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[摘 要]我厂两台150MW循环流化床锅炉2004年投入运行,由哈尔滨锅炉厂设计、生产,是引进、吸收法国ALSTOM公司CFB锅炉先进技术而设计、制造的超高压锅炉,锅炉采用单汽包自然循环、平衡通风、高温绝热式旋风气固分离器方式。针对运行中存在的一些问题,从设备技术改造、燃烧运行控制、燃料控制等多方面进行综合治理,总结经验,提出解决方案和措施并实施,取得一定的成绩。
[关键词]循环流化床锅炉 常见问题 磨损
中图分类号:TP308 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0334-01
情况简介
我厂#5和#6机组为150MW循环流化床锅炉,锅炉采用汽包自然循环、平衡通风、旋风气固分离器、循环流化床燃烧方式。从锅炉的运行情况来看,存在给煤系统堵煤、炉内受热面磨损、非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰等问题。
一、给煤系统堵煤
我厂150MW 循环流化床机组每台锅炉配置有2条给煤线,原煤从原煤斗下落至第一级耐压计量皮带给煤机,再到第二级耐压刮板式给煤机,然后送入锅炉回料阀给煤口进入炉膛。由于煤仓结构不合理,容易积煤。特别是在雨季,给煤系统堵煤的问题特别严重,几乎每个运行班次都要耗费大量的人力物力来解决这一问题。
(一)给煤系统堵煤对机组的不良影响。
1、锅炉出力不稳定,不能按照中调给的负荷曲线进行接带负荷,产生违约电量。
2、锅炉运行工况不稳定,炉内的温度频繁大幅变动,使炉内保温材料和受热面频繁的收缩和膨胀,导致保温材料和受热面容易损坏。
3、炉内工况激烈变化,使汽包水位和主、再热汽温的调整增加难度,危及机组安全运行。
(二)、造成给煤系统堵煤的原因
1、我厂150MW机组的煤仓投产初期设计为方锥型,入口电动门为方型结构,电动插板门后为“天方地圆”结构。由于煤仓和入口电动门结构不合理,仓壁四角部位积煤特别严重。此外电动插板门后设计时预留高度太短,收缩太快,使下煤管坡度小而容易堵煤。
2、给煤不畅的另一个季节性的原因是雨季时来煤含水量大,增加了煤的粘度。燃料中的细微颗粒在煤中水份大时极易粘结,从而造成原煤斗和给煤机堵煤。
3、除了上文中提到的,还有其它一些原因就是称重给煤机皮带脱离轨道,或者称重机遗留下来的积煤得不到清扫链的及时清理,或者刮板给煤机中的传动链由于缺少润滑油而造成链子断开,最终导致给煤机出现堵煤、跳闸故障等现象。
(三)、实际运行中的应对方法
1、定期进行空仓燃烧处理,防止煤在仓内长时间堆积造成结块积煤。安排巡检定期巡查原煤斗的积煤情况,如果积煤严重应组织人力进行清理原煤斗内的积煤。
2、雨季时,巡检应加强运行中给煤线的巡查。检查称重给煤机皮带是否跑偏,检查清扫链能否及时将漏入称重机下部的积煤刮走,检查刮板给煤机传动链咬、润滑是否良好,刮板是否有断裂。发现问题,及时处理。
3、如检查到给煤系统堵煤严重,安排夜间机组负荷较低时停运一组给煤线,联系检修清理已有明显堵煤迹象的给煤机,并处理给煤线存在的其它缺陷。
4、严把购煤关,确保来煤品质;在煤场采取措施控制入炉煤的水份;避免过渡破碎,减少来煤中细颗粒份量。
5、对煤仓进行改造,将煤仓改为圆锥型,并在煤仓壁上加装上下移动的疏松机,来应对煤仓的积煤;将电动插板门更换为双向液压门,该门为圆形桶体结构,采用液压双向插板设计,由于门的内壁为圆柱型结构,从而减少了煤和门壁的摩擦,避免了门后堵煤现象的发生。
二、炉内受热面磨损
