关于300MW循环流化床锅炉灰循环异常的问题分析
【摘 要】300MW CFB锅炉在我国已较为普遍,同时在运行中也存在许多问题,特别是灰循环总是出现异常的现象。本文对循环流化床出现的灰循环问题进行分析探讨。
【关键词】CFB 300MW 灰循环
【分类号】:TK229.6
1锅炉设备概述
本锅炉与300MW等级汽轮发电机组相匹配,可配合汽轮机定压(滑压)启动和运行。锅炉采用循环流化床燃烧技术,循环物料的分离采用高温绝热旋风分离器。锅炉采用露天布置。
锅炉主要由单炉膛、4个高温绝热旋风分离器、4个回料阀、4个外置式换热器、尾部对流烟道、4台冷渣器和1个回转式空预器等部分组成。
单炉膛采用裤衩腿结构、双布风板结构,炉膛内蒸发受热面采用膜式水冷壁及水冷壁延伸墙结构。在炉膛上部左右两侧各布置有2个内径8米的高温绝热旋风分离器,外壳由钢板制造,内衬绝热材料及耐磨耐火材料,分离器上部为圆筒形,下部为锥形。每个高温绝热分离器回料腿下布置一个回料阀和一个外置式换热器,分离器分离下来的循环物料,分别进入回料阀和外置式换热器,再分别以高温物料和“低温”物料的状态返回炉膛,从而实现了床温调节和再热汽温调节的目的。回料阀为气力式自平衡型,流化风用高压风机供给。分离器分离下来的高温物料一部分直接返送回炉膛,另一部分进入外置式换热器,外置换热器入口设有锥型阀,通过调整锥型阀的开度来控制外置换热器和回料阀的循环物料分配。在炉膛两侧下部对称布置4个外置式换热器,靠近炉前的两个外置式换热器内布置高温再热器和低温过热器,这两个外置式换热器的主要作用是用来调节再热蒸汽温度;靠近炉后的两个外置式换热器内布置中温过热器I和中温过热器II,这两个外置式换热器的主要作用是用来调节床温。外置式换热器解决了随着锅炉容量增大,受热面布置困难的矛盾,使锅炉受热面的布置更灵活。
炉膛、分离器、回料阀和外置式换热器构成了循环流化床锅炉的核心部分——物料热循环回路,煤与石灰石在燃烧室内完成燃烧及脱硫反应,产生的烟气分别进入四个分离器,进行气固两相分离,经过分离器净化过的烟气进入尾部烟道。
尾部对流烟道中依次布置高温过热器、低温再热器、高温省煤器、低温省煤器,最后进入回转式空气预热器。过热蒸汽温度由布置在各级过热器之间的三级喷水减温器调节,减温器分别布置在低温过热器与中温过热器I之间、中温过热器I与中温过热器II之间和中温过热器II与高温过热器之间,减温水来自锅炉给水。再热汽温通过布置有高温再热器的两个外置式换热器来调节,采用灰控制阀为主要调节手段,高再进口设置微量喷水为辅助调节。低温再热器入口处布置有事故喷水减温器,不允许再热器事故喷水作为正常运行的调温手段。外置式换热器实现了床温和再热蒸汽温度分开调节的目标,更方便灵活,有利于锅炉的低负荷稳燃,避免了再热器喷水调温影响整个机组热经济性的弊端。、
锅炉的蒸汽系统为汽轮机提供满足压力和温度要求的蒸汽,包括高压蒸汽系统和中压蒸汽系统。高压蒸汽系统包括省煤器、汽包、水冷壁和过热器,中压蒸汽系统包括低温再热器和高温再热器。
2灰循环异常现象
由于本锅炉有大量的外循环系统。根据运行情况来看,灰循环问题主要是外置床进料不畅、外置床流化不好和回料管下灰不正常等。
当分离器内的高温灰块或浇注料脱落时,容易堵塞锥形阀,使外置床不能正常进料;当运行人员通过开大锥形阀使循环灰进入外置床的同时,灰块或浇注料也进入了外置床的空室,严重影响了空室的流化,随着流化不良的加剧,一些灰块和循环灰逐渐在空室进料斜管积累,造成进料管堵塞,更加影响外置床进料。由于外置床流化风配备不良和一些灰块进入外置床,外置床经常出现流化不好的情况。当外置床出现问题时,外置床内布置受热面吸热不足,同时床温升高,往往导致两侧汽温、床温偏差较大,如果长时间问题解决不了,机组就要被迫降负荷。
当立管内循环灰的自重小于炉膛压力和回料阀流化风压力之和时,循环灰不能正常的进入回料阀,随着循环灰的逐渐积累,立管的压力也慢慢升高。当循环灰的自重大于炉膛压力和回料阀压力之和时,循环灰会突然下降,这时立管压力也会下降,同侧床压会突然上升,往往引起翻床事故。如果此前床压比较高,处理起来会很困难的,严重时可能会造成停炉。
灰循环系统异常时,外置床进灰不畅致使主汽温度或再热汽温快速降低,同时外置床空室、一室、二室床压降低,床温升高。同时两侧管壁温度偏差增大,对应侧炉膛床温及床温变化率升高, 外置床出口料腿温度降低。导致锅炉燃烧调整困难,影响安全经济运行。
3原因
3.1 锥形阀卡涩或灰循环通道结焦或浇注料脱落;
3.2 外置床空室入口扰动风堵塞;
3.3 外置床空室入口风帽堵塞;
3.4 外置床进口料腿突然大量塌灰造成外置床流化不良;
3.5 回料阀流化不良;
3.6 旋风分离器喉部堵塞。
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