提高循环流化床锅炉安全经济性措施介绍.ppt

山东济宁运河发电有限公司提高循环流化床锅炉安全经济性 措施介绍李俊刚2006.101概 述 • 运河发电有限公司两台SG—440/13.7—M562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 ，属于上海锅炉厂生产的首批440t/h循环流化床锅炉， 从设计、制造、安装、运行方面都存在一定的问题，自 机组投运以来曾多次出现故障，影响了机组的安全运行 鲁能发展公司和运河发电公司对此非常重视，专门成 立了循环流化床机组运行可靠性攻关小组，并将其列为 公司科技项目，从设备技术改造、燃烧运行控制、燃料 控制、检修工艺控制等多个方面进行综合治理通过学 习循环流化床锅炉先进的技术经验介绍，我们对设备存 在的问题进行认真分析和归纳，总结运行经验教训，提 出解决措施和方案并进行了实施，取得较好效果现在 两台机组运行比较稳定，其中#3机组2006年不停机连续 安全运行目前已超过200天 2运河电厂循环流化床锅炉简介 • 锅炉型号SG-440/13.7-M562，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美 国ALSTOM公司循环流化床锅炉技术的基础上进行的全套设 计。

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2台绝热 钢板式旋风分离器旋风分离器下部各布置1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 回炉膛锅炉采用两次配风，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4个给煤和4个石灰石给料口，均匀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 炉采用床上启动点火方式，床上共布置4支（左右侧墙各2有2 支）大功率的点火油枪同时在炉膛燃烧室左右两侧各布置1 台流化床冷渣器锅炉锅筒中心标高为47000 mm，G排柱至 K排柱的深度为37200 mm,主跨宽度为21000 mm ，左右侧副 跨宽度均为5000 mm 3运河发电公司循环流化床锅炉 常见故障分析 • 1.炉内受热面磨损 • 炉内受热面的磨损主要集中在水冷壁四角、密相区上部 过渡区、温度测点周围、炉内悬吊受热面、顶部与分离器相 对位置的水冷壁和过热器以及焊缝附近，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，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 的事故占26.41%。

• 锅炉运行两年后检查发现，锅炉内受热面的磨损较为普 遍，磨损最严重的部位主要集中在炉膛四角、后墙分离器入 口两侧水冷壁以及分离器相对高度的两侧墙水冷壁磨损较为 严重，特别是与耐磨料结合部位磨损更为严重 • 当出现给煤机断煤时间较长时，便会由于炉内配煤不匀 ，造成浓相侧水冷壁磨损严重 45• 2.炉内耐磨料损坏的原因 • 保温耐磨料的损坏主要集中在炉内密相区、过热屏底部、 旋风分离器入口及切向位置、旋风分离器的入口伸缩节、回 料器的平行位置，其损坏主要有脱落和磨损两种情况，造成 上述损坏的原因是多方面的 • （1）有些耐磨料其本身的成分配比不符合要求，使耐磨料 的稳定性达不到设计要求，表面硬度减弱以及粘结力降低， 耐磨料极易磨损和脱落 • （2）施工工艺不良也容易造成耐磨料的损坏，在施工中没 有严格按照料、水（或磷酸结合剂）浓度进行合理配比，耐 磨料中水分较大或者没有严格按照烘炉特性曲线进行烘炉、 施工时预留的膨胀缝不符和要求或膨胀缝设计存在问题等， 在运行中极易造成耐磨料大片脱落6•（3）设计结构不合理也会造成耐磨料脱落，如： 抓钉、拉砖钩数量较少以及设计强度较低都会造 成耐磨料大面积脱落。

