04镇海cfb锅炉运行经验总结050511doc.docx

1、04 镇海cfb锅炉运行经验总结050511docCFB锅炉运行经验总结-中国石化镇海炼化公司生产处镇海炼化股份公司现有4台CFB锅炉，分别为1999年投用的2台蒸发量220吨/小时的全烧石油焦、高压CFB(循环流化床)锅炉（位号为1、2#）和2003年投用的二台蒸发量410吨/小时的煤焦混烧的紧凑型、高压CFB锅炉（位号为3、4#），1、2#锅炉是公用工程部电站的主力锅炉，3、4#锅炉是化工部电站的主力锅炉。1、2#锅炉自投用以来，通过各级技术人员的努力，连续运行时间逐步延长，2000年2#CFB锅炉连续运行101天，2001年1#CFB锅炉连续运行155天，2002年2#CFB锅炉连续运行

2、385天，2003年1#CFB锅炉连续运行399天，2004年1#CFB锅炉连续运行420天，而且在2004年1、2#炉的累计运行时间分别为8602小时和8594小时，可用率达到了97.93和97.83。3、4#CFB锅炉在运行第一年，连续运行时间也达到了70天和93天。正是因为CFB锅炉的“安稳长”运行，镇海炼化于2004年11月6日后彻底停运了2台130t/h中压油锅炉和2台200t/h高压油锅炉，年节支4000万元以上。CFB锅炉作为一种新型的炉型，具有燃料适应性广、低NOX、SO2排放等特点，因此，在环保要求提高、燃料劣质化的形势下，CFB锅炉越来越多的成为企业的首选。但同时，CFB锅

3、炉又具有控制系统复杂、运行周期短的特点，主要原因是，与一般煤粉炉相比，CFB锅炉增加了固体燃料的流化及循环过程。要使CFB锅炉安稳长运行，除了应做好类似煤粉炉的运行维护的工作外，最主要的要做好对固体燃料的循环、流化过程的监控、维护。镇海炼化公司在CFB锅炉长周期运行方面走过了五年的摸索过程，取得了一定的成绩，下面以电站1、2#CFB锅炉为例，将我们所做的工作作一总结。镇海炼化电站CFB锅炉是引进美国FOSTER WHEELER技术，其主要参数为：额定出力：220 t/h，最大出力：242t/h，额定过热蒸汽温度: 540，额定过热蒸汽压力: 9.81Mpa，热效率: 90.38%，脱硫率保证值

4、：91%。为了延长CFB锅炉的运行时间，我们对CFB锅炉在试车期间以及其后三年的停车情况作了统计分析。CFB锅炉从1999年3月15日第一次点火至年底的试车期间，两台CFB锅炉共停车49次，其中由于设备原因引起的停车9次，占18%；因电气、仪表问题引起的停车23次，占47%；因二电站操作人员盯表不严或误操作引起的停车5次，因现场施工、调试等外界原因引起的停车8次，因四川电力工业调整试验所人员误操作引起的停车1次，三项因人为因素占29%；因FW公司锅炉设计不完善引起的停车3次，占6%。在其后的三年中，CFB锅炉非计划停车也时有发生，共停车22次，其中因设备问题引起的停车6次，占27%；因电气、仪

5、表问题引起的停车7次，占32%；因循环流化不正常引起的停车7次，占32%，因人为因素引起的停车2次，其中1次是因为汽机停车，考虑负荷平衡而停，占9%。从以上统计数据可以看出，在试车期间，引起CFB锅炉停车的原因主要是设备、电气、仪表原因，即硬件方面的原因，占71%（设计问题也归入此类）；但同时人为因素引起的停车也不少，即软件原因，占29%。在正常运行后的三年中，因设备、电气、仪表引起的停车占59%；循环流化不正常既有硬件方面的因素，也有软件方面的因素，占32%，纯粹的人为操作不当实际只有一次，只占5%。因此，要使CFB锅炉长周期运行，硬件是基础，除在设计阶段选用适合的设备（包括适当进口）外，一

