摘要：本文主要针对中煤集团大屯矸石热电厂#4#5循环流化床锅炉技改后在运行中出现返料灰屡次中止的现象，总结处理返料灰中止的原因及控制措施，为保障#4#5循环流化床锅炉安全运行及返料器技术改良提供了重要依据。
关键词：循环流化床；旋风分离器；返料器；返料中止
热电厂#4#5锅炉为EG-75/5.3-M3型循环流化床锅炉，于2013年11月技改结束投入运行，在运行中均出现了返料灰中止的现象，虽然采取了一系列应急处理措施，并没有发生结焦事故，但严重威胁了锅炉安全经济稳定运行。因此深入分析返料器结构及运行工况及造成返料灰中止的各种原因，为运行方式及设备改进提供了依据，以保障锅炉安全稳定运行。
1．返料中止的现象
循环流化床锅炉的物料循环系统对锅炉的安全稳定和经济运行起着决定性的作用。返料中止是制约循环流化床锅炉实现长周期运行的关键问题，严重影响锅炉的安全运行及正常带负荷能力。正常运行中，锅炉负荷在70 -75t/h，主蒸汽压力为5.03mpa，床温控制在920-930℃，炉膛差压在1500-1800pa之间，料层差压保持在8.6-9.0kpa，返料器压力为-300pa。返灰中止时，床温快速上升，料层差压迅速降低至5.5-6.5kpa，炉膛差压迅速降低300-500pa甚至变为负值，返料器压力变正1500pa，最高能达到10000多pa，锅炉负荷降至45-50t/h，甚至更低，主蒸汽压力、主蒸汽温度也随之下降。
2．影响返料中止的主要原因
2.1旋风分离器分离效率
#4#5炉在炉膛与尾部烟道之间布置有两台高温绝热旋风分离器。旋风分离器的上半部分为蜗壳式入口，下半部分为锥形。烟气出口为圆筒形。蜗壳式旋风分离器是一种利用离心力把固体颗粒从含尘气体中分离出来的设备，含尘烟气从顶部切向进入分离器后，在离心力作用下沿轴向贴壁旋转向下运动旋转，下流至圆柱体的底部，粗颗粒将被分离，洁净烟气向上流动，离开旋风分离器。粗颗粒进入回料器。
矸石热电厂主要燃料为选煤厂洗混煤，同时又大量掺烧煤泥，燃料性质较差、燃料颗粒度细，具有灰分含量较大、飞灰颗粒度细、流动性差等特性，燃煤泥的循环流化床锅炉的烟气颗粒浓度是燃煤粒锅炉的4倍左右。因此煤泥锅炉的分离装置须承担比普通锅炉大的多的负荷。#4#5炉由于掺烧大量煤泥，两台高温绝热旋风分离器，具有较高的分离效率分离装置可以捕集50 u m以下的煤泥颗粒，设计分离器蜗壳段筒体与锥体的过渡段采用向下倾斜一定角度的圆滑过渡，能有效防止燃用煤泥时物料在锥体末端的噎塞现象，但实际运行中由于左右燃料特性，掺烧煤泥或分离器安装等方面原因，造成进入左右两侧分离器的烟气流量、含尘量不一致，导致分离效率也不一致。分离效率高的一侧产生的返料灰量就大，就容易使大量返料灰在锥体末端搭桥聚积形成噎塞现象或返料器不能够把分离下来的返料灰全部输送至炉膛内，造成返料灰堵塞在返料器内，使得返料中止或不畅，这也是造成返料中止或不畅的重要原因。
2．2循环物料回送系统
此系统将来自旋风分离器的粗固体颗粒回送至炉膛，它是由布置在旋风分离器固体出口及炉膛后墙固体进口之间的回料器组成。
回料器是利用旋风分离器底部出口的物料来起到回路密封作用的，回料器的作用在于能连续稳定地向炉内返送物料。返送的动能源于回料器上升段和下降段的料位差。回料器用风由单独的两台高压风机负责，正常运行中一运一备，返料风母管设一个至一次冷风管联络门，以控制返料风压。
#4#5炉返料器流化床及风帽布置方式由于安装没有严格按照设计布置风帽，而是错落布置，呈“U”型，风帽落差较大，返料风自风帽风孔喷出后互相影响，影响了小布风板不封均匀或降低了返料风对返灰的作用力，虽经改良，但是不够彻底，仍有部分风帽错落布置。如果燃料灰分较大，而返料风压风量又不足以把返料灰全部输送至炉内，这就容易使大量返料灰逐渐积累在返料器内，造成返料灰堵塞在返料器及立管内，在返料器上部形成“噎嗝”现象从而造成返料中止。
