筹建300MWCFB锅炉(电站)需注意的技术问题

1筹建300MWCFB锅炉（电站）需注意的技术问题张全胜1闫润生2（1.郑州亚宏电力有限公司，河南郑州450051，2.中国科学院工程热物理研究所，北京100080）【摘要】本文将ALSTOM300MW循环流化床锅炉技术特点与国产440级CFB锅炉及系统存在问题和改造经验相结合，谈谈现在准备筹建的1025t/h级CFB锅炉需注意的一些技术问题，这些问题大多来自大型CFB锅炉的设计、制造、安装及电站系统设计和筹建决策等方面。这些问题大多可以在电站筹建时加以注意并解决，最终有利于1025t/h级CFB锅炉（电站）的稳定运行。【关键词】CFB锅炉筹建技术问题SomeTechnicalProblemsininstallationofthe300MWCFBBoilerinpowerplantZhangQuansheng1Yanrunsheng2(1．ZhengZhouYahongElectricEquipmentLtd.co，2.EngineerThermophysicsInstitute,CAS.)Abstract:ThispaperpresentthetechnicalcharacteristicsoftheALSTOM300MWCFBboilersandtheimprovementonthesystemproblemsofthedomestic400t/hCFBboiler.Thetechnicalcharacteristicsandtheimproveexperiencesarecombinedtodiscussthetechnicalproblemsinbuildingofthe1025t/hCFBboiler.Theconclusionshowsthattheproblemsmostlyexistintheprocessesofdesigning,manufactureandfixing.Iftheseproblemsisnoticedandconsideredbeforeinstallationtheutilityboilercanbeoperatedmoresteady.Keywords:CFBboilerinstallationtechnical-problems自从1995年12月国内第一座410t/h高温高压循环流化床（CFB）锅炉示范电站在四川内江高坝发电厂成功投运以来，先后有一百四十余台国产410—450t/h高温高压或440—480t/h超高压再热CFB锅炉在近六十多个发电厂相继订货、安装并有半数投运。中国成为世界上410—480t/h级CFB机组数量最多的国家。我国早期循环流化床锅炉普遍存在的“三高一低三大困惑”问题：飞灰含碳量高、厂用电率高、磨损几率高、锅炉热效率低、储煤给煤系统堵塞、风帽磨损漏渣严重、排渣冷渣系统堵塞。这些问题的出现，对CFB炉的用户造成了一定的影响，也给CFB炉的继续推广应用和进一步大型化蒙上了一层阴影。但是，也要看到这些问题的逐步解决，使我们看到了大型1025t/hCFB锅炉快速发展的曙光。本文将ALSTOM300MW循环流化床锅炉技术特点与国产440级CFB锅炉及系统存在问题和改造经验相结合，谈谈现在准备筹建的1025t/h级CFB锅炉需注意的一些技术问题，这些问题大多来自大型电站筹建时的CFB锅炉的设计、制造、安装及电站系统设计和筹建方决策等方面。如加以注意并解决，最终有利于1025t/h级CFB锅炉（电站）投产后的稳定运行。1、煤种的确认与必要的试烧试验研究CFB锅炉对煤种的适应性比较广泛，是指各种煤种都有相应设计的CFB锅炉保证稳定燃烧，但对特定的设计煤质需进行针对性的CFB锅炉设计，在CFB锅炉运行时也不能偏离设计煤质太远。因此，在确定CFB锅炉燃用的煤质时，一定要做好燃用煤质的调研工作，确认能长期稳定供应的煤质作为设计煤种，防止投产运行以后煤质发生较大变化，给CFB锅炉安全、稳定运行带来隐患。