循环流化床锅炉燃烧问题的解决书稿20110625晚间

这里，我们要强调一些传统意识上容易被人忽略的几方面参数，这些参数与循环流化床锅炉运行特性紧密相关，并不是一般意义上的所谓参考测点。

a 省煤器出水温度。

b 锅炉尾部烟道前转向室烟温。

c 物料循环返料系统的旋风分离器后烟气压力、烟温。 d 沿炉膛高度分布的各段密相区和稀相区压力、温度。 e 返料器风室压力、温度以及回料腿温度。

常规的运行测点参数的解读和常规调整技术，已被广大的CFB锅炉工程师、运行人员和专家多次重复灌输和充分理解，这里不想多加赘述。作者想强调的是本段文字上述五个方面测点参数的分析理解和实际应用，可以给用户设备管理和技术改造带来相当不错的经济效益，提高设备运转的安全可靠性。

很多厂只是一般性地将省煤器出水温度作为参考测点，并没有很关注它的实际变化过程和运行影响。其实，这一测点尤其很特别的重要性，尤其对那些减温水量长期居高不下、汽温异常高或低、排烟温度高、个别受热面温升超高、非磨损性爆管事故频发的CFB机组来说更为重要。对传热的分析，要求我们能够通过运行数据来诊断设备的热量分布情况，了解从省煤器水的加热到水冷壁蒸发、各段过热器和再热器以及空气预热器的炉本体整个受热面的吸热量分配情况，以便分析受热面工质和烟气的传热到底发生了哪些异常情况，其入手点就在于首先要关注到省煤器内水的单介质吸热情况。

水的加热过程温升分析和热量计算非常单一而准确，而局部水冷壁传热存在着汽水混合物焓值随干度变化的影响，过程相对复杂，尤其是超临界机组更是如此。但是，如果我们利用饱和蒸汽焓值和省煤器出水焓值之间的差值，加上主蒸汽流量扣除减温水量以后的蒸发量结果，就可以很精确地计算出到底蒸发段吸收了多少热量，省煤器究竟得到了多少热量，完全解决了省煤器和水冷壁各自吸热量的精确定量问题。这样的做法，为这两部分水侧受热面的技术改造提供了参考依据，避免盲目地增减其受热面面积。

当省煤器吸热量已超过允许最大热量时，会造成该省煤器出水温度与汽包的欠焓不足，有可能产生省煤器的局部沸腾。此时，你就不可以通过增加省煤器面积来直接降低排烟温度和提高蒸发能力了，只能是设法采取翼型水冷壁附加受热面方式，增加水冷壁部分的传热面积提高其蒸发量，达到间接降低排烟温度的目的。由于大多数亚临界以下的CFB机组，其省煤器的温升大约只有8～12℃，这么点儿的温升在具体测量省煤器出

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口温度时，需要多几个同位置水温热电阻或热电偶，来测量出精确的出口水温，即所谓“热电阻堆”的概念：用多个测点的平均值来表征该点实际测量值。

作为运行优化，省煤器出水温度对决定锅炉紧急停机后的保护和恢复启动还有好处。当电厂出现厂用电停电等事故引起意外停炉时，在上水恢复水位的过程中，要依靠降压后的省煤器出口温度和附近烟温来判断能否向汽包进水。上水条件在于省煤器出水温度与汽包壁温的温差不能超过50℃，且尾部烟温也不太低。此时，如果汽包水位计能够“叫出”水位、停炉时间也不超过数小时且紧急停炉时汽水系统阀门封闭很及时，假如发现省煤器出水温度高于230～260℃、与汽包饱和壁温温差不大于45℃，同时保证省煤器附近烟温不低于180～250℃，可以缓慢向锅炉上水，直至看到汽包出现正常水位，完全没有安全问题的顾虑，除非意外停炉时风机没有及时停运、汽水系统封闭又不及时，有可能存在非常严重干锅状态。这样的能不能上水由省煤器出口温度说了算的做法，必然会节省很多启动恢复时间，对直流炉来说其益处更大。对省煤器出口温度的检点，对其他参数的控制同样可以发挥一定的作用。比如说针对减温水的调节、料层厚度的控制参考、床温的异常变化和漏风的间接影响等等，都有一定参考作用，限于篇幅不再赘述。

锅炉烟气通流部分中，转向烟室温度、分离器后烟气温度和空气预热器后的排烟温度场是CFB机组仅有的可以采用网格法标定和精确测量的区域，除此以外的其他区域受到了高浓度颗粒、受热面传热和局部漏风的限制，找不到足够的扩容空间来实现温度场的相对均匀，运行测点的精确度就无法保证。因此，关注这些测点对我们诊断CFB设备炉内过程有极大的好处。

与煤粉炉很相似，转向室烟温与汽温的跟随性良好，但不能替代分离器后邻近的烟温测量对汽温的快速灵敏性。转向室烟温还有一个好处是对能否获得稳定燃烧进行评判，了解各类煤种在一定负荷下可否可靠着火。燃烧的相关分析中，除了对床温和炉膛烟温的监控以外，还必须结合返料器回料腿温度和转向室烟温来综合考虑。

转向室烟温是经过二次扩容后获得的稳定平均烟温，无法对左右侧多个分离器后的多边界烟温偏差进行，烟气流程的偏斜影响已经变得相对模糊。而分离器后的烟温和压力，可以非常迅速而直接地反映出各个分离器之间的运行性能偏差。通过分离器出口压力与炉膛出口压力的差值分析，结合回料腿温度、分离器下方立腿温度、返料器小风室风压和高压流化风支管流量，我们能够利用中间储仓式制粉系统的基本原理，结合循环返料系统的特点快速诊断出个别分离器和循环回料系统所存在的性能偏差，甚至明确回

