第一篇：大型循环流化床锅炉给煤问题及对策(江广旭)
大型循环流化床锅炉给煤问题及对策
江广旭
（山西京玉发电有限责任公司 山西右玉县 037200）
摘 要：循环流化床燃烧（CFBC）技术作为一种新型、成熟的高效低污染清洁技术，近年来得到迅猛的发展，但大型循环流化床锅炉出现较晚，对他的设计、运行规律掌握的不够彻底，循环流化床锅炉的燃烧机理区别于煤粉炉，其燃烧系统呈现纯延时、强循环、高速度，高浓度，多变量、非线性，在锅炉运行时，无一例外地碰到原煤斗严重的堵、棚煤问题，给煤系统故障率高等，本文根据多年运行经验及多家调研，分析给煤出现的问题，并提供了相应的对策。
关键词：CFB锅炉 给煤运行存在问题 解决措施 1引言
中国是世界上循环流化床锅炉数量最多的国家，也是循环流化床锅炉发展最快的国家，循环流化床机组总装机容量最大的国家，300MW已投产及在建的就有70多台，600MW超临界循环流化床锅炉设计完成，并在四川白马电厂开工建设，预计2011年底投产发电，但因为大型循环流化床锅炉出现较晚，所以对他的设计、运行规律掌握的不够彻底，循环流化床锅炉的燃烧机理区别于煤粉炉，其燃烧系统呈现纯延时、强循环、高速度，高浓度，多变量、非线性，在锅炉运行时
由于CFB锅炉入炉燃煤粒径小于8mm，无一例外地碰到原煤斗严重的堵、棚煤问题，可见燃煤粒度小是CFB锅炉的固有特点，也是导致煤斗严重的堵、棚煤的主要原因，加之雨天燃煤湿度大则堵、棚煤的问题更加严重。在生产中发现；煤粉炉煤斗细长仍下煤畅通，同一电厂同样原煤的CFB炉煤斗虽经改造却仍故障严重！现就循环流化床锅炉给煤问题做出分析，进一步交流，提高运行效率。给煤形式
2.1现在大型循环流化床锅炉给煤方式大致分为两种形式：
1）前墙给煤，国内的循环流化床锅炉（如上锅、东锅、哈锅生产的）大多数为前墙给煤，即煤斗中的煤经给煤机后，通过前墙给煤口直接进入炉膛，因煤仓间大多布置在炉前，从煤斗出口到锅炉给煤口距离不长，一般小于20m，如山东里彦电厂2×145MW CFB机组、神华亿利电厂4×200MW CFB、广东宝丽华2×300MW CFB机组、广东云浮电厂2×300MW CFB机组等都采用前墙给煤，给煤机采用皮带称重给煤机，可以计量。这种给煤方式有如下优点：一是给煤线路比较短捷，设备故障率低；二是可以计量，便于日后生产上的管理。但这种给煤方式也有两个缺点：一是前墙给煤使炉内燃料分布不均，从而造成炉内温度场不合理；二是前墙给煤如采用称重皮带机，当高温炉烟因运行不当向上反串时皮带烧坏的风险比较大。
2）二级给煤，国内采用引进技术（ALSTOM技术）的四川白马、云南开远电厂等300MW CFB的锅炉，均采用二级给煤，共设四台称重式计量给煤机和四台埋刮板式给煤机。煤从煤斗出来后先进入称重式计量给煤机，再进入埋刮板式给煤机，送至炉膛两侧回料腿给煤口。由于二级给煤复杂，设备战线较长，造成给煤线路故障多，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。
3）前后墙给煤，一般大型M型循环流化床锅炉，可设计为前墙一级给煤和后墙二级给煤相结合的方式，如山西京玉电厂2×330MW CFB机组，设计为炉前一级皮带给煤6个给煤点，炉后为二级给煤，三个返料腿4个给煤点。这种方式为600MW循环流化床锅炉设计提供了给煤依据。2.2给煤不畅的原因
1）给煤不畅的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粘结，从而造成煤仓和给煤机堵煤。不断的粘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。
2）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、堵转。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。
2.3运行对策
1）加强运行中给煤线的检查和维护。重点是称重给煤机皮带是否跑偏，清扫链能否及时将漏入称重机下部的积煤刮走，刮板给煤机传动链咬、润滑是否良好，刮板是否有断裂和长时间运行变长、松脱的情况。问题一经发现，必须及时安排停运处理，避免设备缺陷进一步扩大，甚至设备损坏。
2）定期活动没仓疏松机、振打器。如果煤仓只是棚煤，活动疏松机、振打器有一定的作用；若煤仓贴煤严重，活动疏松机、振打器几乎没有效果。
3）夜间机组负荷较低时停运给煤线，联系检修清理已有明显堵煤迹象的煤仓和给煤机，同时处理给煤线存在的其它缺陷。这是运行方面较为有效的手段，在不影响或少影响机组负荷的情况下解决给煤不畅的问题。
4）给煤不畅，运行方面所能采取的措施是非常有限的，关键还得从源头进行控制。严把购煤关，确保来煤品质；在煤场装设干煤设施控制来煤的水份；避免过渡破碎，减少来煤中细颗粒份额。2.4给煤机问题
2.4.1给煤机常见的故障 1)皮带跑偏、断链、皮带损坏（割裂、烧坏）2)给煤机卡涉，由于杂物较多使给煤机卡死或皮带撕裂。3)给煤机电机跳闸、变频器故障、减速机损坏、联轴器销子折断。4)高温烟气反串皮带烧坏。5)给煤机清扫电机故障、断链，造成机尾堵煤。6)给煤中有大块，给煤机卡住，管道堵塞。7)落煤管设计不合理经常堵煤。8)刮板给煤机:运行中经常卡塞，链条断链，漂链、堵煤、粘煤、刮板磨损、断轴、断销子。
