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440t/h循环流化床锅炉床温偏高原因分析及对策
发布时间：2013-10-20 08:46 来源：未知
循环流化床锅炉是近年来发展起来的先进的洁净燃烧技术，具有NO。排放浓度低，燃烧过程中加石灰石直接脱硫，燃料适应性广、燃烧效率高、灰渣可以综合利用、负荷调节范围大等优点，在世界范围内得到了广泛的应用和发展。但在实际运行中因床温超出设计值，经常出现锅炉无法带满负荷的问题。
贾汪电厂4x135 MW机组技改工程2号机组所用锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的440 t/h高温绝缘热旋风分离器、平衡通风、回料阀给煤、循环流化床燃煤锅炉，是目前江苏省内最大的循环流化床机组，型号为HG-440/13.7一LYM12,设计满负荷时床层密相区温度为890℃。
在满负荷试运期间，锅炉床层密相区温度偏高，在950℃左右。
1、床温控制理论
循环流化床锅炉稳定燃烧及床温控制的关键是合理的循环物料平衡、热量平衡。其中，物料平衡是CFB锅炉正常运行的基础，只有合理的物料平衡，才能建立起合理的热量平衡，使炉膛运行中的换热系数与设计中所取的值相当，控制床温在设计范围内。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�；怪频纳镏士帕Ｈ剂希蔽颐腔褂写罅康难钅灸拘伎帕Ｈ剂虾陀衩捉崭芽帕Ｈ剂铣鍪邸�
物料的循料包括内循环和外循环，循环物料实质上是一种热载体，它将燃烧室密相区里的热量带到炉膛上部，使炉膛内的温度场分布均匀，并通过多种传热方式与水冷壁进行换热，因此只有提高内、外循环物料量，提高炉膛中上部的物料浓度和传热系数（其传热系数约为煤粉炉的4~6倍），才能有效地控制床温，进一步调节锅炉负荷。内、外循环物料来源于煤、石灰石、启动床料中的细颗粒及补充床料。
参与外循环的物料粒径主要在100~ 250um以下，过大的颗粒沉积在密相区，无法参与循环，不能有效地将热量传递出去。
石灰石的脱硫粒径最佳范围与外循环灰的主粒径相近，内、外循环物料来源主要取决于启动床料和煤的粒度、成灰特性。
分离器效率对物料分布和燃烧效率起着关键作用。它是建立稳定的物料外循环的关键。当外循环物料量不足时，分离器的设计分离效率就无法保证，锅炉物料的循环倍率相应降低，进入炉内的外循环物料量偏少，造成密相区温度高，而炉膛中上部物料浓度低，温度低的情况。
可见，增加参与循环的物料份额和提高分离器分离效率是循环流化床锅炉正常运行的关键，同时也是控制床层密相区温度在设计范围的关键。
2、床温偏高原因分析
主要从以下几个方面来分析贾汪电厂技改工程2号炉床温偏高的原因。
2.1启动床料的选用
2号炉在启动时由于可以方便地获取1号炉（同型号CFB锅炉）的炉渣，同时担心使用砂子作床料可能产生的结焦问题，因此2号炉启动床料采用经过筛分的颗粒3 mm以下炉渣。但恰恰是由于采用1号炉炉渣，即使是经过筛分，但大颗粒份额明显较多，启动物料粒径的分布不理想，启动床料中能参与物料外循环的颗粒不多，导致锅炉启动运行过程中外循环倍率低。
在锅炉启动运行过程中，满足外循环粒径要求的物料大部分不会随炉渣排出，所以启动床料的选择是建立循环流化床锅炉合理的内、外物料循环的关键点之一。这一点在锅炉冲管结束后，检查反料腿立管发现料位仅为3m也得到了证明。
2.2原煤的特性
贾汪电厂地处徐州，锅炉用煤主要为徐州地区产的优质烟煤，设计和实用煤质折算灰分分别为7.06g/MJ和14.07g/MJ。
大型循环流化床锅炉运行表明，当折算灰分大于21 g/MJ时，CFB灰平衡比较容易实现，当折算灰分小于8.25 g/MJ时，CFB灰平衡比较困难，需要定期或连续补充固体物料。