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料量差异、返料装置漏风、积灰偏差程度以及阻力分配的基本情况，并找出其中原因而加以合理处置。

事实上，在我们点火启动时，能否撤出油枪关键在于使床料已达到稳定连续着火状态，其判据必须是在合适床温下结合回料腿温度来掌握，避免来回进行油枪的投停，使点火过程风量的调整也变得比较简单一些。一般来说，回料温度的异常标志着循环返料系统的不顺畅，升降温度的波动状态显示了返料器或分离器的稳定性，甚至也标志着对应局部布风板上料层上方的悬浮段燃烧稳定性和灰浓度的分布是否正常。

另外要强调的是，料层厚度通过床压来间接反映，也可以在DCS系统上做一个专用修正程序，来描述实际床压和厚度的对应关系。首先，将空床床压的零压基准点对应的料层厚度确定出来，将该厚度下虚拟床压的折算值作为常数，按照常规床压加该常数作为最终运行床压计算显示值，可以相对精确地反映出热态料层厚度。一般来说，大多数CFB锅炉的床压测点都会布置在炉膛燃烧室的下部边角区，位于布风板表面上方200～240mm高度上，炉外测压平衡容器上附带有定期反吹扫补偿式定期清理装置。

而其他密相区、稀相区的更多高位炉膛压力测点，更多地反映出物料的局部灰浓度分布情况，为我们控制循环灰量和床温控制提供了有益的参考，是一个构建出炉内合理的流态化过程不可或缺的重要数据集合。 13 空气预热器和炉本体漏风带来的运行调节问题

空气预热器和炉本体的漏风会带来以下几个问题：

a 排烟温度提高和烟气量增加，使锅炉排烟热损失有所增加，炉效下降。 b 一次风的泄漏降低了一次风压，减少了布风板有效流化风量。

c 相同送风量下，会减少锅炉有组织总风量，对CFB炉型燃烧调整不利。 d 炉膛左右侧漏风不均衡时，对布风板平衡配风和均匀流化燃烧过程不利。 e 有组织入炉风量的减少，会增加一次风机和二次风机电耗，使机组的厂用率提高。 f 严重的漏风会引起缺氧燃烧和机组限负荷运行问题，机械未完全燃烧损失增加，炉效下降。

g 当由于振动、烧损、膨胀等异常造成一次风机和二次风机出口侧膨胀节破裂或者风道撕裂时，往往会破坏料层正常流化，不利于燃烧稳定和物料循环返料过程，可直接导致意外停炉事故。

鉴于以上几条理由，我们针对漏风大的CFB锅炉要尽早予以停炉处理，诊断出泄漏点和泄漏原因，通过合理可靠的措施和技术手段消除漏风因素，保持好空气预热器的严

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密性和机械可靠性，尤其是300MW级及其以上大型循环流化床锅炉，其回转式空气预热器的漏风问题显得尤为重要。

这些年来，多层齿状环向扇形板密封和轴向筒壁密封已成为回转式空气预热器改造的主流方向，除此以外也认识到了密封间隙尽量调小和扇形板多跨距分段处理的重要性。材料学方面采用了软硬材质差异的磨损件，使密封片的硬度略低于被密封基面，避免了刚性材料的硬碰硬损伤，大大降低了转动设备卡涩的故障率，使回转式空气预热器的意外停运事故率降低到最低程度。一些用户采用了反向旋转技术，使空气预热器在正常运转一段时间后，及时定期反转运行，然后按同等周期反复调整转向得以自适应，防止了密封间隙的异常变形扩展，对降低空气漏风率和提高机械可靠性有一定的好处。对于传热元件盒，每次检修应当检查一下，保持内部的畅通，及时更换锈蚀的传热波纹薄板，对防止堵塞和保持设计传热性能有很大的好处。

事实上，空预器的烟气、空气通流截面被严重堵塞后，会增加回转式空气预热器的漏风率，任一并联通道的阻力增大，都会迫使流体向着比较容易逸出的方向行进，而流化床位于空气预热器附近的一次风压和二次风压分别高达16～23kPa和8～15kPa；由于存在一段压差约为650～1100Pa的循环物料分离器的缘故，相同位置的烟气侧压力却比同容量煤粉炉大一些，约为-2.4～-3.8kPa。而对于同等容量的煤粉炉来说，空气预热器附近的一次风压和二次风压分别为 7～13kPa和2.5～5kPa；由于没有大压差阻力构件，相同位置的烟气侧压力却比同容量流化床小一些，约为-1.5～-2.7kPa。两者相比，循环流化床锅炉的空气侧对应烟气侧的压差显然要比煤粉炉大许多，因此在同样的密封间隙下，CFB空气预热器漏风要比煤粉炉的漏风量大许多，也就不难理解为什么要求人们更关注CFB机组的漏风率问题了。这就是CFB锅炉选择四分仓回转式空气预热器、将单通道一次风限制在双通道的二次风中间的原因；一般煤粉炉多选择三分仓的回转式空气预热器，而对于那些从预热器后抽取热风的一次风机布置方式，甚至于可以采用两分仓回转式空气预热器，因为这种情形下的漏风更易于处理。

在运行中一旦我们发现空气预热器漏风较大却不能停运机组时，我们可以从几个方面来调整我们的运行对策。

a 料层厚度的控制

漏风较大时，不宜采用太厚的料层高度。对于300MW机组单布风板90～115m2面积的CFB，其料层厚度此时以保持1050～1200mm为好；而对于双床分别为45～60m2面积的CFB，其料层厚度此时以保持850～1100mm为好。这样做的好处是不至于过分憋风，能够

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