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330MWe CFB锅炉外置换热器的运行分析
发布时间：2013-09-27 08:46 来源：未知
1、外置换热器的结构和工作原理
外置换热器实际上是由多个仓室构成的非燃烧细粒子鼓泡流化床，每个仓室都布置有布风板和风箱，流化风由高压流化风机供给，其流化速度在0.5 m/s左右，床内流化固体颗粒直径为0.1～0.5 mm左右。外置换热器布置在高温灰循环回路中，位于分离器下部；外置换热器的灰分配室，利用合理的结构和配风将来自分离器的循环灰分流成两部分，一部分流经高温回灰管作为高温循环灰(916℃)返回炉膛，另一部分则流经均流室后，流向布置有受热面的换热床，在其内循环灰和热交换器及流化空气进行热交换，然后流化风携带灰颗粒从换热床的顶部绕流过隔墙进入低温回料室，被冷却至570℃左右的灰颗粒通过低温回灰管返回炉膛。
330MWe循环流化床锅在炉膛两侧下部对称布置四个外置式换热器，外置换热器外壳由钢板制成，内衬绝热材料和耐磨耐火材料，耐磨材料和保温材料采用拉钩、抓钉和支架固定；隔墙内布置有冷却水管，加强与冷却隔墙。
锅炉右侧的两个外置换热器内布置低温过热器，炉左侧的两个外置换热器内布置高温再热器。布置高温再热器的外置换热器主要作用是调节再热汽温，其余两台外置换热器的主要作用是调节床温。
2、外置换热器的运行调节
2.1较宽范围内调节炉膛温度
不布置外置换热器的CFB锅炉通过调节一、二次风比例的变化调节炉膛温度，其调温范围有限且存在时间上的延迟现象。采用外置换热器的CFB锅炉中，回料阀内916℃左右的高温循环物料一部分流经外置式换热器，与布置在外置式换热器内的受热面完成热交换后，以570℃左右的低温灰返回炉膛。通过控制高温物料和”低温”物料的比例，可以使床温调节范围为850~ 916℃，加大炉膛温度的调节范围。炉膛床温主要由布置有低温过热器的左侧两个外置换热器灰分配室控制，从而使床温稳定在900℃左右。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；�、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
2.2 良好的汽温调节性能
大型锅炉的蒸汽温度，尤其是再热蒸汽温度的调节性能是衡量锅炉性能指标的重要方面。不布置外置换热器的锅炉再热汽温调节只能在烟气温度相对较低的尾部烟道完成，调节范围相对较低。而在外置式换热器内布置高温再热器的系统中，通过控制流过其中的循环灰量调节再热汽温，它的调节方式简单、灵敏度高、操作性能好，而不采用喷水调节，可提高整个系统的经济性。过热汽温除了采用喷水减温外，由于低温过热器布置在外置式换热器内，通过控制流过其中的循环灰量就可以使过热汽温改变，特别是在低负荷下的汽温调节性能更加稳定，并减小减温水量，甚至不投减温水即可调节汽温，调节性能良好。
2.3对再热器的�；�
将布置在炉膛内的再热器布置在外置换热器内，启动时整个CFB锅炉的外循环物料较少，外置换热器内物料温度较低，只要通过调节灰分配室配风使物料缓慢加热，这就可以避免锅炉启动时再热器的”干烧”现象，从而有效保证了再热器的安全。
2.4床压的控制
在循环流化床运行中，排渣系统故障频率最高，使得床压难以控制，然而外置换热器的每个仓室下部均开有排渣管，保证在排渣系统或事故状态下当床压高时，通过外置换热器每个仓室下部开有排渣管排掉循环物料，降低床压；而且排掉脱落的大块耐磨材料，以免结渣。
2.5 负荷调节性能好，有利于污染物排放控制
外置式换热器的系统，在降低负荷时，在减少燃料量和进风量的同时，可适当减少通过外置式换热器的循环灰量，使回灰温度上升，从而补偿了此时炉膛水冷壁相对较多的吸热量，使床温相对稳定。因此，它在低负荷时仍然有良好的运行工况。稳定的床温和燃烧工况对稳定控制NOx、S02、CO、CxHy等污染物的排放也是极其重要的。
3、外置式换热器运行中出现的问题及对策
3.1外置式换热器布风板流化不良
外置式换热器所采用的布风装置与炉膛采用的布风装置基本上是相同的，流化风在外置式换热器底部应充分均匀地分布，保证固体颗粒能均匀地从分流室向进料室和换热室传输，使换热室内良好的流化，避免出现停滞和死区。为保证外置式换热器各仓室的调节性能，各仓室采用独立配风方式，正常运行时，通过调节各仓室及返料装置的配风量来调节进入各仓室和返料装置的循环物料量。如果布风板流化不良，会造成两侧床温、主汽温或再热汽温偏差大，锅炉带负荷受限。其采取对策为：