4）运行操作不当也会造成耐磨料脱落，耐磨 材料随温度的升降，产生膨胀或收缩，如果此膨 胀或收缩受到约束，材料内部就会产生应力耐 磨材料属非均质的脆性材料，与金属制品相比， 由于它的热导率和弹性较小、抗拉强度低、抵抗 热应力破坏能力差、抗热震性较低，在冷启动锅 炉和停炉冷却时如果温升较大，就会造成耐磨料 的受热不匀产生裂纹而脱落 7• 3.过热器超温的原因分析 • 两台流华床锅炉自投产以来，屏式过热器冷段和热段出 口温度一直偏高，冷段出口温度最高达475℃,比设计值高 出50.8℃，当一级减温器减温水量为26.1 t/h时，热段出口 温度最高达534℃，比设计值高出40.6℃，其中屏式过热 器高温段部分管子由于过热严重出现了管材球墨化现象 分析主要原因有： • （1) 炉内设计的过热器受热面较多 • （2) 在锅炉设计时，没有考虑分离器出口混合室内悬吊 管和隔墙管的辐射吸热量 • （3) 燃用煤种偏离设计煤种较大• （4）运行中风量配比偏差较大 8• 4 给煤机堵煤 • 锅炉共设4台给煤机、2个原煤仓自投产以来，频繁发 生给煤机堵煤、断煤现象，仓壁挂煤严重，虽经空气炮疏 松但无明显效果，只能用人工进行敲打和投通。

特别是雨 季煤湿，堵煤现象更为严重经过认真观察分析，认为堵 煤现象的频繁发生主要有以下原因造成： • (1)入炉煤含水量较大，增加了煤的粘度实践证明： 当煤的含水量在8%~15%范围内粘性最大，煤在煤仓中极容 易结块产生堵煤现象 • (2)煤仓和入口电动门结构不合理：煤仓设计为方锥型 ，入口电动门为方型结构，2台给煤机共用1个原煤仓中 间分叉后变2个煤斗接入给煤机，由于仓壁四角产生“双面 摩擦”和挤压，越接近下煤口部位摩擦力和挤压力会越大 ，所以在四角部位积煤特别严重电动插板门后为“天方 地圆”结构，由于设计时预留高度太短，所以收缩太快， 造成坡度减小容易堵煤 9• 5 冷渣器排渣困难原因分析： • 本台锅炉共设置两台流化床冷渣器，分布于 炉膛下部两侧，布置在零米层，采用以水冷为主 、风冷为辅的双冷却形式 • 自投产以来，频繁发生冷渣器堵渣现象，炉 膛床料无法排出，造成床压升高，被迫减负荷进 行处理；后期出现冷渣器结礁现象，造成停炉 经分析其主要原因如下： • (1)床温过高造成结焦 • (2)细碎机未及时调整，粗细煤粒的分布不合理， 造成密相区燃烧份额加大，床温提高结焦。

• (3)点火过程中投入冷渣器运行，给煤落入冷渣器 内，使冷渣器内发生煤粒再燃，造成高温结焦10• (4)停炉时床料中煤粒未完全燃烧尽，产生低 温结焦，焦块进入冷渣器内 • (5)配风不合理和锅炉长期低负荷运行，炉膛 流化不良可能造成炉膛局部结焦 • (6)炉膛内流化不良，存在部分死区，易使低 温焦块生长 • (7)冷渣器设计缺陷：冷渣器中间隔墙过高， 较大的渣料由于流化困难，很难被从Ⅰ室吹到 Ⅱ室 • (8)运行调整过程中，冷渣器运行关键参数监 视不到位11常见故障的改造处理措施 • 1 锅炉受热面磨损的改造措施 • （1）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 m、焊缝两端各0.2 m，顶棚往下1.5 m和分离 器入口两侧相对应的部位 • （2）大修喷涂后运行半年发现分离器两侧及后墙 两角水冷壁磨损仍然较为严重，涂层被全部磨掉后 造成水冷壁减薄超标为了彻底解决磨损严重的问 题，对上述部位敷设了耐磨可塑料，该部位的磨损 问题得到彻底解决 12• 2 炉内耐磨料损坏的处理措施 • （1）对耐磨料进行了招标，选择有资质的、信誉和质量较 好的耐火材料厂家进行施工，在施工中严格施工工艺，加 强质量监督，对耐磨料的成分进行不定期抽样检查，对不 合格的产品一律拒绝使用。