6、个很重要的工作，在试车及正常运行过程中，要加强对设备的维护，包括必要的改造，而且要从细微处着手，有时，一个不起眼的设备缺陷就能导致停炉。同时要针对CFB锅炉的特点，加强物料对循环、流化过程的监控、维护和操作，制订相应的制度，就能避免非计划停车。下面分设备、仪表、对循环流化的监控等几个方面进行介绍。一、试车以来主要设备或结构的改造对试车以来影响停炉的设备原因进行分析，发现有一般的共性问题如转机设备故障、润滑油异常等，但有很多是CFB锅炉比较特殊的情况，主要是床料漏料、管式燃烧器和冷渣器衬里脱落、膨胀节故障、石灰石细破机出力不够及石灰石粉输送系统磨损严重等问题。下面就CFB锅炉特有的设备改造进行阐

7、述。1、布风板喷咀的改造单台CFB锅炉共有布风板喷咀1702个，炉堂两侧墙之间37排，前后墙之间46排，为单项定向型喷咀，原喷咀内径27.4mm。布风板喷咀是炉堂床料流化的主要部件。从试车开始，我们就发现了床料泄漏问题，床料泄漏会对一次风箱、管式燃烧器产生磨损，长时间漏料后，甚至会堵塞一次风室，是影响CFB锅炉长周期运行的重要因素。经与FW公司技术交流，我们认识到漏料主要是喷咀面积过大所至。为慎重起见，改造分几个阶段进行：第一阶段，在1999年9月，根据FW的建议，全部1702个喷咀口，焊一直径14mm的圆钢；第二阶段，在2002年3月，针对漏床料现象依然严重的情况，将距炉膛前墙第八排至第三十

8、五排，距炉膛左侧墙每二排至第三十六排的矩形范围内的喷嘴圆钢直径由14mm更换为直径16mm，共计更换1015只喷嘴内焊接圆钢，布风板喷咀流通面积由1m2减为0.69m2，经布风板阻力测试、计算，100%MCR负荷时，布风板喷嘴平均流速从71.13m/s提高到76.06m/s，约提高6.8%，在80%时布风板喷嘴流速可达60m/s，达到FW公司提供的6070m/s的喷嘴流化速度。经过CFB锅炉连续运行193天后检查，发现漏床料现象明显减少，证明第二阶段所确定的布风板喷嘴面积是适宜的。第三阶段，针对原全焊接喷嘴更换不方便的情况，将原全焊接式喷嘴改造为二段式螺纹连接，检修时只要更换上面一个喷头即可，

9、并将喷嘴材料改为2520。考虑到布风板气流的分布和四周有衬里材料更换不便的情况，炉堂四周为炉堂内循环物料下落区，因此四周喷嘴直径选用较小，具体分布见表一。经第三阶段改造后，同时在运行方面通过采取减少起停次数、减少负荷波动和要求一次风量必须大于24kg/s的措施后，1#CFB锅炉经连续运行420天后检查，发现床料泄漏明显减少，没有堵塞一次风的现象，2#CFB锅炉连续运行385天后检查，漏料也同样减少。根据我们的判断，这样的改造后，CFB锅炉可连续运行450天左右。再要延长周期，先要解决喷嘴的防磨问题。我们正在寻找技术合作单位。前墙123456789101112131415161718192021

10、2223242526272829303132333435363711223*34*45*56*67*7889910101111121213131414151516161717181819192020212122222323242425252626272728282929303031313232333334343535363637*3738*3839*3940*4041*4142*4243*43444445454646注：表示为内径25mm的新型螺纹连接喷嘴，因原部分喷嘴无法拆除，共更换957个；表示原焊接喷嘴，喷嘴口焊直径8mm圆钢，共426个；*表示原焊接喷嘴，内径27.4mm，不焊圆钢，共

