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1、鍋爐簡(jiǎn)介
    天津石化熱電工程鍋爐是由福斯特惠勒公司提供，420t/h高溫超高壓、單筒橫置式、單爐膛、自然循環(huán)、全懸吊結(jié)構(gòu)、全鋼架，c型布置，且鍋爐采用緊身封閉。爐膛采用由焊接的鰭片管屏組成的氣密全膜式水冷壁，爐膛底板由上面襯有耐火材料的膜式水冷壁結(jié)構(gòu)制成。鍋爐中部是緊湊型水冷旋風(fēng)分離器，尾部豎井煙道布置兩級(jí)三組對(duì)流過(guò)熱器，過(guò)熱器下方布置兩組光管省煤器及一、二次風(fēng)各兩組空氣預(yù)熱器。
1.1主要設(shè)計(jì)參數(shù)
   額定蒸發(fā)量420 t/h額定蒸汽壓力12，5 MPa
   額定蒸汽溫度540℃給水溫度215℃
   冷風(fēng)溫度12.7℃排煙溫度147℃
   設(shè)計(jì)燃料消耗量39.17 t/h鍋爐計(jì)算效率92．58%
1.2系統(tǒng)概述
    鍋爐采用了循環(huán)流化床燃燒技術(shù)。在燃燒系統(tǒng)中，給煤機(jī)將煤送入落煤管進(jìn)入爐膛，鍋爐燃燒所需空氣分別由一、二次風(fēng)機(jī)提供。一次風(fēng)機(jī)送出的空氣經(jīng)一次風(fēng)空預(yù)器預(yù)熱后，分為兩路：一路由左右兩側(cè)風(fēng)道引入爐下水冷風(fēng)室，通過(guò)水冷布風(fēng)板上的風(fēng)帽進(jìn)入爐膛；另一路由爐膛前后墻直接進(jìn)入爐膛。二次風(fēng)機(jī)送出的風(fēng)經(jīng)過(guò)二次風(fēng)空預(yù)器預(yù)熱后，通過(guò)分布在爐膛前后墻上的噴口噴入爐膛，補(bǔ)充空氣，加強(qiáng)擾動(dòng)與混合。燃料在爐膛內(nèi)與流化狀態(tài)下的循環(huán)物料摻混燃燒，床內(nèi)濃度達(dá)到一定后，大量的物料在爐膛內(nèi)呈中間上升，貼壁下降的內(nèi)循環(huán)方式，沿爐膛高度與受熱面進(jìn)行熱交換，隨煙氣飛出爐膛的眾多細(xì)小物料經(jīng)過(guò)緊湊型水冷旋風(fēng)分離器，絕大部分物料又被分離出來(lái)，由返料腿“J”閥返回爐膛下部，再次實(shí)現(xiàn)循環(huán)燃燒。而比較潔凈的煙氣通過(guò)轉(zhuǎn)向室、高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、省煤器、一、二次風(fēng)空預(yù)器由尾部煙道排出。水冷布風(fēng)板把水冷風(fēng)室和燃燒室相連，布風(fēng)板上均勻布置了風(fēng)帽，用來(lái)均勻流化床料；床下配有2只風(fēng)道燃燒器；通過(guò)向爐內(nèi)添加石灰石，能夠顯著降低S02的排放；采用低溫、分級(jí)供風(fēng)的燃燒能夠顯著抑制NOx的生成}其灰渣活性好，具有較高的綜合利用價(jià)值；鍋爐左右側(cè)布置有二臺(tái)流化床型風(fēng)水聯(lián)合選擇式冷渣器，底渣由刮板式除渣機(jī)運(yùn)至渣倉(cāng)。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、調(diào)試中存在的問(wèn)題及改進(jìn)
2.1管燃器筒壁燒損
