大颗粒径煤对流化床锅炉运行影响探索

王远明 潘永军

摘 要：循环流化床锅炉运行，燃烧大颗粒径煤，本文通过对影响循环锅炉安全运行的因素分析，介绍了瑞平煤电有限责任公司德平热电厂两台DG-480/13.7-II2型循环流化床锅炉在十几年的运行过程中，燃烧大颗粒径煤运行经验和采取的措施，供同类型机组参考借鉴。

关键词：循环流化床锅炉;燃烧大颗粒径煤;锅炉运行调整

中图分类号：TK229.66 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）07-0165-02

1设备概况

瑞平煤电有限责任公司德平热电厂#1、#2锅炉型号DG480/13.7-II2型自然循环、单汽包、超高压循环流化床锅炉。单炉膛一次中间再热，露天布置。

锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛，两台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井（HRA）三部分组成。炉膛内布置有六片屏式过热器管屏、四片屏式再热器管屏和一片水冷分离墙。水冷风室由前墙水冷壁管弯制而成，水冷风室布风板由94根φ82.55×12.7mm、水冷风室底部由96根φ60×6.5mm的内螺纹水冷管加扁钢组成的膜式结构。水冷室水冷管汇集于后墙、水冷风室底部的联箱。

炉膛与尾部竖井烟道之间，布置有两台汽冷式旋风分离器，其下部各布置一台“J”阀回料器。尾部竖井由包墙分隔，在炉膛深度方向形成双烟道结构，前烟道布置了两组低温再热器，后烟道从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器，向下前后烟道合成一个，在其中布置有螺旋鳍片管式省煤器和卧式空气预热器，空气预热器采用光管式，沿炉宽方向双进双出。过热器系统中设有两级喷水减温器，再热器系统中布置有事故喷水减温器和微喷减温器。

锅炉整体呈左右对称布置，支吊在锅炉钢架上。

锅炉共设置有六台给煤口和三个石灰石给料口，给煤口布置在炉前墙，石灰石口布置在后墙，石灰石通过下二次风口进入炉膛。炉膛两侧分别设置两台多仓式流化床风水冷选择性冷渣器。

本锅炉在炉膛两侧对称各布置两台多仓式流化床风水冷选择性冷渣器，炉膛布风板上精心设计的定向风帽（4×20个）形成高压流场，推动粗重灰粒流向冷渣器;渣从位于水冷壁侧墙的排渣口排入冷渣器;冷渣器流化风由1#冷渣风机和2#冷渣风机或一次风提供。多仓式流化床风水选择性冷渣器能将炉内灰送至除灰系统之前筛选出灰中部分细颗粒，通过冷渣器回风管，将它们送回炉膛，并冷却剩余的粗颗粒灰。每台冷渣器布置有205个耐热铸铁小风帽，还布置有三组48片水冷管束，每片水冷管束最下一排管上焊有防磨鳍片以防磨，冷渣器外壁采用膜式包墙水冷壁并与水冷管束共用一个联箱，冷渣器布风板由水冷壁弯制而成。冷渣器分为4个风室、3个冷却仓室，并配有各自独立的布风装置。每个小仓用耐火材料砌成的分隔墙隔开，3个冷却室内均布置有用凝结水冷却的水冷管束;冷却水取自5#低加进口前凝结水，依赖凝结水压力经冷渣器内的受热面加热后再送至锅炉电除尘后低压省煤器或通过旁路直接回到汽轮机5#低加出口。冷渣器单独配风，三个仓的流化空气都来自1#、2#冷渣风机出口的冷风或一次冷风;冷却室排气通过冷渣器回风管从炉膛侧墙返回炉膛作为二次风补充风。通过风水共同冷却，确保排渣温度≤150℃。

2019年01月02日零点班，我厂燃料专业细碎机故障，仅能使用振动筛保证上煤量，上煤颗粒校对。但是A、B侧细碎机故障不能保障入炉煤颗径0～9mm，宽筛分粒径无法保持规程规定粒径，最大粒径几十毫米。直接影响着锅炉的安全运行。