在主机定货前有必要进行委托煤种试烧试验研究。针对特定煤种，CFB锅炉设计中一些关键参数的选取，国外公司一般采用工程试烧的方法获得。国电热工研究院结合已有的工程煤种试烧经验（众多的440t/h级和开远1025t/h级CFB锅炉）和CFB锅炉的设计运行经验，建立了一套完整的CFB试烧方法，通过此试验，可以对CFB锅炉工程的煤种选型、锅炉设计、辅助系统选型、CFB锅炉的运行预测等提供基础数据和技术参考。2、务必设计7天左右用煤量的干煤棚（或筒仓）2循环流化床锅炉的原煤斗内煤粒较小,湿度大时则难以下料,建议务必注意设计针对7天左右连阴雨的干煤棚（或万吨级筒仓）设计。已投产的大中小CFB锅炉运行情况都证实，湿煤进入CFB锅炉给煤及燃煤输送系统导致多处严重堵煤已成为严重制约锅炉连续、安全、经济运行的主要因素。筹建方的决策问题：有的CFB电厂在筹建时期没有下决心建设干煤棚（或万吨级筒仓），等到机组投产后遭逢雨季煤斗堵煤严重，疏松机疏松不动后才决定建设干煤棚，直接和间接损失很大。不足两万元的煤斗疏松机不可能代替几百万元甚至千万元的干煤棚！煤斗疏松机对煤的湿度还是有要求的。3、给煤机出口管段的设计问题给煤机出口管段的传统设计是电动插板门下接锁气式旋转给料阀。旋转给料阀在煤水份偏大时产生叶轮严重积煤现象，使叶轮形成一圆筒，湿度大及含杂物的煤易使旋转给料阀堵塞！易出现频繁的给煤机断煤问题，严重影响了锅炉的稳定运行。已投产的大中小CFB电厂都纷纷将旋转给料阀拆除，旋转给料阀的命运就是被拆除！拆除后的闲置资产近百万元！新型电动热风隔绝门可代替旋转给料阀和电动插板门串联组合门，可隔绝炉内正压烟气，防止计量式皮带给煤机烧坏皮带，再向下的落煤管段只需设计安装锁气器即可。给煤机密封风取自二次冷风即可。4、大范围应用先进调速技术降低厂用电循环流化床（CFB）锅炉发电机组厂用电率高达12％左右，明显地抵消了CFB锅炉燃烧效率高、排放污染低、煤种适应性强等优势。随着我国CFB锅炉大型化的快速发展，厂用电率高的问题越来越突出；如果不尽快解决这一问题，则成为制约CFB锅炉大型化发展的瓶颈。在筹建方决策时在设计要求上积极采用变频调速技术（高低压变频装置）、斩波内反馈调速电机技术，业主积极调研变频等调速技术在电厂应用中遇到的问题及解决办法，在设计阶段抓好这些节能工作可使CFB锅炉发电机组的厂用电率降到接近同类型煤粉炉发电机组的程度。根据来煤细度决定是否需要粗级破碎，务必设计一级筛分和旁路系统，既保证了锅炉的粒度要求，又有效地防止了过破碎，还在一定程度上降低了厂用电。在电厂总体布置上和系统设计上采取措施，降低能耗。⑴在炉侧就近布置渣库，在两炉之间布置石灰石粉库，缩短输送距离，降低电耗；⑵一、二次风机靠近空气预热器布置，降低了风道阻力从而降低电耗；⑶灰库布置在厂区内且距电除尘较近，大大降低气力除灰系统的电耗；⑷锅炉制造厂的锅炉本体设计对厂用电的影响较大。在设备招议标时应对比风量、风速等各种参数的差异并考虑对厂用电的影响；⑸细碎机进煤口设计原煤筛分旁路系统，可减小设备选型从而降低厂用电；⑹采用滚筒式冷渣机可显著降低厂用电。5、细煤斗的堵、棚煤问题CFB锅炉煤斗已不能延续煤粉炉的叫发命名为“原煤斗”而应当叫细煤斗。早期已投产的大中小CFB锅炉无一例外地碰到细煤斗严重的堵、棚煤问题，尽管是晴天或毛毛细雨的天气。CFB锅炉要求入炉燃煤粒径小于8mm，可见燃煤粒度小是CFB锅炉的固有特点，也是导致煤斗严重的堵、棚煤的主要原因，如加之在燃煤湿度管理上不到位则堵、棚煤的问题更加严重。在生产中发现；煤粉炉煤斗细长仍下煤畅通，同一电厂同样原煤的CFB炉煤斗虽经改造却仍堵煤严重！事实证明：煤经细碎后极难自流。细煤斗下部务必采用钢结构，哪些采用钢筋混凝土的煤斗在机组投产后不得不将下部打掉以便安装捅煤疏松机。钢煤斗内衬采用微晶铸石板或者不锈钢板、钢煤斗内设计安装疏松机、改进煤斗下煤口狭窄、煤仓四壁与水平面的倾斜角70°、原煤仓的容积适当减小或煤湿度大（＞12%以上）时半仓储煤等措施都有利于下煤畅通。