2.4.2给煤机故障对策 1)加强入炉煤的管理，延长来煤在干煤棚的停留时间，严控入炉煤的的水分在8%以内。2)加强上煤巡视，杜绝杂物进入煤仓；防止空仓。3)加强设备巡检，发现异常及时处理。4)加大播煤风压头风量，加强疏通装置，避免堵煤发生。5)在给煤机上增设观察孔，便于检查堵煤及断煤情况。6)刮板给煤机靠近链条处加限位钢筋，限制漂链。7)刮板给煤机电机选型小，由于煤层过后，造成过载跳闸。2.5给煤机爆炸 2.5.1原因
1)炉膛爆燃造成给煤机薄弱环节爆开如检查门飞出。2)给煤机积存煤尘达到爆炸极限，热烟气反串提供热源，造成爆炸。3)给煤机设计防爆压力不够，导致超压爆开。4)给煤机逻辑及测压、测温监测设备不全。5)燃用煤种挥发分过高，爆燃隐患存在。6)运行操作经验不足，操作不当在此炉膛冒正。7)给煤线过长，积煤积粉加多，管理不完善，造成断煤而爆燃。2.5.2对策
1）加强给煤机的管理，消除给煤机的积煤。
2）加强给煤机密封风的监视，落煤管的播煤风的监视，保证风压、风量满足要求。3）二级给煤要加强落煤管的监视，防止炉内高温烟气反窜。
4）加强锅炉燃烧的监视和调整，确保锅炉燃烧稳定，防止爆燃的发生。5）加强煤位管理，防止煤仓烧空，造成锅炉烟气反窜。
6）加强给煤机的逻辑，高温报警引起运行人员的注意，高高温度跳闸联关落煤管下闸板。2.6给煤机皮带划伤或划裂 2.6.1原因
1）给煤中混有尖锐坚硬物资，卡在皮带上，造成皮带划伤或划裂。
2）除铁器故障，造成煤中的钢筋、三角铁、铁板等落入炉前煤仓，卡在皮带上。造成划伤。
3）煤仓疏松机脱落卡在皮带上，造成划伤皮带。
4）煤仓不锈钢板衬脱落等卡在皮带上，造成划伤皮带。5）管理不善，造成铁锹、扁铁、钢筋等异物进入煤仓。2.6.2对策
1)加强煤场管理，及时清除煤中的坚硬尖锐物资，保证上煤源头煤质。2）加强管理，确保除铁器设备正常工作。
3）加强巡检，巡检时用强光手电通过观察孔细心观察皮带痕迹，一旦发现有划痕，停止给煤机，取出异物。
4）给煤机出现异常跳闸，应分析原因，是否过载，是否有异物卡在皮带上。5）加强对上煤环节的管理，发现铁锹、扁铁、钢筋等异物落入煤仓 3煤仓的堵塞
就多年来循环流化床锅炉运行来看，煤仓的故障率很高，煤仓堵塞经常发生，由于煤仓下煤口的尺寸比较小，加上煤的颗粒度小而且水分大，经常在下煤口发生搭桥、不下煤故障，严重影响了循环流化床锅炉的正常运行。原因分析: 3.1设计原因 1)煤仓设计不合理。大多数厂家设计煤仓为方形，没有考虑到流化床燃料颗粒的具体情况，按一般的设计要求，成品煤仓的容积应满足锅炉满出力时8小时以上储煤量的需求。成品煤堆积在煤仓内受到挤压，使煤粒之间、煤与煤仓壁间产生摩擦力，越接近下煤口挤压力、摩擦力就越大，煤粒间的摩擦一般呈现双曲线形增大，所以在靠近下煤口1米处最容易搭桥。2)煤仓未设计防止堵煤、捅煤装置，如疏松机、空气炮、振打装置，当出现煤搭桥时，只有用锤敲击，工作量大，费时费力。3)煤仓下料口设计不合理，没有设计光滑的内衬及合理的坡度。3.2运行方面 1)煤的水分较大。水分在8%内的燃料基本算为干料，而水分超过10%时黏着力就会有较大的增加；当水分超过12%时黏着力就会很大堆积角度也增大，这时煤仓倾斜角要大于75度 3 以上，才能保证煤流动畅通。但当煤水分超过某一极限时，黏着力又会变小。煤的水分含量与煤源头有关，与雨季多少有关，因此加强煤的管理，例如建较大的干煤棚或筒仓，以满足存煤的需要。2)煤的颗粒度过细。一般煤的颗粒度越小，煤的黏着力就越大，使煤的流动性变差。电厂控制煤的颗粒度对堵蓬煤及锅炉流化燃烧有很重要的意义。3)煤的杂质过多，除铁不够及杂物较多，使得煤易堵。4)炉膛正压，播煤密封不够，落煤管细长等，造成煤在下落的过程中，高温烟气加热下落煤产生水汽，云集在下料口。很容易使煤粘结而堵。3.3消除堵煤的对策 3.1.1 设计上的措施 1)煤仓方形锥体改为圆形锥体，煤仓四壁与水平的倾斜角大于70° 2)为减小煤粒与煤仓间的摩擦力，在煤仓内壁衬不锈钢板或高分子塑料板聚氯乙烯（PCV)板。3)适当减少原煤仓的容积，根据水分的多少可以控制上煤的次数，煤较湿时，可以上半仓，以减少煤的挤压摩擦来减少搭桥堵煤。4)改进下煤口的设计，增大下煤口的尺寸，同时煤仓与给煤机连接处设计为双曲线型，消除死角。5)安装疏松机、插棍、空气炮、振打电机等手段，增加处理措施。6)取消给煤机入口电动挡板、设计适当的密封风、高压头的播煤风及风量，防止高温烟气反串，使落煤畅通，减少煤在落煤管中停留时间。3.2.2运行方面的对策 1)建造干煤棚或大容量的筒仓，控制煤的湿度。南方雨水较多一般建造满足电厂15天用煤的干煤棚，如福建龙岩电厂，广东云浮电厂；北方特别是山西北部、内蒙、新疆等电厂，一般设计为7天用煤的干煤棚或设计较大的筒仓代替干煤棚，如神华亿利电厂、山西平朔矸石电厂。2)煤的输送和破碎系统设置出大块设备，加强巡检。3)煤湿度大时，减少煤仓中的煤的储量，多次少上的原则，定期降煤位。4)加强巡检，控制好煤仓煤位，防止炉膛烟气反串。5)运行中禁止留有备用给煤机，应全部投入运行，保证煤仓流动消除煤仓死角。6)锅炉长时间停运应烧空煤仓，以免煤仓的煤受潮结块、搭桥，造成下次启动时下煤不畅。7)发现堵煤时及时处理，减少堵煤的时间。8)在落煤管及下煤斗处增设压缩空气，以便出现问题及时疏通。4.4给煤机进煤口管段的堵煤问题
