浅议440t/hCFB锅炉的运行及管理

栏目:燃烧与运行 发布时间:2018-08-22

前言

龙岩发电有限责任公司一期工程为四台135MW机组,配四台循环流化床锅炉(其循环物料的分离采用汽冷分离器),设计燃煤为龙岩本地煤。自20057#1机组开始调试至今,四台机组已全部投产发电。从试运以来的一年多时间各系统运行良好,主要运行指标符合设计要求,保护投入率达100%,机组满负荷实现连续稳定运行。当然从调试到生产的整个过程,锅炉也出现过一些问题,通过摸索、借鉴、总结、并进行整改,部分问题取得了解决,但仍有一些问题还在摸索有待整改。

锅炉设备概述

龙电的循环流化床锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG-440/13.7-L.WM20型循环流化床锅炉,锅炉主要技术参数见表一:

表一                            锅炉主要技术参数

      

    

   

过热器流量

t/h

440

过热蒸汽出口压力(表压)

MPa.g

13.7

过热蒸汽温度

540

给水温度

249.4

再热蒸汽进口压力(表压)

MPa.g

2.74

再热蒸汽进/出口温度

322.7/540

排烟温度

139

 

锅炉主要由燃烧室、汽冷分离器、自平衡"U"形回料阀和尾部对流烟道组成。燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁,底部为水冷布风板,大直径钟罩式风帽,#12锅炉燃烧室内布置双面水冷壁来增加蒸发受热面(#34锅炉没有设双面水冷壁),并布置有8屏二级过热器和6屏高温再热器。燃烧室后有2个平行布置的汽冷分离器,自平衡"U"形回料阀布置在分离器下,与燃烧室和分离器相连,形成一个物料循环回路。尾部对流烟道中布置三级过热器、一级过热器、冷段再热器、省煤器和卧式空气预热器,一、二次风分开布置。锅炉设置6

启动燃烧器,其中床上启动燃烧器2(两侧墙各1),床下燃烧器4(后墙布置),用来加热流化的床料,以保证固体燃料燃烧,并在锅炉低负荷运行时带部分负荷。冷渣器布置在炉膛前墙底部,为两台滚筒式冷渣器(原设计为风、水联合冷却冷渣器,共2台)。过热蒸汽温度采用二级喷水减温调节,减温水取自给水泵出口。冷段再热器、热段再热器入口布置有事故喷水,减温水取自给水泵中间抽头。

锅炉运行分析及预防措施

本公司四台440t/h循环流化床锅炉,在福建地区属最大流化床机组。作为燃用龙岩本地煤的大型流化床锅炉来说,缺乏一些可借鉴的经验,如何解决龙岩煤挥发份低、燃烬度低、着火温度高、燃烧稳定性差等诸多难点,确保锅炉稳定运行,做好充分准备及一些预防措施,显得尤为重要。另外,针对存在的问题,如何去分析解决,也是提高机组健康水平的关键。

3.1  目前锅炉存在的问题

我公司的CFB锅炉虽然在启动调试到投入运行总的说来较顺利,但按照厂家的设计,结合目前运行实际,仍然存在以下问题:一、锅炉排烟温度在额定负荷时,四台锅炉实际运行值略高于设计值,在155~165℃左右(详见表二),在一定程度上影响锅炉效率;二、锅炉的飞灰可燃物含量在10~15%左右,很难控制在10%以下,不仅影响锅炉效率,而且影响了灰的综合利用效果;三、由于原煤破碎到7mm以下,原煤水份稍大于8%时,在煤仓内极易粘结和搭桥,使其有效容积大大减小,导致煤仓上煤时间短,甚至出现空仓,造成机组被迫降出力运行;四、从实际运行情况来看,单侧给煤系统运行时,炉膛两侧烟温偏差较大,可超过100℃,给床温、汽温调整带来很大困难,给锅炉的安全运行也造成威胁;五、由于机组每天参与调峰,特别是在雨季调节幅度更大,使得循环流化床锅炉运行在高温条件下炉内温度变化频繁,易造成循环热冲击,再加上机械应力,使耐火浇注料产生裂纹并脱落。几台锅炉分离器入口水平烟道的耐火浇注料脱落面积较大,修复时间也较长,对机组发电量的影响较大。返料口也经常漏灰,影响机组负荷和周围环境;六、虽然在水位、炉膛负压及蒸汽温度等的调节上实现自动控制,但仍有一些有待进一步摸索完善(如床温控制、床压、风量等),以达到CCS协调控制。

表二                     四台锅炉的运行参数(B-MCR工况)