需强调的是疏松机也有缺陷。不足两万元的煤斗疏松机不可能代替几百万元至千万元的干煤棚！煤斗疏松机对煤的湿度还是有要求的。好多电厂在煤斗四侧或四角安装液压或机械传动疏松机。液压或机械传动疏松机缺点是不能长期连续运行；有的液压传动疏松机漏油较严重；当煤粒比较干燥自流动性能好时疏松机之多齿拨煤杆反而产生阻力阻挡煤粒下流。因顾虑疏松机之拨煤杆产生阻力阻挡煤粒下流，在煤斗的最下部不敢设计拨煤齿因而使该部位还是堵煤。第三代产品应是气动疏松机，该机能长期连续运行，拨煤杆不产生阻力不阻挡煤粒下流，煤斗的最下部可以设计拨煤齿！效果最好！当插管门插管拔出（门开）时拨煤杆下部拨煤齿可捅3到煤斗的最下部。6、给煤机进煤管段的堵煤问题当人们极力解决细煤斗的堵、棚煤问题时却往往忽视了给煤机进煤管段得堵煤问题，生产了疏松机不好用得错觉。务必注意防止给煤机进煤管段煤湿时堵煤，此段易堵煤的主要原因是给煤机制造厂按煤粉炉传统设计的进煤管段太细长太复杂（多余的电动插板门和伸缩节是导致细长的原因）。建议在给煤机制造厂监造时采取一些措施：㈠进煤管段与给煤机上壳板接口至少改大为800×1000mm；㈡将进口电动插板门改为手动插管门；㈢给煤机内部的落煤斗收口太小，此口应开大（皮带选宽一些）；㈣伸缩节改为单波纹补偿器。以上所述四项对买卖双方来讲是双盈的，因给煤机进煤管段制造厂的传统设计较复杂改造后反而简单了，降低了成本。如果生产以后出现问题再改造则拆除的损失和安装的费用及间接损失都较大。如能在设备招标的技术规范制定和技术协议谈判时解决这些问题则更好。7、安全观火装置在大型CFB锅炉上的应用循环流化床锅炉为正压运行锅炉，很难安装工业电视监视炉内工况，运行人员也无法直观炉内点火油枪雾化燃烧情况和流化燃烧情况。正压防污耐高温观火装置应运而生，解决了循环流化床锅炉炉内（及点火）工况的难以直观问题，给运行操作人员提供了判断依据。该装置可用于CFB锅炉的床下点火风道处观察油枪雾化好坏和燃烧火炬偏斜情况、回料腿立管处观察回料、人孔处看流化及看火、播煤风管处看落煤及着火、二次风管弯头处看流化及着火情况。从看火镜处可看到床下油枪，燃烧不好，此时需更换雾化片，防止漏油造成的烧红床下点火装置外壳（环行风结构）或底部残油燃烧烧坏耐火浇注料。从看火镜处看到床下油枪火炬太大时，也需换小雾化片，防止点火风道烧红、保温钉烧变形脱钩及耐火浇注料烧塌脱落。该装置安装在回料腿立管可直观回料情况，通过观察可掌握锅炉启动时回料的建立情况和高负荷时回料流动及料位情况。正压防污耐高温观火装置在神火电厂试运点火中发挥极好作用。试运中就采用这种正压防污看火装置为技术人员提供直观正压点火风道中的燃油雾化和火焰扩散情况在全国还是首例；极好的观查火焰效果得到各方技术人员的称赞。正压防污观火装置为防止点火风道烧红提供有效判断，可避免数十万元的事故损失。观火装置安装在与落煤管同中心的播煤风管上可直观床上油枪及煤粒下落和着火情况。可直观到锅炉启动时点动给煤时的煤粒下落量。炉膛燃烧情况的电视监视，不同于普通煤粉锅炉，监视口应开在炉膛的两侧墙中部，监视炉膛中部的燃烧情况。点火初期最好增加对点火风道和流化床窥视孔的电视监视，并配合DCS的应用，对锅炉的安全、经济运行起到保障作用。8、煤种不同给煤方式多样组合采用前墙给煤只需一级给煤即可，完全前墙型给煤方式在440t/h级CFB锅炉上得到了广泛应用，并联布置数台（4—6台）全密封电子称重式皮带给煤机，单台给煤机一级给煤到炉前，其系统的可靠性非常高。前墙给煤采用播煤风，播煤风来自一次热风使煤在下落过程中得到预热并在炉膛纵向（深度方向）扩散均匀。含硫大的烟煤、褐煤还是宜采用此种方式给煤并和回料给煤方式组合起来。含硫大的无烟煤、劣质煤宜采用回料给煤方式，给煤可以有效预热，使其达到着火点的时间缩短，有利于碳的一次燃尽。侧墙回料的1025t/h级CFB锅炉即采用这种方式，侧墙回料使得给煤系统并不复杂；440t/h级以下CF