速实现。我厂滚筒式冷渣机的使用效果良好，关键在于两个方面，一方面严格控制入炉煤的粒度，防止大颗粒堵塞冷渣机，另一方面操作人员对冷渣机结构及运行保护理解全面。

（2）炉膛差压：设计控制参数为< 1.5kPa，实际控制在1.0kPa，炉膛差压的调控通过放灰来实现。投运初期需人工放灰，现经过技改工程加装冷灰机，可以在微机上实现自控。

（3）氧含量：设计控制参数为3%～5%，实际运行中为6%。这就增大了排烟损失，需进一步加强操作控制，把过量空气系数控制在1.15～1.25（50%负荷以下可以取1.6～1.8高值）。安装时，过热器后2个测点仪器一为国产产品，插入深度1.5m，另一为进口产品，插入深度较浅，导致测量结果偏高，二者平均值为6%。若将测点按规定安装，可以控制在<5%的指标内。

3 存在问题、采用新技术及建议

11#、12#锅炉在安装及试运行期间发现诸多设计上问题。由于是第一次设计制造，许多问题由设计人员、安装人员及厂方在现场协商变更，变更达100多处，现仅列出对锅炉比较重要的几项供分析参考。

2002年7-9月试运行期间，发现炉膛由于水冷壁刚性梁设计不合理致使水冷壁刚性差，出现间歇性腹吸式振动。根据煤粉炉设计和使用经验，刚性梁问题最大不应超过96倍水冷壁外径，但对于流化床锅炉则不同，厂家设计间距（从下至上）分别为1.8m、2.0m、2.8m、3.0m、2.4 m、2.4m、2.5m。经过三方协商，对刚性梁问题进行调整，标高19.2m、22.0m、25.0m之间3道改为5道，并加装止晃装置后运行正常。