    鍋爐初次點(diǎn)火過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，床下管燃器筒壁局部出現(xiàn)高溫，尤其在高油壓時(shí)，人孔附近燒損嚴(yán)重，但此時(shí)風(fēng)室溫度并沒(méi)有超過(guò)982℃。經(jīng)分析點(diǎn)火筒被燒壞的原因如下：①管燃器人孔比較靠近油槍的燃燒區(qū)，由于人孔密封不嚴(yán)，導(dǎo)致火焰偏斜，不斷沖刷人孔附近，使得人孔處溫度越來(lái)越高，引起人孔處的耐火磚、耐火材料過(guò)熱，被燒壞；②管燃器保溫層澆注質(zhì)量不過(guò)關(guān)，保溫層有裂縫，且保溫澆注與管燃器筒壁分離，高溫?zé)釤煔馔ㄟ^(guò)縫隙直接加熱管燃器筒壁金屬壁面。最終使得筒壁燒紅變形；③點(diǎn)火風(fēng)、混合風(fēng)不足是由進(jìn)風(fēng)室的熱一次風(fēng)管調(diào)門(mén)漏風(fēng)量大引起的，在流化風(fēng)量一定時(shí)，熱一次風(fēng)管上的調(diào)門(mén)漏風(fēng)量越大，進(jìn)入管燃器的風(fēng)量將越小。
    通過(guò)停爐后將床下兩只管燃器全部重新澆筑、烘烤l改變?nèi)丝孜恢茫ìF(xiàn)改在管燃器末端，靠近風(fēng)室），人孔門(mén)加擋圈密封，減少漏風(fēng)量；點(diǎn)火后流化風(fēng)量提高至90～100t/h，加大燃燒風(fēng)、周界風(fēng)風(fēng)量；采用小油槍霧化片1000kg/h(設(shè)計(jì)油槍出力2800kg/h)、降低油壓，減少油槍出力來(lái)降低燃燒筒內(nèi)熱負(fù)荷。管燃器經(jīng)過(guò)兩次點(diǎn)火除發(fā)現(xiàn)點(diǎn)火筒內(nèi)壁只有少量脫落，但不影響正常點(diǎn)火。
2.2冷渣器排渣困難
    本爐配置了兩臺(tái)選擇型冷渣器，由于該型冷渣器的出力可設(shè)計(jì)很大，冷卻效果好。因此，國(guó)內(nèi)外大型CFB鍋爐均選用此型設(shè)備。但是在試運(yùn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)冷渣器排渣不暢，造成床壓逐漸升高，為保證爐膛中物料呈流化狀態(tài)不得不提高一次風(fēng)機(jī)的出力。甚至由于冷渣器旋轉(zhuǎn)給料閥不能運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致床壓過(guò)高，被迫停爐。
    分析原因是由于運(yùn)行中使用的煤質(zhì)比較差，發(fā)熱量低，灰分和入爐煤粒徑也比較大，而且煤中煤矸石的含量較高，排渣量大，排渣失控，沒(méi)有建立冷渣器的進(jìn)渣與出渣的平衡。冷渣器是按一定的物料平衡設(shè)計(jì)的當(dāng)冷渣器進(jìn)渣失控時(shí)，大量的熱渣快速進(jìn)入冷渣器，而當(dāng)時(shí)的冷渣器的冷卻風(fēng)又不足以將熱渣冷卻到設(shè)計(jì)溫度，從而造成排渣溫度升高。同時(shí)，當(dāng)選擇室進(jìn)渣量較大時(shí)，大量的未燃燒煤粒會(huì)隨著渣流涌入選擇室，造成冷渣器內(nèi)的物料不能均勻流化，也不能使物料得到良好的冷卻。因此在流化不好的局部發(fā)生可燃物的再燃和結(jié)焦，造成選擇室過(guò)渣口的堵塞，進(jìn)而使冷渣器停運(yùn)。
    因此，在運(yùn)行中，首先是控制入廠煤的質(zhì)量，盡量減少煤矸石含量，調(diào)整好破碎機(jī)的間隙，從而控制入爐煤粒徑分布。其次根據(jù)爐膛床壓盡量做到少量多次均勻排渣，避免將冷渣器選擇室壓死。最后，應(yīng)平穩(wěn)緩慢地開(kāi)啟輸渣風(fēng)門(mén)，切忌大起大落，以免造成冷渣器內(nèi)積渣過(guò)高，準(zhǔn)確而平穩(wěn)地控制鍋爐排渣風(fēng)壓的大小來(lái)控制鍋爐的排渣量，建立冷渣器的進(jìn)渣與出渣的平衡。這樣有利于保持冷渣器內(nèi)物料的均勻流化，并能使熱物料得到良好的冷卻，避免在冷渣器內(nèi)結(jié)焦，減輕冷渣器內(nèi)的磨損等。調(diào)試過(guò)程中按以上所述為指導(dǎo)思想，逐漸摸清了冷渣器的熱態(tài)特性，實(shí)現(xiàn)了冷渣器的平穩(wěn)進(jìn)渣和順利輸渣、排渣，提高了循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。