实际现状调查：

#1炉16：00床压、11.0kPa、床温780℃，#2冷渣器高、中温床不过渣，严重积渣后导致不进渣;冷渣器压死，无法正常工作。#3冷渣器不进渣，高温床超温，中温床由于工艺原因无法正常放渣，且冷渣器无法正常排渣：排渣斜管有一个倾斜角度，无法正常排渣。#4冷渣器由大滚筒驱动排渣，中温床无法放渣，事故放渣正常，高温床放渣正常，但进渣后不走渣，冷渣器无法正常运行，负荷68MW。

#2炉#4冷渣器运行，由于入炉煤颗粒大，排渣管多次堵塞，只能多次处理，保证冷渣器正常运行，负荷46MW。床压11.6kPa、床温780℃。运行人员调整难度增大。

影响点分析：

（1）配风异常。由于料层临界流化风速随粒径的增大而增加，粒径过大时，二次風率下降，造成一、二次风配比失调，影响锅炉燃烧和环保控制指标。

（2）料层流化质量变差。粒径过大时，需要加大流化风量，造成炉内局部流化不良引起床温升高，易发生床内结焦。

（3）影响机组效率。大风量高床压运行不仅导致锅炉磨损爆管事故频发，还造成厂用电居高不下，相同条件下风机风量、风压的大小与电流的大小成正比，大风量高床压运行会导致风机能耗大大增强。

（4）磨损加剧。粒径过大时，达不到循环流化床锅炉的设计要求，导致锅炉出力变低带不上高负荷，为解决此问题，运行时常常采用减少底渣排放，增大床料量，加大一次风量，来抑制床温过高，通过强行提高炉膛上部的物料浓度和循环倍率，来提高锅炉出力，然而一次风量的增加会使粗大颗粒浓度增大，会加速炉膛下部区域水冷壁、耐火耐磨层的磨损。

（5）灰和灰渣含碳量增加。而粗大颗粒居多时，料层脂粒燃尽率降低，灰渣含碳量增加。煤粒径粗时，底渣的份额占得多，这不仅对于冷渣器造成渣量上的压力，而且对于选择性风水联合冷渣器，容易发生内部流化不良，结渣、结焦堵塞冷渣器的问题，即使通过提高负压或人工方法处理冷渣器，亦会对锅炉出力、炉管磨损带来影响;煤粒径细时，底渣份额占得少，出渣量小的同时内部流化也相对充分，冷渣器可连续正常运行。

（6）传热分配失衡。炉内热量增大，后续对流烟道的对流换热减小，容易出现低汽温;粗大颗粒居多时，循环倍率下降，炉内吸热降低，后续对流烟道的对流换热增加，容易出现高汽温。

（7）影响燃烧效率。锅炉燃烧热损失中较大的一项是固体不完全燃烧损失q4。对CFB循环流化床锅炉来讲一般底渣的含碳量≤2.0%，低于煤粉燃烧锅炉。但是，飞灰含碳量高于10%的偏多，高于煤粉炉，特别对燃煤中细颗粒偏多的情况，当燃煤热值较高、挥发分含量较低时（烟煤），飞灰含碳量高达20%～30%，严重影响了锅炉燃烧效率。

（8）炉内物料浓度变化。颗粒过粗时，料层密度增加。

总之，循环流化床锅炉粒径过粗，超过规定的筛分粒径，导致床温过低，锅炉床压过高，有可能导致分层，造成锅炉流化不良;料层过厚时为达到良好的流化状态，必须增加风机出力提高一次风机出口压头，克服料层阻力，保证流化风量足够，从而使风机耗电量增加;严重时风机有效压头不能克服料层阻力致使流化风量过小，料层不能正常流化，料层出现结焦现象，风机发生喘振现象，有可能导致锅炉结焦或灭火。排渣热损失增大，燃烧效率降低，锅炉整体磨损增大，对锅炉正常运行带来较大风险。