4.4.1当人们极力解决原煤斗的堵、棚煤问题时却往往忽视了给煤机进煤口管段得堵煤问题，产生了疏松机不太好用的错觉。务必注意防止给煤机进煤管段煤湿时堵煤，此段易堵煤的主要原因是给煤机制造厂按煤粉炉传统设计的进煤管段太细长太复杂（多余的电动插板门和伸缩节是导致细长的原因）。
建议在给煤机制造厂监造时采取一些措施 1)进煤管段与给煤机上壳板接口； 2)将进口电动插板门改双向插管门； 3)给煤机内部的落煤斗收口太小，此口应开大； 4.4.2原因分析
经过认真观察分析，认为堵煤现象的频繁发生主要有以下原因造成： 1)入炉煤含水量较大，增加了煤的粘度。实践证明：当煤的含水量在8%~15%范围内粘性 4 最大，煤在煤仓中极容易结块产生堵煤现象。2)煤仓和入口电动门结构不合理：煤仓设计为方锥型，入口电动门为方型结构，两台给煤机共用一个原煤仓。中间分叉后变两个煤斗接入给煤机，由于仓壁四角产生“双面摩擦”和挤压，越接近下煤口部位摩擦力和挤压力会越大，所以在四角部位积煤特别严重。电动插板门后为“天方地圆”结构，由于设计时预留高度太短，所以收缩太快，造成坡度减小容易堵煤。3)由于原煤仓的内衬长期使用造成腐蚀磨损，使之脱落，造成粘煤和堵煤。4)疏松机、空气炮使用方法不当。5)给煤机入口插板选型不当。4.4.3采取的措施 1)合理使用疏松机、空气炮。2)对原煤仓进行了改造。（现在有很多的好的改造方法）3)选用好的给煤机入口插板门。4)有条件的增加干煤棚，增加干煤的储备能力。5)加强入炉煤的掺配，严格入炉煤的化验制度，将入炉煤的水分控制在8%以内。6)每周利用低负荷运行时，进行一次煤仓低煤位燃烧，以便于将积在煤仓四周的积煤“清理”干净。避免长期满煤运行造成的四角积煤。7)加强上煤巡检制度，杜绝杂物进入煤仓造成堵煤。8)如果长时间停炉，必须进行空仓燃烧处理，防止煤在仓内长时间堆积造成结块积煤。9)遇到雨天和煤湿时，煤仓上煤应采取低煤位、勤上煤的办法，始终让煤位在较低状态下运行，避免湿煤在仓中结块。
煤斗堵煤问题已经成为影响CFB锅炉正常运行的一个主要问题。小龙潭褐煤水分高，堵煤会更严重。但在机组运行过程中，堵煤现象很少发生。总结经验发现煤斗的设计非常关键，一是煤斗壁面倾斜角度要足够大（72°），另一个是煤斗出口尺寸足够大（2000mmX900mm）。煤斗出口尺寸尤其重要，其足够大，才能避免煤向下流动过程的“瓶颈”现象。该尺寸的大小还与给煤机有关，如果给煤机允许的入口能够做的更大，将对解决堵煤问题有更大的帮助。因此，开发、选择合适的给煤机是非常必要的
5结束语
总的来讲，循环流化床锅炉发展是一个趋势，如何将煤可靠、稳定添加到密相区内并均匀地散布在布风板上方是获得理想燃烧效果的先决条件，针对国内循环流化床锅炉给煤出现的问题认真总结，交流、技改，主要原则为：
1）从设计入手，能设计一级给煤的尽可能考虑一级给煤，减少设备战线，提高运行可靠性。2）从煤源入手加强煤的源头管理，提高入炉煤前的制备中间环节的管理，控制入炉煤的颗粒度、水分、杂质、异物等。
3）加强运行巡检管理及设备参数的监视，出现异常，及时分析处理。4）建立可靠的给煤疏通设备及出现异常的预案和措施。
5）加强热控测点、逻辑、保护报警的完善，能正确反映设备和系统的异常。
参考文献
1、杨建球、曾庭化、李焕辉、陈建球、卢炼区、李劲 大型循环流化床锅炉运行优化及改进 中国电力出版设
2、卢啸风 大型循环流化床锅炉设备与运行
作者简介：江广旭，山西京玉发电有限责任公司发电部锅炉主管，长期从事循环流化床锅炉运行与管理工作。
Email：jiangguangxu@jingyupower.com , 联系电话：0349－6966124/*** 5
第二篇：循环流化床锅炉点火问题论文
【摘 要】循环流化床锅炉在点火问题中普遍存在点火难、易燃焦、磨损严重的问题，循环流化床锅炉投运早、容量大、经验少，自机组投运以来曾多次出现问题，影响了机组的安全经济运行。如何成功的进行点火启动方式是循环流化床锅炉进一步运行下去的前提保障。并依据现状，总结一些提高其经济性的运行调整经验，以便在实际运行中加以实施，充分发挥循环流化床锅炉的优势。
【关键词】循环流化床 锅炉 点火 经济性
一、前言
随着近几年电力工业的高速发展和环保力度的逐步加大，特别是洁净发电技术的推广应用，循环流化床技术（CFB）得到了较快的发展和普及。提高大型循环流化床锅炉运行的安全性、经济性、环保性和可靠性受到了越来越多的关注和重视。
循环流化床锅炉在启动运行中，还普遍存在着点火难、易结焦和磨损严重的问题，即人们常说的“三关”。
二、点火关
对于不同的煤种和炉型结构，点火启动方法各有差异，但其共性还是主要的。国产35-75t/h循环流化床锅炉一般都采用轻柴油点火，有床上点火和床下点火两种方式。
首先，锅炉安装完毕验收合格后，应做冷态试验，其目的是检验炉子流化状况，了解布风装置阻力特性，发现锅炉在设计安装中存在的问题，提出解决办法。冷态试验内容主要包括：点火油枪雾化试验、布风均匀性试验、布风板阻力特性试验、料层阻力试验等。