2.3各類(lèi)膨脹節(jié)的破損
    CFB鍋爐的各類(lèi)非金屬和金屬膨脹節(jié)的分布遠(yuǎn)多于常規(guī)鍋爐，它們對(duì)鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能產(chǎn)生著最直接的影響。比如說(shuō)高壓的流化風(fēng)機(jī)出口膨脹節(jié)一旦破裂，就無(wú)法正常形成流態(tài)化燃燒過(guò)程。而流化效果的喪失，意味著結(jié)焦和被迫停爐。因此膨脹節(jié)破損的防止措施十分重要，其具體方法按照原因的不同可分別予以處理：返料腿等高溫膨脹節(jié)處，如因熱燒損變形可增加冷卻風(fēng)源密封和冷卻；膨脹節(jié)，則可更換或加工處理加大膨脹可位移量，滿足膨脹裕量要求；如因耐火澆筑料開(kāi)裂或脫落造成外圈燒損，可直接處理耐火密封；一些膨脹節(jié)由于內(nèi)部采用了簡(jiǎn)單相對(duì)式單層密封環(huán)的，可改造成多環(huán)的迷宮式密封方案；如因內(nèi)部介質(zhì)局部異常高溫或溫度波動(dòng)引起膨脹不良，可適當(dāng)降低局部溫度、穩(wěn)定介質(zhì)溫度水平；高壓側(cè)膨脹節(jié)如因震動(dòng)和不對(duì)中原因產(chǎn)生問(wèn)題時(shí)，可局部適當(dāng)兩側(cè)相對(duì)單項(xiàng)定位，消除三維攢動(dòng)和震動(dòng)，調(diào)整兩側(cè)相對(duì)位置對(duì)稱適中，同時(shí)改善密封件的纖維質(zhì)強(qiáng)度；有些膨脹節(jié)由于內(nèi)部漏灰串入內(nèi)部膨脹間隙限制了位移量的話，需清理后在內(nèi)部焊一些局部止灰窄條，效果不錯(cuò)。本工程鍋爐在整套試運(yùn)期間，床上一次風(fēng)、二次風(fēng)以及高壓流化風(fēng)的部分膨脹節(jié)破裂。經(jīng)甲方將各風(fēng)管道上的膨脹節(jié)更換為強(qiáng)度更高的，或在相應(yīng)風(fēng)管道上設(shè)置補(bǔ)償器，風(fēng)道上膨脹節(jié)破裂問(wèn)題圓滿得到解決。
2.4煤倉(cāng)堵煤
    由于入爐煤水分較高、煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)不合理、煤倉(cāng)內(nèi)襯不良導(dǎo)致煤倉(cāng)下煤不暢，經(jīng)常堵煤、斷煤，煤倉(cāng)內(nèi)壁掛煤有時(shí)達(dá)到2米厚，使其有效容積大大減小，導(dǎo)致煤倉(cāng)上煤時(shí)間間隔短，甚至出現(xiàn)空倉(cāng)，若處理不當(dāng)容易造成煙氣反竄，使給煤機(jī)皮帶燒毀，嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行。
    鍋爐原設(shè)計(jì)配有四臺(tái)原煤倉(cāng)，容積275立方米，鋼板制成，形狀為方錐形，內(nèi)襯不銹鋼板。煤倉(cāng)下部收口成方筒，安裝電動(dòng)插板門(mén)，連接天方地圓下煤斗，煤斗再次收口成圓筒接至給煤機(jī)入口。煤斗倉(cāng)壁安裝8臺(tái)空氣炮來(lái)疏松積煤。
