300MW循环流化床锅炉运行说明书.docx

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300MW循环流化床锅炉运行说明书

300MW循环流化床锅炉运行说明书

　运行说明书

　编号：

1500.CFB-001（A版）

　哈尔滨锅炉厂有限责任公司

　前言

　循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，燃烧温度一般在850-920℃。

循环流化床锅炉主要有高脱硫效率、低NOX排放、高碳燃烬率、长燃料停留时间、强烈的颗粒返混、均匀的床温、燃料适应性广等优点。

随着循环流化床锅炉技术的发展，我公司引进了ALSTOM公司200～350MW等级大型CFB锅炉技术，锅炉造价远低于同种容量煤粉锅炉加脱硫或脱硝设备，是新一代的环保型绿色锅炉。

　　发电有限责任公司2X300MW开远工程的循环流化床锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造的HG-1025/17.5-L.HM37型锅炉。

采用引进的Alstom公司的循环流化床锅炉技术进行技术设计，并完全按照引进技术所确定的原则进行施工设计和制造。

　　本说明书根据该炉的设计特点，介绍锅炉本体的使用要求，运行原则及注意事项。

说明书中的各项内容是对锅炉使用过程中提出的基本要求，目的在于防止损坏锅炉，保证锅炉的使用性能和寿命。

有关锅炉配合整套发电机组运行的详细规程，应由用户自行制定。

本说明书仅作为用户编制锅炉启动和运行规程时的指导性资料，有关启动及运行的具体规定，需由用户参照相关规定编制锅炉操作规程。

　　目录

　　1.CFB锅炉基本运行原理-------------------------------3

　　2.锅炉概况-------------------------------------------4

　　3.锅炉整体启动前的几项重要调试过程-------------------7

　　4.锅炉整体启动前的准备-------------------------------10

　　5.锅炉冷态启动---------------------------------------13

　　6.锅炉温态启动---------------------------------------17

　　7.锅炉热态启动---------------------------------------17

　　8.锅炉运行调整---------------------------------------19

　　9.锅炉停炉-------------------------------------------22

　　10.锅炉停炉保护---------------------------------------25

　　11.常见事故处理---------------------------------------26

　　锅炉启动曲线---------------------------------------36

　　主要设计参数表：

-----------------------------------39

　　1.CFB锅炉基本运行原理

　　循环流化床锅炉的炉膛接纳经过破碎的煤粒和脱硫所需要的石灰石，与大量强烈扰动的细灰粒混合，在其内以相对较低的温度（约850℃）完成燃烧和脱硫过程。

这些固体床料被炉膛底部一次风吹起而流化。

床料的密度是炉膛下部高，并沿炉膛高度逐渐降低。

　　高效旋风分离器能够捕捉离开炉膛的床料，这些炽热颗粒经过回料系统再循环回炉膛，构成了一个再循环回路，而烟气流过常规的尾部过热器、再热器、省煤器空气预热器等受热面、经除尘器由烟囱排出。

　　运行的CFB锅炉从化学意义上讲就是一个良好的流态态反应器。

大量床料强烈的扰动和混合，较高的气/固滑移速度以及较长的停留时间。

为传热及化学反应创造出一个良好的环境。

因此，CFB锅炉可以高效的燃用难燃煤种，并有效的脱硫，通过低温燃烧及分级送风方式确保低NOX排放。

　　CFB锅炉稳定运行时，循环回路的总床料量应保持恒定，当燃烧中灰份和脱硫产物不断生成，其数量大于烟气携带的细灰的数量时，必须连续排放床料，燃烧室生成的总灰量的25%~50%作为底渣由冷渣器排出，其余部分在除尘器被收集起来送入灰库。

