關(guān)于無錫華光鍋爐廠480T/H循環(huán)流化鍋爐床溫偏差大的技術(shù)分析

胡長偉

（京能（赤峰）能源發(fā)展有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024007）

關(guān)于無錫華光鍋爐廠480T/H循環(huán)流化鍋爐床溫偏差大的技術(shù)分析

胡長偉

（京能（赤峰）能源發(fā)展有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024007）

最近十幾年來，循環(huán)流化床鍋爐作為一項高效低污染清潔燃燒技術(shù)發(fā)展得很快，但隨之而來的該爐型在燃燒過程中出現(xiàn)的問題，也逐漸被暴露出來。本文闡述了對循環(huán)流化床鍋爐在實際燃燒過程中出現(xiàn)的床溫偏差大現(xiàn)象的分析及對應(yīng)的調(diào)整手段。

循環(huán)流化；床溫；煙氣；偏差

一、鍋爐設(shè)備概述

無錫華光鍋爐廠生產(chǎn)的鍋爐型號為UG-480/13.7-M，容量為480t/h，鍋爐采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，循環(huán)物料的分離采用高溫絕熱旋風(fēng)分離器。鍋爐采用平衡通風(fēng)，如圖1所示。

鍋爐主要由爐膛、高溫絕熱分離器、自平衡“U”形回料閥和尾部對流煙道組成。燃燒室蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁，水循環(huán)采用單汽包、自然循環(huán)、單段循環(huán)系統(tǒng)。采用水冷布風(fēng)板，內(nèi)嵌逆流柱型風(fēng)帽，具有布風(fēng)均勻、防堵塞、防結(jié)焦和便于維修等優(yōu)點。燃燒室內(nèi)布置水冷屏來增加蒸發(fā)受熱面。燃燒室內(nèi)布置屏式二級過熱器和屏式熱段再熱器，以提高整個過熱器系統(tǒng)和再熱器系統(tǒng)的輻射傳熱特性，使鍋爐過熱器汽溫和再熱器氣溫具有良好的調(diào)節(jié)特性。

二、鍋爐床溫偏差情況的原因分析及調(diào)整手段

床下前后墻的床溫偏差：無錫華光鍋爐廠生產(chǎn)的該鍋爐床溫測點主要分布在爐膛的下部、中部以及上部。下部床溫測點共12個，前、后墻各6個，上部床溫測點同樣是12個，前后墻各4個，左右墻各2個，中部床溫測點共8個，分布為前、后、左、右側(cè)爐墻各兩個。正常運行時，該鍋爐的前后墻測點溫差大都在50℃以上。該鍋爐的煙氣流程為倒“U”型，即一次流化風(fēng)經(jīng)過水冷風(fēng)室，再穿過布風(fēng)板將床料流化，燃料燃燒形成煙氣上升至爐頂后經(jīng)90°拐角進入水平煙道，然后再經(jīng)90°拐角向下進入各個受熱面，最后經(jīng)過除塵脫硫等工藝處理后排出至大氣。

大家都知道床料在爐膛內(nèi)流化時是呈流體狀態(tài)的，因此它也具備流體的一些相關(guān)特征。根據(jù)流體特性：煙氣在進入水平煙道是經(jīng)過90°直角拐進來的，那么在該直角拐角的外側(cè)容積較大，流體被擴容降壓升速，而在拐角內(nèi)側(cè)容積較小，流體被壓縮減速并在經(jīng)過拐角位置形成一定程度的渦流。這種情況造成內(nèi)側(cè)煙氣進入水平煙道流速和流向都受到一定程度地干擾，同時渦流作用使煙氣攜帶的顆粒也沉積在此處，因此我們每次停爐后，打開水平煙道的人孔都會看到里面會有很多細小床料，原因之一在于此。當然煙氣還會經(jīng)過下一90°拐角，情況也是類似，只不過再出來就直接進入受熱面了，但對此處的受熱面的積灰影響較大，此種情況我們也可以從受熱面的吹灰效果體現(xiàn)出來。從上述情況來看拐角處外側(cè)煙氣流通相對較為流暢，而內(nèi)側(cè)煙氣的流通則要受到一定程度的制約。拐角外側(cè)的煙氣來自鍋爐前墻的布風(fēng)板，內(nèi)側(cè)則是后墻布風(fēng)板處流化床料出來的煙氣。所以，比較來說前墻的物料流化后的煙氣流通要比后墻的物料流化后的煙氣流通阻力要小，也可以說前墻的物料流化狀態(tài)也會比后墻的物料流化狀態(tài)要好些。加之鍋爐后墻又布置了返料閥，大量的返料量也對后墻的流化造成一定程度的干擾。由此后墻布風(fēng)板處流化狀態(tài)相對差一些的地方物料溫度會比前墻處的物料溫度要溫度高一些。并且這種情況會隨著一次風(fēng)風(fēng)量的加大而愈發(fā)嚴重，在爐內(nèi)床料量較小時，較大的一次風(fēng)量往往會造成前后墻底部床溫差的急劇增加，個別點高達100多度的偏差。另外隨著一次風(fēng)量的加大底部床料密度會下降，也就是說，有些相對較大顆粒的床料也被煙氣攜帶最后進入分離器后從返料腿回到爐膛，大顆粒的床料有些可能并未燃燒完全，即使燃燒完全了它的蓄熱能力也相對較強，所以回到鍋爐爐膛后墻處也會對床溫造成影響。當然，這種情況是在爐內(nèi)床料密度較小而一次風(fēng)量較大的情況下發(fā)生的，因為多數(shù)情況回料屬于冷源。對于上述情況完全屬于設(shè)計上的問題，我們只能通過細微的調(diào)整來緩解。根據(jù)負荷和煤質(zhì)情況來調(diào)整床壓和一次風(fēng)量，例如，高負荷但煤質(zhì)較好的情況可以適當增加床料密度并且對應(yīng)當前負荷適當降低一次風(fēng)量。當然這些調(diào)整是沒有辦法去量化的，只能憑借個人調(diào)整經(jīng)驗來操作。畢竟在保證在一次風(fēng)量的前提下加大床料密度往往會讓整個廠用電耗上升而影響機組的經(jīng)濟性，所以這個是要綜合考慮的。