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2．3返料灰温度
运行中返料灰温度越高，返料灰的流动性越好，但同时返料灰的粘性也越大，从表计读取的数值比返料灰实际温度要低一些（根据有关计算大约在30℃左右），如果燃用灰熔点较低的燃料，返料灰就容易在分离器立管及返料器内部发生粘连，造成返料灰轻微结渣，从而导致返料灰中止。
2．4返料系统
分离器或返料器的耐火砖（浇注料）脱落阻塞返料通道、小风室积灰过多、风帽损坏脱落造成流化不良也会造成返料不畅，严重时返料停止。
2.5给煤粒度
严格控制给煤中细颗粒（2mm以下）的比例，如果给煤中细颗粒比例过大，再加上一次风量过大，风速较高，会造成细颗粒在炉膛内不能完全燃烧就被高速气流带至旋风分离器，经过立管进入返料器内，经返料风作用继续燃烧，这也是为什么返料灰温度与床温一致或比床温要高的重要原因。若干灰熔点过低或返料器流化不好，就容易在返料器内形成高温结焦，从而导致返料中止。
3.对返料器的改进
综合以上原因结合#4#5炉实际情况建议对#4#5炉返料器做如下改动：
（1）返料器流化床风帽选型及布置方式要进行优化改良，现在#4#5炉返料器风帽较大，改为在返料器下灰区域的选用稍小一点的风帽，保证返料灰正常流化基础上以减少返料风对下落返灰的阻力。
（2）返料器布风板将现在的“U”布置改为#0#8#9炉返料器布风板形式采用平板型布风板，减少返料器风帽的落差，使返灰连续稳定的进入炉膛。
4．运行调整措施
经过大量的运行调整总结出如下一些调整经验：
（1）当出现轻微返料不畅时，将返料风机增开一台，以增加返料风对返灰的扰动力，待返料正常后应及时恢复，避免长时间高返料风压运行。
（2）根据炉膛差压选择合适的返料风压，因为燃用煤质不同造成灰量多少不一样，当返料灰量少时，相对来说返料风压和风量就大，所以容易产生返料风通过返料灰立管反窜至旋风分离器内，影响分离器效率，甚至影响正常的灰循环。
在处理#4#5炉多次返灰不畅过程中按以上方法取得的效果非常显著，应注意的是在处理返灰不畅时应避免操作幅度过大，使返料大量进入炉膛造成“砸灰”现象的出现。
5.取得的效果
经过采取以上运行调整措施后，返料中止的现象基本没有出现，偶尔出现轻度返料不畅也是因为运行调整不当所致。由于降低一次风量运行，风机电耗、厂用电量也相应降低。料层厚度控制在8.5-9.0kpa，床料流化良好，燃料燃烧充分，燃料不完全燃烧热损失降低，锅炉效率大大提高。
6.结束语：
保证返料灰正常稳定运行是循环流化床锅炉长期运行的关键，返料灰中止给锅炉安全运行带来巨大威胁，只有全面准确分析，找出问题对其合理改进才能把这一隐患彻底消除，提高锅炉运行安全系数。锅炉施工安装应严格把关、杜绝漏风，锅炉运行中运行人员应密切观察、善于分析、积累经验，不断提高操作技术水平，确保锅炉长期安全经济运行。
参考文献：
[1]姜华等. 《循环流化床锅炉应用及事故处理》[D]. 中国水利水电出版社: 2004.
[2]张玉宝等. 《#4#5锅炉运行规程》[Z]. 中煤集团大屯公司发电厂标准化委员会: 2013.
作者简介：
伊绵莲（1982-），女，助理工程师，本科学历，主要从事发电厂锅炉运行工作
论文作者:伊绵莲
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
标签：料器论文; 锅炉论文; 风帽论文; 分离器论文; 流化床论文; 炉膛论文; 旋风论文; 《电力设备》2017年第16期论文;