　　1.1CFB锅炉的配风原则

　　•一次风

　　一次风的作用是使床料在炉膛内流化，在50%锅炉负荷范围内，一次风量恒定不变；之后随负荷增加至额定值，一次风量成比例增大。

在额定工况下，一次风量约是进入燃烧室的总风量的35%，运行中用风量控制挡板使炉膛两个布风板的风量相等。

　　•二次风

　　二次风量是完全燃烧所必须的补充风量。

运行中它的主要作用是控制氧量。

二次风机入口导叶控制二次风压，以确保风能够进入炉膛。

通过4个控制挡板调节燃烧室下部各二次风喷口的风量分配。

在50%锅炉负荷范围内，风量也基本恒定不变；之后随负荷增加至额定值，二次风量也成比例增大。

总二次风量约是进入燃烧室的总风量的50%。

　　•高压流化风

　　回料阀、外置床、冷渣器的供风以及部分吹扫风由5台高压流风机并联提供，用调节挡板控制各设备风量的分配。

各种流化用风量（外置床流化风、回料阀流化风以及冷渣器流化风）最终都参加燃烧反应。

　　1.2CFB锅炉温度调节原则

　　炉膛温度必须维持在850℃左右，这是脱硫反应的最佳温度。

这个温度是由燃料放热与炉膛和外置床吸热的平衡决定，向外置床排灰的锥形阀阀位会影响燃烧室温度。

　　•炉膛床温由向内置LTS和ITS的外置床输送床料的锥形阀控制，从而使床温稳定在850℃左右。

　　•LTS和ITS的外置床内灰流量的变化，必然会导致过热汽温的变化，由减温水喷水来控制过热汽温在540℃。

　　•再热汽温是由向内置HTR的外置床送床料的锥形阀来控制，使再热汽温控制在540℃。

　　1.3锅炉负荷、主汽压力控制原则

　　锅炉正常运行时，负荷和主汽压力都是由给煤量来控制；在锅炉启动阶段，锅炉汽压主要靠汽机旁路来控制。

　　2.锅炉概况

　　2.1锅炉主要设计数据

　　2.1.1锅炉主要性能参数

　　主要参数数据

　　过热蒸汽流量：

1025t/h

　　过热蒸汽压力：

17.5MPa

　　过热蒸汽温度：

540℃

　　再热蒸汽流量：

846t/h

　　再热蒸汽进/出口压力：

3.99/3.8MPa

　　再热蒸汽温度：

540℃

　　总风量918000Nm3/h

　　总给煤量226.5t/h

　　石灰石量27.5t/h

　　锅炉效率：

91%

　　脱硫率：

94.2%

　　2.1.2设计煤质资料

　　名称符号单位数值

　　设计煤种校核煤种

　　收到基碳Car%36.7239.78

　　收到基氢Har%1.872.56

　　收到基氧Oar%12.5913.78

　　收到基氮Nar%1.011.04

　　收到基硫St.ar%1.660.73

　　收到基灰分Aar%11.459.51

　　收到基水分Mar%34.732.6

　　干燥无灰基挥发分Vdaf%52.7050.85

　　低位发热量Qnet.v.arMJ/kg12.43513.86

　　最大允许粒径dmaxmm88

　　平均粒径d50mm1.51.5

　　粒径小于0.2mm--%≤10≤10

　　2.1.3启动床料

　　启动床料可以用原有床料或沙子，如果选用沙子做启动床料，要求控制砂子中的钠、钾含量，以免引起床料结焦，且要求沙子最大粒径不超过0.6mm；如果选用原有床料（大渣筛分），要求最大粒径不超过3mm。

　　　　启动沙粒度分布

　　Na2O<2.0%

　　K2O<3.0%

　　0--0.13mm20%

　　0.13--0.18mm30%

　　0.18--0.25mm30%

　　0.25--0.6mm20%

　　2.2锅炉布置方案概述

　　锅炉燃烧侧主要由裤衩形双水冷布风板结构的炉膛、四个直径约8米的高温绝热旋风分离器、非机械型单路自平衡式回料阀、对称布置的4台外置式换热器、尾部对流烟道、四分仓回转式空预器、冷渣器等7大部分组成。

见图1。

　　锅炉水循环采用单汽包自然循环、膜式水冷壁单段蒸发系统。

来自给水加热器的给水进入位于尾部烟道下面的省煤器，然后进入汽包，工质通过下降管进入水冷壁下部集箱，工质从这些集箱进入水冷壁再到达汽包。

产生的饱和蒸汽依次经过：

包墙过热器、布置在外置床内的低温过热器、布置在外置床内的中温过热器、布置在尾部烟道内的高温过热器，最终供给汽轮机。

　　过热蒸汽采用三级喷水减温的方式调节汽温；再热蒸汽采用外置床灰流量调温，另外，再热器系统入口布置一级事故喷水。

　　炉膛与尾部烟道包墙均采用水平绕带式刚性梁来防止内外压差作用造成的变形。

　　锅炉设有膨胀中心，各部分烟气、物料的连接管之间设置性能优异的非金属膨胀节，解决由热位移引起的三向膨胀问题，各受热面穿墙部位均采用国外成熟的密封技术设计，确保锅炉的良好密封。