我厂150MW 循环流化床炉膛内布置了膜式水冷壁,燃烧室内还布置了屏式Ⅱ级过热器和屏式热段再热器。锅炉受热面磨损是循环流化床锅炉正常运行最大威胁之一,由于磨损(受热面、耐火材料、风帽等)造成的停炉事故接近停炉总数的50%。锅炉中所包含的水冷壁四角、密相前端过渡部位、测试温度点四周、炉内悬吊受热面、顶端以及分离器等所对应部位的水冷壁、过热器、焊缝等周边都是炉内受热面磨损主要故障点,特别是与耐磨料结合部位磨损更为严重。实际运行中的应对方法:1、在维持氧量的前提下适当调整二次风量,合理搭配上下二次风量,确保过剩空气符合标准要求。
1、在保证床料充分流化的前提下,将一次风量降低,将密相区的高度做合适调整,保证燃煤颗粒能够在炉内的燃烧多一会,这样就不会过多的冲刷水冷壁管,减少飞灰中的碳含量。此外,还要保证床层差压、密度与烟气的流速符合标准。同时要将旋风分离器的分离效率不断增强,保证固体颗粒能够留在炉内比较久。
2、关注燃烧煤的特性,了解煤的硬度、筛分粒度。
3、运行人员要根据锅炉床压情况,及时排放粗渣,减少粗渣对炉内受热面磨损。
4、采用提前预控的办法,根据以往锅炉运行周期来推断锅炉炉内受热面磨损情况,按计划申请停炉主动检修,减少非正常停机情况。
5、提高安装检修工艺和提高防磨技术。目前普遍采用的防磨技术有:耐磨浇筑料上的裸露水冷壁管进行喷涂,提高管壁表面硬度;提高密相区耐磨浇筑料和水冷壁管加装防磨护板。
三、非金属膨胀节拉裂损坏及炉本体各结合部漏灰
非金属膨胀节的主要作用是补偿热膨胀和补偿安装误差。非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰在我厂150MW循环流化床锅炉投产初期是比较多的一种问题,容易损坏的部位主要有回料器返料至炉膛处非金属膨胀节、一次风空预器出口非金属膨胀节。实际运行中的应对方法:
1、 锅炉启动时严格按照规定的温升速度进行,规程规定床温升温速率不得超过100 ℃/h。
2、严格按照锅炉各负荷点床压曲线控制锅炉床压,避免出现非金属膨胀节蒙皮撕裂和炉本体各结合部吹通漏灰的情况。
通过设备治理和运行管理,尽可能避免或减少非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰。
四、排渣困难
我司的循环流化床锅炉在初期投入使用时是风水联合形式的冷渣器,在使用过程中有时会出现无法正常排渣。
(一)造成的原因
1、煤炭灰份含量偏高,超过冷渣器排渣能力。
2、由于操作过程中有不当之处,尤其是在锅炉刚开始运行及压火不稳定的时候,易出现低温结焦现象,导致排渣口堵塞,无法正常排渣。
3、排渣量大,排渣温度高,且渣的颗粒度大,使得冷渣器内部出现结焦现象,导致无法流化。
4、床温过高造成高温结焦。
(二)实际运行中的应对方法
1、连续少量排渣,避免冷渣器结焦堵塞和烧坏。
2、控制来煤灰份,避免超出冷渣器的排渣能力。
3、低床压时保持冷渣器排渣锥形阀在脉动状态,避免由于长时间不排渣而导致锅炉排渣口堵塞。
4、定期排放冷渣器内底部沉积的粗渣。
5、合理控制一、二次风配比,保证床料得到充分燃尽和流化。
五、结论
目前我公司两台150MW循环流化床锅炉运行较稳定,各项经济指标也保持在较好的水平状态。我们将在今后的工作中,向同行和流化床锅炉专家加强学习、交流和沟通,利用科学的管理和专业的技能确保锅炉安全稳定运行。
参考文献
[1] 岑可法,倪明江,骆仲泱等编着,《循环流化床锅炉理论设计与运行》,中国电力出版社,1997年版。
[2] 姜述杰,高飞.循环流化床锅炉磨损问题初析。锅炉制造,2002,3:15-17.