    從運(yùn)行情況看，煤倉(cāng)堵煤嚴(yán)重，空氣炮疏松不明顯，后連續(xù)進(jìn)行疏通仍不見(jiàn)效，只有進(jìn)行人工敲擊，入爐煤水分高時(shí)更加嚴(yán)重。建議甲方在煤倉(cāng)內(nèi)部安裝表面光滑的超高分子聚乙烯襯板，對(duì)煤倉(cāng)下部煤斗進(jìn)行改造，將插板門(mén)下移至給煤機(jī)接口處，將插板門(mén)上下煤斗去掉，在鋼煤斗下安裝天方地圓煤斗。此外，要嚴(yán)格控制給煤水分在7%以下，煤倉(cāng)增加疏松機(jī)和捅煤孔。合理全面利用上述的改進(jìn)辦法，煤倉(cāng)堵煤?jiǎn)栴}必將徹底解決。
2.5鍋爐安裝時(shí)注意幾點(diǎn)事項(xiàng)
    ①保溫耐火材料施工時(shí)一定注意保證配水量，施工中制模非常重要，保證拆模后能夠與圖紙相符，膨脹縫嚴(yán)格控制好，在烘爐中排濕孔一定開(kāi)好，保證徹底排濕。對(duì)于拐角部位一定注意，對(duì)拐角部位內(nèi)筋強(qiáng)度，最好使用澆注料形成一個(gè)整體，防止裂紋脫落。
  ②低溫烘爐結(jié)束后，需要聯(lián)合檢查組進(jìn)行全面細(xì)致的耐火澆筑料檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)補(bǔ)救。如大面積局部區(qū)域出現(xiàn)大的耐火脫落、縱深寬大裂縫，則必須進(jìn)行全面整修和局部再次的烘爐處理。③提高入廠煤的質(zhì)量，控制入爐煤粒徑分布，根據(jù)爐膛床壓盡量做到少量多次均勻排渣，且平穩(wěn)地控制鍋爐排渣風(fēng)壓的大小來(lái)控制鍋爐的排渣量，從而建立冷渣器的進(jìn)渣與出渣的平衡。除此之外，爐膛排渣口處一定圓滑，該處風(fēng)帽外孔要加大，各冷卻室內(nèi)澆注料光滑、流暢。④非金屬膨脹節(jié)安裝時(shí)最重要的是控制錯(cuò)位安裝尺寸，保證有足夠的膨脹量。選用產(chǎn)品廠家時(shí)要注意其參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求。膨脹節(jié)內(nèi)部填料的填充和外部環(huán)境非常重要，一定滿足其運(yùn)行要求。特別注意水冷風(fēng)室處膨脹節(jié)不要因?yàn)闊犸L(fēng)泄漏將非金屬膨脹節(jié)燒毀。⑤修建干煤棚、控制給煤水分在7%以下、煤倉(cāng)增加疏松機(jī)、空氣炮、捅煤孔、擴(kuò)大下煤口口徑、增大煤倉(cāng)壁面角度、更換光滑的塑形板或不銹鋼板內(nèi)襯，都是防止堵煤的有效方法，如果能夠合理地全面加以應(yīng)用必將帶來(lái)理想的效果。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
3、結(jié)束語(yǔ)
    綜上所述，大型CFB鍋爐在調(diào)試中反映出的主要問(wèn)題是：水壓試驗(yàn)時(shí)水冷壁管的滲漏；管燃器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行筒壁的燒損；風(fēng)水聯(lián)合冷渣器的排渣困難，鍋爐大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)膨脹節(jié)的破裂；煤倉(cāng)堵煤造成給煤不暢、甚至斷煤現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。這些問(wèn)題的出現(xiàn)既有設(shè)計(jì)、制造以及安裝原因，也有運(yùn)行條件及運(yùn)行水平方面的原因。因此，必須從源頭上抓起，多方面綜合治理才能達(dá)到根本上解決。