　　锅炉启动采用床上和床下结合的启动方式，以节省启动用油。

床下布置有两只启动燃烧器（热烟发生器），床上布置8只启动床枪。

　　锅炉除在燃烧室、分离器、回料阀和外置式换热器等有关部位设置非金属耐火防磨材料外，还在尾部对流受热面、燃烧室有关部位采取了金属材料防磨措施，以有效保障锅炉安全连续运行。

　　2．3CFB锅炉燃烧系统简述：

　　2．3．1给煤系统

　　系统布置四条刮板给煤机，采用前后墙回料腿及侧墙的双六点给煤方式，炉前煤斗里的煤经给煤机送至位于炉膛前后墙的回料管线和侧墙中部的给煤管共4×2+2×2=12个给煤口，而进入炉膛的给煤点为6点，所以4条给煤线为100%互备用。

　　2．3．2石灰石供给系统

　　为满足锅炉环保排放要求，需向燃烧室内添加石灰石作为脱硫剂，石灰石既用于脱硫，又起到循环物料作用。

采用两套石灰石系统，石灰石靠石灰石输送风机从炉膛下部前后墙四个回料点给入。

　　2．3．3锅炉排渣系统

　　锅炉采用四只锥形阀作为排渣控制设备，排渣控制简单可靠，并能实现连续排渣，采用四台风水联合式冷渣器作为灰渣冷却设备，布置在外置式换热器的下部。

它共分两个分室，其配风来自于高压风母管。

两个分室均处于鼓泡床状态，流化速度很低（<1m/s）,所以对排渣粒度要求比较严格，一般要求渣平均粒度在0.6mm左右。

　　2．3．4锅炉配风系统

　　锅炉采用并联配风系统，即各种风机均单独设置。

锅炉共设有两台一次风机、两台二次风机、两台引风机、五台高压流化风机（四运一备）、及一台石灰石风机，采用平衡通风方式，压力平衡点设在炉膛出口。

　　2．3．5锅炉点火系统

　　为节省燃油，采用床上和床下结合的启动方式，燃用0#轻柴油。

启动油燃烧器共12只，其中4只布置在床下启动燃烧器（热烟发生器）内，占总燃烧率的12%；布风板上布置8只启动床枪，占总燃烧率的10%。

　　3．锅炉整体启动前的几项重要调试过程

　　锅炉在整体启动试运前，除需各系统主要设备分部调试外，还需完成：

　　•化学清洗；

　　•烘炉；

　　•蒸汽吹管；

　　•锅炉冷态空气动力场试验；

　　•锅炉安全阀调试；

　　•锅炉主保护试验；

　　•辅机联锁保护试验；

　　本说明书仅对烘炉和冷态空气动力场试验的重要性及注意事项进行说明。

所有过程具体方案请参照调试单位大纲进行。

　　3.1锅炉烘炉

　　3.1.1烘炉目的：

　　循环流化床锅炉中有大量的砌筑材料，如耐磨耐火砖、耐火保温砖和保温砖，浇注材料如耐磨耐火浇注料，耐火保温浇注料和保温浇注料，以及耐磨耐火灰浆和耐火保温灰浆等。

新的砌筑或浇注材料，含有一定量的水份，虽然经过一定时间的自然干燥，使材料中的水分有所减少，但水分并未完全清除，必须按耐磨材料厂家要求的升温速度和恒温时间对材料进行热养护，才能使耐磨耐火材料中水分充分析出。