第二，烘、煮炉完成以后，根据冷态试验参数决定点火方案。点火前，在炉床上铺设一层点火底料，其厚度一般为350—800mm左右，料层太厚，虽着火初期比较稳定，但点火所需的流化风量大，加热升温时间长，还易造成加热不匀的现象；料层太薄，虽着火时间短、省油，但布风不均匀，底料局部被吹穿可能造成结焦，且着火初期床温不稳定，易受断煤或堵灰的影响，发生灭火或结焦事故。底料粒度一般在0—5mm之间，如果太细，大量细颗粒易被流化风带走，使料层变薄；颗粒太粗，启动时需较大风量才能将底料流化起来，点火升温困难。一般来说，底料中的细颗粒流化时处于底料的上层，作为着火期的引火源，大颗粒起着在爆燃中吸收燃料热量、自身燃烧后又能储热维持床温的作用。底料热值一般应控制在2093—4186KJ/Kg(500—1000Kcal/Kg)范围内。热值太高，点火时温升速度快，点火难以控制，易造成超温结焦；若热值太低，床温升高困难，易发生挥发性析出并燃尽，但床温仍达不到着火温度的情况。
第三，点火过程分底料预热、着火和过渡三个阶段。首先启动引风机、一次风机，各风门开到冷态试验确定的正常流化位置，保持一定的炉膛负压，投油枪，注意观察烟气发生器出口烟温（≤950—1000℃），否则开大冷风门降温。底料预热过程应缓慢升温，采用油量和风量控制床温，待床温升至400—450℃时，可少量间断投煤，密切注视床温变化。当床温升到700℃以上时，若给煤正常，燃烧稳定时可解列油枪。一般来说床温在300℃以下时，因物料吸热量大，温升较快，到300—450℃时温升较慢，450℃以上时投煤一段时间后温升又开始加快，说明投入的煤开始着火，床温接近600℃时，加入炉内的煤开始大量着火，此时应加大流化风量，控制温升速度以防止结焦。当锅炉负荷达到30—40以上时可投入二次风助燃。值得注意的是，点火燃料宜采用发热值较高的烟煤，特别是燃煤中不要掺入煤矸石、造气炉渣、石灰石等其它不易燃烧的燃料或原料。
一次成功的点火过程主要应注意的是床料厚度、床料筛分特性以及床料性质及配比，操作中严格控制点火风量。实践证明，每一种型式的循环流化床锅炉其点火特性都有一定的差别，需要运行管理人员在实际操作中不断摸索和总结，找出最佳点火升温方案，确保一次点火成功。
三、点火料
合适的底料能够有效的控制锅炉的点火时间，降低燃料和工厂用电的消耗量，并能积蓄最多的热量，着火后能够安全过渡到稳定燃烧，克服不安全因素，并达到最佳经济点。因此点火底料的选取和合适厚度是非常重要的。
点火时，油燃烧的热烟气经过布风板加热床上的底料，底料起到蓄热作用。底料的粒度应在0—13mm之间，厚度在400±50mm左右。底料备好后，就应确定所需的临界流化风量，就是把炉料从因定状态变成流化状态时最小风量，这是避免点火结焦的重要参考因素。在这里，如果底料的粒度大，那么它就和热烟气的接触面积小，热交换的热量就减小，底料被加热的时间就长；同时粒度大所需临界沸腾风量就大，被风带走的热量也就增加，两者同时都是增加了点火的时间，如果这个时间超出了规定的点火时间，这就浪费了燃料油和工厂用电。料的厚度如果偏大
四、投运返料，所需的临界风量也大，所需要的热量还是增加，把料加热到能够投煤的时间自然也就加长，同样也是延长了点火时间，耗费了原料。如果料的厚度较小，所需的风量和热量减小了，但是容易造成点火时间短，水冷壁及汽包的温升过快，会给锅炉带来不安全因素和减少锅炉的使用寿命。同时底料少投煤着火后还会出现燃烧不稳和长时间带不上负荷等现象的发生。
返料系统控制是流化床锅炉的重要操作流程，返料系统能否正常运行往往决定锅炉的点火成败。U型返料系统一般通过调节一二级返料风风门开度来控制循环物料量。在投煤以后应经常监视返料情况及返料床温度，通过观察，当循环量不足时，料柱压力下降，料位高度减小；当循环量加大时，料柱压力上升，料位高度增加。锅炉在投运前通常打开二级返料器风门端盖，放掉旋风筒及返料阀内的积灰，以免在开启返料风后，大量低温返料灰进入燃烧室，造成床面流化不良，床温下降，出现灭火及结焦现象。技术人员曾经通过调节U型返料装置的放灰量来调节进入炉内的循环物料量，后来发现放灰管经常堵塞，现放灰管已停止使用。在开启一二级返料风风门至适当开度后就不再进行调节，留有少量裕量以备床温较高时调节，让其返料风量和风压随着一次风机入口调节挡板开度的变化而变化，实践证明返料量具有自动调整功能。
五、结束语
循环流化床锅炉的点火是锅炉运行的重要环节，实践证明，在点火以前应选择合适的点火底料确保料层厚度、颗粒度大小及炉渣热值等符合要求，认真完成油枪雾化及布风板均匀性等冷态特性试验。在点火过程中，加强床温、风量表、氧量表及风室压力等重要参数的监视和控制，勤调、微调给煤量及送风量，保持合适的风煤配比，严格按升温升压曲线运行，就能够确保点火成功。
参考文献：
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第三篇：循环流化床锅炉磨损分析及对策[最终版]
循环流化床锅炉磨损分析及对策
摘要：随着技术的不断发展，循环流化床由于其适用范围广、热效率比较高、环保性比较强，已经得到了广泛的应用。然而在锅炉运行的过程中，其受热面容易遭到磨损，从而对整个系统的稳定运行产生了严重的影响。本文对受热面磨损的机理进行了深入的研究，并且根据其产生的原因提出了相应的解决措施，从而保证了机组的正常运行。
