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【聽老葛講】CFB鍋爐運行常見問題及解決策略研究

公司名稱:山東聊城金山特鍋爐配件有限公司   時間:2018-10-31瀏覽次數:67

CFB鍋爐即循環流化床鍋爐的簡稱,近幾年,以其高效、環保等諸多優點在電力行業得到了廣泛的應用,但由于CFB鍋爐技術發展歷程較短,加上CFB鍋爐運行環境的復雜性,以及相關工作者較多的注重于理論研究,缺少實踐運行經驗的積累,導致大多數運行中的CFB鍋爐存在著或多或少的問題,據筆者的實踐工作經驗總結,CFB鍋爐在運行過程中常見的問題主要有磨損、引風機失速、結焦、翻床、爐墻損壞等,直接影響著CFB鍋爐的經濟、穩定運行,甚至是產生安全事故,進而對電力生產產生不利影響。因此,有必要對CFB鍋爐運行常見問題進行總結,并提出具有針對性的解決策略,以保證電力生產的持續進行。

  1.CFB鍋爐磨損及解決策略

  據相關數據統計,金屬部件及耐火材料的磨損在所有影響CFB鍋爐停爐的因素中占到了總數的50%,成為了影響CFB鍋爐正常運行的主要障礙。CFB鍋爐床料內的細顆粒濃度比煤粉爐要大的多,而且因為鍋爐床料內、外循環的存在,使CFB鍋爐在運行中暴露出受熱面、耐火材料、風帽等部件嚴重磨損問題,其中外置床受熱面磨損和冷壁磨損占到了90%以上。進而影響鍋爐機組的經濟、安全、連續運行,必須在日常運行過程中注重磨損問題的防范和處理。

  防磨策略的重點之一就是從結構上對CFB鍋爐進行優化,如加裝水冷壁主動式防磨梁、防磨耐火塑料、彎管金屬熱噴涂等,除了設計與結構上采取防磨策略外,優化運行可以進一步降低循環流化床鍋爐受熱面磨損。降低風速可以大幅度減輕受熱面的磨損,這給采取運行防磨措施提供了有力的支持。水冷壁防磨的重要措施是降低一次風量,減小一次風率,在降低一次風量、固定風量大幅度下調同時,適當增加了二次風量。

  影響磨損量了另一個重要因素是灰濃度。通過降低爐內灰濃度可減輕受熱面磨損。為此,可采用維持低床壓運行的運行優化措施,將爐膛全壓差在設計值的基礎上下調35%左右。

  鍋爐啟動前需要加入啟動床料,其粒徑、形狀、硬度、成分直接影響磨損狀況,不宜采用河沙作為啟動床料,應采用篩分過爐渣作啟動床料,循環流化床鍋爐中加入石灰石后,床料平均硬度下降,對受熱面沖蝕磨損速率明顯降低,所以運行中保持正常投入石灰石投入,既是環保需要,也減輕了受熱面磨損。控制磨損的另一個重要措施是合理選擇鍋爐燃用煤種,合理配煤。盡可能避免采用含矸石等硬灰成份較多的煤種,由運行實踐知煤種對鍋爐的磨損影響很大。

  除了有效防范磨損外,對于可能磨損或已經磨損的部位,要進行認真檢查并及時處理。如更換已磨損的風帽、防磨瓦及換熱管,補修已磨耐火材料等,也可更換成更合適的耐磨材料或加裝防護件等。對于已嚴重磨損部位,如受熱面特別是承壓部位的受熱面發生爆管、泄漏登時,應及時停爐維修,以防止由于磨損造成事故的擴大。

  2.CFB鍋爐引風機失速及解決策略

  CFB鍋爐運行過程中,如果減風過快,經常會發生引風機失速現象,發生失速的風機入口風壓及流量均小幅度擺動,從而導致負壓擺動。因為引風機的失速問題,運行人員不得不維持爐膛出口壓力,爐膛出口正壓運行,可能會導致冷渣器回風管、旋風分離器出口燒紅,燒漏事故。一方面對運行人員的人身安全造成了嚴重威脅,另一方面也對機組安全運行構成威脅。

  因為氣流速度越小時,沖角就越大,越容易失速,所以運行優化解決策略之一就是降負荷時,當引風機檔板開度關小至35%時,需手動用手動方式緩慢減風,緩慢調節負壓。實踐證明采取這一措施可明顯減少引風機失速次數。

  另外,正常引風機并列運行時中,嚴格調平,控制兩臺引風機電流、風量平衡,并經常監視入口導葉開度與入口風壓和煙氣量的關系,檢查核對就地風煙擋板實際開度情況。如果發現任一臺引風機入口壓力不正常升高大于另一臺引風機入口壓力,則表明風機可能正進入危險區域,有可能發生失速。可根據情況增加該引風機負荷,但同時應防止另一臺引風機失速。此時可進行吹灰,保持受熱面清潔。定期吹灰,避免尾部受熱面嚴重積灰,如果已經尾部受熱面積灰嚴重時,不能程控吹灰,可由后入前逐支投入吹灰器。避免大量積灰堵塞煙道。

