2×440th循环流化床锅炉运行经验介绍

2440t/h循环流化床锅炉运行阅历介绍 1 绪 论 运输河发电有限公司两台SG440/13.7M562循环流化床锅炉，分别于2003年9月和2004年2月相继投产运行，由于我公司的两台循环流化床锅炉属于上海锅炉生产的首批循环流化床锅炉，属于典型的“三边”（边设计、边制造边安装）产品，自机组投运以来曾多次出现问题，影响了机组的平安运行，我们通过对设备存在的问题进行仔细分析，总结阅历教训，找寻对策解决问题，两台锅炉目前运行比较稳定。 2 循环流化床锅炉简介 SG440/13.7M562循环流化床锅炉为超高压中间再热，单锅筒自然循环、循环流化床锅炉是上海锅炉厂有限公司在引进、汲取美国ALSTOM公司循环流化床锅炉技术的基础上，运用了ALSTOM公司验证过的先进技术和几十台超高压中间再热循环流化床锅炉设计、制造、运行的阅历，进行本锅炉的全套设计。 SG440/13.7M562循环流化床锅炉主要由锅筒、悬吊式全膜式水冷壁炉膛、绝热式旋风分别器、U型返料回路以及后烟井对流受热面组成。 炉膛上部布置4片水冷屏和16片屏式过热器，其中水冷屏对称布置在左右二侧。炉膛与后烟井之间，布置有两台绝热钢板式旋风分别器。旋风分别器下部各布置一台非机械的“U”型回料器，回料器底部布置流化风帽，使物料流化返回炉膛。 锅炉采纳两次配风，一次风从炉膛底部布风板、风帽进入炉膛，二次风从燃烧室锥体部分进入炉膛。锅炉共设有四个给煤点和四个石灰石给料口，匀称地布置在炉前。炉膛底部设有钢板式一次风室，悬挂在炉膛水冷壁下集箱上。本锅炉采纳床上启动点火方式，床上共布置4支（左右侧墙各2）大功率的点火油枪。同时在炉膛燃烧室左右两侧各布置一台流化床冷渣器。 本锅炉锅筒中心标高为47000mm,G排柱至K排柱的深度为37200mm,主跨宽度为21000mm,左右侧副跨宽度均为5000mm。。 3 循环流化床锅炉常见故障分析及对策 3.1炉内受热面磨损 循环流化床锅炉（简称CFB锅炉）除了高效节能、低污染地清洁燃烧优点以外还有一个最大的特点就是燃料适用的广泛性。正因为如此，大多的循环流化床锅炉都燃用了高水份、含灰量极大的劣质煤，燃烧时，烟气中含有大量的飞灰颗粒，这些灰粒以极高的速度冲刷炉壁及其设备，使其表面受到猛烈的磨损，发生局部的严峻破坏，甚至导致事故停炉。 炉内受热面的磨损主要集中在水冷壁四角、密相区上部过渡位置、温度测点四周、炉内悬吊受热面、顶部与分别器相对位置的水冷壁和过热器以及焊缝旁边，由于上述位置均处于物料的次密相区和涡流区，飞灰浓度和速度相对较大，设计上没有在该处考虑受热面的防磨，因此就出现了防磨的盲点。据不完全统计，全国的流化床锅炉因磨损造成壁厚减薄而爆管的事故中有26.41是出现在上述部位。 各部位磨损机理分析 流化床区域 在燃烧室中，从床的底部至固体颗粒膨胀起来的床层界面称为流化床。要使流化床上的固体颗粒保持悬浮沸腾状态，使煤粉颗粒得以充分有效地燃烧，从炉底布风装置出来的空气流必需具有足够的速度、强度和刚度，以在支撑固体颗粒料层的同时，产生猛烈的扰动，探讨发觉，当床料密度ρs1-ε8-10kg/m3时（ρs颗粒密度，ε空隙率），床内细颗粒就会聚成大粒子团，团聚后的粒子团由于重量增加体积加大，以较大的相对速度沉降，并具有边壁效应，使流化床中气固流淌形成近壁处很浓的粒子团以斜下切向运动，下降到炉壁回旋上升，颗粒彼此之间以及与炉壁之间进行常见的撞击和摩擦，使炉壁出现了严峻的磨损。 