关键词：循环流化床(CFB);受热面;磨损;对策
0 引 言
在近几十年来，循环流化床锅炉作为煤清洁燃烧技术得到了迅速的发展[1]。这是一种新型的燃烧技术，其与传统燃烧技术存在着明显的区别，其主要机理如下所示：颗粒在流化的状态下，其与空气中的氧气进行充分地接触，吸收空气中的热量，保证燃料颗粒的完全燃烧。燃烧释放出的热量主要由水冷管吸收，燃烧后烟气通过旋风分离器，将携带的固体颗粒分离出来，这部分颗粒经过物料输送装置再次返回到炉内进行燃烧，分离后的烟气通过引风机进入机组的尾部烟气通道，经过过热器、空气预热器进行一系列的换热，随之经过空气冷却塔排放到大气环境中。由于燃料颗粒始终处于流化的状态，使得其对锅炉的冲刷作用比较严重，从而导致锅炉磨损的发生。锅炉运行过程中易磨损区域 1 2
图1 循环流化床锅炉磨损区域
对于循环流化床而言，机组磨损区域如图1所示，主要包括以下三个区域：1-受热面水冷壁管、2-旋风分离器和3-尾部对流换热面。其中，水冷壁管是锅炉最容易磨损区域[2]。资料显示，大部分CFB的安全事故主要是由于受热管磨损所造成的[3]。因此，本文的研究主要针对水冷管的磨损机理进行简单的介绍。水冷管易磨损区域
由于水冷管主要安装在炉膛的四周，当燃料在炉膛内燃烧时，其燃烧释放的能量主要由水冷管吸收，从而使其成为磨损最为严重的区域[4]。通过对CFB水冷管磨损进行深入的研究，我们发现，其磨损情况比较严重的区域主要包括以下几个方面：
(1)水冷管与耐火材料过渡区的磨损。为了提高锅炉的热效率，就需要增加其加热面，循环流化床与传统锅炉水冷管的铺设方式不同，耐火砖主要铺设在炉膛下部区域，使得两者之间存在一段间隔区域，导致烟气的流动发生了变化，从而使得这段区域的水冷管磨损严重。
(3)不规则管壁区域的磨损。在循环流化床实际运行的过程中，会需要设置一些观察口和检测口，使得炉膛形状出现不规则的情况。在这些区域，水冷管的铺设就需要进行特殊设计，从而导致在这些区域拐弯处的磨损情况比较严重。与此同时，在水冷管对接的过程中，需要采取焊接的方式，在焊接位置也会比较容易出现磨损。水冷管磨损原因分析
在锅炉实际运行的情况下，磨损问题能否有效解决，关系到机组的正常运行。因此，我们首先需要对其磨损原因进行深入的分析。水冷管磨损过程也是非常复杂的，然而其主要原因主要包括以下几个方面：
(1)燃料颗粒在燃烧的过程中，需要保持流化的状态，颗粒运动速度比较快，其对水冷管的冲击作用比较严重，从而使水冷管受到磨损。
(2)水冷管的铺设具有一定的不规则形，因此导致其受热不是非常的均匀，在长期运行的过程中，其就会面临破管的风险[5]。
(3)炉膛内沿水冷管下流的燃料颗粒与流化上升的颗粒运动方向不一致，导致局部涡流的产生，从而对管壁产生一定的磨损。水冷管磨损影响因素分析
影响水冷管磨损的因素有多种，主要包括燃料的性质、机组运行参数、水冷管的特性等[6]。4.1 燃料性质的影响
循环流化床能够得到广泛的应用，其主要优点就是燃料的适用范围比较广，因此对于不同燃料，其特性存在着较大的差距。不同燃料对于水冷管的磨损情况是不同的。对于一些磨损性比较强的燃料而言，长期使用这一燃料，就会使得锅炉相关组件的维修周期明显缩短，与此同时，燃料颗粒的形状也会对锅炉的寿命产生较大的影响[7]。4.2机组运行参数的影响
对于机组运行参数而言，其影响因素主要包括以下几个方面：
(1)流化风速的影响。如果流化风速过大，就会使得炉膛内的燃料颗粒浓度增大，颗粒的运动速度得到明显的提升，使得颗粒间的摩擦逐渐加重，然而其对水冷管的冲击作用也得到一定程度的提高，从而导致水冷管的磨损加剧。
(2)循环倍率的影响。当机组负荷提高时，就会使得循环倍率得到相应的增加，使得炉膛内热量的传递得到很大程度的改善。燃料颗粒浓度升高，水冷管的换热系数相应的提高，其管道表面的磨损也较为严重。
(3)床温的影响。炉膛内烟气温度随着床温的升高而增加，如果烟气温度过高，就会使得炉膛内的颗粒软化，使其粘附在水冷管表面，导致其受热不均，产生一定的磨损。与此同时，温度过高也会对管道的机械性能产生一定的影响。如果温度过低，就会使得管道温度低于烟气内水蒸气的露点温度，从而使其发生凝结，容易造成管道的腐蚀。4.2水冷管特性的影响
(1)水冷管材质的影响。水冷管的材料硬度及其相应的热物理性能与其磨损具有紧密的联系。
(2)水冷管布置方式的影响。对于其排列方式而言，主要包括顺排和错排，然而顺排磨损的影响较错排而言相比较小。管道之间的空隙距离也会对气泡产生一定的影响。与此同时，在设计的过程中，尽量减少弯管出现的数量。水冷管防磨损的主要技术措施
(1)在水冷管的表面涂抹一些防磨损材料。相比于水冷管材质而言，涂抹材料的硬度相对比较大，在机组运行的过程中，水冷管表面温度比较高，涂抹材料
能够形成一层比较致密的保护层，从而避免水冷管的磨损。
(2)水冷管设计的过程中，减少管道拐弯的现象。在对其进行焊接时，需要将其焊缝位置进行打磨，从而减小燃料颗粒对其的冲击作用。
(3)在水冷管布置的过程中，尽量选用顺排的布置方式。
(4)选择合理的机组运行参数。通过前面介绍，机组运行参数的合理选取对水冷管的防磨起着关键性的作用。在实际运行的过程中，要综合考虑系统实际需求和管道保护的多种因素。
