循环流化床锅炉增大负荷解决方案

Alexandria2020

循环流化床锅炉增大负荷解决方案

前言：
一些循环流化床锅炉自投产以来有记录的最大连续实际出力从未达到铭牌额定出力，先天出力不足；一些循环流化床锅炉使用多年后最大连续实际出力逐渐下降；一些循环流化床锅炉燃用的煤种变好后最大连续实际出力显著下降；一些循环流化床锅炉打多道防磨梁后最大连续实际出力显著下降；出现上述情况的循环流化床锅炉不能满足企业最大蒸汽量的需要，企业从生产需要希望将这些出力已经下降的循环流化床锅炉的最大连续出力提高到铭牌额定出力，或提高到满足生产需要的某一蒸汽量。
一、影响负荷的原因分析
1、水冷壁受热面吸热不足
水冷壁受热面吸热不足是导致锅炉负荷较低的主要原因，一些循环流化床锅炉自投产以来有记录的最大连续实际出力从未达到铭牌额定出力，先天出力不足就证明了这一点。
2、分离器的效率问题
通常循环流化床锅炉分离器的分离效率较低循环灰量较少也是影响锅炉负荷较低的主要原因。如果燃煤的灰分较大，对锅炉运行参数进行分析，如果锅炉炉膛差压尚能达到 800-1000KPa,对应当前的锅炉最大连续出力可 观，说明分离器的效率不算很低；如果锅炉炉膛差压只能达到 300-600KPa,飞灰量大且较粗，说明分离器的效率较低。如果燃煤的灰分较小，对锅炉运行参数进行分析，如果锅炉炉膛差压尚能达到 300-500KPa,对应当前的锅炉最大连续出力较小，飞灰量较细，说明分离器的效率不算很低，主要是循环倍率低。
3、循环倍率问题
一些循环流化床锅炉燃用的煤种变好后灰分较小导致循环倍率显著下降从而出现最大连续实际出力显著下降。一般来说，在循环倍率的调整方面仍有潜力。可以人工增大循环灰量使锅炉循环倍率提高（同时保持较大的返料风量和返料风压），炉膛差压也有所提高，以此影响锅炉出力的提高。
4、风机的风量问题
一次风机、二次风机、返料风机、引风机多风量的配合是产生循环流化床锅炉炉内物料循环的动力，风量不足也会影响到锅炉的实际出力。
1）一次风机、二次风机的风量问题对锅炉运行参数进行分析，烟气氧量尚能达到 5-6%，就说明了一次风量和二次风量的总和能够满足锅炉运行的需要且略有富裕；床温控制到950℃能够长期连续运行，说明了一次风量是能够满足锅炉运行的需要。
2）引风机的风量问题对锅炉运行参数进行分析，炉膛出口烟气压力尚能达到-300 至-30Pa，说明了引风量能够满足锅炉运行的需要且略有富裕。当将烟气氧量优化调整到 3.5%（操作上是调小二次风量），引风机引风量的富裕度就更会大。


5、床温的问题
一般来讲循环流化床锅炉床温越高辐射热越强，锅炉出力越大。对锅炉运行参数进行分析，床温已经 950-980℃不能再升高了（也就是说煤量不能增加了）。增大燃煤量和增大一次风量是增大负荷的方法，增大燃煤量会使床温升高，增大一次风量会使床温降低，最后床温和负荷维持在一个相对稳定的水平上。床温从 950-980℃再升高就有床料结焦的危险。
二、增大负荷的技术方案
当锅炉的最大连续实际出力下降较多时，建议对锅炉增大负荷应当分两步走，第一步增大负荷 6-8%，第二步是在实现了负荷增大到 6-8%以后再增大负荷到 8-15%。
1、增大前后墙水冷壁受热面吸热量

CFB 锅炉由四面垂直墙（管子）组成的垂直水冷壁（管排）是锅炉重要的受热面，高度几十米，水平的矩形截面周长也有几十米，是保证 CFB 锅全高效运行的重要部件。现行的循环流化床锅炉内四面垂直水冷壁（墙）由受热面管子与在管子间设置的扁钢焊接成管排，学名称膜式水冷壁，俗称鳍片（式）水冷壁；膜或鳍片指的就是焊在水冷壁管子间的扁钢。通常循环流化床锅炉制造出厂时鳍片都是平板式的如图所示，平板式鳍片与相临管子表面形成一垂直方向的凹槽（凹槽的水平截面类似梯形）。实践已证明，循环流化床锅炉（CFB 锅炉）在运行中产生自上而下的大流量的紧贴垂直水冷壁管排表面及管间凹槽的贴壁灰流冲刷着垂直水冷壁管排表面及管间凹槽，使水冷壁受热面管子表面存在着类似的对流换热。强化了水冷壁传热的方法：在炉膛出口以下前后墙水冷壁区域采用循环流化床锅炉水冷壁专利技术-循环流化床锅炉水冷壁п、E 型鳍片，克服了现行平板式鳍片存在的吸热差的缺点，又有独特的创新设计，其突出优点有：1）. п、E 型鳍片改变了紧贴垂直水冷壁管排表面及管间凹槽的贴壁灰流的流动方向。2）. п、E 型鳍片改变了紧贴垂直水冷壁管排表面及管间凹槽的贴壁灰流的流层纵向和横向厚度。3）. 当炉内沿平板式鳍片（形成的管间凹槽）大流量贴壁灰流碰到п、E 型鳍片时则灰流被阻挡大多离开平板式鳍片（凹槽），使贴壁灰流有所减速并沿п、E 型鳍片表面流动，强化了水冷壁传热。结合锅炉的实际情况，强化水冷壁吸热方案一般采用 T 型和п型鳍片专利技术。自炉膛出口下缘以下至下部耐火材料终结处以上的前后墙水冷壁区域采用 T 型和п型鳍片技术。在水冷壁表面上没有任何焊接。T 型和п型鳍片采用耐热耐磨钢板，耐温 1000℃，耐磨 3 年以上。平板式鳍片水冷壁横截面（水平面） 图示п式鳍片水冷壁横截面（水平面） 图示水冷壁横截面（水平面） 图示E式鳍片设计人：张 全 胜（身份证号 142128196403291511）二〇〇七年九月十八日