实用煤质折算灰分偏小，需要长时间和合适的工况才能积累足够的循环物料，但往往难于控制，不能满足生产需要。
哈尔滨锅炉厂对入炉煤粒度的要求为：最大粒径d—≤6 mm、dso≤1.8 mm及d<600um不大于20%。通过对破碎后的煤粒进行筛分发现，在现有调理手段下煤破碎过细，200um以下的份额是设计值的2倍，过细的煤的粒径，必然使得燃烧产物偏细，分离器的分离效率降低，导致参加外循环的物料量下降。
2.3冷渣器的使用
2号炉采用的排渣系统为意大利进口的风冷钢带式冷渣器，炉渣由布置在前墙下部的两个排渣口直接依次排放到运动中的第一、二级冷渣器钢制履带上，经过风冷后排入渣库。
该形式的冷渣器对排出的炉渣没有选择性，在排出大渣的同时，不可避免的将一部分细渣一起排出，减少了内、外循环物料的总量。
现场观察发现，炉渣中最大的渣的直径也只有20 mm左右，细渣占了很大一部分。
2.4床存量
2号炉在整套启动前向炉膛中加入70t，厚度近1.1 m的床料。点火开始时平均床压在10 kPa左右，但由于在开始投煤前要进行各种试验，又要控制床温的变化速度，启动时间较长，同时本台锅炉没有设计专门的床料添加设备及加料口，因此机组启动后物料被大量扬稀而无法补充，致使到开始投煤时平均床压下降到5 kPa左右，过低的物料水平，流化风容易形成穿层，在本身蓄热量少的情况下，循环物料量又少，热量聚集在密相区，床温过高。
3、控制床温的对策
理论研究表明分离器对炉灰的分离效率小于对砂子的分离效率。
根据以上情况及类似电厂的经验，建议电厂在控制钢、钾含量(Na20为1%~2%；K20为2%—3%)的情况下，使用砂子作为启动床料，这样不仅可以避免床料结焦的问题，又能较快形成正常的物料循环。
对于原煤的灰份少及冷渣器排渣无选择性的问题，可以掺烧一些灰份较大的煤种，最好煤的折算灰分达到21g/MJ，同时排渣时采用少量连续排的方法，保证炉内有一定的物料量。
同时，对于低灰份煤种，在启动过程中添加一定的循环物料是必要的。这样不仅能弥补由于CFB锅炉启动时间较长造成的床料减少、床压下降，同时有利于增强的物料循环。
试运期间向炉内添加脱硫用石灰石，但石灰石的粒径过细并易磨耗，实际效果不明显。对此，提出在下次启动前向一个煤仓内加入一定量的床料，在启动过程中通过一条给煤线向炉内加入床料，使得平均床压在投煤时维持在10kPa左右，以弥补床料损失。
特别需要说明的是，按以往理论和经验，控制床温的主要手段为床温高时加大一次风，否则减小一次风。
但实际经验表明，运行过程中不可盲目加大一次风来降低床温，一次风的增加往往扬稀大量物料，床压下降很快，床温下降反升。因此，要根据实际情况在控制床压的情况下，视情况来增减一次风。
4、实际运行效果
在机组最近一次启动中，按照上面的方法对锅炉的物料进行了补充，同时煤质化验表明原煤灰份上升到了30%以上，参与循环的物料量加大了，机组在满负荷运行时，密相区平均床温保持在890℃附近，符合设计要求。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
5、建议
(1)锅炉厂应加强旋风分离器的优化设计，进一步提高分离器效率，达到改善锅炉运行特性，更易控制床温的目的。
(2)在锅炉内、外循环物料平衡难建立时，可通过提高炉膛负压到500 Pa来加速平衡的建立。
(3)在锅炉实际运行过程中，应避免一次风量过大，优化一、二次风量配比，加快建立内、外循环物料平衡。
(4)锅炉厂应认真研究返料装置的通流能力，优化设计U阀直径及风帽小孔直径，避免通流能力太大，导致立管料位太低，返料风容易穿透料层，降低分离器效率。
(5)在锅炉实际运行过程，当外循环未建立时，应减小U阀松动风量及输送风量，这样能加快建立外循环物料平衡。
(6)在锅炉施工过程，应严格管理，保证返料系统的严密性：在烘炉后，应将排湿孔严密封堵，确保不漏风，以保证政审的物料外循环。