锅炉低温烘炉就是采取控制加热的方法缓慢的清除耐磨耐火材料中水分的过程。

若材料不经烘炉直接投入运行，其水分受热蒸发使体积膨胀而产生一定的压力，致使耐磨材料发生裂缝、变形、损坏，严重时耐磨材料脱落。

　　烘炉重点部位在旋风分离器、点火风道、炉内的水冷布风板、炉膛的密相区区域、外置床、冷渣器、炉膛出口烟道等区域。

砌筑工序结束后，首先要进行自然通风干燥至少72小时以上，然后进行热烟烘炉，对炉墙及绝热层等部分进行烘干和固化，通过缓慢干燥和硬化以提高炉墙和耐磨耐火材料的强度。

使其性能稳定，达到设计值，以便在高温下长期工作。

　　3.1.2烘炉过程控制（以耐磨耐火材料厂家要求为准）

　　CFB锅炉不同部位的内衬材料不同，所以要求干燥过程不一样，但要求的升温过程相差不多，总的说来，旋风分离器及其立腿因为是由砖砌筑的，所以要求最低；炉膛下部，床下点火风道，回料阀，外置床，冷渣器等浇注部位的养护升温过程要求比较严格。

烘炉过程一旦开始，一定严格按照制定的烘炉温升曲线进行。

一般情况下，烘炉分两个阶段：

　　第一阶段：

　　内衬材料的干燥和初步固化，即使温度达到500℃的低温烘炉；

　　第二阶段：

　　内衬材料的耐磨、耐火特性固化过程及烧结陶瓷化过程，即500~850℃的高温烘炉。

高温烘炉在锅炉吹管和初次投运时启动锅炉本身燃烧设备来完成。

　　注意事项：

　　高温烘炉初期首次启动正式点火油枪时，一定控制温升速率尽量低。

在整个烘炉过程中，所有点温升速率不应超过20℃/h。

　　3.2锅炉冷态空气动力场试验

　　3.2.1目的

　　•测定流化床的空床阻力和料层阻力特性；

　　•找出临界流化风量，为锅炉的热态运行提供参考资料；

　　•检查两床的平衡特性及布风板配风的均匀性，保证锅炉燃烧安全，防止床面结焦和设备烧损。

　　3.2.2试验内容及方法

　　•一、二次主风道和分支风道的风量标定；

　　对于布置流量测量装置的风道，均应进行精确的风量标定。

　　•空床阻力特性试验

　　空床阻力特性试验即布风板阻力试验，是在布风板不铺床料的情况下，启动引风机、一次风机，调整一次风量，记录布风板的阻力，绘制冷态的一次风量与布风板阻力关系曲线，通过温度的修正，相应可得出热态的一次风量与布风板阻力关系曲线。

锅炉运行时，当床压测点出现故障，依据风室压力和风量与布风板阻力的关系曲线，也可判断出床上物料量的多少，以减少运行的盲目性。

　　•临界流化风量试验

　　所谓临界流化风量是指床料从固定状态至流化状态，所需的最小风量，它是锅炉运行时最低的一次风量。

　　测量临界流化风量的方法：

　　填加床料至静高800mm（填加床料的方法可参见5节），增加一次风量，初始阶段随着一次风量增加，床压逐渐增大，当风量超过某一数值时，继续增大一次风量，床压将不再增加，该风量值即为临界流化风量。

另外，也可用逐渐降低一次风量的方法，测出临界流化风量。

记录风量和床压值，绘制一次风量与床压的关系曲线。

建议选取床料静高800mm、1000mm两个工况测量临界流化风量。

　　•流化质量试验

　　在床料流化状态下，突然停止送风，进入炉内观察床料的平整程度。

若发现床面极不平整甚至有“凸起”现象，应清除此区域的床料，查找原因，采取相应措施及时处理。

　　•两床平衡试验

　　在增加一次风量的同时，密切观察并记录两床的压力增加是否一致，是否同步，调整两侧风门使其平衡，观察两侧风量是否基本相同，如相差很大或无法调平，应立即对布风板及风道、风门进行检查调整，并停炉处理。

