300MW循环流化床锅炉常见问题
目前国内投产的300MW循环流化床机组共有十一台,都是引进、吸收法国ALSTOM公司CFB锅炉先进技术而设计制造的亚临界中间再热、单锅筒自然循环锅炉,在东方锅炉厂、哈尔滨锅炉厂和上海锅炉厂生产。国内最
早的300MW循环流化床机组投产时间已两年多,最短的也超过半年。从锅炉的运行情况看,普遍存在给煤不畅、炉内受热面磨损、非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰、外置床流化不良、返料器回料不畅、排渣困
难等问题。
一、 给煤不畅:
300MW循环流化床锅炉布置有四条给煤线,每条给煤线从煤仓到皮带式称重给煤机,再到刮板式给煤机,最后通过3个给煤口进入炉内。给煤不畅是300MW循环流化床锅炉运行中最为常见的问题,尤其是在雨季,一台锅炉在一个运行班次可能发生给煤不畅几次,甚至十几次,几乎每个厂都要耗费大量的人力物力来解决这一问题。
给煤不畅的原因:
主要原因是来煤潮湿、来煤中含灰量大、甚至来煤中夹杂大量泥土。燃料中的细微颗粒在煤中水份大时极易黏结,从而造成煤仓和给煤机堵煤。不断的黏结使煤仓的有效容积不断减少,最终导致下煤口堵塞。给煤机的堵塞主要在入炉前的刮板给煤机,雨季经常出现刮板给煤机底部积煤将刮板抬高,使给煤机的出力不断降低,若处理不及时,最终的结果就是给煤机不堪重负而跳闸,严重时刮板给煤机受损,电机烧毁。其次,称重给煤机皮带跑偏,清扫链不能及时将漏入称重机下部的积煤刮走;刮板给煤机传动链咬、润滑不良导致运行中断链;刮板给煤机长时间运行导致刮板断裂、变长、松脱,造成给煤机跳闸等。另外,来煤中的编织袋、树枝、钢筋等杂物进入给煤机,从而造成给煤机跳闸、卡涩、堵煤等情况的发生。
二、炉内受热面磨损
300MW循环流化床锅炉炉内除布置水冷壁管外,还在炉膛上部布置扩展蒸发受热面,扩展蒸发受热面也叫水冷屏和翼型水冷壁,根据锅炉蒸发量的需要补充,一般在30到40屏之间。循环流化床锅炉受热面磨损是循环流化床锅炉正常运行最大威胁之一,由于磨损(受热面、耐火材料、风帽等)造成的停炉事故接近停炉总数的50%。炉膛内水冷壁管磨损主要表现在水冷壁管与耐磨材料交接及以上1~5m处、炉膛四角、返料口上部及绝热式旋风分离器入口等处。
炉内受热面磨损的原因:
1) 烟气流速的影响;
2) 烟气颗粒浓度的影响;
3) 燃料性质的影响;
4) 安装及检修质量的影响;
5) 耐磨材料脱落;
6) 锅炉本身动力场的影响。
三、非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰
非金属膨胀节的主要作用是补偿热膨胀,可以在较小的尺寸空间范围内提供较大的多维方向补偿。另一作用是补偿安装误差:由于风道联接中,系统误差在所难免,非金属膨胀节能较好地消除安装误差。非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰是300MW循环流化床锅炉投产初期普遍存在的问题,容易损坏的部位主要有回料器返料至炉膛处非金属膨胀节、一次风空预器出口非金属膨胀节、外置床返料至锅炉非金属膨胀节。
原因:
1)锅炉启动时没有严格按照规定的温升速度,加热过快,导致各部膨胀不匀,这是炉本体各结合部不严密漏灰的主要原因;
2)锅炉床料翻床处理时一次风压、锅炉布风板上部床压过高,将非金属膨胀节蒙皮撕裂和炉本体各结合部吹通。正常运行时锅炉布风板上部床压一般在10kpa左右,翻床处理时床压多的一侧可能高达28~29kpa,导致非
金属膨胀节损坏和炉本体各结合部漏灰。
四、外置床流化不良
300MW循环流化床锅炉与小容量循环流化床锅炉最大的区别有两点:
1)炉膛进行裤衩腿布置;
2)在炉本体外布置有四个外置床,其中两个布置高温再热器及低温过热器(高再低过外置床),其他两个布置一级中温过热器和二级中温过热器(中过外置床)。锅炉在运行过程中,通过调节进入中过外置床的循环灰
量来调节炉膛的燃烧温度,使炉膛处于一个综合性能优良的温度区间;通过调节进入高再低过外置床循环灰的流量,可以直接控制再热蒸汽的温度。300MW循环流化床锅炉在炉本体外布置外置床的根本目的是解决蒸发
受热面在炉内布置不下问题。在锅炉实际运行,特别是锅炉启动过程中,运行人员经常会碰到再热汽温提升困难;外置床流化风门开度足够大时但流化风量很低;同一系统(如左右侧中温过热器、左右侧高温再热器)分
