135 MWe循环流化床锅炉初步运行总结Word格式文档下载.docx
《135 MWe循环流化床锅炉初步运行总结Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《135 MWe循环流化床锅炉初步运行总结Word格式文档下载.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
440t/h
过热蒸汽压力
13.74MPa
过热蒸汽温度
540℃
锅炉再热蒸汽流量
361t/h
再热蒸汽出口压力
2.671MPa
再热蒸汽出口温度
再热蒸汽进口压力
2.815MPa
再热蒸汽进口温度
323℃
给水温度
248℃
锅炉保证热效率
91.5%
本文对已经投运的135MWeCFB锅炉进行了设计和初步运行总结，对今后准备采用或即将投运的135MWeCFB锅炉的电厂用户提供参考。
杭州锅炉集团有限公司和太原锅炉集团公司也有135MWeCFB锅炉设计产品，但没有运行业绩，本文中没有涉及。
二、锅炉技术来源及主要技术特点
国内设计制造135MWeCFB锅炉的6家锅炉公司的产品技术特点见表1。
三、锅炉总体运行特点
从已经发表的文章及用户反应情况来看，我国135MWeCFB锅炉基本上都能达到额定设计参数，有些锅炉甚至能够超出力，燃烧效率基本上达到设计要求，尾部的飞灰含碳量能够控制在合理范围之内。
这充分说明采用各种旋风分离器技术形式的135MWeCFB锅炉，分离器的分离效率都是能够满足性能要求的，锅炉主循环回路的设计基本合理。
但总体来看，炉膛内布置受热面都比较多，上部空间狭小，
表1：
国内设计制造135MWeCFB锅炉的6家锅炉公司的产品技术特点
哈锅
上锅
东锅
无锡华光锅炉股份有限公司
济南锅炉集团有限公司
武汉锅炉股份有限公司
技术来源
引进美国ALSTOM，原德国EVT技术
引进美国ALSTOM，FLEXTECH全套技术
引进美国F-W公司技术基础＋自行开发
中国科学院工程热物理研究所技术
旋风分离器的基本形式
2只切向下倾进口旋风分离器，中心筒偏心，炉膛水冷壁后墙中间出。
2只切向进口旋风分离器，炉膛水冷壁后墙中间出。
2只切向进口汽冷旋风分离器，炉膛水冷壁后墙两边出。
2只蜗壳式进口旋风分离器，炉膛水冷壁后墙两边出。
返料器形式
一进二出
一进一出
炉内有无再热蒸汽屏
有
无
再热蒸汽调温方式
喷水
烟气挡板
烟气挡板＋喷水
屏式过热器
炉内一级屏过
炉内二级屏过
水冷屏
炉内上部大型水冷分隔屏
4片水冷屏
贯穿炉膛大型水冷分隔屏
3片水冷屏
2片水冷屏
风帽
钟罩式风帽
“T”型风帽
定向风帽
内嵌逆流柱型风帽
水冷壁耐火材料交界防磨
“软着陆”
让管
防磨套管
给煤方式
后墙返料器给煤
前墙给煤
点火方式
床上＋床下
床上
尾部烟道
单烟道
双烟道
冷渣器
锥形阀控制风水联合冷渣器
定向风帽控制风水联合冷渣器
滚筒式冷渣器
出渣口位置
燃烧室前墙
燃烧室侧墙
布风板中间
销售业绩
47
23
52
14
6
已投运典型电厂
山东白杨河电厂，山东华电淄博热电有限公司
山东济宁华能电厂、运河电厂、里彦电厂、广东东莞糖厂
山东临沂华盛集团自备电厂、江苏徐州大屯矸石电厂
内蒙华电乌达热电有限公司、陕西神华阳光发电有限责任公司
宁夏灵州宁煤电业有限公司
江苏省徐州?
