1、240 t/h燃燒石油焦循環(huán)流化床喘振現(xiàn)象
    蘇丹吉利4期2×55 MW石油焦電站工程采用循環(huán)流化床(CFB)技術(shù)，全燒石油焦，鍋爐由東方鍋爐工業(yè)集團(tuán)公司設(shè)計(jì)制造，主蒸汽流量240 Uh，系單汽包自然循環(huán)、半露天布置循環(huán)流化床鍋爐，采用單爐膛、絕熱式旋風(fēng)分離器、永冷式滾筒出渣機(jī)、全鋼結(jié)構(gòu)爐架。鍋爐采用平衡通風(fēng)，從一次風(fēng)機(jī)出來的空氣分成兩路送入爐膛：第一路，經(jīng)一次風(fēng)窄氣預(yù)熱器加熱后的熱風(fēng)進(jìn)入爐膛底部的水冷風(fēng)室，通過布置在布風(fēng)板上的風(fēng)帽使床料流化，并形成向上通過爐膛的氣固兩相流；第二路，熱風(fēng)經(jīng)給料增壓風(fēng)機(jī)后，用于爐前給料裝置。
    二次風(fēng)機(jī)供風(fēng)也分為兩路；第一路經(jīng)空預(yù)器加熱后的二次風(fēng)直接經(jīng)爐膛下部前后墻的二次風(fēng)箱分二層送入爐膛；第二路，一部分未經(jīng)預(yù)熱的冷二次風(fēng)作為給料皮帶的密封用風(fēng)。
煙氣及其攜帶的同體粒子離開爐膛，通過布置在水冷壁后墻上的分離器進(jìn)口煙道迸入旋風(fēng)分離器，在分離器里絕大部分物料顆粒從煙氣流中分離出來，另一部分煙氣流則通過旋風(fēng)分離器中心筒引出，由分離器出口煙道引至尾部豎井煙道，從前包墻上部的煙窗進(jìn)入并向下流動(dòng)，沖刷布置其中的水平對(duì)流受熱面管組，將熱量傳遞給受熱面，而后煙氣流經(jīng)管式空氣預(yù)熱器進(jìn)入除塵器，最后，由引風(fēng)機(jī)抽進(jìn)煙囪，排入大氣。
    富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    2009年2月對(duì)鍋爐進(jìn)行冷態(tài)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：鍋爐在空床時(shí)（無循環(huán)物料），啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)，鍋爐本體不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)鍋爐爐膛微正壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)鍋爐后墻29 m范圍處存在振動(dòng)，振動(dòng)方向：從鍋爐內(nèi)部向外來回振動(dòng)，振動(dòng)幅度：3～6 mm，振動(dòng)頻率約為60 Hz:在鍋爐運(yùn)行時(shí)，當(dāng)爐膛處于微負(fù)壓，發(fā)現(xiàn)鍋爐后墻的振動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)移，僅在鍋爐的前墻29 m范圍處存在振動(dòng)，振動(dòng)方向：從鍋爐內(nèi)部向外來回振動(dòng)，振動(dòng)幅度：3～6 rnm，振動(dòng)頻率約為：60Hz。
    以往的研究發(fā)現(xiàn)鍋爐在周期性振動(dòng)的交變應(yīng)力作用下，極易產(chǎn)生大面積的疲勞損傷，并發(fā)生水冷壁爆管，這在國內(nèi)已有先例，所以，應(yīng)重視呼吸式交變振動(dòng)對(duì)鍋爐的影響。
    初步試驗(yàn)和調(diào)查分析后，認(rèn)為產(chǎn)生振動(dòng)激振源因素為：
    (1)以河沙作為流化床料難以均勻流化，容易產(chǎn)生溝流即產(chǎn)生脈動(dòng)，可能足振動(dòng)激振源，投入石油焦后其床科的粒徑分布有變化，床料更易流化。
    (2)布風(fēng)板設(shè)計(jì)阻力較小，對(duì)一次風(fēng)風(fēng)壓脈動(dòng)的過濾能力差，可能是振動(dòng)激振源。
    (3)鍋爐前后墻水冷壁剛性較差，抗脈動(dòng)能力弱．
    (4)需要監(jiān)測(cè)、調(diào)整鍋爐爐頂拉桿的扭矩，保證鍋爐受力均勻，增加抗衡振動(dòng)的能力。
    (5)一次風(fēng)風(fēng)機(jī)選型偏大，工作可能不穩(wěn)定區(qū)，風(fēng)壓可能產(chǎn)生脈動(dòng)，可能是激振源。