别布置在两个外置床流化内的过热器、再热器出口蒸汽温差大等情况。这些都是外置床流化不良的现象,目前已引起了运行人员的重视。
五、返料器回料不畅
300MW循环流化床锅炉回料器是循环物料内外循环的枢纽,是实现锅炉运行中内循环物料和外循环物料平衡的关键,回料不畅时必须采取有效措施加以调整,否则将危及锅炉的正常运行。目前还没有听说300MW循环流
化床锅炉回料器堵塞的情况,但回料不畅较为常见,主要表现为立管压力波动、床压波动、立管压力上升时床压下降、立管压力下降时床压升高。
原因:
1)浇筑料脱落堵塞回料器。外循环系统中容易发生浇筑料脱落的地方主要在旋风分离器入口段,由于烟速高,烟气中颗粒浓度大,磨损较为严重,多台300MW循环流化床锅炉都出现了旋风分离器入口段浇筑料脱落现象;
2)回料器回料不畅主要出现在减负荷过程中,当外循环灰量减少时立管中物料自重小于炉膛压力和回料器流化风压力之和,阻碍了立管中物料向下流动,当立管中的物料堆积到一定重力后,物料突然大量返回炉内。这
种现象反复出现,需要较长时间才能调整正常。
3)循环物料温度低,循环物料流动性变差,出现堆积又突然返回炉内的情况。由于煤种的变化,相同负荷情况下回料器的温度不尽相同,在某一工况下燃烧设计煤种时,回料器温度在860~880℃,回料正常,但燃用低
热值煤时给煤量增加但回料器温度下降到820~830℃,回料器出现返料不畅的情况,按理低热值煤灰份大,回料器回料不畅的原因不应该是循环灰量少引起;
4)运行调整控制不当造成回料器超温结焦,堵塞风帽,流化受阻。
六、排渣困难
300MW循环流化床锅炉大多采用风水联合式冷渣器,也有采用钢滚筒式冷渣器的,以风水联合式冷渣器为例,四台冷渣器部分不能正常排渣或丧失排渣功能的情况比较常见,偶尔出现过四台冷渣器同时排不出渣的情况。
原因:
1)燃煤灰份大,超过冷渣器排渣能力;
2)运行控制不当,特别是锅炉启动初期和压火运行时燃烧不良,发生低温结焦,造成排渣口处风帽堵塞,进渣管堵塞;
3)冷渣器旋转排渣阀被脱落的保温材料等杂物堵塞;
4)排渣量过大,高温渣在冷渣器内没有充分停留冷却时间就进入低灰输送机,导致低灰输送机烧坏或运行周期缩短;
5)排渣量大,排渣温度高,灰渣颗粒度大,造成冷渣器内结焦,堵塞风帽,流化不良。
全国循环流化床锅炉疑难问题解决措施
专家讲座答疑研讨会会议纪要
2009年1月“全国循环流化床锅炉疑难问题解决措施专家讲座答疑研讨会”在山东理工大学国际学术交流中心召开。中国煤炭工业协会直属事业单位煤炭综合利用多种经营技术咨询中心电力部部长魏毓璞主持了开幕式,中国电机工程学会热电专业委员会秘书处王为民同志致开幕辞,来自发电企业、科研院校、设计院、制造厂商等单位的259名代表参加了会议。
会议特邀10位长期在生产一线、理论与实践经验丰富的专家做了32个专题讲座:
1、国家发改委专家组组长马怀新介绍了我国自主研发超临界600MW循环流化床锅炉专家组情况和主要工作,指出自主研发基本原则、重点和保障措施。
2、浙江大学博士生导师王勤辉教授报告了CFB设计与优化运行;CFB锅炉内颗粒流场与磨损特性的关系;燃料特性对CFB锅炉运行的影响;流化床燃用高硫燃料的强化脱硫技术;流化床电站改造为热电、气、焦油多联产系统。
3、成都美诺电力设备制造有限公司张世洪董事长就循环流化床锅炉燃烧粒度与破碎机之间的关系作了专题报告。
4、四川白马循环流化床示范电站有限责任公司运行部副主任介绍了水冷壁“防磨”改造与运行优化调整;白马300MWCFB水冷壁“防磨”改造及效果;300MWCFB锅炉启动节能降耗运行调整优化探讨;300MWCFB锅炉床温床压控制优化探讨。
5、山东华盛江泉热电有限公司总工程师介绍了锅炉受热面常见磨损部位及预防措施;炉内磨损机理分析;炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及预防措施;炉膛内水冷壁的磨损问题注意事项。
6、四川省电力工业调整试验所总工程师就锅炉经济运行关键技术作技术报告:煤的破碎与筛分;煤的储存、输送与煤粒的扩散;布风阻力与均匀性调整;二次风燃烧优化与调整;物料循环量的控制与调整。
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