2、增大 4 个直角部位水冷壁受热面吸热量

本技术方案采用专利技术-流化床锅炉内直角处防磨结构强化传热。电站循环流化床锅炉炉膛如同一个长方体,四面炉墙由无缝钢管排和扁钢焊接而成，四面炉墙的每两面墙形成一个直角。循环流化床锅炉（CFB 锅炉）在运行中产生自上而下的大流量的紧贴垂直水冷壁管排表面及管间凹槽的贴壁灰流冲刷着垂直水冷壁管排表面及管间凹槽。理论和实践证明，循环流化床锅炉在运行中产生自上而下的大流量的紧贴水冷壁管排表面的贴壁灰流冲刷着水冷壁管排表面，生产实践证明炉墙拐角处的 4 根管子受到两面墙贴壁灰流冲刷的叠加，受到横向和纵向的灰流冲刷的叠加，拐角处的几根管子表面产生了较严重磨损同时传热也大大增强。这种拐角处管子的磨损现象比较普遍，几乎所有的流化床锅炉都存在。本方案采用的专利技术-流化床锅炉内直角处防磨结构在解决磨损问题的同时也大大强化了传热。在水冷壁表面上没有任何焊接。结构采用耐热耐磨钢板，耐温 1000℃，耐磨 3 年以上。案例图示：

3、调整锅炉循环倍率法
可以人为增大循环灰量调整锅炉循环倍率（同时增大返料风量），炉膛差压可以达到 1000-1500KPa，床温会有所降低给煤量就可以加大，锅炉最 大连续出力会有所提高但不能作为唯一方法和主要方法，只能作为辅助方法。作为辅助方法效果还是显著的。
4、料层适当调高法
料层适当调高即保持一次风量不变时降低冷渣器转速，风室压力会缓慢上升，以风室压力不超过 10-13KPa 为宜（大机组取上限）。料层适当调高床温会降低一些，给煤量就可以有所加大，此法只是强调料层不要过低（床温较高不利于加煤）。
三、增大锅炉负荷的施工方案
1、增大水冷壁受热面吸热量的施工方案
1、施工材料、器具人员准备。主要是耐热耐磨钢板、不锈钢焊条、烘干机、焊条保温桶、照明设施、安全设施等。2、炉膛搭设和拆除满堂架子。3、耐热耐磨钢板的焊接，约数千米焊缝。在水冷壁表面上没有任何焊接。4、从底渣中筛分约 10-15 吨细灰。筛分、装袋、搬运（百米远）、堆放、加料。与 3 同时工作。
2、调整锅炉循环倍率的实施方案
人为增大循环灰量的工作首先将锅炉排出的底渣过孔径φ0.8 筛孔的筛子，筛出 10-20 吨细渣（里边含有大量的随底渣排出的循环灰），将这些67 细渣抛撒到煤场，使这些随煤进入锅炉可以人工增大循环灰量使锅炉循环倍率提高（同时增大返料风量），炉膛差压也有所提高，以此影响锅炉出力的提高。观察锅炉负荷变化（增大）。
3、增大 4 个直角部位水冷壁吸热量施工方案
采用专利技术流化床锅炉拐角部位的防磨结构同时强化传热，在流化床锅炉每个拐角处的四根垂直受热管子间的密封扁钢上焊接导流扁钢，密封扁钢（锅炉厂的鳍片）与导流扁钢为垂直焊接，两侧皆满焊，导流扁钢的表面与受热管子表面平齐。为实现上述目的，采取下述施工方案：1）先在每两侧墙靠近拐角线的第二根管子的密封扁钢上焊接导流扁钢。2）在流化床锅炉每个拐角处的四根垂直受热管子间的密封扁钢上焊接导流扁钢。3）导流扁钢与受热管子间的密封扁钢的焊接为垂直焊接且自炉膛底部至炉顶满焊，不能中断，两侧皆满焊。采用了 5 道垂直导流扁钢，对横向和纵向的贴壁灰流进行导流，减轻了管子的横向和纵向的灰流冲刷因而减轻了磨损同时强化了传热。
四、增大锅炉负荷的施工工程量
1、炉膛搭设和拆除满堂架子。炉膛体积：宽 米*深 米*高 米。2、约数千米焊缝（不锈钢焊缝）。耐热耐磨钢板数吨，不锈钢焊条近 1 吨。3、从低渣中筛分约 10-15 吨细灰。筛分、装袋、搬运（百米远）、堆放、加料。4、调试与技术服务。
五、增大锅炉负荷的施工工期
1、炉膛搭设和拆除满堂架子，约 1-2 天。
2、约数米焊缝（不锈钢焊缝），约 10-15 天。
3、从底渣中筛分约 10-15 吨细灰，同时完成。
4、调整试验，约 3-5 天。


内容来源：锅炉圈