440t／h循環(huán)流化床鍋爐運行問題分析

1、440th循環(huán)流化床鍋爐運行問題分析一、前言循環(huán)流化床技術(shù)是近10年迅速發(fā)展起來的一項高效低污染清潔燃燒技術(shù)，其特點在于燃料及脫硫劑經(jīng)多次循環(huán)，反復進行低溫燃燒和脫硫反應，不但能達到低排放、較高的脫硫效率，還具有調(diào)峰能力強、灰渣易于綜合利用等優(yōu)點，因此在國際上得到迅速推廣，我國近年來也有多臺100MW等級的循環(huán)流化床鍋爐投入運行?，F(xiàn)針對中電投河南分公司所屬2個電廠的循環(huán)流化床鍋爐在運行中出現(xiàn)的問題進行分析研究，所采取的治理措施可為同類型

2、機組的設計、制造和運行提供借鑒。1設備概況新鄉(xiāng)火電廠和開封火電廠循環(huán)流化床鍋爐均為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG440137LPM4型循環(huán)流化床鍋爐，其中，新鄉(xiāng)火電廠1號爐是國內(nèi)首臺配135MW汽輪發(fā)電機、一次中間再熱的循環(huán)流化床鍋爐，2003年2月26日通過72h24h試運移交生產(chǎn)；2號鍋爐于2003年5月17日通過72h24h試運移交生產(chǎn)。開封火電廠2號鍋爐于2003年3月17日通過72h24h試運移交生產(chǎn)。鍋爐設計主要參數(shù)：過熱器流量44

3、0th；過熱蒸汽出口壓力(表壓)137MPa；過熱蒸汽溫度540℃；給水溫度2493℃；再熱器流量360t／h；再熱蒸汽進口壓力(表壓)265MPa；再熱蒸汽進口溫度3158℃；再熱蒸汽出口溫度540℃；排煙溫度130℃；鍋爐效率919％。鍋爐主要由燃燒室、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，底部為水冷布風板，大直徑鐘罩式風帽，燃燒室內(nèi)布置雙面水冷壁來增加蒸發(fā)受熱面，并布置有8屏二級過

4、熱器和6屏高溫再熱器。燃燒室后有2個平行布置的高溫絕熱分離器，自平衡“U“形回料閥布置在分離器下，與燃燒室和分離器相連，形成一個物料循環(huán)回路。尾部對流煙道中布置三級過熱器、一級過熱器、冷段再熱器、省煤器和臥式空氣預熱器，一、二次風分開布置。本鍋爐設置6支啟動燃燒器，其中床上燃燒器4支(兩側(cè)墻各2支)，床下燃燒器2支(后墻布置)，用來加熱流化的床料，以保證固體燃料燃燒，并在鍋爐低負荷運行時帶部分負荷。冷渣器為風、水聯(lián)合冷卻冷渣器，共2臺，

5、布置在爐膛前墻底部。過熱蒸汽溫度采用二級噴水減溫調(diào)節(jié)，減溫水取自給水泵出口。冷段再熱器入口布置有事故噴水，熱段再熱器采用微量噴水減溫，減溫水取自給水泵中間抽頭。2運行中的主要問題及分析處理321受熱面爆管211高溫再熱器爆管高溫再熱器位于燃燒室中上部，由6片屏式再熱器組成，與前水冷壁垂直布置，下部穿前墻處為屏的蒸汽人口端，有密封盒將管屏與水冷壁焊在一起，在屏的上部穿墻密封盒處裝有膨脹節(jié)以補償脹差，燃燒室中上部由雙面水冷壁隔開分為2個室，

6、8屏二級過熱器和6屏高溫再熱器交叉布置在這2個室內(nèi)(即每室各有4屏二級過熱器和3屏高溫再熱器)。高溫再熱器每屏有管子29根，管屏在爐內(nèi)呈半“U“型，管子規(guī)格為D57mm~5mm，位于爐內(nèi)的材質(zhì)為SA213TP304H，爐外部分材質(zhì)為12CrlMoVG，節(jié)距為70mm。管材的異種鋼焊接接頭位于爐外密封盒內(nèi)，焊縫上方150mm左右每屏管的最靠近后墻側(cè)的1根裝有管壁壁溫測點。管屏為膜式壁，鰭片厚度5mm，位于爐內(nèi)鰭片材料為1Crl8Ni9Ti

7、，爐外鰭片材料為12CrlMoV。管屏最下端敷有耐火防磨材料，敷設高度3300mm，厚度沿管子中心線兩側(cè)各90mm。從新鄉(xiāng)火電廠1號機組、開封火電廠2號機組并網(wǎng)運行到2003年5月31日，發(fā)生高黑色氧化皮，爆口內(nèi)壁氧化皮由于管子脹粗其氧化皮呈網(wǎng)格狀開裂。爆管原因分析：對爆管進行光譜分析，結(jié)果表明材質(zhì)與設計材質(zhì)相符。通過現(xiàn)場及爆口情況看，管子內(nèi)外表面有較厚的氧化皮，在短時間產(chǎn)生這樣厚的氧化皮，只有在較高的溫度下才能形成，據(jù)估算，管子實際運