城电力有限责任公司
注：
以上是第一批运行的135MWeCFB锅炉技术特点，有些产品根据实际运行情况已经进行了设计改进。
图1无锡华光锅炉公司150MWeCFB锅炉
安装维修的工作量较大。
从锅炉的整体结构及选用辅机形式来看，各家锅炉制造公司都有自己独特的设计特点。
采用中国科学院工程热物理研究所技术的135MWeCFB锅炉结构总体来看比较简单、运行简单、辅机较少，见图1。
从锅炉受热面布置的合理性来看，上锅采用引进美国ALSTOM、FLEXTECH技术的135MWeCFB锅炉结构比较合理，锅炉整体结构设计美观、大方，见图2。
几年来的运行实践表明，影响锅炉稳定运行的主要因素是耐火材料、膨胀节、屏、给煤、排渣及炉内受热面的防磨结构等。
从热力学循环来看，采用再热器喷水的锅炉发电煤耗应该升高，但实际上大部分135MWeCFB锅炉发电煤耗基本上都在380g/kWh左右波动，可能是锅炉辅机的厂用电率远大于再热器喷水对系统效率的影响，采用喷水进行再热蒸汽的调温还是可行的。
135MWeCFB锅炉都是带再热蒸汽的循环锅炉，再热蒸汽和过热蒸汽出口汽温都是540℃，烟气侧和蒸汽侧传热温压不大，受热面的布置比较紧张，钢材消耗量大。
国外同容量的CFB锅炉大多采用了外置床技术。
本文作者曾经访问位于捷克共和国的Ledvice电厂，它有一台350t/h带再热蒸汽循环的CFB锅炉，采用的也是ABB－CE的FLEXTECH技术，它的再热器全部布置在一个外置床内，旋风分离器下面的返料器引出2根管道，一根接炉膛下部，另一根接外置床，依靠锥形阀调节进入外置床的循环灰量控制再热汽温，炉内仅布置4片过热蒸汽屏。
这台锅炉运行稳定、可靠，相比之下，哈锅和上锅的135MWeCFB锅炉的炉膛内分别布置有15片和20片屏，比较复杂。
目前国内投入运行的各个技术流派的135MWeCFB锅炉都没有外置床，主要担心设置外置床将使锅炉的结构和控制比较复杂，造价提高。
但采用引进ALSTOM技术的300MWeCFB锅炉有4个外置床，其中2台内设置过热器，另外2台内设置过热器和再热器。
我们认为，如果国内的锅炉制造公司通过引进技术掌握了外置床设计技术，那么新一代更合理的135MWeCFB锅炉应是带外置床的CFB锅炉。
图2上锅135MWeCFB锅炉
二、
锅炉耐火材料
早期135MWeCFB锅炉停炉的主要原因是耐火材料造成的故障。
对于耐火材料的重要性认识不足，耐火材料的施工工艺过于简单，导致炉内耐火材料大量脱落，返料器内耐火材料脱落。
经过几年的经验总结，目前已经基本解决了这个问题。
要选用优质耐火耐磨材料、采用合理的施工工艺、严格按照烘炉曲线烘炉（通常采用热烟气烘炉机进行烘炉），同时将耐火耐磨材料的供应商、施工单位和性能保证捆梆在一起。
三、
锅炉膨胀节
135MWeCFB锅炉炉膛内是正压，一次风机、二次风机和引风机的压头都比煤粉锅炉要高，炉内有大量的循环物料在流动，燃烧温度是900℃左右，因此锅炉的膨胀和密封很关键。
国内部分135MWeCFB锅炉由于膨胀密封结构设计不当，导致煤和灰的泄漏非常严重；
连接一次风室的膨胀节由于选用材料的耐压度不够而失效撕裂。
就目前运行的情况来看，宜采用非金属膨胀节，而金属膨胀节容易失效；
一律采用单向垂直或者水平膨胀方向，不能采用倾斜方向的2个膨胀节的扭曲膨胀结构来解决三维膨胀的问题。
四、
炉膛内屏变形
国内135MWeCFB锅炉都没有采用外置床技术，这样炉内就要布置大量的屏来吸热（见表1）。
由于屏内工质温度比锅炉四周水冷壁的工质温度高，屏的材料热膨胀系数也较大，过热蒸汽屏在热态情况下比同样长度的水冷壁多出约40mm的膨胀量，再热蒸汽屏在热态情况下比同样长度的水冷壁多约110mm的膨胀量。
靠屏上部的弹簧全部吸收这些膨胀量是比较困难的。
屏变形的后果是严重的，有可能造成管子的泄漏。
由于炉内布置大量的屏，一片屏的某根管子泄漏之后往往会造成相邻的几片屏管子都被高压蒸汽吹坏，而且屏布置在锅炉的上部，检修的工作很大、烦杂。
因此，锅炉制造厂设计屏的出口管道时要有足够的弹性，选择合适的恒力弹簧吊。
锅炉安装过程中要对屏上部的衡力弹簧有预压的安装步骤，在进行炉膛顶部耐火材料的施工时要让穿屏管移动自如。
从国内已经运行的135MWeCFB锅炉实际情况来看，屏的变形普遍存在，只是变形量有差距。
这也是我们比较赞同采用外置床的原因。
五、
锅炉给煤
给煤与排渣运行情况直接关系到锅炉的正常运行。
从国内已投运的135MWeCFB锅炉的运行情况看，绝大部分采用炉前给煤，它具有简单可靠的特点。
引进技术的300MWeCFB锅炉有12个给煤点，8个在4根回料管上，4个在左右侧墙。
哈锅的135MWeCFB采用这种设计，利用高温循环灰直接加热给煤，延长煤粒的燃烧时间，提高燃烧效率。