(5)燃料的合理选取。需要对燃料的特性及其颗粒的粒径进行合理控制，选取一些硬度适中、燃烧热量比较高的煤种作为燃烧燃料。并且还要选取合适的燃料颗粒粒径，在保证机组正常运行的过程中，减少颗粒对管道的磨损。结论
管道防磨是保证机组正常运行的必要条件，我们需要加强其重视。通过本文的研究，循环流化床管道的磨损过程非常复杂，我们对其主要运营进行了深入的分析。其影响因素也是多种多样的，其主要影响因素主要包括燃料的性质、机组运行参数、水冷管的特性等。针对上述的影响因素，提出了一系列的解决措施，其主要目的就是能够从根本上解决管道的磨损现象，保证机组的正常运行，提高其运行寿命，从而实现效益最大化。
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第四篇：大型循环流化床锅炉投入石灰石系统后出现的问题及其分析
大型循环流化床锅炉投入石灰石系统后出现的问题及其分析
文章摘要：
摘 要：大型循环流化床锅炉最大的优势在于炉内脱硫，但石灰石系统投入后对流化床锅炉运行产生一些影响。本文针对投入石灰石系统后流化床锅炉出现的一些问题进行分析，并提出了一些防范措施。
关键词：循环流化床锅炉 脱硫 石灰石系统
0 前言
中国华电集团有限公司石家庄热电厂八期技改工程配套采用了四台410t/h循环流化床锅炉，每台锅炉配备一套炉内石灰石脱硫系统。石灰石的4个给料口独立布置在炉膛前墙，同时由2台BK8011型石灰石罗茨风机（1台运行，1台备用）进行送粉，石灰石粉从粉仓经旋转给料阀（上）进入中间缓冲仓，从缓冲仓再经旋转给料阀（下）被石灰石输送粉风机通过输送管道送入炉膛密相区。（见图1）
1－日用仓
2－暖冲仓
3－压缩空气
4－石灰石粉
5－石灰石风机 6－检修压缩空气 7－二次风 8－炉膛
图1 石灰石输送系统图 石灰石系统投运后出现的问题
为了缓解石家庄市区内的环保压力，我厂四台流化床锅炉的石灰石系统都进行了试运行，总体上达到了环保要求，但在系统长期稳定运行上仍存在一些问题：
(1)石灰石粉仓上料系统，由于检修压缩空气系统供气量有限，常常因为压缩空气低致使石灰石上料系统无法正常向粉仓上粉。(2)检修用压缩空气带水，使石灰石粉受潮，结块。石灰石粉仓内板结，造成下粉不畅。
(3)石灰石系统送粉管路较细较长，中途弯头处极易发生堵塞。
(4)石灰石粉质量问题，粒度不合理，运行时石灰石量加的很大，但脱硫效果不甚明显。
(5)石灰石罐车内有杂物伴随石灰石进入粉仓或石灰石粉仓上部观察孔落下杂物造成旋转给料阀卡涩，造成不下粉，或下粉不畅。
(6)投入石灰石后，造成炉膛床温降低。
(7)炉膛床压迅速上涨，严重时需要投油助燃，降低床压。
(8)运行中的冷渣器排渣量增大，并且容易结低温焦块，造成冷渣器堵塞。原因分析
(1)修压缩空气压力正常维持在0.6Mpa左右，而石灰石罐车所需要的内部上粉压力最低为0.3Mpa，因此单一台炉上粉时完全可以满足要求，如果两台炉或是多台炉同时上粉时便会造成检修压缩空气储气罐压力降低，上粉速度减慢，加之运行中如果再有其他用气点（如落渣管引渣用吹扫压缩空气等），将造成储气罐压力进一步降低，致使无法正常上粉。
(2)氧门排出大量的潮湿蒸汽，造成石灰石粉罐长期处在潮湿的环境中。石灰石细粉具有极强的吸湿性，长期处于潮湿的环境中,极易板结成块。此外如果长期停运石灰石系统，而粉仓及送粉管路中仍存有大量石灰石粉，便很容易造成石灰石的板结，为再次投运带来不便，甚至需将管路解体逐段疏通，无形中增大了工作量。
(3)石灰石送粉系统在运行中，送粉中途的管路不易堵塞，可是当加粉量短时内突然增大时，尤其是在弯头处，单凭输送风无法将石灰石粉送入炉膛，直接造成输送管路堵塞。
(4)脱硫使用的石灰石粉要求，CaCO3≥94.06%，MgCO3≥1.8%，水分≤0.08%其他≤40.6%，石灰石粉粒度≤1.5mm(d50=0.45)。脱硫剂粒度与燃煤粒度及其粒度分布对循环流化床锅炉的脱硫效率都有较大的影响：
a.采用粒度较小的石灰石粉，可以有效的提高循环流化床锅炉的脱硫效率；但过小的脱硫剂粒度会造成脱硫剂在炉膛内未能完全反应就被高速的烟气带走，影响脱硫效率，造成不必要的浪费。
b.采用粒度较大的石灰石粉就会减少反应生成的CaO与烟气中SO2的接触面积，一样影响脱硫效率。合理的钙硫摩尔比也是影响脱硫效率的主要因素。
我厂四台循环流化床锅炉设计钙硫摩尔比为2.3；石灰石粉消耗量4.8t/h。随着石灰石粉量（钙硫摩尔比）的增大，二氧化硫的排放量明显降低，脱硫效果十分显著。但当石灰石粉量高于设计值，仍继续加大给料量时，脱硫效率提高的很少；同时造成一些负面的影响，如：由于石灰石给料量过大造成床温下降；床压上升；从而影响锅炉负荷，使得NOx排放升高。在实际运行过程中我们通过对石灰石下粉量与旋转给料阀转速的计算，发现在80％以上额定负荷时，燃烧实际煤种，投入石灰石量应较大于设计值,为5~7t/h。投石灰石前，SO2排放量约为2000 mg/m3以上；投石灰石后，SO2排放量低于设计值404 mg/m3，脱硫效率达到了90%。
(5)送入炉膛的石灰石质量不过关或没有严格的成分化验通知单，使得运行人员无法及时了解石灰石的成分。
