大型循环流化床锅炉运行常见故障及预防措施

大型循环流化床锅炉运行常见故障及预防措施

刘月际

中国能源建设集团天津电力建设有限公司，天津300380

摘要：我国电力行业处在高速发展的阶段，对于环境保护问题日益严峻的局面，结合我国国情和煤质的分布特性，环保型锅炉燃烧技术越来越成为电力行业发展的重要课题，为了保证循环流化床锅炉连续运行时间，提前发现并预控锅炉在运行中的常见故障尤为重要。

关键词：环流化床锅炉运行故障预防措施

1引言

对于常见运行问题治理措水平、先进可靠性，涉及到发电厂的稳定运行。一旦发生故障就会导致各种危害，后果严重，不但会带来经济损失（停机，事故的次生问题），可能也会带来电网稳定运行的风险。因此，对循环流化床锅炉的常见故障分析并从设计、检修、运行的角度进行技术分析和预控。对循环流化床锅炉的安全稳定运行，可以起到关键作用。本文根据历年来的试运和检修经验，来阐述流化床锅炉的运行问题和预防措施，防磨处理措施。

2循环流化床锅炉简介

循环流化床锅炉设备英文简称CFB锅炉，它具有较好的环保性能，调峰性强，煤种适应广，对我国火电充分利用劣质及低热量煤质，降低污染物排放和实现电力工业可持续发展具有重要意义。目前我国是世界上CFB锅炉数量最多、容量最大的国家。

3CFB锅炉发展历程

CFB锅炉的显著优点是：具有环保、煤种适应广、调节性能与燃烧效率高。为了尽快提高我国CFB锅炉的设计制造技术，国家批准在四川省内江白马电厂搞试点，建设了1×300MWCFB发电示范工程。应用领域涵盖电力及热力供应、化工氯碱、石油石化、有色冶金、造纸纺织等行业。2006年600MW超临界循环流化床锅炉开始研发，并在2013年，四川省白马电厂，国内首台600MW等级超临界循环流化床锅炉示范锅炉投运。

4CFB锅炉布置特点

以常规300MW等级配套自然循环循环流化床锅炉为例，布置方案为：亚临界温度、单汽包、自然循环、悬吊钢结构的CFB锅炉。锅炉采用旋风分离器进行烟气分离。锅炉会根据煤种的发热量不同调整受热面尺寸，例如波黑斯坦纳瑞项目锅炉为东方锅炉厂生产，锅炉的外形尺寸比同等级的60万千瓦等级锅炉还要大，板梁的重量也是超过了目前国内同等等级的重量。

5大型CFB锅炉运行可靠性和经济性的关键运行技术分析及常见故障

5.1运行存在的主要问题

从近年来投入运行的300MW等级CFB锅炉的运行状况来看，CFB锅炉系统和主要设备方面存在以下突出问题：

1、输煤系统：碎煤机和筛分设备制备出不符合颗粒分布特性要求的粒径。

2、给煤系统：煤外水分大于10%时容易易堵煤或者下煤不均，影响锅炉连续稳定运行；

3、冷渣机故障频繁，存在冷却效果不理想、出力不能满足、磨损问题、泄露问题等；

4、一次和二次风机、返料风机和引风机选型不合理，导致烟风道和尾部炉膛振动。

5.2CFB锅炉运行方面主要存在的问题

1、锅炉效率比煤粉锅炉低，飞灰量大，飞灰含碳量较高。

2、运行故障率高于煤粉炉。

3、炉内磨损问题严重导致漏泄故障较多。

4、炉内灰循环系统耐火防磨层磨损龟裂、脱落问题时有发生。

5.3保证CFB锅炉运行可靠和经济的关键技术

为了提高CFB锅炉运行可靠性和经济性，只能从关键设备的选型、系统的优化和燃烧调整等方面着手。

5.4对循环流化床锅炉运行管理的建议

5.4.1控制运行的风量

风量的大小将影响锅炉设备的安全运行，CFB锅炉中的煤粒在流态化中悬浮燃烧状态，运行风量略高于最小流化风量即可，为提高保险系数，常以过量风量运行，造成烟气含氧量超标，这将增加动力消耗，加速磨损。也不能走上另一极端，造成流化风量过小而结焦停炉。为此，必须定期校验风量表，并结合小修开炉组织冷态流化实验。

5.4.2控制适当的负荷

循环流化床锅炉负荷最小稳燃负荷控制在35%以上，较煤粉炉而言燃烧稳定，不易灭火。因此，可以根据外部负荷要求，在基本不投油稳燃的情况下做大范围平缓的调峰工作。

因此当外界甩负荷时切不可只减燃料，必须根据需要及时开启对空排汽阀，避免炉超压的同时也可以延长炉内衬及受热面的使用寿命。

5.4.3降低炉膛差压

一般炉膛差压根据负荷变化范围为17KPa（100％BMCR）～21.95KPa（50％BMCR）。炉膛差压是衡量炉膛内部床料厚度的指标，差压过低可能导致炉膛下部床温偏高，底渣可燃物增多。差压高，床料量多，燃烧稳定性、经济性好，炉膛各部温度比较均匀；

6循环流化床锅炉磨损问题专项治理措施

受热面的磨损不可能完全避免。运行周期可以通过优化运行受热面喷涂等工作加以延长但必须通过有计划的鉴定性检修。不能盲目延长循环流化床锅炉运行周期短或取消定期检修，增加安全隐患。

受热面设计寿命一般为20年，但同类型电厂全部发生过受热面磨损爆管，早期同类型锅炉甚至发生运行一个大修期就大面积换管的事件。为此建立监测台帐并结合停炉检修，坚持对受热面各部位进行测厚。通过分析受热面各部位磨损速率，指导检修喷涂、换管或让管的砌筑。

300MW等级循环流化床锅炉内砌筑有2000多吨，炉衬工作情况极为恶劣，磨损、管道泄漏、急冷急热，受热不均膨胀不均或者砌体结构不合理、局部材料不过关。另一种是进行炉管喷涂耐磨耐火材料，但喷涂材料的上部区域磨损较严重，且喷涂材料在循环流化床锅炉上使用寿命较短，一般短的不足1年，长的不过2、3年，且价格较高，维护需考虑工作重点和费用安排，结合小修检查和炉管壁厚监测实施。

结论

循环流化床机组，降低厂用电率、提高CFB锅炉的连续运行时间，首先应优化辅助系统及主要设备的设计及选型优化,在锅炉运行方面，结合实炉燃烧优化运行测试经验，指明了大型CFB锅炉运行燃烧优化调整重点方向，在检修及维护方面不断的采用高科技技术方案，减慢磨损等易发问题，不断降低流化床锅炉的故障率，保证锅炉连续运行时间和可用小时数。

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