但实际运行情况是，后墙给煤问题较多，给煤线过长，可靠性不高，经常断煤导致停炉，一条皮带线给两个点输送煤很难保证均匀，有可能造成返料器内烟气温度升高导致结焦。
实际运行结果显示前墙给煤、后墙给煤两种方式的飞灰含碳量没有明显区别。
六、
锅炉排渣
哈锅、上锅和东锅设计制造的135MWeCFB锅炉都采用风水联合冷渣机，这种灰渣冷却方式在国外应用较普遍，效果良好，它的好处是能将进入冷渣器的细粒子送回炉膛，提高床内细物料的保有量，提高锅炉的燃烧效率。
但实际上这类设备体积庞大，运行的可靠性不高，在国内的应用中出了很多问题，主要是当排渣颗粒太大时，热渣进入冷渣器困难，堆积在锥形阀的入口；
大颗粒热渣进入冷渣器之后流化不好，只好加大流化风，受热面容易受到磨损。
解决的方法是严格控制燃煤的粒度，但我国目前还没有严格的配煤制度，仅靠电厂的二级破碎难以达到锅炉厂要求的燃煤粒度。
但燃用褐煤的135MWeCFB锅炉采用风水联合冷渣器还是可行的，因褐煤破碎性好。
无锡华光锅炉有限公司在进行华电乌达热电有限公司150MWeCFB锅炉冷渣器选型时，明确采用滚筒式冷渣器，燃煤形成的底渣通过布风板上的5个放渣管排出炉膛，其中4根放渣管直接与4个滚筒式冷渣器相连，冷渣器将底渣冷却后排到刮板式输渣系统。
乌达第1、2台150MWeCFB锅炉运行至今，没有因为排渣出故障而停炉。
到2005年，很多135MWeCFB锅炉用户纷纷将风水联合冷渣器换成可靠性较好的滚筒式排渣机，还有用户在订购135MWeCFB锅炉时就明确不用风水联合冷渣器。
引进技术的300MWeCFB锅炉采用的是风水联合冷渣器，它在可靠性方面有很大的改进，或许会给风水联合冷渣器的继续使用提供一些有益的经验。
七、
燃烧室风帽
135MWeCFB锅炉的布风板的压降一般控制在4500Pa左右，床面已经达到了60m2左右，床压波动很大，风帽设计不当会造成严重的漏渣。
上锅的“T”型风帽出现了漏渣现象，东锅的定向风帽不仅有漏渣现象，还有严重的磨损现象，现在这两家锅炉公司的风帽已经全部改为“钟罩”式风帽。
哈锅的“钟罩”式风帽虽然不漏渣，但有磨损，使用寿命有限。
无锡华光锅炉有限公司采用的是内嵌逆流柱型风帽，运行结果显示没有漏渣，但有轻微磨损。
八、
锅炉防磨
135MWeCFB锅炉尾部受热面都出现了积灰现象，导致排烟温度升高，锅炉效率降低。
主要是旋风分离器的分离效率都比较高，飞灰很细，对于管子受热面没有磨损，只有积灰。
现在的烟气速度设计都是比较高的，如高温过热器在12m/s左右；
而10年前，能设计8m/s的烟气流速就已经很担心了。
各段受热面都是采用最小的弯管半径制造，再增加受热面已经没有空间，唯一的办法就是提高省煤器和空气预热器的烟气流速，但会带来磨损的风险。
炉膛水冷壁的磨损还是很严重，水冷壁管和耐火材料交界面采用让管结构可以有效避免磨损，哈锅的“软着陆”和东锅防磨盖板不可靠，现已改为让管结构。
虽然135MWeCFB的密相区的高度已经达到了8m左右，但水冷壁管和耐火材料材料交界面以上2m范围内还是有磨损现象，特别是相邻两面水冷壁的90°
交界处磨损尤为严重，密相区的高度再提高已经不太现实了。
在设计220t/h以下容量CFB锅炉时，炉膛上部水冷壁空间只要没有凸出的部位，很少出现管子磨损现象，但135MWeCFB锅炉运行一年后，不管旋风分离器的进口在后墙水冷壁中心还是炉膛两边的侧墙，与旋风分离器进口同高位置的两侧锅炉水冷壁管子都出现了减薄现象。
原因是锅炉容量增加之后，锅炉周界并不成比例增加，锅炉水冷壁贴壁下降流物料厚度增加较大；
另外锅炉炉膛的高度也增加，物料的流动速度也加快。
目前，“超音速”喷涂可以有效地解决水冷壁的磨损问题，成本是可接受的，在2000元/m2左右。
新装锅炉要在水冷壁的交界面以上2米高度采用“超音速”喷涂，喷涂的厚度在0.8mm左右，喷涂层的最上部一定要进行0到0.8mm的圆滑过渡，否则就会形成“凸”台，造成对水冷壁的磨损。
相邻水冷壁的90°
交界处的“超音速”喷涂高度应该适当提高。
至于炉膛上部旋风分离器进口锅炉两侧水冷壁，最好在运行一年后进行检查，如有减薄现象可再进行“超音速“喷涂处理。
九、
结论
目前，国内有6家锅炉公司提供135MWeCFB锅炉产品，这些锅炉的技术来源和主要部件的结构各有特点，都没有外置床，已销售的锅炉总数为148台，基本上都能达到额定设计参数，有些锅炉甚至能够超出力，燃烧效率基本上达到设计要求，尾部的飞灰含碳量能够控制在合理范围之内。
影响锅炉正常、稳定运行的主要因素是耐火材料、膨胀节、屏、锅炉给煤、排渣及炉内受热面的防磨结构等，通过第一批锅炉的运行，摸索了解决这些问题的方法。
升级会员 