锅炉

运行参数

设计值

#1锅炉

#2锅炉

#3锅炉

#4锅炉

排烟温度

139℃

163/162℃

158/163℃

165/157℃

164/152

给水温度

249.4℃

241.4℃

242℃

240.6℃

240.6℃

飞灰可燃物

8%

14.5%

15%

13%

11%

3.2  对策及预防措施

针对以上问题,我们从一开始就认真吸取国内相同类型锅炉及燃烧福建无烟煤CFB锅炉的一些经验教训,无论在启动调试前还是在机组商转后,一如既往的把锅炉启动点火、升温升压、正常运行调整、异常现象等进行分析、讨论、制定防范措施,取得了一定的实效,大大提高了机组的运行水平。下面谈几点体会:

3.2.1  预防锅炉发生燃烧事故

流化床锅炉的燃烧事故主要表现为锅炉结焦、过热器超温、分离器及返料器超温结焦、炉内爆燃或熄火等。燃用福建无烟煤的流化床锅炉结焦、超温等是很普遍的现象,原因很多,如原煤特性、流化不良造成局部或整体温度过高或燃烧工况恶化等,为解决上述问题,主要应做好以下几条:一、认真建立并执行正确的启动程序,规范操作;二及时投入联锁保护系统,严格按要求投煤、严防过早投煤;三、点火过程中要注意布风的均匀性,经常观察流化情况,严格控制温度变化率,避免突升突降;四、树立一个观念:在负荷与燃烧安全调整间,以燃烧安全调整优先,要根据锅炉燃烧状况带负荷,决不强带负荷。

3.2.2  不断摸索总结,强化燃烧

对燃用福建无烟煤的CFB锅炉来说,炉内燃烧的好坏,对排烟及飞灰损失影响特别大,强化燃烧显得尤为重要。排烟温度升高不仅与配风有关,而且与尾部受热面吹灰有关;另外按锅炉厂设计,省煤器入口水温为249.4℃,而实际运行只有241℃左右,这可能与受热面布置有关,多方因素最终影响排烟温度偏高。从目前锅炉运行情况看,影响飞灰可燃物含量的因素较多,主要与炉膛的燃烧强度有关,这在低负荷时较明显;炉内配风不佳,煤从回料管中返回燃烧室,较细的煤粒由于没有被二次风吹入主床参与燃烧,而是从靠近后墙水冷壁区域直接通过分离器到尾部烟道,没有燃尽,这与煤中细颗粒较多有一定关系。为了降低排烟温度,降低飞灰可燃物,一方面着重在一、二次风配比的调整上下功夫,尤其是燃用福建无烟煤,在保证总风量的前提下,适当增加一次风量,确保氧量保持在不低于4.0%,提高燃烬度,降低尾部再燃烧;另一方面加强尾部受热面吹灰,要求运行人员必须认真执行,专业定期抽查执行情况并进行考核,确保受热面的热交换在最佳状态。

3.2.3  充分重视耐火材料的磨损

耐火材料的冲刷磨损是CFB锅炉必须面对的问题,由于锅炉本身特性,在运行中耐火材料每刻均在受到固体物料的磨损。其损坏的主要原因是温度循环波动和热冲击及机械重力等造成裂缝或剥落,因此除在选型、设计施工上要认真把好质量关外,在运行保养上坚持做到以下几个方面:一、规范操作工艺,不断完善点、停炉的操作规程,细化每一步的操作要领和注意事项;二、运行人员必须时刻注意各点温度变化情况,防止温度的大起大落,减轻热冲击;三、加强燃烧、配风工况的调整总结,减少物料对耐火材料的直接冲刷;四、尽量避免锅炉频繁的启停;五、在时间允许的前提下,应对大面积更换的耐火材料进行自然干燥后再烘炉,不能过度追求经济利益而缩短养护时间,应严格按照材料的养护措施进行。

3.2.4  不断完善保障机制

CFB锅炉来说,在提高设备运行可靠性上,大家的精力重点放在设备的改造和完善上。当然设备的改造固然重要,但我们从一开始就把制度建设作为首要任务,作为锅炉稳定运行的一道防线。针对CFB锅炉出现的一些问题,制定一些防范措施来提供保障,如制定竞争上岗机制,人员能上能下,来激励运行人员不断进步、提高技术水平;其次要求大家先自己编写一些应急预案或事故处理,再由专业统一意见完善后实施,最后再组织学习,来提高运行人员事故处理的能力,保证机组的安全;第三,规范各岗位行为,下达传、帮、带的指标和任务,并列入竞聘上岗范畴,同时对“三违”现象一律从严考核,有效遏制一些不良习惯。

结束语

目前我公司的四台CFB锅炉通过不断的运行总结和完善,在满负荷条件下长期稳定运行,已达较好的水平,虽然部分问题仍然存在,如进一步优化运行,煤仓粘仓等问题还未得到彻底解决,有待今后逐步完善,但一年来的经验总结,为燃用福建无烟煤的大型CFB锅炉的设计和运行积累了一些成功经验,为循环流化床的进一步发展提供了基础依据,为我公司二期300MW机组的CFB锅炉指明了航向。希望各位专家能对目前尚存的问题给予更多的指导。

  

文章作者:

福建龙岩发电有限责任公司 王咸洪