(6)由于石灰石自锅炉燃烧室前墙送入，从DCS床温测点显示，前墙一侧的床温降低较多，但总体平均床温变化不大，基本能够保持最佳的脱硫反应床温在850℃左右。
投运前床温（℃）
达到要求后床温（℃）
870
859
(7)投入石灰石后，对床压的影响很大。通过上面的计算，当燃用实际煤种，使得SO2排放达到环保要求时，石灰石用量约为5~7t/h。通过4台炉一年的运行情况来看，燃用的实际煤种带额定负荷，已经比设计煤种多3~4t/h，灰份极大，如果再加入5~7t/h的石灰石，就大大的加大了底渣量，若要保证炉膛床压在规定范围内，必须加大底渣排放量。以22炉为例(2004年2月29日石灰石系统投运状况)：
负荷
t/h
煤量
t/h
石灰石风机电流
A
给料阀转速r/m
二氧化硫
Mg/m3
床压
kpa
A
B
左
右
407
50.8
0
0
0
2046
5.7
5.8
408
51.2
1250
5.9
6.1
409
51.1
205
208
393
6.5
6.7
411
50.7
253
255
264
7.3
7.4
401
49.1
1624
7.8
8.0
385
47.9
1990
8.1
8.4 表中阴影的数据显示，随着给料阀转速的提高，SO2呈下降趋势，而床压则呈上升趋势。
(8)流化床锅炉带额定负荷，床温在890℃，投入石灰石粉之后床温下降7~10℃，同时冷渣器排渣量增多，炉膛内部分未燃尽煤粒随同石灰石粉从落渣管排入冷渣器，未燃尽的煤粒在冷渣器富氧环境下继续燃烧，造成选择室床温升高，严重时，选择室床温会高于炉膛床温；在高温下石灰石于高温渣粒粘结成块儿，渣块儿在选择室内形成堆积，床温测点不能准确的反应选择室床温，选择室床压逐渐增高，最终造成冷渣器堵塞。在实际的冷渣器清扫过程中，选择室内掏出大量的含石灰质的渣块儿，这是造成投入石灰石系统后冷渣器发生频繁堵塞的主要原因。防范措施
(1)保证检修空压机稳定运行和储气罐压力的稳定,注意检查各个用气点，防止漏气。合理安排各炉的上粉时间，尽量避免两台炉同时上粉，并保持压缩空气干燥，以免石灰石受潮，形成板结。
(2)将高脱排氧门移至汽机侧或延伸至锅炉顶棚以上，避免石灰石粉仓长期处在潮湿的环境中。
(3)在石灰石送粉管炉的弯头处加装压缩空气吹堵装置。
(4)投运石灰石系统时应逐渐加大石灰石粉的给料量，并注意监视石灰石送粉风机电流及出口风压与石灰石粉量的对应关系。如发现系统管路堵塞，及时打开吹堵阀吹扫；吹扫无效，敲打管路，使之通畅。另外，保证检修压缩空气储气罐压力，定时对石灰石送粉管路进行吹扫（间隔30 min~40min）。石灰石系统停运或机组停运时，应尽量将石灰石粉罐内的石灰石粉排净，避免石灰石粉板结；如果在短时间内停炉或停石灰石送粉系统，应对送粉管道进行吹扫，确认系统送粉管路确实通畅，再停运石灰石系统。目前，风机电流和管道压力能较准确的反映石灰石下粉情况（见下表）：
参数
空载
达到脱硫效果
风机电流A
管道风压kpa
16~17
26~29
二氧化硫 mg/m3
2000以上
350
(5)对石灰石粉成分及粒度进行严格审核，石灰石厂接到石灰石合格通知单，方能将石灰石粉装车，进行对粉仓上粉。
(6)投入石灰石后，排渣量增大。在运行中应加大冷渣器的监视力度，严格将冷渣器的选择室床温控制在750℃以下，同时严格执行冷渣器的定期切换制度，确保冷渣器的稳定运行。结论
随着城市环保标准的日趋严格，对大型发电企业的环保要求也越来越严格，创优秀发电企业需要大家的努力，以上的防范措施对循环流化床锅炉加装石灰石后稳定运行起到了一定的作用，但是随着机组的运行工况的不断变化，新的问题仍在出现，还需要我们的不断摸索和总结。希望大家能多提宝贵意见，不足之处给预修正。
参考文献：
岑可法，倪明江，骆仲泱等著，循环流化床锅炉理论设计与运行，北京：中国电力出版社，1997。
刘德昌主编，流化床燃烧技术的工业应用，北京：中国电力出版社，1998.9。
作者简介：
吕毅，男，1977年生，助理工程师，中国华电集团公司石家庄热电厂，从事CFB锅炉专业方面的理论与技术研究。
第五篇：浅谈循环流化床锅炉返料易出现的问题
浅谈循环流化床锅炉返料易出现的问题.txt22真诚是美酒，年份越久越醇香浓型；真诚是焰火，在高处绽放才愈是美丽；真诚是鲜花，送之于人手有余香。一颗孤独的心需要爱的滋润；一颗冰冷的心需要友谊的温暖；一颗绝望的心需要力量的托慰；一颗苍白的心需要真诚的帮助；一颗充满戒备关闭的门是多么需要真诚这一把钥匙打开呀！循环流化床燃烧作为一种新型的洁净、高效燃烧方式，最基本的特点是大量固体颗粒在燃烧室、分离机构和回送装置所组成的固体颗粒循环回路中循环再燃烧。固体物料回送装置是循环流化床锅炉的关键部位，直接影响锅炉安全稳定运行，返料器正常工作是实现物料器循环的关键，因此循环灰量的多少决定锅炉带负荷的能力。一旦返料器运行异常，会影响锅炉经济安全运行。新乐循环流化床锅炉一级返料自动投入，二级返料根据锅炉负荷、床温确定投入量。
二、运行中返料易出现的问题：
1、旋风筒聚灰
旋风筒聚灰是由于循环灰量成倍增加，不能稳定的通过旋风筒喇叭口处，在此搭桥聚积，监盘时发现炉膛差压消失，放灰管只能放下一点灰时，（实际上放不下来，只是灰管中的存灰给人造成一种假象）此时100%是旋风筒喇叭口聚灰了。发现旋风筒聚灰放不下来时，应立即压火停炉，否则造成返料器结焦，扩大事故。