锅炉运行一年后大修检查，发觉水冷壁密相区耐磨料过度部位的水冷壁普遍出现不同程度的磨损，经测厚最薄为4.7mm，磨损量达1.8mm。 炉膛内悬吊受热面 布置在炉膛内的过热器等受热面，所处的位置是烟气流必经通道，高浓度、高速度的飞灰颗粒，大大地增加了在单位时间内颗粒对受热面的撞击率，我们知道，管壁表面的磨损量是与撞击率以及流速成正比 T∝ ηkω3/2gτ 式中T 管壁表面的磨损量,单位为g/m3 τ时间，单位为s g重力加速度，g9.18m/s2 ω飞灰速度，可认为等于烟气流速，单位为m/s κ烟气中飞灰浓度，单位为g/m3 η飞灰撞击率 因此，布置在炉膛内的悬吊受热面，特殊是第一、二排的管束，磨损较严峻。 锅炉运行一年后大修检查，发觉两侧水冷屏的第一排管束与侧墙相对的一面磨损较为严峻，经测厚最薄壁厚为5.2mm。 炉膛出口（分别器进口） 炉膛出口处烟气流流通截面骤降，并使粒径d50为40～70μm的固体颗粒加速到最大速度，以满足分别器所需分别临界速度，不同结构的分别器有着各自不同的临界速度，据我们了解，一般这一临界速度达25m/s左右，这样高速度的固体颗粒在炉膛出口转弯处（俗称靶区）将产生较大的离心力，猛烈地冲刷炉膛出口管，同时，高密度的灰粒在与管表面碰撞时，使金属显微颗粒克服分子之间的结合力，使本已处在高温处的局部管表面温度上升引起该处金属变软，使金属颗粒更易与母体分别产生磨损。 锅炉运行一年后大修检查，发觉分别器入口两侧水冷壁磨损较为严峻，特殊是与耐磨料结合处的一根水冷壁管冲刷出现很多凹坑，深度达23mm。 设备改造状况 针对炉内受热面磨损严峻的问题我们实行了如下措施 （1）将水冷壁两侧的床温测点（约标高26米）拆除，将测点两侧的让管进行取直。 （2）我们在过热屏的迎火面加装了部分耐磨鳍片，鳍片的两端与管子的角度磨成150斜角。 （3）考虑到流化床锅炉的特殊性和受热面磨损的普遍性，我们利用大修机会对炉内部分受热面进行了喷涂。喷涂位置为炉膛四角水冷壁、密相区往上1.5米、焊缝两端各0.2米，顶棚往下1.5米和分别器入口两侧相对应的部位。 运行实行的措施 （1）循环流化床锅炉受热面磨损速率与颗粒速度的三次方和颗粒粒径的平方呈正比，为了削减磨损必需严格限制入炉煤的粒度和热值，细碎机出料粒度总体标准如图（3-2）所示 对煤粉粒度的详细要求如表（3-1） 图3-2 表3-1煤粉粒度限制表 筛孔尺寸 通过量占总量比例（） mm 10mm 100％ 8mm 98～100％ 6mm 95～100％ 3mm 78～90％ 1mm 38～60％ 超过上表所示的范围，视为不合格。 （2）对入炉煤的热值进行严格的取样化验，确保入炉煤的低位发热量高于校核煤种即大于19500KJ/Kg,发热量小于该值的煤种一律进行掺烧，防止煤量过大。 （3）由于我们公司现在的煤种的热值很难达到校核煤种的热值，为了削减飞灰磨损带来的危害，保证烟速在规定的范围内，确定对入炉煤进行定量燃烧，严格将燃料耗量限制在69t/h以下。 （4）炉内受热面的磨损与运行人员的调整有很大的关系，一、二次风的配比和物料浓度对受热面的磨损有干脆的影响，在保证炉内床料流化良好的前提下，减小总风量，145MW合理风量在450t/h左右。 （5）在保证料层差压合理分布的前提下，降低炉膛差压，145MW合理床压在13