   (6)增壓風(fēng)機(jī)有可能將風(fēng)壓脈動(dòng)放大。
   為此，逐一對(duì)上述問題進(jìn)行了試驗(yàn)和調(diào)整。
2、爐膛喘振的分析和解決
2.1風(fēng)機(jī)引起的鍋爐振動(dòng)分析和解決
    通過對(duì)鍋爐機(jī)組運(yùn)行大量的調(diào)查發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)脈動(dòng)是引起鍋爐振動(dòng)的原因之一。
    由于風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)原因，一次風(fēng)機(jī)內(nèi)氣流壓力在低負(fù)荷下的脈動(dòng)較大，一般爐膛采取增加剮性的設(shè)計(jì)措施，來抗衡這種振動(dòng)：實(shí)際鍋爐爐膛發(fā)生振動(dòng)時(shí)，是由其爐膛內(nèi)部靜壓的變化（以下稱壓力脈動(dòng)）導(dǎo)致的，正常情況下其振動(dòng)不大。若出現(xiàn)了異常振動(dòng)，可能的原因是：爐內(nèi)壓力脈動(dòng)高于正常值：爐膛結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低于正常值。
    壓力周期脈動(dòng)時(shí)，其脈動(dòng)幅值就大；壓力脈動(dòng)頻率不規(guī)則時(shí)，其脈動(dòng)幅值就小，離心風(fēng)機(jī)在小流量和小開度運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)出口壓力脈動(dòng)高，眾所周知，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T468-2004《電站鍋爐風(fēng)機(jī)選型和使用導(dǎo)則》7.3條中規(guī)定“離心風(fēng)機(jī)應(yīng)避免調(diào)節(jié)門開度在30%以下長(zhǎng)期運(yùn)行”，
    根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，增加一個(gè)一次風(fēng)、二次風(fēng)冷風(fēng)聯(lián)絡(luò)管和控制風(fēng)門，將一次風(fēng)的一部分冷風(fēng)通過這個(gè)旁路與二次風(fēng)系統(tǒng)連接，運(yùn)行時(shí)，打開旁路，可以增加一次風(fēng)總流量，使一次風(fēng)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行流量增加后，可以避開30%以下的不穩(wěn)定流量區(qū)，一次風(fēng)的風(fēng)壓波動(dòng)將大幅減小。
    通過熱態(tài)運(yùn)行觀察：鍋爐在100%負(fù)荷下，一次風(fēng)機(jī)的開度38%，鍋爐在60%負(fù)荷下，當(dāng)一次風(fēng)機(jī)的開度在25%時(shí)，出現(xiàn)風(fēng)機(jī)本體振動(dòng)，為此要避開該點(diǎn)在27%開度下運(yùn)行，風(fēng)機(jī)本體振動(dòng)在其要求范圍內(nèi)。
    因此認(rèn)為：增加一、二次風(fēng)的聯(lián)絡(luò)門對(duì)一次風(fēng)的風(fēng)壓波動(dòng)，對(duì)減少鍋爐喘振的現(xiàn)象是有效的。
2.2床料流化不良引起鍋爐的周期脈動(dòng)的分析和解決
    對(duì)流化床鍋爐而言，在布風(fēng)阻力較小時(shí)，又采用難以流化的床料，通常會(huì)產(chǎn)生床料的穿孔，形成溝流現(xiàn)象，溝流將形成不穩(wěn)定的流化現(xiàn)象，產(chǎn)生震蕩，這樣也會(huì)形成床料流化的周期性振動(dòng)，
    合理的布風(fēng)板阻力是穩(wěn)定流化的基礎(chǔ)條件，布風(fēng)板阻力大，將消耗大量的一次風(fēng)能量，但布風(fēng)板阻力小，將產(chǎn)生氣流不均勻，造成流化不良，產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，成為一種激振源，在熱態(tài)時(shí)容易結(jié)焦。
