1　前言
　　作為潔凈煤發(fā)電技術(shù)的一種，大型CFB鍋爐燃燒技術(shù)的應(yīng)用目前得到了快速發(fā)展，國產(chǎn)化最大的2臺450 t／h CFB鍋爐機(jī)組已經(jīng)順利在保定熱電廠投產(chǎn)，410 t／h的CFB鍋爐機(jī)組在石家莊熱電廠投產(chǎn)了2臺，并在江西分宜電廠投產(chǎn)了1臺。但是，隨著大容量CFB鍋爐機(jī)組的投運，大型CFB鍋爐設(shè)備在穩(wěn)定運行上暴露了一些問題。希望通過對大型CFB鍋爐設(shè)備穩(wěn)定運行問題的探討，提高CFB鍋爐運行和維護(hù)水準(zhǔn)，確保機(jī)組能夠長周期安全穩(wěn)定運行，促進(jìn)國產(chǎn)化大型CFB鍋爐技術(shù)的發(fā)展。

2　影響大型CFB鍋爐穩(wěn)定運行的主要問題
　　目前，影響大型CFB鍋爐長期穩(wěn)定運行的主要問題有：爐膛及冷渣器的排渣、爐膛布風(fēng)板的漏渣、耐火保溫材料的選擇、施工及烘烤、床下點火風(fēng)道燃燒器的配風(fēng)及保護(hù)、CFB鍋爐特征量的在線測量及監(jiān)視可靠性低下、給煤機(jī)的堵煤與斷s煤、燃煤粒徑的控制及其他輔機(jī)問題等。
2．1　爐膛及冷渣器的排渣問題
　　影響大型CFB鍋爐長期運行的首要問題是鍋爐的排渣問題。爐渣的可靠排放是鍋爐穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)CFB可控制運行的標(biāo)志。因此，選擇合適的冷渣器并保證冷渣器的可靠、合理、穩(wěn)定運行是實現(xiàn)鍋爐順利排渣的前提，也是鍋爐排渣的下級—輸渣系統(tǒng)穩(wěn)定運行的保證。
2．1．1　東鍋選擇式風(fēng)水聯(lián)合冷渣器
　　東鍋450 t／h CFB鍋爐配備4臺選擇式風(fēng)水聯(lián)合冷渣器。鍋爐排渣采用J閥風(fēng)控制，冷渣器排渣采用旋轉(zhuǎn)給料閥控制；選擇室和第1冷卻室采用180℃一次風(fēng)熱風(fēng)冷卻，第2冷卻室和第3冷卻室采用一次風(fēng)機(jī)出口的冷風(fēng)直接冷卻；在第1冷卻室和第2冷卻室布置水冷管束作為省煤器的一部分。
　　a．存在的問題　排渣量較大，冷渣器排渣溫度過高，冷渣器經(jīng)常需要間斷運行；冷渣器內(nèi)部磨損嚴(yán)重；在冷渣器的選擇室部位結(jié)焦而導(dǎo)致冷渣器停運；冷渣器無法實現(xiàn)連續(xù)運行，4臺冷渣器不能滿足機(jī)組運行的需要，鍋爐運行受制于冷渣器，經(jīng)常造成鍋爐降負(fù)荷運行或停爐。
　　b．原因分析　鍋爐排渣失控，沒有建立冷渣器的進(jìn)渣與出渣的平衡是造成上述問題的主要原因。因為冷渣器的設(shè)計是按一定的物料平衡設(shè)計的，當(dāng)鍋爐排渣失控（即冷渣器的進(jìn)渣失控）時，大量的熱渣快速進(jìn)入冷渣器，而冷渣器的冷卻風(fēng)和冷卻水不足以將熱渣冷卻到設(shè)計的排渣溫度，運行人員加大冷卻風(fēng)量的投入，使得冷渣器內(nèi)部的磨損加劇，在不能將熱渣冷卻下來時，導(dǎo)致冷渣器需要停運進(jìn)行冷卻；當(dāng)選擇室進(jìn)渣量較大時，大量的未燃燒煤粒會隨著渣流涌入選擇室，在渣層較厚的情況下會造成局部的溝流和局部的不流化，并在選擇室內(nèi)發(fā)生可燃物的再燃和結(jié)焦，造成選擇室排渣口的堵塞。
　　c．采取的措施　用控制鍋爐排渣J閥風(fēng)壓的大小來控制鍋爐的排渣量，建立冷渣器的進(jìn)渣與出渣的平衡，保持選擇室床壓的穩(wěn)定與可控。
　　d．實施后的效果　冷渣器能夠穩(wěn)定可靠運行，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)排渣，排渣溫度可以控制在150℃左右，3臺冷渣器就可以保證鍋爐滿負(fù)荷運行。