11、319个。表一：布风板喷嘴分布图2、管式燃烧器衬里改造管式燃烧器是CFB锅炉的启动燃烧器，FW公司在原设计时衬里只考虑了隔热，没有考虑耐磨。事实上，布风板喷嘴漏床料是不争的事实，只不过漏多漏少而已，漏下的床料通过一次风箱落入管式燃烧器，在一次风的作用下，对管燃器的磨损相当严重，因此，管燃器衬里必须考虑耐磨，而且要有相当的强度。新的衬里结构为耐磨层加绝热层，耐磨层采用刚玉耐磨可塑料龟甲网结构，耐磨层厚度20mm，龟甲网采用sus2520耐热不锈钢制作。绝热层采用轻质耐火砖，绝热层厚度180mm，耐火砖使用不锈钢抓钉（SUS2520）固定。详见图一。改造完成后，在连续运行420天的情况下也无损坏，

12、改造效果明显。图一：管式燃烧器衬里改造图 3、膨胀节的改造CFB锅炉炉堂出口、J阀进出口各有一个膨胀节，一次风箱入口有三个膨胀节。从开工以来，这些大的膨胀节都出现过问题，分析出现故障的原因，我们发现膨胀节的结构设计都与锅炉的膨胀系数有关，若原设计考虑的膨胀系数与实际出入较大，则膨胀节易出现故障，对此我们都进行了改造。管燃器至一次风箱的三个膨胀节改造见图一。（1）炉堂出口膨胀节炉堂出口膨胀节为大型非金属膨胀节，长高达到23008400mm，在运行中先后多次发生防护层的耐火砖断裂，内部隔热层受高温烟气直接熏烤而发生脆化剥落，严重威胁膨胀节编织物的安全。结构图见图二。图二：炉堂出口膨胀节经我们对该炉

13、膛膨胀节破损情况的勘察及分析，我们认为破损的原因如下：翼型砖的工作段的长度不够，实际测量的数据为130mm左右，与隔热腔室的宽度基本相当，当局部存在安装误差或膨胀偏离时就会导致耐磨层无法完全防护住隔热层而使隔热层烧损。在翼型砖的设计时（沿气流方向）后部与旋风筒入口水冷壁耐磨衬里之间的间隙过大，平均在60mm左右，最大达80mm，携带飞灰及床料的高温气流在此将产生涡流，直接烘烤及磨损隔热层，造成隔热层烧损。翼型砖在安装时膨胀间隙过小，经现场测量为0.51mm，导致在高温的烘烤下膨胀受阻而向外拱起，也使隔热层失去保护。通过上述分析，膨胀节发生烧损破坏的主要原因是耐磨防护层的设计不当造成的。为此我们

14、重新设计了该膨胀节的耐磨防护层。由于炉膛出口的烟气温度高（871）且携带床料，流速可达14m/s，因此耐磨防护层必须耐高温、耐磨、膨胀自由及减少高温烟气与隔热层的直接接触，具体措施如下：原翼型砖结构由不锈钢板外敷耐磨材料结构代替，考虑到炉膛出口烟气温度在871左右，所以不锈钢选用耐热温度1200的0Cr25Ni20（奥氏体钢），长度方向尺寸与翼型耐火砖相同，宽度方向上的工作长度由130mm加长到200mm，以提高防护效果，共布置48块；为使不锈钢板固定牢固，从膨胀结构的预埋铁处焊接支撑杆（0Cr25Ni20），与不锈钢板采用挖孔焊接的方式。根据不锈钢的膨胀系数约为1.710-6cm/cm/，可以计算出每块钢板的膨胀值约为0.6mm，同时考虑安装及加工误差，将每块不锈钢板之间的膨胀缝隙设置为4mm，保证不锈钢板的膨胀自由。不锈钢钢板外敷刚玉耐磨可塑料（含氧化铝空心球），以起到耐磨作用，耐磨材料的选择充分考虑了