75t/h循环流化床锅炉循环回料不稳浅析

覃永政

（赤天化纸业公司热电车间，贵州 赤水 564707）

1 系统介绍

我公司热电车间有两台75t/hCFB锅炉，锅炉指标参数、性能概述如下：

75t/hCFB锅炉系高温高压参数（6.8MPa,480℃）、单汽包、自然循环蒸汽锅炉，采用循环流化床燃烧方式，物料分离采用中温绝热旋风分离，平衡通风。

本锅炉是引进德国BABCOCK技术，由唐山信德锅炉厂制造的“CIRCOFLUID”型CFB燃煤锅炉。该炉具有高效、低磨损、中温分离、、运行可靠、启动迅速、环保性能好等突出优点。锅炉为半露天布置，由前部及尾部两个竖井烟道组成。前部竖井为悬吊结构，四周设有防雨金属外护板，炉膛由膜式水冷壁组成，自下而上依次为一次风室、浓相床、悬浮段、蒸发管、高低温过热器、及高温省煤器。尾部竖井采用支承结构，布置有低温省煤器、管式空气预热器，两竖井之间由两个并列的旋风分离器相连通，分离器下部接回送装置。燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬，前部竖井采用敷管炉墙，后部竖井采用轻型炉墙，由八根型钢柱承受锅炉全部重量。锅炉采用床下点火，分级燃烧，一次风率为50%左右,正常运行时，密相区为湍流床，床温应控制在860℃（上限1100℃）左右，这样既有利于石灰石与燃料中的硫发生反应，达到最佳的脱硫效果，又造成了低温缺氧燃烧环境，降低了NOx的生成量。在这一区域，燃料中大部分热量被释放。未燃尽的碳粒进入悬浮段，在二、三次风造成的氧化区内继续燃尽，悬浮段烟温可达980℃左右。高温烟气夹带着固体粒子向上依次流向蒸发管，高低温过热器和高温省煤器管束，80%的热量被吸收，烟温降至近450℃后进入旋风分离器进行气固分离。分离下来的再循环粒子一部分进入回送装置，通过给料口被回送至密相床以控制床温。从旋风分离器出来的烟气流经尾部竖井，热量被低温省煤器和空气预热器吸收，烟温降至140℃左右后排出锅炉。锅炉采用干式出灰，灰的排放有三个途经，一是通过密相区底部的排渣管，经滚筒冷渣机排放；二是通过分离器下部排放，用于调节床温；三是作为飞灰被除尘器收集排放。

2 灰循环系统事故

2008年12月16日在锅炉运行过程中，锅炉出现回料波动。当时锅炉负荷较高燃烧稳定，突然床温急剧上升，锅炉负荷下降，床温点温度过高达到1000多度，锅炉出口温度、旋风分离器进出口温度下降，灰循环系统压力在dcs上显示不正常，灰料压力时高时低，且时有波动。

2009年2月10日在锅炉运行过程中，锅炉出现回料波动。当时锅炉负荷较高燃烧稳定，突然床温急剧下降，锅炉负荷突然增加，床温点在一分钟内下降100多度，锅炉出口温度、旋风分离器进出口温度下降，灰循环系统压力在dcs上显示不正常，灰料压力时高时低，且时有波动。

以上是在运行过程中遇到的典型事例，如在处理过程中不及时或分析不准确，将会造成外界系统的不稳定，严重时可能会造成锅炉熄火事故。

3 问题分析

3.1 CFB锅炉物料分析

让我们首先来了解一下回料阀、回料立管、罗茨风机的作用和运行特性。

3.1.1 U回料阀

实际是一个小流化床，回料风由下部风室通过流化风帽进入阀内，运行中高压风进入风室通过布风板、风帽流化J型阀内的物料。J型阀属于自平衡阀，既流出量与进入量自动调节，阀本身调节流量的功能较弱。它还有一个最为重要的作用是：用以回料密封。