旋风筒聚灰的原因有：a没有定期放循环灰，盲目的提高炉膛压差，使循环回路中循环灰量增大，遇有特殊情况达到了旋风返料承载的极限。b煤质低劣,灰份大有可能造成旋风筒聚灰。c料层过薄或短煤后，调整不及时，一次风量大，穿透能力强，造成床料中细灰瞬时大量抽走。d立管内径预制尺寸不符和设计图纸要求。
旋风筒聚灰的处理：锅炉压火后应及时处理，不能等炉子完全冷却下来。否则，在停炉压火的瞬间，很有可能将细煤粉抽入旋风筒，造成旋风筒结焦，更加难以清除。疏通时要注意安全，戴好石棉手套，决不允许用打开返料器入孔门任其塌灰的方法处理，很容易造成人员烧伤的事故。
2、返料的结构和工作原理1
在新乐循环流化床锅炉试运初期曾出现过二级返料难以投入，曾经一度终止投运二级返料，通过多次的摸索最终解决了这一问题。首先介绍一下返料器的结构。返料器的结构如图示。
U型返料器是非机械阀的一种，在阀的底部布置有一定数量的风帽，阀体由隔板和挡板分成三部分。隔板的左侧与立管连通，右侧为上升段，它实际上是一个小的流化床，并且起着灰封的作用。它的工作原理是：从旋分离器下来的物料落在如图6所示的风帽上，从底部接入的风从风帽窜出使物料形成流化状态（图2所示管道），通过从侧面接入的风（图1所示管道）使物料松动，阀和立管根据自身的压力平衡自动的平衡固体颗粒的流量，当立管与回料点的压差大于零时，物料被送入床体，在返料器出现故障时，物料从放灰管中排出（图3所示管道）。
1：松动风手动调节挡板 2：流化风手动调节挡板 3：放灰门 4：挡板 5：隔板 6：风帽 7：立管
3、返料器在运行过程中易出现的问题：
在试运初期投入返料造成床温急剧下降，其原因有：（1）投入二级返料后，瞬时有大量温度比较低的物料返回床体。（2）流化床料层薄蓄热量少。在后来的试运过程中，采取了下列步骤投入返料系统：点火前，在返料器中放入一定高度的物料封堵返料器，防止烟气短路，开始启动返料器，脉冲返料，床温达到650℃～700℃、风室风压接近正常值11Kpa后，采取脉冲返料的方式，间断投入。在返料引起床温快速上升时，要及时加大风量抑制，调节返料风到适当位置，建立自动返料。
返料器堵塞也是常出现的一个问题，它的根本原因是由于通风量不足，造成循环物料大量堆积在返料器，影响通风量不足的原因主要有以下几条：
（1）误关返料风。
（2）一次风量过小，流化风压不足。t, s9 d6 N& R& X w% m
（3）风帽小孔被灰渣堵塞，造成通风不良。
（4）风帽被磨损，风向上运行，破坏了正常的流化工况。
（5）回料系统发生故障，如保温塌落。1 z1 {: ?% h5 ~0 N(O5 Q)]0 }
遇到这些现象都会造成回料阀的堵塞，处理方法是：首先对堵灰侧放灰，放灰不能太多，否则会造成二次燃烧，然后查找原因。
返料器结焦
返料器内二次燃烧和结焦现象：一般通过控制炉膛燃烧温度的方式解决或对立管进行冷却，降低灰温。循环灰是炉膛的热载体，具有很强的流动性，但是当返料温度达到灰的熔点时，就产生结焦现象。
形成烟气旁路，一般停止返料风，对返料器进行加堵，重建物料分离循环之后再投入反料风，使返料器恢复工作。)
e返料器积料过多，投料后引起床温突降或细煤着火，床温飞升，一般在投入时返料器采用间断式投入，直到灰温接近床温时，再投入。"
f阻力过大，返料器不能工作，一般通过提高返料风总风压解决。
为什么流化床锅炉不返料就烧不起流量？
这是因为循环流化床锅炉的一种特性，返料是载热体，如果不投返料的话载热体就没有了，外循环也就建立不起来，如果载热体没有了床温会上升而炉膛中部温度和炉膛出口温度是很低的，这是因为流化床在燃烧的过程中，燃料在密相区内释放出热量，而带走热量只能水冷壁吸收一小部分，靠烟气携带一部分：返料带走很大一部分，如果返料不投入这部分热量就带不到稀相区了，炉膛中部温度和出口温度也会降低所以流量也带不起来了。
没有返料的话，床上料层太薄，势必大大减弱密相区的换热，要知道密相区因物料浓度高、且物料与受热面直接接触，换热强度远大于稀相区和对流区。如不返料，物料浓度低、且料层薄，密相区换热非常低。
有返料稀相区浓度增加，换热增强，二是可以降低床温，不然床温很难控制。
没有返料无法构建正常的外循环，床料变薄，稀相区密度降低。导致锅炉受热面吸收的热量下降，当然带不上负荷了。
通过物料循环系统性能试验进行测定。
试验目的：确定最小启动风量、风量与返料量的关系。试验方法：
之一：在回料阀的立管上设一个供试验用的加灰漏斗。试验时，将0～lmm的细灰由此处加入，主床不运行，只开启返料风，然后记录风量与返料量，最后，通过实验以确定最小返料流化风量
之二：通过冷态试验以确定临界流化风量的方法进行：即将床料填加至一个高度，增加一次风量，初始阶段随着一次风量增加，床压逐渐增大，当风量超过某一数值时，继续增大一次风量，床压将不再增加，该风量值即为临界流化风量。另外，也可用逐渐降低一次风量方法，测出临界流化风量。记录风量和床压值，绘制一次风量与床压的关系曲线。此时做的流化风量一般都比较偏大，也可以根据经验，逐渐增加风量到一定值，用工具来实验流化的程度。然后在用递减或递增的方法来实验最小返料流化风量。
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