• （2）对旋风分离器切向位置的耐磨料进行了施工改造，将 原有的耐火砖拆掉（部分脱落）增加了Y型抓钉，并在抓钉 上面焊接了φ6mm的不锈钢网，外层用60mm的高温硅酸铝棉 毡，中间用微孔保温砖，内层附以150 mm厚的耐磨捣打可 塑料，经过一年多的实际运行，保温效果和强度都非常好 • （3）回料器的水平段耐磨料经常脱落，致使该处的铁板烧 红利用停炉机会对该处进行了改造,在耐磨料最内层加装 了成型高温耐热钢板，板下部敷设50mm厚的可塑料，上部 敷设保温浇铸料和绝热材料，从目前运行情况来看，使用 效果比较好 • （4）为了避免出现耐磨料脱落的现象发生，每次停炉和启 动，都应严格按照温升曲线进行操作 13• 3 过热器超温的改造处理措施 • (1)将屏式过热器冷、热段炉膛中间各一屏割除，以减 少受热面,降低出口汽温，如图一 • 炉墙炉墙该片高温屏割除2片水冷屏2片水冷屏8片屏过冷段 8片屏过热段 该片低温屏割除炉膛中心线图一：割除屏位置示意图 14• (2)考虑到炉膛中间两屏过热器割除后,相邻两屏过热器对 流、辐射换热加强，同时为了减小不同屏间屏过管子的热 偏差，在屏式过热器冷、热段出入口底部增加不同面积的 耐磨料，靠近炉膛中间增加耐磨料的面积大于靠近炉膛两 侧各屏式的面积，如图二。

• 屏式过热器冷、热段出口 两侧各3根管子多增加的 耐磨料高度图二：屏式过热器冷、热段增加耐磨料示意图屏式过热器冷、热段出 口消除不同屏热偏差增 加的耐磨料高度屏式过热器冷、热段 入口消除不同屏热偏 差增加的耐磨料高度15• (3)为了减小同屏间管子的热偏差，在屏式过热 器冷、热段出口每屏前、后两侧各三根管子增加 3米高耐磨料，如图二 • (4)为了减少悬吊管和隔墙管处的辐射热，分别 将＃3、4炉分离器出口混合室内悬吊管和隔墙管 加装了隔热护板 • (5)屏式过热器冷热段入口加装温度测点16• 4 给煤机堵煤的改造处理措施 • (1) 对原煤仓进行了改造，从原煤仓的分叉处 往下由方型改为圆形结构，分三节形成双曲线 型结构，内贴高分子PST板，去掉空气炮，每个 煤斗对称加装了由北京派通公司生产的疏松机 • (2) 将给煤机入口电动插板门更换为北京派通 公司生产的双向液压门，该门为圆 形桶体结构 ，采用液压双向插板设计，相对开关由于门 的内壁为圆柱型结构，从而减少了煤和门壁的 摩擦，避免了门后堵煤现象的发生 17• 5 防止冷渣器排渣困难改造处理措施 • (1)将冷渣器内的中间隔墙降低，便于主室内的渣 进入副室，从而自正常排渣口排出。

• (2)降低正常排渣口的高度将标高从4.733米下 降至3.84米 • (3)在冷渣器回风管上增加手动隔绝门增加该手 动门有两个作用：一是当炉膛排渣口堵塞时可以 将该门关闭，利用冷渣风机的风将排渣口鼓开； 二是当冷渣器内结焦或冷却水管道泄漏时可以将 该门关闭后进行事故处理 • (4)在冷渣器底部加装了压力测点，根据压力合理 控制排渣时间 18针对发生的常见故障运行采 取的措施 • 1 减少受热面的磨损 • 为了减少炉内受热面的磨损我们从运行方面采 取了如下措施： • (1) 严格控制入炉煤的粒度，每班取样筛分，及时 调整 • (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, 发热量小于该值 的煤种一律进行掺烧，严格将燃料耗量控制在69 t/h以下 • (3)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19• (4)在保证料层差压合理分布的前提下， 降低炉膛差压，145 MW合理床压在 13.4~14.5 kPa左右 • (5) 根据燃烧工况，合理控制风量配比 ，减小“多余”风量的送入 • (6) 煤、风调整应缓慢均匀，精心监视 ，降低炉内的扰动。

• (7) 根据排渣粒度每运行360 h置换床料 一次 • (8)开展各种活动，不断优化燃烧调整， 丰富经验，提高机组安全、经济性 20• 2 防止过热器超温运行采取的措施 • (1)点火过程中，运行油枪应雾化着火良好，燃烧器风量。