床下溫度左右側(cè)的偏差：該鍋爐在正常運行時，左右側(cè)床溫測點也存在一定程度的偏差。說到這里要首先說一下，該鍋爐兩側(cè)旋風(fēng)分離器的出力存在不一致的情況，這一點首先可以從兩個返料的旋風(fēng)分離器返料腿的回料流化風(fēng)壓的數(shù)值得到印證，因為左側(cè)返料腿的流化風(fēng)壓遠遠大于右側(cè)，說明左側(cè)分離器分離下來的物料比右側(cè)多一些。此種情況會導(dǎo)致鍋爐兩側(cè)回料量存在偏差，回料量大的一側(cè)，即爐膛內(nèi)左側(cè)的物料濃度要大于回料量相對較小的右側(cè)，最終導(dǎo)致鍋爐兩側(cè)流化不均。這就造成了左側(cè)因流化強度低于右側(cè)使得未被充分燃燒的大顆粒物料得到沉積，床溫也就偏高。這種情況也導(dǎo)致了鍋爐左側(cè)冷渣器排出的渣的顆粒遠大于右側(cè)冷渣器的排渣顆粒。另外基于上述情況，該鍋爐在運行后，如果將左右煤量分布調(diào)整均勻時氧量就會有很大偏差，因為流化程度較弱的左側(cè)，二次風(fēng)的穿透能力相對增強，右側(cè)剛好相反，所以左側(cè)氧量要大于右側(cè)。而操作人員往往為了使鍋爐兩側(cè)氧量均衡而去調(diào)整兩側(cè)煤量的分布，因此兩側(cè)煤量偏差勢必造成兩側(cè)的床溫偏差。這也是兩側(cè)床溫偏差的又一直接原因。然而兩側(cè)的下煤量偏差導(dǎo)致兩側(cè)床料的密度偏差得到加劇，下煤多的那側(cè)床料密度大，流化情況就會變得更差，床溫的偏差也會因為流化不均而進一步加劇。還有就是這種情況也導(dǎo)致鍋爐兩側(cè)的磨損情況不一致，當停爐時，檢修人員進入爐膛內(nèi)部發(fā)現(xiàn)，該爐右側(cè)要比左側(cè)磨損的嚴重得多，就是說右側(cè)爐膛內(nèi)流化的程度要比左側(cè)劇烈而造成的磨損加劇。這也與左側(cè)物料濃度大于右側(cè)而導(dǎo)致這一結(jié)果是相吻合的。而鍋爐在煤質(zhì)較差一次風(fēng)量較低高床壓的參數(shù)下運行時，床壓波動加大，爐膛內(nèi)的床料出現(xiàn)流化不良往往會導(dǎo)致用于排渣的冷渣器不下渣或者突然噴渣，對于本來流化狀態(tài)就相對不好的左側(cè)更是雪上加霜。所以出現(xiàn)這種情況時，該鍋爐左側(cè)冷渣器不下渣或噴渣的概率要遠遠大于右側(cè)也恰恰說明這一點。那么想要解決上述情況，首先必須從鍋爐左右兩側(cè)分離器出力不一致產(chǎn)生的原因著手。在停爐檢修時發(fā)現(xiàn)，右側(cè)旋風(fēng)分離器下方存在嚴重的變形情況，分離器的截面由正圓變成了橢圓。這種情況肯定會影響該分離器的分離效果，對于變形的原因，基于情況較為復(fù)雜，涉及到日常的操作調(diào)整和鍋爐的膨脹等情況，在這里不再進行單獨分析。那么在操作調(diào)整時，操作人員首先要盡量保證鍋爐爐膛內(nèi)部熱負荷的均勻分布，合理地調(diào)整一、二次風(fēng)的配比，同時加減負荷時要緩慢平穩(wěn)，改變給煤量時要做到各臺給煤機同步進行。

圖1　

結(jié)論

據(jù)多方了解，無錫華光鍋爐廠生產(chǎn)的這種爐型床溫底部長期存在一定程度的偏差。在多次和擁有同樣爐型的兄弟電廠進行詢問和溝通，最后總結(jié)為主要原因為該爐型確實存在設(shè)計上的缺陷，而操作人員也只能通過細微精心的調(diào)整來減少溫度偏差的程度，由于作者的水平有限，上述分析可能會存在遺漏或錯誤，因此也請廣大同仁批評指正。

[1]朱凱強，芮新紅.循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]楊建華.循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及運行（第三版）[M].北京：中國電力出版社，2014.

[3]任永紅.循環(huán)流化床鍋爐[M].北京：中國電力出版社，2007.

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