    冷態(tài)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：鍋爐在2萬風(fēng)量的情況下，爐內(nèi)的床料有輕微鼓泡，在6萬風(fēng)量的情況下，床料的流化順序從左至右，但爐膛內(nèi)靠前墻的床料不流化。初步判斷，布風(fēng)板阻力太小，造成床料流化不均，甚至出現(xiàn)溝流現(xiàn)象，
    現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，兩臺(tái)鍋爐布風(fēng)板空板實(shí)際阻力太小，沒有達(dá)到設(shè)計(jì)的要求(原設(shè)計(jì)的參數(shù)，冷態(tài)：3.2 kPa，熱態(tài)：4.8 kPa)。
  #1爐布風(fēng)板阻力：2.2 kPa（冷態(tài)），風(fēng)量124lKNm3/h;#2爐布風(fēng)板阻力：1.7 kPa（冷態(tài)）．風(fēng)量124kNm3/h．
    根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果和以往的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為高的布風(fēng)板阻力是對(duì)付河沙難以流化的有力手段。檢查發(fā)現(xiàn)本鍋爐采用兩種風(fēng)帽：鐘罩風(fēng)帽和7字型定向風(fēng)帽，這里又存在阻力匹配的問題需，要統(tǒng)一考慮，
    經(jīng)研究，決定在風(fēng)帽的入口，用∮l6的不銹鋼圓柱（耐高溫，抗氧化）進(jìn)行有限堵塞，減少入口面積，增加風(fēng)帽阻力．即在靠鍋爐前墻的兩排風(fēng)帽、兩側(cè)和后墻的一排風(fēng)帽在風(fēng)帽入口只安裝一條不銹鋼棍，增加風(fēng)帽阻力，布風(fēng)板中間其余的風(fēng)帽，在風(fēng)帽入口安裝兩條不銹鋼棍。改造后，鍋爐的布風(fēng)板阻力，冷態(tài)：由原來的1.7 kPa調(diào)整為現(xiàn)在的2.8 kPa．風(fēng)量124kNm3/h，發(fā)現(xiàn)流化變好，鍋爐的溝流現(xiàn)象大大減少，同時(shí)鍋爐在冷態(tài)的喘振幅度從3—6 mm減小到1～3 mm。
    同時(shí)將增壓風(fēng)機(jī)的壓頭由13 kPa增加到15 kPa。觀察其對(duì)鍋爐振動(dòng)基本無影響．
2.3剮性梁連接銷間隙調(diào)整
    調(diào)整連接銷釘間隙：原來1.5 mm．現(xiàn)在0.5 mm，同時(shí)增加剛性梁的校正桿，但對(duì)鍋爐振動(dòng)來講效果不明顯．
    現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，鍋爐剛性梁較小，橫截面偏小，抗彎彈性模量較小，調(diào)整比較困難．通過計(jì)算，對(duì)鍋爐剛性梁強(qiáng)度較弱的部位(標(biāo)高7.9 m、17.6 m、34 m)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加固．
    鍋爐熱態(tài)情況下在26～29 m標(biāo)高處的喘振最大幅度為2 mm左右．
    這種情況下，經(jīng)與鍋爐廠商榷，在鍋爐標(biāo)高10.5m、18m、29.57 m處，四個(gè)角加裝角接連接板。取得了滿意的效果，鍋爐的呼吸振動(dòng)從根本上消除，得到了業(yè)主的認(rèn)同．
3、結(jié)論
    CMEC承包的蘇丹吉里項(xiàng)目的240 t/h燃燒石油焦流化床采用河沙作為床料，由于河沙的密度較大，容易在密相區(qū)底部沉積，影響流化而產(chǎn)生溝流，容易出現(xiàn)周期性的振動(dòng)。另外，風(fēng)機(jī)選型偏大，易產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，鍋爐局部剛性粱強(qiáng)度較弱等問題。造成了鍋爐出現(xiàn)呼吸式喘振，通過增加一二次風(fēng)道之間的聯(lián)絡(luò)風(fēng)門和增加布風(fēng)板的阻力，及增加鍋爐爐墻的強(qiáng)度、加裝角型連接板等措施，消除了鍋爐的呼吸式振動(dòng)，同時(shí)也說明了鍋爐振動(dòng)的因素較多，解決要從多方面考慮。