135MW機組不同循環流化床鍋爐應用實例分析

蘇明

摘? 要：文章介紹、分析和總結了不同型號的循環流化床鍋爐的技術特點和在運行中出現的主要磨損等問題，并詳細闡述了在技術改造方面所采取的有效實例措施，為新廠建設提供決策依據。

關鍵詞：不同爐型;應用實例;技術特點;磨損;改造

前言

了解國內主要發電設備（汽輪機、鍋爐、發電機）制造商的產品運行使用性能、技術特點、質量服務等方面的情況，了解產品在實際安裝、調試、運行使用中的問題和值得借鑒的經驗，了解制造執行標準、履行合同信用情況等，可以為電力發展項目主設備選型和評標提供依據，避免走彎路，在滿足技術要求的同時減少投資，做到項目投資的“技術算帳”。由于循環流化床鍋爐有其特有的環保和燃料適應性廣等優點，得到了國家和國內兩大發電集團的重視，使其迅猛發展，現對135MW機組投運較早的幾家電廠的循環流化床鍋爐其技術特點、實際運行問題及技術改造闡述如下。

一、中煤大屯煤電（集團）有限責任公司

中煤大屯煤電（集團）有限責任公司的兩臺鍋爐為東方鍋爐廠DG440/13.7-Ⅱ2型自然循環、單汽包、一次中間再熱、超高壓循環流化床鍋爐，機組為上海汽輪機和濟南發電機。分別在2003年12月和2005年3月投產，鍋爐床溫控制在900±50℃，煤的顆粒度要求在9mm以下，機組連續運行最長時間為130天，平均運行周期為100天左右。煤耗340g/kwh，廠用電率9﹪。

1、實際運行問題

該單位原有儲煤棚較小，機組擴建后，更顯過小，來煤濕度無法控制，煤棚不具備晾曬條件，導致煤斗棚煤、給煤機落煤管堵煤經常發生，嚴重影響機組安全穩定運行，其影響因素曾占到70﹪～80﹪。入爐煤采用一級破碎，粒度超過1cm的約占30﹪，煤質雜，平均發熱量約4500大卡/克。飛灰含碳量約在7～8﹪，渣含碳量約3﹪。曾采用風水冷渣器，因運行中排渣不暢，后改用滾筒冷渣器，裝設有凝結水增壓泵以吸收排渣熱量，控制排渣溫度在75℃左右，。運行中氧量在4﹪左右，總風量32萬m³/h，煤量66t/h，排煙溫度145℃左右，二次風量稍顯不足，可能為風機選型小或空氣預熱器漏風導致。其中一臺爐的后墻水冷壁曾發生過爆管，后查明原因為安裝單位焊接鰭片時為點焊上，造成不光滑產生溝流磨損。因運行風量調整不當和水冷壁泄漏時間過長未及時發現，各造成結焦一次。

2、技術改造問題

該單位根據運行中的問題進行了相應的技術改造：

（1）原T型風帽因磨損嚴重，造成漏渣入風室，被迫在風室裝設放渣管，后將T型風帽改為鐘罩式風帽;

（2）原設計返料布風板標高過低，現場將返料“J”閥布風板上移了約800mm，使返料至爐膛更暢通;

（3）風水冷渣器，因運行中排渣不暢，改用滾筒冷渣器;

二、華能濟寧電廠

華能濟寧電廠為上海鍋爐廠SG-440/13.7-M563型自然循環汽包爐、中間再熱、集中下降管、平衡通風、固態排渣、超高壓循環流化床鍋爐。鍋爐旋風分離器為絕熱式。兩臺機組分別在2003年7月和8月投產，鍋爐床溫控制在900℃左右，給煤采用兩級破碎，煤的顆粒度約9mm，平均發熱量約5200大卡/克，飛灰含碳量約4﹪，渣含碳量約5﹪，煤耗約340g/kwh。機組連續運行最長時間為170天，平均運行周期為三個多月。

1、實際運行問題

該單位建有干煤棚，采用干、濕煤摻燒方式，爐前倉原設計為斗式，約2年后因棚煤嚴重改為雙曲線式，原振動機不用，采用了疏通機，改善了棚煤現象。因煤潮導致落煤管堵塞，爐膛煙氣反串引燃管內煤，使得落煤管燒穿過。現場給水平臺設計布置不好，給水旁路和主給水管道檢修場地狹小。床上四根點火油槍，每次點火用油約40噸左右。設計放渣管坡度較大，放渣較暢通。