　　4.锅炉整体启动前的准备

　　4.1启动前检查工作和应具备的条件

　　•所有区域必须有足够的光线适于操作。

　　•检查风道和烟道内是否有障碍物，发现及时清除。

　　•所有人孔门必须关闭。

　　•影响锅炉膨胀的设备或障碍必须清除。

　　•启动燃烧器的看火孔必须清洁。

　　•控制系统联锁检查并且可操作。

　　•检查汽包远传水位计指示与就地玻璃水位计读数是否一致。

　　•水位计及玻璃水位计的排污管线已接到安全处且管线上的排污阀应关闭。

　　•认真检查炉膛、冷渣器、回料阀、外置床的布风板风帽安装定位是否准确，且无堵塞现象。

　　•检查启动燃烧器的雾化喷咀。

　　•所有热工、自控仪表灵敏度、准确度合格。

　　•应熟悉锅炉及辅机的启动运行规程，以及注意事项。

　　•检查压缩空气系统可用。

　　•检查所有冷却水系统可用。

　　•检查辅助蒸汽系统可随时投用。

　　•检查空气预热器系统可正常运转。

　　4.2锅炉上水（略：

按常规）

　　4.3装填床料

　　5.3.1炉膛装料

　　•最大粒径小于0.6㎜的砂子或经过筛分后最大粒径小于3㎜的原有床料均可做为循环流化床锅炉的启动床料。

　　•如果加料系统可用，可直接利用加料系统加料，最好是在二次风机、回料阀风机和一次风机启动后，填加床料，使床料在床面上分布均匀。

否则，可通过人孔门或其他方法装填床料。

　　•在最低流化风量下，当总床压△P1达到15KPa时，停止加料，此时的床料静高约在1000㎜左右，这与床料的密度以及流化风量的大小有关。

　　•在加料时一定注意两个床的料量均衡问题，炉膛每个布风板至少90t，亦在保证两床风量相同的情况下，两个床的差压值应控制基本接近，不应大于1.0Kpa。

　　4.3.2外置床装料

　　4.3.2.1外置床装料（启动前）

　　•床料最大粒径小于0.6㎜的砂子或粒径小于1㎜的原有床料

　　•通过外置床门孔实现填充床料，初始床料的高度要低于受热面的顶部，约为受热面高度的0.8倍。

　　4.3.2.2外置床最终完成填料（启动期间）

　　回料阀填充物料是靠炉膛物料外循环实现的。

外置床是通过开启回料阀上的锥形阀来完成最终填料，如果没有建立回料阀最低的物料循环状态，那么开启锥形阀也无法对外置床进行填料。

如果循环过低，可将锥形阀关闭，停止回料阀向外置床内的物料填充。

当循环物料量足够大时，外置床才能被充满，一般情况下，此过程在汽机并网带低负荷期间完成，此时相应的炉膛温度将大于650℃。

　　•在冷态启动期间，当△P1>15Kpa之后，随着床温上升，物料循环逐步建立，回料阀逐渐由循环物料填充，其风室压力将逐渐增加。

　　•随着回料阀流化风压的增加，说明回料阀料位高度逐渐升高。

当回料阀流化风压大于25Kpa时，回料阀物料基本填满。

　　•此时启动外置床，缓慢开启锥形阀对外置床进行填料，在填料过程中必须密切监视炉膛总压降△P1的变化趋势，注意△P1不能降至15Kpa以下。

并酌情随时向炉膛投床料以维持△P1恒定不变。

　　•随着外置床灰位逐渐增加，相应外置床流化风量将逐渐减小，此时应把调节风门开大，以保持流化风量恒定。

　　•密切监视外置床第一室的△PA1的变化趋势，因为它直接反映床料的通过情况。

　　•当三个风室压力不再增加，而是基本稳定在某一定植，说明外置床已添满，

　　4.3.3冷渣器装料

　　•床料最大粒径小于1㎜的砂子或粒径小于3㎜的原有床料

　　•通过冷渣器门孔实现填充床料，初始床料的高度要低于受热面的顶部，约为受热面高度的0.8倍。

　　4.4风机启动

　　4.4.1风机启动前须完成的工作

　　•启动暖风器：

确保空预器冷端温度大于70℃，且除尘器出口烟温≥100℃。

　　•启动回转式空预器

　　4.4.2风机启动顺序

　　•引风机-----高压风机-----二次风机-----一次风机

　　4.4.3启动引风机：

