关键词 循环流化床；单炉膛；床层失稳
一、锅炉设备简述
锅炉制造厂家：东方锅炉（集团）有限公司。锅炉型号：DG1100/17.4- Ⅱ2。锅炉型式：亚临界、一次中间再热、单汽包自然循环、单炉膛、平衡通风、汽冷式旋风分离器、露天布置的循环流化床锅炉。锅炉炉前布置有八个给煤口，在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置。五个排渣口布置在炉膛后水冷壁下部，分别对应五台滚筒式冷渣器。炉膛与尾部竖井之间，布置有三台汽冷式旋风分离器，其下部各布置一台“U”阀回料器。#1机组、#2机组分别于2011年7月、2011年8月投产。两台机组目前整体运行平稳，但锅炉连续降负荷过程中，频繁出现床层失稳现象（如图1），直接对机组的安全稳定运行产生了不利的影响。
二、床层失稳发生时现象
1、左、右侧床压值之间差值来回出现正负差值，呈现波浪状；
2、两侧一次风量来回出现偏差，风量波动较大。严重时，一次风机出现喘振现象；
3、锅炉两侧密相区床温变化出现不一致，床高较低侧床温迅速上升，对应受热面温度上升甚至超温，床压较高侧床温下降；
4、二氧化硫和NOX波动较大，频繁超限，难以控制，石灰石和尿素使用量大大增加；
5、锅炉两侧汽包水位出现偏差，锅炉汽温、汽压、煤量、氧量波动较大；
6、炉膛负压起伏较大，引风机电流波动频繁，有可能出现喘振现象。
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图1
三、床层失稳原因分析
1 、布风板上风帽的原因。
两台机组自投产以来，已运行8年多，炉膛内风帽已存在很大的差异，一部分的风帽眼磨损已经较为严重，风帽孔眼增大甚至变形，风帽阻力降低不少，一部分由于床料以及流化的偏差风帽磨损较轻，再加上每次检修将损坏风帽更换为新风帽，不同区域的风帽阻力已存在较大偏差，布风均匀性有了很大差异。负荷、风量较低时，部分区域出现了床温下降、床温偏差增加等流化不均、流化不良的异常现象。这是产生密相区床层失稳重要的原因。
2 、风量的影响。
为控制锅炉的磨损速度，该厂对总风量特别是一次风量控制较为严格，坚持低氧量、低床压运行，氧量控制较低，一次风量基本维持在32万-35万之间。在负荷平稳以及波动频率较小时，各项参数运行稳定，床压不会出现大的波动。连续降负荷时，随着风量的降低，原先大量悬浮于密相区以上的炉内循环灰量就会迅速回至密相区，对密相区稳定产生了较大的冲击。同时，密相区床料增多，锅炉床压上升较快。一次风量不足以正常流化床料，再加上此时二次风压降低，不能没有很好地混合扰动床料，炉内的物料分布出现较大的偏差，布风流化的不均匀，出现床层失稳现象。
3、旋风分离器设计问题。
我厂旋风分离器是三个不对称布置，左侧两个出口，呈顺时针出风，右侧一个出口，呈逆时针出风。左侧物料量相对右侧偏大，而炉内风帽布置没有针对此项问题采取相应针对性措施和手段，在布风板阻力较均匀情况下，不会出现较大的问题，但当风帽阻力下降、流化出现较大偏差时，特别是从高负荷连续降低负荷的过程中，大量外循环灰对密相区的床层冲击产生了较大的偏差，造成局部床压的不均，这加剧了锅炉床层失稳的出现。
4 、给煤不均。
由于炉膛是单炉膛结构，尺寸较大，流化不均以及其它一些因素的影响，炉内燃烧工况存在一定的差异，控制炉膛出口两侧烟温差，控制汽温偏差在合理范围内，只通过两侧给煤量来调节床温偏差，造成左、右侧给煤量之间存在较大的数值，造成床压的不均，从而对炉内密相区的冲击有较大的偏差，使锅炉两侧床层出现失稳现象。（如图2）
