循環流化床鍋爐降出力運行問題分析

張繼光

（華電電力科學研究院 陜西西安 710075）

摘 要： 由于近期煤炭市場發生變化，煤場存煤、配煤結構無法達到預定比例，所供煤種偏離設計值較多，鍋爐每小時用煤量增大，排渣量大增，是造成輸渣設備故障。由于煤源緊張，所需低鈣高硫煤無法及時采購到位，部分時段所供煤種過細（內部摻加煤泥），造成返料量減少（大部分無法被分離器捕捉分離下來而進入布袋除塵器），鍋爐內部底渣無返料置換、二次燃盡效率下降，底渣形成沉積，排渣困難、堵塞，導致床壓逐步升高，加之鏈斗機故障被迫降負荷運行。文章研究內容對于同類型機組或相似問題的解決有很強的借鑒意義。

關鍵字：煤源；返料量；低鈣；二次燃盡；降負荷

一、基本概況

某電廠2號鍋爐為超高壓、自然循環、一次中間再熱、平衡通風、固態排渣、運轉層以下磚墻封閉、運轉層以上露天、爐頂設輕型屋蓋布置、全鋼構架的循環流化床汽包蒸汽鍋爐。該爐設計燃用煙煤，采用循環流化床燃燒方式，通過爐內燃用高鈣煤和爐外石灰石濕法脫硫。

該鍋爐采用“П”型布置，框架支吊結構。爐膛為膜式水冷壁。尾部設多組蛇形管受熱面和爐頂包覆管受熱面及一、二次風空氣預熱器。燃燒系統由旋風分離器，J型返料器，床下點火等系統組成。鍋爐緊身封閉布置，運轉層標高10米。本鍋爐為單汽包、自然循環、循環流化床燃燒方式。

鍋爐主要由一個膜式水冷壁爐膛，三臺汽冷式旋風分離器和一個由汽冷包墻包覆的尾部豎井（HRA）三部分組成。

鍋爐共布置有八個給煤口，全部布置于爐前，在前墻水冷壁下部收縮段沿寬度方向均勻布置。爐膛底部是由水冷壁管彎制圍成的水冷風室，水冷風室兩側布置有一次熱風道，進風型式為從風室兩側進風，空預器一二次風出口均在兩側，一次熱風道布置較為簡單。四個排渣口布置在爐膛后水冷壁下部，分別對應四臺滾筒式冷渣器。四臺冷渣器下部配置兩套輸渣線，正常運行一用一備。

除渣系統配置情況：2012年，由于燃煤結構變化，鍋爐排渣量增大，原有輸渣系統故障率高及出力不足，嚴重影響安全經濟運行。10-12月，對#2爐兩條輸渣線進行了改造，技改安裝了2套DLD750型鏈斗輸渣機和ZBT650型斗式提升機。DLD750型鏈斗輸渣機以雙排重載板鏈承托料斗，齒輪傳動，由電機減速機提供動力，通過變頻調速改變輸送能力，以適應鍋爐排渣量的變化；尾部采用彈簧緩沖螺桿張緊，并能自動適應因溫度變化引起的輸送帶長度的改變。

鍋爐正常運行時，灰渣落到低速運轉的料斗內，并被輸送到鏈斗輸渣機的頭部；鏈斗輸渣機的料斗帶有拖輪，阻力小、運行平穩；料斗帶有刮板，有自動清渣的功能（小量飛濺漏渣），能將落到輸渣機底部的細灰輸送到輸渣機頭部排到后續的斗式提升機輸送系統中。

改造后的排渣工藝流程圖如上：

二、 事件經過

2016年08月02日前夜班接班時，負荷120MW，風室壓力11.0kPa，#1鏈斗機頻率40Hz運行無異常，#2輸渣線正常備用。#2、3、4冷渣機渣管易堵，組織人員及時進行疏通處理。