該單位鍋爐風機選型較好，對于運行條件要求較高的一次風機和高壓流化風機選用了質量較好的某公司產品，其中一側的一次風機采用了液粘調試。引風機、二次風機選用了價格較經濟的風機，節約了投資和運行成本。

點火流化風量約14萬m³/h，正常運行總風量約32萬m³/h，其中一次風量約21萬m³/h，一、二次風量配比為60：40

2、技術改造問題

（1）原T型風帽因磨損造成漏渣嚴重，一年后將T型風帽改為鐘罩式風帽。經使用2年多時間，雖有磨損和堵眼現象，但漏渣問題解決。此外，訂貨時，風帽及接管都要采用耐磨損合金鋼材質;

（2）原使用的風水冷渣器，也改為滾筒冷渣器;

（3）尾部煙道再熱器懸吊管原材質為20g運行中發生過爆管，后改用合金鋼材質;

（4）其出灰系統的電除塵中四個電場的第二、三、四電場采用一個母管輸送灰。當一電場單管道堵塞時，后面電場輸灰管道壓力較大，后經改為二電場單用一個，三、四電場共用一個母管的輸灰方式，解決了該問題;

三、總結

從上述電廠135MW循環流化床鍋爐實際運行情況看，目前 國內的不同型號的循環流化床鍋爐各有其優缺點，尤其在一些細節問題的處理上，各有千秋。在新廠設計、建設中應吸收經驗，少走彎路，盡量避免新建電廠投運后發生大的技術改造項目。

1、從各電廠運行情況看，爐前倉棚煤嚴重比較普遍，無法根本解決掉。主要原因為煤的來源不穩定，煤質難以保證，爐前倉設計不合理。在新廠設計建設時，應考慮爐前倉設計為雙曲線型，倉內壁加設高分子聚乙烯襯板，另加疏通機，可有效緩解棚煤問題。另外建設一個干煤棚，解決入爐煤的含水率不穩定的問題。

2、排渣宜選用滾筒式冷渣器，渣的余熱可使凝結水升高10℃左右，排渣溫度控制較理想（60℃左右），采用運行穩定維護量小的皮帶輸送至渣倉。此外，滾筒式冷渣器所用的凝結水冷卻系統，要在設計時加增壓泵，以避免煤質變差，冷卻降溫幅度不足。

3、爐膛風帽選用鐘罩式，其磨損周期較長，可減少磨損漏渣。但應注意風帽的接管材質也要好，要有一定的厚度（因為帶有螺紋易磨穿），風帽頂部要采用圓饅頭型，不能帶有棱角，因為棱角雖利于拆裝，但會使自身壁厚減薄，易磨損漏渣。

4、受熱面磨損原因，歸結為設計上、澆筑料質量上和施工工藝上，或在烘爐過程的控制上。爐內受熱面的磨損主要集中在水冷壁四角、密相區上部過渡位置、溫度測點周圍、爐內懸吊受熱面、頂部與分離器相對位置的水冷壁和過熱器以及焊縫附近，由于上述位置均處于物料的次密相區和渦流區，飛灰濃度和速度相對較大，設計上在該處考慮受熱面的防磨措施不力，因此就出現了防磨的弱點。對受熱面易磨損部位要建立壁厚記錄臺賬，掌握其磨損周期，有計劃的進行檢修。一般投入運行一年左右應大修一次，對受熱面磨損情況重點檢查，耐磨澆筑料、水冷壁焊口應平整，鰭片磨損在不同型號不同鍋爐中由于燃燒狀況和風壓等不一樣，磨損部位也不同。爐頂磨損情況應重點檢查。以后每隔三年大修一次。

5、點火方式宜采用床上床下聯合方式，以適應運行中燃燒不穩定時的燃燒調整。嚴格控制入爐煤的粒度，有利于改善流化，穩定床溫，并能緩解受熱面的磨損。

6、電除塵輸灰管道宜采用一、二電場各用一個輸灰管，三、四電場共用一個輸灰管。因一電場灰量大，一旦堵塞二電場可緩解輸灰壓力。

總之，各鍋爐廠在設計制造中大同小異，發電廠在實際運行使用中，也作了不少改進。各種爐型在運行風量等參數和煤耗、渣、灰含碳量等經濟指標上相差不大，沒有大的突破。鍋爐輔機的選型、爐本體的設計也趨于成熟。由于各鍋爐廠技術引進和設計理念的不同等原因，很難把各種爐型的優點集中在一個鍋爐上。循環流化床鍋爐作為135MW機組電廠設備的重中之重，應盡量在前期設計準備階段，及時與設計院和鍋爐廠溝通、交流，吸取經驗，避免重蹈覆轍，盡最大努力做到“技術算帳”。