8、行溫度已在650℃以上，遠遠超過管子的許用溫度，此次爆口呈過熱爆管。從現(xiàn)場實際分析，設計不合理是造成過熱爆管的主要原因，二級過熱器下行管子的進口集箱管徑為D133mmxl3mm，靜壓特性易造成各管流量不均，再加上最外管圈的長度最長，并處于高溫區(qū)，使最外圈管子吸熱量增多，冷卻不好，造成二級過熱器下行管超溫過熱爆管。這也與二級過熱器下行管設計受熱面積過大有直接關(guān)系。213改造方案及效果針對高溫再熱器和二級過熱器運行中出現(xiàn)的超溫爆管，擬定了以

9、下改造方案：(1)二級過熱器下行管圈靠近爐膛中心線側(cè)切割4根管子，切割后爐外管接頭就地密封，并按要求敷設耐火材料。(2)高溫再熱器入口集箱加設三通管，減少集箱靜壓特性造成的流量偏差。(3)高溫再熱器靠近爐膛中心線側(cè)切割3根管，切割后爐外管接頭就地密封；爐內(nèi)部分按要求敷設耐磨耐火材料，以減少管屏受熱面。開封火電廠和新鄉(xiāng)火電廠還分別對高溫再熱器爐外管進行了提高材質(zhì)等級的改造，其中新鄉(xiāng)火電廠將爐外管全部更換為TP304H，開封火電廠將靠爐后的

10、2根管更換為TP304H。開封火電廠2號爐的改造工作于2003年7月9日完成，并人電網(wǎng)運行。經(jīng)本次改造，二級過熱器、高溫再熱器壁溫超溫問題得到根本解決，高溫再熱器壁溫降低到580℃左右，二級過熱器壁溫基本在設計范圍內(nèi)。再熱器減溫水量為208t／h，仍高于設計值64t／h(原設計值為144t／h)，比改前減少約2個百分點；過熱器減溫水量為2629t／h(原設計值為52t／h)，比改前減少約4個百分點。新鄉(xiāng)火電廠1、2號鍋爐于2003年7月

11、9、7日改造結(jié)束并人電網(wǎng)運行，經(jīng)本次改造，高溫再熱器壁溫及二級過熱器壁溫都在設計范圍內(nèi)。再熱器減溫水量比改造前減少32t／h；過熱器減溫水量為234t／h，比改前減少15t／h，比設計值少286t／h。22給煤系統(tǒng)堵煤問題及處理燃料水分與粘著性有很大關(guān)系：水分在8％以下時，基本上相當于干料；水分超過10％f時，粘著性會有較大增長；水分超過12％時，粘著性很大，堆積角也很大，這時煤斗傾角大于80才能保證暢流。特別是高水分細顆粒燃料的流動性

12、不好，用常規(guī)的給料容易導致碎煤機和給煤機堵塞。這在新鄉(xiāng)火電廠和開封火電廠工程中得到了印證。按大容量火電廠規(guī)程規(guī)定，對于北方及華中地區(qū)，一般均不設干煤棚，再加上當時為了控制造價，2廠在設計時均沒有設干煤棚。對于循環(huán)流化床鍋爐，燃燒所需的燃料顆粒要細小均勻。根據(jù)制造廠設計要求，人爐煤的粒度不超過7mm，收到基水分為495％。實際運行中煤的水分超過10％，尤其是2003年夏季連續(xù)下雨，基本上沒有干煤可上，造成輸煤系統(tǒng)堵煤，原煤倉粘煤，刮板給煤

13、機和旋轉(zhuǎn)給料閥堵塞，機組被迫降出力運行，最低時機組帶不足30MW負荷，不僅負荷率低，發(fā)電量少，還消耗了大量燃油，嚴重影響機組安全經(jīng)濟運行。按鍋爐廠的設計，旋轉(zhuǎn)給料閥的主要作用是起均勻給煤和密封作用，實際運行中，由于煤的粒度較細，容易吸濕，潮濕的煤粘著在旋轉(zhuǎn)給料閥的溝槽中，使旋轉(zhuǎn)給料閥變成了一個圓柱體，無法將煤送人爐內(nèi)燃燒，煤在刮板給煤機中堆積，造成給煤機堵塞、跳閘，影響機組帶負荷。改造方案：取消旋轉(zhuǎn)給料閥，加裝密封風，加裝溫度測點和密封