[关键词]循环流化床锅炉 常见问题 磨损
中图分类号:TP308 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0334-01
情况简介
我厂#5和#6机组为150MW循环流化床锅炉,锅炉采用汽包自然循环、平衡通风、旋风气固分离器、循环流化床燃烧方式。从锅炉的运行情况来看,存在给煤系统堵煤、炉内受热面磨损、非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰等问题。
一、给煤系统堵煤
我厂150MW 循环流化床机组每台锅炉配置有2条给煤线,原煤从原煤斗下落至第一级耐压计量皮带给煤机,再到第二级耐压刮板式给煤机,然后送入锅炉回料阀给煤口进入炉膛。由于煤仓结构不合理,容易积煤。特别是在雨季,给煤系统堵煤的问题特别严重,几乎每个运行班次都要耗费大量的人力物力来解决这一问题。
(一)给煤系统堵煤对机组的不良影响。
1、锅炉出力不稳定,不能按照中调给的负荷曲线进行接带负荷,产生违约电量。
2、锅炉运行工况不稳定,炉内的温度频繁大幅变动,使炉内保温材料和受热面频繁的收缩和膨胀,导致保温材料和受热面容易损坏。
3、炉内工况激烈变化,使汽包水位和主、再热汽温的调整增加难度,危及机组安全运行。
(二)、造成给煤系统堵煤的原因
1、我厂150MW机组的煤仓投产初期设计为方锥型,入口电动门为方型结构,电动插板门后为“天方地圆”结构。由于煤仓和入口电动门结构不合理,仓壁四角部位积煤特别严重。此外电动插板门后设计时预留高度太短,收缩太快,使下煤管坡度小而容易堵煤。
2、给煤不畅的另一个季节性的原因是雨季时来煤含水量大,增加了煤的粘度。燃料中的细微颗粒在煤中水份大时极易粘结,从而造成原煤斗和给煤机堵煤。
3、除了上文中提到的,还有其它一些原因就是称重给煤机皮带脱离轨道,或者称重机遗留下来的积煤得不到清扫链的及时清理,或者刮板给煤机中的传动链由于缺少润滑油而造成链子断开,最终导致给煤机出现堵煤、跳闸故障等现象。
(三)、实际运行中的应对方法
1、定期进行空仓燃烧处理,防止煤在仓内长时间堆积造成结块积煤。安排巡检定期巡查原煤斗的积煤情况,如果积煤严重应组织人力进行清理原煤斗内的积煤。
2、雨季时,巡检应加强运行中给煤线的巡查。检查称重给煤机皮带是否跑偏,检查清扫链能否及时将漏入称重机下部的积煤刮走,检查刮板给煤机传动链咬、润滑是否良好,刮板是否有断裂。发现问题,及时处理。
3、如检查到给煤系统堵煤严重,安排夜间机组负荷较低时停运一组给煤线,联系检修清理已有明显堵煤迹象的给煤机,并处理给煤线存在的其它缺陷。
4、严把购煤关,确保来煤品质;在煤场采取措施控制入炉煤的水份;避免过渡破碎,减少来煤中细颗粒份量。
5、对煤仓进行改造,将煤仓改为圆锥型,并在煤仓壁上加装上下移动的疏松机,来应对煤仓的积煤;将电动插板门更换为双向液压门,该门为圆形桶体结构,采用液压双向插板设计,由于门的内壁为圆柱型结构,从而减少了煤和门壁的摩擦,避免了门后堵煤现象的发生。
二、炉内受热面磨损