  一旦發生失速,采取的措施是,增大失速風機出力,直至失速現象消失。但是兩臺風機出力都比較低時,往往兩臺風機交替發生失速。此時需要適當增大一、二次風量將爐膛出口壓力,調整兩臺風機入口負壓平衡。正常后,逐漸降低運行風量,氧量保持5%左右,同時維持爐膛出口正壓。盡量調節兩臺風機風量及入口風壓相平衡。

  3.CFB鍋爐結焦及解決策略

  結焦是威脅循環流化床鍋爐安全運行的一個重要因素,結焦一般產生于CFB鍋爐運點火或壓火過程中,由于運行操作不當、燃燒制備系統的選擇不當、燃煤中揮發分含量低等而導致局部或整體溫度超出灰熔點或燒結溫度,從而發生結焦現象。

  為防止結焦的發生,在鍋爐運行過程中,要特別注意合理控制床溫在允許的范圍內。同時,運行風量不低于最小流化風量,保持相對穩定的料層厚度。另外要合理控制煤種,盡可能采用揮發分含量較高,碳含量較低,破碎性能好的褐煤。燃煤碳含量較大,燃燒破碎性差時嚴格控制大顆粒的比例。

  無論是運行中還是點火中,一旦出現結焦,焦塊就會迅速增長。由于燒結是個自動加速的過程,因此焦塊長大速度往往越來越快。這樣,及早發現結焦并予以清除是運行人員必須掌握的原則,因熾熱焦塊相對容易打碎,即使在運行或點火中也能及時處理。一旦出現嚴重結焦。則應立即停爐,實施打焦和清除小焦塊操作,否則,殘留的小焦塊將對重新啟動后的運行產生不利影響。

  4.CFB鍋爐翻床及解決策略

  CFB鍋爐運行過程中常會發生過因翻床而停爐的事故,翻床原因很多,如冷渣機故障使床壓維持較高,布風板綜合壓降特性曲線下降段變陡,一旦風量調整檔板調節性能不佳很容易發生翻床。再如入爐煤或石灰石粒度分布嚴重偏離設計,使大顆粒床料過多或爐內單側結焦容易引發翻床。

  為了防止翻床問題的出現,首先應維持低床壓運行。在靜止床料厚度較小時,布風板綜合壓降特性曲線較為平緩,此時即便調門調節速度不快,一次風系統容易保持穩定。另外,運行中加強監視和調整,保持爐膛兩側一次風量及風量擋板開度、二次風量、床壓正常。控制一次風量偏差和床壓偏差。

  若發現爐膛有翻床現象,應立即加大床壓較高一側一次風量,減少另一側一次風量,但應注意燃料切除前,單側一次風量的控制,以防止結焦。調整過程中切除一次風母管壓力自動,手動提高一次風母管壓力。

  翻床過程中應根據兩側床壓偏差大小,保持爐膛兩側一次風量偏差,翻床現象消失應立即調平一次風量,防止反向翻床發生。

  翻床時床壓較高側爐膛一次風量上升意味本側床料已逐步建立流化,而此時床壓還可能繼續上升,當流化風量上升至最小流化風量以上且高于另一側風量時,應控制其上升幅度及兩側風量偏差,風量不應高于當時負荷,對應風量過多,兩側偏差也不應過大,并隨差壓偏差減小而減小。翻床現象嚴重時,應注意一次風量變化對二次風量影響,以及二次風量對翻床的影響,可手動控制二次風量,加大床壓較高一側二次風量,減少另一側二次風量。

  5.CFB鍋爐返料裝置堵塞及解決策略

  返料裝置是CFB鍋爐的關鍵部位之一,如果返料裝置突然停止工作,將會造成爐內循環物料量不足、汽溫、汽壓急劇降低,床溫難以控制,危及鍋爐的負荷與正常運行,這也是CFB鍋爐運行過程中比較見的問題。一般返料裝置堵塞由以下兩方面原因產生:一是由于流化風量控制不足,二是返料裝置處的循環灰高溫結焦。

  要及時發現返料裝置堵塞、及時處理,否則,堵塞時間過長,物料中可燃物質可能會再次燃燒,造成超溫、結焦,從而增問題的處理難度。一般處理返料裝置堵塞這種問題時,需要先關閉流化風,利用排灰管放掉冷灰,然后再采用間斷送風的形式投入回料。

  6.結語

  受運行環境及人員操作等諸多因素的影響,CFB鍋爐運行中還面臨著其它諸多問題,文章只是結合筆者實際工作經驗進行總結,在實踐過程中還需從結構優化、經驗積累、方法創新等方面進行綜合性的運行檢查與維護。