　　•引风机启动后，炉膛负压系统投自动，炉膛出口给定值为－50Pa。

　　4.4.4启动高压流化风机：

　　•启动2台高压流化风机，调整控制回料阀两室风量相等，每室1750Nm3/h。

其中一个阀投自动，另一个阀为手动控制，检查各室风量及控制阀开度。

　　•将高压流化风机入口挡板投自动，把母管压力给定值定在50Kpa。

把去四个冷渣器的风量控制阀投自动，保证冷渣器空室风量为1500Nm3/h，冷却室为2800Nm3/h。

如果风量不足，酌情启动其它高压流化风机。

　　4.4.5启动二次风机

　　•二次风机启动后，总二次风量控制在最小流量，30S后，所有控制挡板投自动，使二次风箱风压为12.5Kpa（调节风机入口挡板），同时调整4个分二次风挡板，确保各喷口的最低风量，以避免一次风机启动时，床料反窜到二次风道及燃烧器中。

　　•去上层二次风口的风量为16×1500=24000Nm3/h；

　　•去下层二次风口的风量为14×1500=21000Nm3/h；

　　4.4.6启动一次风机：

　　•一次风机启动前准备：

将风机入口挡板（压力控制）在0%位置，风量控制挡板（风量控制）投自动且处于关闭位置，空气预热器后一次风流量档板置于手动控制方式，且在0%位置。

　　•启动一次风机：

发出启动指令后，一次风机启动；30S后，风量控制挡板切至自动控制；再30S后，压力控制挡板切至自动。

风量控制挡板使单侧风量达到最低给定值90000Nm3/h，而风机入口压力控制挡板调节一次风压，使其压力维持在16Kpa左右，高于炉膛最低的△P1值。

　　4.5锅炉吹扫

　　•吹扫过程：

一般在冷态启动、温态启动、燃烧器点火之前进行，以至少锅炉额定风量的25%通过炉膛至少达5分钟以上，一般吹扫持续时间维持5+X分钟，X是完成锅炉清扫所必须的时间，采用分离器温度来设定清扫时间：

　　分离器温度T≤30℃x＝10分钟

　　T＝200℃x＝5分钟

　　T＝350℃x＝3分钟

　　•吹扫程序：

首先将4个外置床顶部的吹扫阀打开，然后将一次风量调整为最低流化风量（180000Nm3/h），再调整去两侧墙的上层二次风量为2×27000Nm3/h，去裤衩内侧二次风量为2×24000Nm3/h。

在上述状态下维持至少5分钟，即可允许床下燃烧器启动。

　　5.锅炉冷态启动

　　5.1启动前的准备操作

　　5.1.1汽水回路：

　　•汽包水位维持在–50mm；

　　•正常给水及紧急给水回路可投入使用；

　　•省煤器及水冷壁下联箱的手动排污门关闭；

　　•汽包、过热器及再热器的手动空气门打开；

　　•连续排污门关闭；

　　•定期排污门关闭（当汽包水位高，它将开启）；

　　•省煤器再循环阀打开（当蒸汽量大于20%，它将自动关闭）；

　　•过热器和再热器的自动疏水门关闭；

　　•高旁投自动：

最小开度给定值为20%，最低压力给定值为4.2Mpa；

　　•低旁投自动：

再热汽压力给定值为1.1Mpa；

　　•减温水隔离阀关闭且可用。

　　5.1.2燃料回路：

　　•床下启动燃烧器及床枪已备好，

　　•雾化蒸汽及雾化空气随时可投用，

　　•火检冷却风、点火器密封风及油系统循环投运，

　　•给煤系统也已备好。

　　5.1.3风－灰－烟气回路：

　　•外置床、回料阀、冷渣器及燃烧室的风箱已排除漏灰；

　　•所有的锥形阀均已关闭且在手动状态；

　　•所有锥形阀冷却水回路均已投运。

　　•确保锅炉风烟回路有一个自然通风通道：

二次风机入口处控制挡板和上层二次风挡板均打开。

　　5.2启动燃烧器投运

　　锅炉启动需首先投用床下、床上启动燃烧器，加热床料至投煤温度。

投煤后逐渐增加风量和燃料量。

在点火升温过程中，需控制包括床下启动燃烧器在内的所有烟气侧温度测点的温度变化率小于100℃/h，汽包的饱和温度变化率限制在56℃/h，汽包上下壁温差小