1)提高流化风压，开大流化风量进行吹扫；
2)如果风量逐渐增大，就表明已经吹通，如果风量还是不变，就开启压缩空气进行吹扫，压缩空气风门应逐个开启根据风量再开；
3)开启外置式换热器流化不良的仓室下部排渣管，进行事故排渣，排掉结块的物料或排掉脱落的大块耐磨材料，以免进一发展造成结渣。
3.2调节床温与汽温的协调
外置式换热器虽然是运行中调节床温和再热汽温的有效手段，但是外置式换热器在有效调节床温的同时，却牺牲了过热器的汽温特性；在调节再热汽温的同时，却牺牲了调节床温特性。使床温、再热汽温及主热汽温相互协调的措施：
1)再热汽温是由内置高温再热器的两个外置式换热器灰分配室来控制，使再热汽温控制在540℃左右；
2)炉膛床温由内置低温过热器的两个外置式换热器灰分配室来控制，从而使床温稳定在900℃左右；
3)布置有低温过热器的外置式换热器内灰流量的变化，必然会导致过热汽温的变化，由喷减温水控制过热汽温在540℃。
3.3外置式换热器调节的延迟性
灰量的变化，而灰量的测量、调整灵敏度差，造成汽温调节特性差、有较大的延迟性，根据运行经验这个延迟大约5～8 min。控制不好会造成汽温波动大，通过改变流化风量来调节，加大流化风量，换热量加强，可以暂时提高汽温，减小流化风量，换热量减弱，汽温下降，采取提前调节。
3.4外置式换热器受热面管破裂的处理
外置式换热器内中受热面爆管后，如果处理不当将会引起该床内物料板结，物料无法流化，要经过一周以上的时间处理，才将板结物料清理出去，造成机组停运时间增长。所以受热面爆管后，采取如下措施：
1)减负荷至最低值，降低锅炉压力；
2)调整灰分配室风量配比，使高温物料直接排至炉膛；
3)跳闸锅炉，全开再热器出口排空阀，以使再热器温度尽量低；
4)采用逐室增加流化风的手段，将外置式换热器的床料排至炉膛及冷渣器，先全开紧靠炉膛的低温回料室下面的流化风门，再全开受热面室下面的流化风门，最后全开均流室下面的流化风门；
5)当床料温度低于350℃时，停止通风；
6)维持汽包水位，靠高旁使锅炉降压；
7)重新开始外置式换热器的流化，从而完成床料的冷却及排空；
8)跳闸后的一段时间，炉膛必须由二次风冷却，水位必须靠给水回路维持；
9)全开过热器出口排空阀，以使约15%汽量通过高旁流经再热器，由此锅炉继续降压，并且准许受损的外置式换热器重新开始流化，以排出床料。
3.5外置式换热器的投运
在330MWe CFB锅炉机组调试和运行技术中，外置式换热器投运是最缺少经验的，设计资料中要床温大于800℃，锅炉蒸发量大于100t/h，
即要机组带一定的负荷后才能投外置式换热器。这样带来两个问题，一是汽机冲转温度参数特别是蒸汽温度要花较长时间才能达到，二是后期投用外置式换热器时对汽温、床温冲击较大。经过一年多的经验，采取以下投运方法：
1)锅炉启动前外置式换热器内必须有足够多的床料，床料最大粒径小于0.6 mm的砂子或粒径小于1 mm的原有床料，初始床料的高度要低于受热面的顶部，约为受热面高度的0.8倍；
2)投入外置式换热器的隔墙冷却水；
3)启动外置式换热器，使部分物料缓慢向低温回料室流动，在启动过程中必须密切监视炉膛总压降△Pl的变化趋势，注意△Pl不能降至15 kPa以下，并酌情随时向炉膛投床料以维持AP1恒定不变；
4)因为机组启动过程床内物料温度低，当蒸汽通过外置式换热器内的受热面时，部分蒸汽将被冷凝，因此必须启动过热器和再热器的自动疏水；
5)采用了先预热、再尽早投用的方式。即在锅炉升温升压过程中，在不破坏最小物料循环的前提下，间断地少量地慢慢置换外置式换热器里的冷床料，让外置式换热器也跟着基本同步升温，一旦物料循环正常建立，外置式换热器即投入运行；富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡瘛�
6)在外置式换热器投运过程中要密切监视汽温、床温的变化，保持足够的过热度；
7)在外置式换热器投运期间，由于工质在外置式换热器没有吸热或吸热较小，升负荷必须缓慢。
4、结束语
通过调节外置式换热器高温回料循环和低温回料循环物料流量的比例，实现床温控制和汽温控制的要求。通过对外置式换热器运行中出现的问题进行不断的改进，大大提高了床温、汽温调节和锅炉负荷调节的灵活性，这无疑预示着外置式换热器在大型循环流化床锅炉中的美好前景。