2实施对策

（1）保证锅炉正常运行入炉煤量，保证锅炉入炉煤粒度，尽快投运细碎机运行，保证细碎机、振动筛正常运行，确保锅炉入炉煤粒径达到锅炉规程的规定值。

（2）锅炉加强排渣，加强床料置换。尽快排出锅炉床内大颗粒，保证锅炉燃烧正常。

（3）尽量提高冷渣风风压，提高冷渣器风量，加大对冷渣器高、中温床放渣;确保冷渣器正常运行，提高冷渣器出力;尽快排出锅炉床料的大颗粒，尽快降低锅炉床压。

（4）锅炉调整尽量保持低负压或微正压，尽量减低二次风量，尽量降低锅炉热量损失，尽快提高锅炉床温。

（5）尽量降低炉内石灰石用量，加大炉外石灰石用量，确保环保参数控制在正常范围内。

（6）锅炉床压较高时，暂时保持锅炉相应安全的负荷运行，待锅炉床压正常后，再逐步升带负荷。

（7）锅炉运行人员精心调整。锅炉运行人员必须树立强烈的高度负责任的工作态度，提高运行操作水平，提高监盘质量。对燃料量与负荷，燃料量与蒸汽压力、温度，燃料量与床压等参数之间的关系必须掌握。必须在第一时间判断出煤质的变化，防止出现汽温汽压，床温床压急剧变化。

（8）煤质变化时，必须立即降低机组出力，在降负荷时要平滑连续，防止猛增猛减，防止大起大落。必须将机组出力降低到安全允许的情况，待条件具备后重新带负荷，防止因为犹豫拖延而造成事故扩大。处理的越慢、时间越长，后期的矛盾就越多，事故处理的难度就越大。

（9）煤质变化情况下处理方法要正确，要把握住主要矛盾。机组在降低负荷时锅炉汽机一定要协调一致，相互配合支持。要求在煤质差时，汽机先降低机组负荷出力，锅炉随之调整燃燒，降负荷的速度要尽可能的使主汽压力保持稳定，使锅炉供给的热负荷与汽机所需的热负荷相平衡，坚决避免因为负荷调整不当造成主汽参数的恶化。

（10）锅炉运行人员加强对给煤机煤量进行优化调整，尽量增加中间给煤机煤量;降低两侧给煤机煤量，确保锅炉流化良好，保证锅炉排渣正常。

（11）日常运行要监视好输渣系统参数，巡检要认真，当系统出现异常时，要在第一时间内将负荷降低到系统允许的程度内。从而确保锅炉运行参数正常。

通过实施以上措施，锅炉的床压降低到正常值（7～8kPa），床温提高，炉内流化良好，负荷逐步提升，锅炉的安全、经济性得到提高。循环流化床锅炉运行中，遇到燃烧大颗粒径煤，运行人员必须树立强烈的高度负责任的工作态度，提高运行操作水平，提高监盘质量。对燃料量与负荷、燃料量与蒸汽压力温度、燃料量与床压等参数之间的关系必须掌握。必须在第一时间判断出煤质的变化，防止出现汽温汽压，床温床压急剧变化。精心调整，确保锅炉安全经济运行[1]。

3结语

循环流化床锅炉运行中，遇到燃烧大颗粒径煤，超过规定的筛分粒径，导致床温过低，锅炉床压过高，可能导致分层，造成锅炉流化不良;给锅炉正常运行带来隐患，直接影响锅炉的安全运行，极易发生事故。要在保障安全的同时，锅炉运行人员要尽快调整锅炉运行，合理调整一、二次风量;提高冷渣器出力。尽快降低锅炉床压，尽快置换锅炉床料，提高锅炉床温。更是难点操作，因此需要有操作水平高且运行经验丰富的技术指导做保障。经过多年来的积累和探索，目前我厂两台480t循环流化床锅炉安全性得到一定的提高，并取得了良好的经济效益。

参考文献

[1] 孙献斌，黄中.大型循环流化床锅炉技术与工程应用[M].北京：中国电力出版社，2009.

收稿日期：2020-03-06

作者简介：王远明（1983—），男，河南平顶山人，大专，助理工程师，研究方向：循环流化床锅炉运行。