通过运行调整降低330MWCFB锅炉四管泄露的措施

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摘 要： 本文分析了330MW循环流化床锅炉四管泄漏的原因，并提出了相应的对策。

关键词： 330MW CFB 锅炉 四管泄漏 原因 应对措施

1.前言

循环流化床（CFB）锅炉是20世纪80年展起来的高效率、低污染、高操作灵活性和良好综合效益的燃煤技术，循环流化床锅炉具有很强的燃烧适应性，可广泛应用于燃用劣质燃料及常规原煤（无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤）、煤矿洗选下来的煤研石、洗中煤和煤泥等。

CFB锅炉燃烧方式是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。所谓的流态化是指固体颗粒在空气的作用下处于流动状态，从而具有许多流体性质的状态。在CFB锅炉炉内存在着大量的床料（物料），这些床料在锅炉一次风、二次风的作用下处于流化状态，并实现炉膛内的内循环和炉外的外循环，从而实现锅炉不断地往复循环燃烧。CFB锅炉独特的燃烧方式造成其发生四管泄漏的机率多于煤粉炉。

2. 330MW CFB机组简介

国产330MW CFB锅炉是最初采用AL STOM公司的引进技术设计和制造的。锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环、单锅筒、平衡通风的循环流化床锅炉，可燃用无烟煤、矸石等劣质燃料。锅炉以最大连续负荷（即BMCR工况）为设计参数，锅炉的最大连续蒸发量为1025t/h;机组电负荷为330MW（即额定工况）时，锅炉的额定蒸发量为943.8t/h。炉膛、分离器、回料阀和外置式换热器构成了循环流化床锅炉的物料热循环回路，煤与石灰石在燃烧室内完成燃烧及脱硫反应，产生的烟气分别进入4个分离器，进行气固两相分离，经过分离器净化过的烟气进入尾部烟道。分离器分离下来的高温物料一部分直接返送回炉膛，另一部分进入外置式换热器，外置换热器入口设有锥型阀，通过调整锥型阀的开度来控制外置换热器和回料阀的循环物料分配。

3. 330MW CFB锅炉四管泄漏原因分析

过热器、再热器的超温爆管，水冷壁、省煤器的磨损爆管，耐磨耐火材料的大面积脱落，回料系统的堵塞、锥阀卡涩、膨胀节泄漏等是目前300MW CFB锅炉出现主要问题。但最为突出的问题还是四管泄漏，一旦发生四管泄漏后将造成长时间停炉检修，极大影响了锅炉的经济运行。

造成330MW CFB锅炉发生四管泄漏的原因很多，涉及设计、制造、安装、检修、运行、煤种和管理等诸多方面，而且这些因素又相互作用。因此发生四管泄漏往往不是单一因素造成的，而是由几个因素同时存在并相互作用的结果。CFB锅炉普遍燃用劣质煤，含灰量和含硫量均较高，锅炉“四管”（水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管）工作在高温高压及受烟气腐蚀和冲蚀的恶劣环境中，极易产生高温腐蚀及磨损，致使管壁减薄。锅炉管壁因高温腐蚀和物料循环对受热面管壁磨损，每年减薄量约1.5mm。锅炉“四管”减薄后的直接危害是导致锅炉“四管”泄漏爆管事故。另外，由于330MW CFB锅炉的结构特点，增加了外置床、高温物料直接与外置式受热面接触换热发生磨损，增大了锅炉发生“四管”泄漏的机率。

4. 降低发生四管泄漏的应对措施

（1）控制物料总体循环量。330MW CFB中受热面的磨损与流经其表面的固体物料运行方式密切相关，炉内物料总体循环形式是由锅炉的几何形状和各种射流方式所决定，射流主要包括:布风板送入的一次风、炉膛中部送入的二次风，燃料的给入方式，循环物料多少即床压，等等。各种不同形式的循环流化床炉内的总体气固流动形式是完全不同的，因此，受热面的磨损不同。锅炉启动时，当床料发生流化后，确认床压小于18kPa，风燃器入口风压低于25kPa以下，一次风量控制在150―250kNm3/h，当床压高时应开启两侧排渣系统进行连续排渣，直至床压正常;机组正常运行时，床压应控制在8―11kPa的正常范围内，风燃器入口风压控制在20―25kPa，一次风量控制在200―300kNm3/h之间;锅炉正常运行时，当床压大于11kPa时，投入排渣设备进行排渣;在机组升降负荷时，及时调整一次风机风压、风量偏置，确保床压稳定并控制在规定范围内;锅炉运行中，安排专人对床压监视的同时，还应加强监视水冷风室压力并作为床压参考，避免因床压测点不准或因流化风量不同造成床压显示发生偏差造成物料多引起磨损增大。

（2）过、再热汽温的调整主要靠外置床进料量的多少和减温水量调整，另外调整总风量，一、二次风的配比及二次风上下层风量也可辅助调节。在保证床温及过再热汽温的前提下，控制减温水量，减少外置床的进料量，降低流化风量，减少物料滑移速度，减小外置床磨损。

（3）控制燃料特性。受热面的磨损量与燃料、床料的直径大小有关，直径小，受热面所受到的冲腐磨损小。随着直径的增加，磨损量增加。机组运行中，粗颗粒较多时，燃煤粒径的分布达不到循环流化床炉的要求，物料的循环量小，粗颗粒将沉浮于燃烧室下部燃烧，造成密相床燃烧的份额过大，炉床将超温结焦。运行中，为了避免结焦，减少给煤量，造成锅炉的出力达不到要求，为防止粗颗粒沉积而引发事故，通常采用大风量运行，不仅在额定负荷下风门大开，而且在低负荷时，也保持风门较大的开度。这种大风量的运行方式，不仅会引起烟气量增加，而且会造成扬析量增加，密相床的燃烧份额下降，飞灰的浓度增加。同时，通过对流受热面的烟速上升，烟气中粒子的尺寸增大，磨损大，恶性循环。如果颗粒组中的细颗粒较多，则床层不易建立，密相区的床温难以维持，即使能维持密相区的燃烧温度，较细的颗粒也将被扬析，加大尾部受热面的磨损，同时，难以保证烟气出口的粉尘排放要求。

因此，运行中应注意控制好风量，降低烟气的流速，控制好床料及燃烧的筛分比，减少灰粒子浓度和粒子的直径，以减少磨损。

（4）通过控制床温，防止受热面发生超温超压。床温的高低直接影响烟气的温度和受热面的温度，床温升高，烟气的温度和受热面的温度升高，反之亦然，从外观看，床温的变化对飞灰的磨损性影响不大，但温度的变化势必会影响受热面管壁的温度，管壁温度的变化将在很大程度上影响到金属材料的机械强度，金属的壁温升高后，金属的热应力增加。同时，金属壁面形成的氧化膜和金属的热膨胀系数不同，以及高温腐蚀的影响，磨损加剧，长时期高温运行，磨损的加剧程度更大，所以，运行中一定要限制床温，不宜过高，更不允许长期的高温运行，床温的控制范围为820―870℃。通过控制床压可有效控制床温。机组正常运行时，床压应控制在8―11kPa的正常范围内，当床压小于8kPa时，通过调整一次风量及一次风压进行控制，确保床压在8kPa以上，避免床温高引起过、再热汽超温，发生四管泄漏。

（5）锅炉启动初期投煤时注意给煤着火可能引起汽温、汽压快速升高。在正常运行过程中，升降负荷，也应控制速度，防止超温超压。CFB蓄热量大，在停炉或压火时，过、再热汽超温超压，也是四管泄漏的原因之一。

参考文献：

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