3.1.2 回料立管

立管的作用是输送物料、系统密封、产生一定的压头避免炉膛烟气反串，与回料阀、高压风机配合使物料能够由低压向高压（炉膛）处连续稳定地输送。

3.1.3 罗茨风机

罗茨风机是一种高压头低风量设备，有较高的压头并且具有阻力增加，风机压头增加的特点来克服炉堂内的高压，实现物料连续稳定的输送。

3.2 回料不稳原因分析

3.2.1 回料不稳的现象

床温难以控制，床温上升或下降很快。氧含量O2突然上升或下降很快。炉膛上 下部差压下降，料层差压下降。返料器、分离器处压力显示不正常产生正压。锅炉负荷上下波动较大。锅炉出口温度降低。汽压、汽温上升或下降。外界管网压力波动较大。

3.2.2 回料不稳的原因

3.2.2.1 返料器漏风严重，返料风压不够，或波动过大，或返料风中断。对于CFB锅炉来说，流化风量是关键的控制因素之一，它与返料器结构，阻力及风源压力有关。当阀门确定后，风量与风源压力呈现单函数变化。漏风或风压过低，风量不足，达不到返料流。返料器就不能正常投入。如下图；

一般在设计中，根据压力平衡关系，得出返料器正常工作时风源压力必须满足下列条件：

式中：P为返料压力；

△P布为返料器布风阻力；

P为物料堆积密度；

△H1、△H2分别为返料器入口料腿高度和出口高度；

式（1）、（2）是运行中控制返料风压的依据。所以，漏风严重，风压不够，风压波动过大或返料风中断，都会造成P＜pg.△H2+△P布的情况。从而使返料器不投入，造成堵塞。

3.2.2.2 返料器中有异物，将返料器出口堵塞或影响返料风。

返料器中有异物处于返料器出口时，势必阻止物料返回炉膛，导致物料在分离器内聚集造成返料器堵塞。

返料器中有异物处于返料风布风口时，便会增大布风阻力。当返料风压力一定时，会导致P＜pg.△H2+△P布的情况出现，造成返料器堵塞。

另外，运行人员在运行监视过程中，监视不严，调节不及时或调整不当，也会造成返料器堵塞。

3.3 处理

检查返料器、消除漏风现象。若有异物取出时，将返料器中的灰全部放尽。停炉压火处理。切出单个返料器处理。加大返料器或分离器底部的放灰，使其返料重新达到平衡，维持锅炉运行。如看见氧含量O2上升或下降，一定要判断准确，不能盲目加煤或减煤。在平时键盘过程中要认真仔细，及时发现问题，果断采取措施进行调整。

4 避免回料不稳措施建议

消除分离器漏风的关键在于分离器外护板焊缝严密，炉墙砌筑砖缝不透风。系统的观察孔，测量孔，排放孔密封严密。避免返料风量过小，流化风压不足。根据循环返料的要求，合理的调整好配风量，并经常检查返料情况。能正常鉴定并严格控制炉膛灰浓度适应锅炉符合需要，适时放灰。遇有燃用劣质煤时，应重视并加大放灰力度。

控制旋风筒进口负压不超过1000pa。返料器流化风帽磨损严重要及时维修更换。由于施工质量问题，以及运行中的冲刷磨损和频繁启停，致使旋风分离器内衬砌体多次出现脱落混凝土块和耐火砖块现象，使返料器无法正常工作，因此施工及检修期间须细致严格的检查筒内砌体各部位的情况，发现问题及时处理。

5 结论

物料在CFB锅炉内的分布可分为四种形式：底灰、飞灰、外循环物料和内循环物料。CFB锅炉的物料平衡可以进一步认为是内循环和外循环物料的平衡。CFB锅炉在运行过程中，要认真监视远行情况，及时发现问题，出现回料波动时，在调整时不能急躁，要循序渐进，也许需要数个小时的调整才能使循环灰系统的外循环物料平衡稳定。同时，平时要多注意巡检发现问题及时处理，在检修过程中要认真仔细，保证检修质量。

[1]唐山信德锅炉厂有关设计资料

[2]姚本万编著，流化床锅炉司炉读本—北京：中国电力出版社，2006.