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图2
5 、节约厂用电率的影响。
为了降低厂用电率，同时减少锅炉的磨损速度，我厂目前运行床压相对较低，床压控制在6-7KPa范围，密相区物料相对较少。正常运行时，锅炉运行不会出现大的波动异常，但当锅炉从较高负荷连续快速降负荷时，就会出现床层失稳现象，这是因为：快速降负荷的过程中，原先炉膛内大量的悬浮物料很快回到密相区，对较少的密相区床料产生了较大冲击，对密相区的稳定产生较大的影响，增加了锅炉床层失稳的可能性。
6 、锅炉燃烧自动控制系统跟踪不好。
目前锅炉燃烧自动控制系统稳定性较差，锅炉负荷变化时， 5MW负荷的变化，煤量直接出现30T/h甚至40T/h的上下波动，造成锅炉氧量变化忽高忽低，锅炉总风量7、8万Nm3/h的来回波动，炉膛内悬浮的稀相区物料短时间内大量回落到密相区，密相区大量的床料又在下一瞬间被吹起，进入稀相区，参与炉膛外循环，这对炉膛的物料内、外循环量造成了极大地冲击影响，加剧了锅炉床层失稳的几率。
四、防治措施
1 、负荷变化时特别连续降负荷的过程中，运行人员密切监视锅炉床压的变化趋势，及时调整冷渣器出力，加大锅炉排渣，降低床压，必要时可以先适当增加一次风量，保证床料的正常流化，床压降下来后，再对一次风量进行相关调整。
2 、正常运行过程中特别是高负荷情况下，保持足够的锅炉料层厚度，控制合理的床压，以建立相对稳定的密相区。
3 、根据锅炉实际负荷变化，对一次风量进行动态变化，即一次风量随着负荷的升降在一定范围内进行调整。防止出现一次风量过低出现流化不良、不均现象。
4 、控制炉膛温度偏差的前提下，尽量控制左、右煤量一致，可以通过调整左右侧的风量对温度偏差进行调整。同时，严格控制锅炉给煤的颗粒度，防止出现煤粉整体过粗、过细等比例失调现象。
5 、优化锅炉燃烧自动控制系统，保持锅炉燃烧稳定，减少负荷波动过程循环灰、煤量以及排渣对锅炉的影响。
6 、检修期对炉膛内部的风帽进行全部更换，增加布风板阻力，减少风帽阻力之间偏差。
五、结束语
1、未更换炉膛内的风帽时，对锅炉进行一些调整：高负荷情况下，保持一定高度的锅炉料层，我厂一般控制8KPa左右；涨降负荷时，及时通过调整变化锅炉的一次风量、床压等；严格控制锅炉给煤的颗粒度范围，正常运行过程中，控制两侧的煤量偏差；进一步优化了锅炉自动控制系统，风、煤跟踪变化得到了很好的控制。通过上述一些列的措施，暂时解决锅炉床层失稳问题。
2、利用#2锅炉B级检修期，对炉膛的风帽进行全部更换。目前锅炉燃烧工况运行良好，至今未再出现床层失稳现象，这对保证锅炉的安全稳定运行起到极其重要的作用。
参考文献：
[1]路春美等编著 ，循环流化床锅炉设备与运行（第二版），中国电力出版社 , 2008
[2]蒋敏华，肖平 编著 ，大型循环流化床锅炉技术，中国电力出版社，2009
[3]胡昌华 等 著 ，600MW超临界循环流化床锅炉设备与运行，中国电力出版社，2012
论文作者:马宇
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 18期
论文发表时间:2020/1/16
标签：锅炉论文; 炉膛论文; 风帽论文; 风量论文; 偏差论文; 流化床论文; 负荷论文; 《当代电力文化》2019年 18期论文;