20：20#1輸渣線運行中跳閘，聯系檢修檢查處理，切換啟動#2輸渣線運行，機組負荷195MW，風室壓力10.35kPa。

20：30經檢修檢查#1鏈斗機滾輪脫軌、鏈斗機內部積渣嚴重，料斗滿渣溢流造成跳閘，無法運行，通知檢修搶修處理。

22：15檢修辦票處理#1輸渣線故障，發電部繼續疏通排渣管。

22：35#2輸渣線跳閘，聯系檢修檢查為多個滾輪脫落和渣斗溢流，排渣口下部積渣造成跳閘，風室壓力10.4kPa，鍋爐降壓機組減負荷75MW，聯系檢修進行設備搶修，發電部啟動應急預案從事故排渣管小量放渣。但由于煤質過差，底渣量過大無法正常排出，床壓持續增高。

8月3日03：05#1爐#2輸渣線處理正常加入運行，鍋爐加大排渣降低床壓（風室壓力15.1kPa）。機組維持75MW負荷繼續運行。06：30風室壓力降低至11.05kPa，機組加負荷至100MW正常運行。8月6日15：47#1爐#1輸渣線處理正常加入運行。

三、現場檢查情況

現場設備脫軌，積渣照片，設備故障范圍、程度，修復過程。

#1爐#1、2輸渣線故障后均存在脫軌和滾輪軸拉彎、拉斷現象，相比較#1輸渣線鏈斗機滾輪損害嚴重于#2輸渣線鏈斗機，兩套輸渣線共計損壞滾輪46個，料斗擠壓變形4個。脫軌鏈條長度約13米，停運后根據損壞程度對相對容易修復的#2鏈斗機進行了搶修恢復。#1鏈斗機修復用時5天，#2鏈斗機搶修修復用時10小時（后續完善及密封用時2天）。

四、 原因分析

1、由于近期煤炭市場發生變化，煤場存煤、配煤結構無法達到預定比例，所供煤種偏離設計值較多，鍋爐每小時用煤量增大，排渣量大增，是造成輸渣設備故障的主要原因。

2、由于煤源緊張，所需低鈣高硫煤無法及時采購到位，部分時段所供煤種過細（內部摻加煤泥），造成返料量減少（大部分無法被分離器捕捉分離下來而進入布袋除塵器），鍋爐內部底渣無返料置換、二次燃盡效率下降，底渣形成沉積，排渣困難、堵塞，導致床壓逐步升高，加之鏈斗機故障被迫降負荷運行。

3、在排渣管疏通過程中，由于排渣量瞬間大幅度上升，輸渣設備鏈斗機在額定工況下無法及時適應，料斗渣滿后溢流，造成下部積渣嚴重，滾輪在行走過程中由于積渣被抬高發生脫軌，導致滾輪軸拉彎、斷裂，料斗擠壓變形，最終造成鏈斗機嚴重損傷癱瘓，無法運行。

4、發電部未對煤種變化后的燃燒調整及排渣狀況及時應對，在多臺排渣管堵塞后疏通的過程中，未對疏通過程中瞬間渣量增大做出應急措施（采用兩條輸渣線同時運行），而采用單臺正常出力運行，是導致鏈斗機故障的次要原因。

五、 暴露的主要問題

1.燃料管理不夠精細。

2.運行巡檢不到位。

3.檢修處理方案考慮不夠周全。

六、 處理及防范措施

1、加強燃煤采購力度，對所采購煤種按照制度化驗和分片存儲，根據負荷及環保排放指標要求進行摻配，確保煤源充足，摻配合理。緊急情況時可通過提高熱值、硫份和降低低鈣煤比例、降低水分摻配煤種，確保每小時用煤量、排渣量與輸渣設備相匹配。

2、燃煤中嚴禁摻加煤泥，因煤泥內水較高，在運輸和存儲過程中粘壁現象嚴重，易造成堵塞和斷煤，對NOX指標影響較大；在燃燒過程中，對返料影響較大，對較大底渣的置換和燃盡影響加大，會加劇排渣困難。

3、發電部加強排渣管的疏通管理，發現堵塞及時采取措施疏通，正常運行中不得出現兩條排渣管同時堵塞，確保三條排渣管正常排渣。

4、發電部對排渣管疏通過程中有可能瞬間渣量增大的預案制定審批后下發執行，對兩臺爐各冷渣機的頻率根據輸渣方向分別進行優化，確保四臺冷渣機運行中料斗不溢流。

5、檢修部電氣專業對輸渣線的保護值進行規定并整定，不得隨意更改，確保故障時動作的可靠性，防止設備大面積損傷。