我厂150MW 循环流化床炉膛内布置了膜式水冷壁,燃烧室内还布置了屏式Ⅱ级过热器和屏式热段再热器。锅炉受热面磨损是循环流化床锅炉正常运行最大威胁之一,由于磨损(受热面、耐火材料、风帽等)造成的停炉事故接近停炉总数的50%。锅炉中所包含的水冷壁四角、密相前端过渡部位、测试温度点四周、炉内悬吊受热面、顶端以及分离器等所对应部位的水冷壁、过热器、焊缝等周边都是炉内受热面磨损主要故障点,特别是与耐磨料结合部位磨损更为严重。实际运行中的应对方法:1、在维持氧量的前提下适当调整二次风量,合理搭配上下二次风量,确保过剩空气符合标准要求。
1、在保证床料充分流化的前提下,将一次风量降低,将密相区的高度做合适调整,保证燃煤颗粒能够在炉内的燃烧多一会,这样就不会过多的冲刷水冷壁管,减少飞灰中的碳含量。此外,还要保证床层差压、密度与烟气的流速符合标准。同时要将旋风分离器的分离效率不断增强,保证固体颗粒能够留在炉内比较久。
2、关注燃烧煤的特性,了解煤的硬度、筛分粒度。
3、运行人员要根据锅炉床压情况,及时排放粗渣,减少粗渣对炉内受热面磨损。
4、采用提前预控的办法,根据以往锅炉运行周期来推断锅炉炉内受热面磨损情况,按计划申请停炉主动检修,减少非正常停机情况。
5、提高安装检修工艺和提高防磨技术。目前普遍采用的防磨技术有:耐磨浇筑料上的裸露水冷壁管进行喷涂,提高管壁表面硬度;提高密相区耐磨浇筑料和水冷壁管加装防磨护板。
三、非金属膨胀节拉裂损坏及炉本体各结合部漏灰
非金属膨胀节的主要作用是补偿热膨胀和补偿安装误差。非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰在我厂150MW循环流化床锅炉投产初期是比较多的一种问题,容易损坏的部位主要有回料器返料至炉膛处非金属膨胀节、一次风空预器出口非金属膨胀节。实际运行中的应对方法:
1、 锅炉启动时严格按照规定的温升速度进行,规程规定床温升温速率不得超过100 ℃/h。
2、严格按照锅炉各负荷点床压曲线控制锅炉床压,避免出现非金属膨胀节蒙皮撕裂和炉本体各结合部吹通漏灰的情况。
通过设备治理和运行管理,尽可能避免或减少非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰。
四、排渣困难
我司的循环流化床锅炉在初期投入使用时是风水联合形式的冷渣器,在使用过程中有时会出现无法正常排渣。
(一)造成的原因
1、煤炭灰份含量偏高,超过冷渣器排渣能力。
2、由于操作过程中有不当之处,尤其是在锅炉刚开始运行及压火不稳定的时候,易出现低温结焦现象,导致排渣口堵塞,无法正常排渣。
3、排渣量大,排渣温度高,且渣的颗粒度大,使得冷渣器内部出现结焦现象,导致无法流化。
4、床温过高造成高温结焦。
(二)实际运行中的应对方法
1、连续少量排渣,避免冷渣器结焦堵塞和烧坏。
2、控制来煤灰份,避免超出冷渣器的排渣能力。
3、低床压时保持冷渣器排渣锥形阀在脉动状态,避免由于长时间不排渣而导致锅炉排渣口堵塞。
4、定期排放冷渣器内底部沉积的粗渣。
5、合理控制一、二次风配比,保证床料得到充分燃尽和流化。
五、结论
目前我公司两台150MW循环流化床锅炉运行较稳定,各项经济指标也保持在较好的水平状态。我们将在今后的工作中,向同行和流化床锅炉专家加强学习、交流和沟通,利用科学的管理和专业的技能确保锅炉安全稳定运行。
参考文献
[1] 岑可法,倪明江,骆仲泱等编着,《循环流化床锅炉理论设计与运行》,中国电力出版社,1997年版。
[2] 姜述杰,高飞.循环流化床锅炉磨损问题初析。锅炉制造,2002,3:15-17.