2．1．2　哈鍋L閥控制風(fēng)水聯(lián)合冷卻溢流式冷渣器
　　石家莊熱電廠220 t／h CFB鍋爐配備了2臺L閥控制的風(fēng)水聯(lián)合冷卻溢流式冷渣器。鍋爐排渣采用L閥控制，冷渣器排渣為溢流式出渣，在冷渣器底部設(shè)置2個事故排渣口，采用2臺冷渣器用羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行直接冷卻；在第2冷卻室和第3冷卻室布置水冷管束，加熱后的除鹽水直接進(jìn)入除氧器水箱。
　　a．存在的問題　L閥只起疏通作用，鍋爐排渣量的大小不易控制，在鍋爐排渣口部位易結(jié)焦；冷渣器內(nèi)部的渣易堆積形成溝流，在不能建立初始流化的情況下，只能通過事故放渣進(jìn)行排渣，排渣溫度過高，冷渣器內(nèi)易結(jié)焦。
　　b．原因分析　冷渣器的冷卻風(fēng)機(jī)選型較小，冷卻風(fēng)量不足；L閥的控渣性能不好，排渣量大小不易控制，且L閥的耐磨耐火材料易于脫落，易造成堵塞。
　　目前，該爐的排渣只能依靠事故排渣進(jìn)行，運行狀況不良，鍋爐運行受制于冷渣器能否正常出渣。
2．2　鍋爐爐膛布風(fēng)板的漏渣問題
　　東鍋生產(chǎn)的450 t／h和410 t／h CFB鍋爐爐膛布風(fēng)板均存在漏渣情況。在冷態(tài)和停用床下油槍前，爐膛布風(fēng)板不漏渣，漏渣發(fā)生在鍋爐帶上一定負(fù)荷且床下油槍停用后，漏渣的部位在靠近后墻的回料中心附近。大量的漏渣將導(dǎo)致水冷風(fēng)室的堵塞，并使水冷風(fēng)室磨損嚴(yán)重，危及鍋爐的正常運行。
　　東鍋100 MW等級的CFB鍋爐回料口為2個，布風(fēng)板的風(fēng)帽為定向“7”字型，布風(fēng)板阻力較?。还?00 MW等級的CFB鍋爐回料口為4個，布風(fēng)板的風(fēng)帽為鐘罩式，布風(fēng)板阻力較大。
　　通過初步的試驗及現(xiàn)象分析認(rèn)為，造成爐膛布風(fēng)板漏渣的原因可能為：回料布置集中，局部的回料量偏大、布風(fēng)板阻力偏小、風(fēng)帽制造粗糙。
　　因為CFB鍋爐大型化后，額定負(fù)荷時的循環(huán)物料量很大，如果不相應(yīng)增加回料口勢必造成局部回料量過大，使布風(fēng)板上的局部床壓過高。當(dāng)布風(fēng)板阻力偏小時容易隨著爐膛循環(huán)量的增加而發(fā)生漏料情況。而在循環(huán)物料量較小時并不發(fā)生漏料，這與實際情況是相吻合的。因此，必須在大型CFB鍋爐的設(shè)計中充分考慮回料量的均勻分布，避免造成局部回料量過大的問題。同時，應(yīng)注意風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)是否合理和制造加工質(zhì)量是否合格。

2．3　耐火保溫材料的選擇、敷設(shè)及烘烤
　　CFB鍋爐運行的特殊性———大量含有燃料、燃料灰渣、石灰石及其反應(yīng)產(chǎn)物的固體床料的內(nèi)、外循環(huán)流動，使得CFB鍋爐密相區(qū)及循環(huán)回路中敷設(shè)的耐火耐磨材料受到嚴(yán)重的沖刷磨損及熱循環(huán)應(yīng)力及機(jī)械振動的影響。因此，對于CFB鍋爐來說，耐火耐磨材料的理化性能、施工及最終的烘烤，將在很大程度上決定著CFB鍋爐能否安全可靠運行。耐火耐磨材料的各項理化性能指標(biāo)必須達(dá)到設(shè)計要求，這是耐火耐磨材料性能保證的前提條件；合理的配漿、支模、搗打及配置合適的膨脹縫是耐火耐磨材料安裝成型的基礎(chǔ)，最終的烘烤（通過合理的干燥和烘烤，使墻襯中的水分蒸發(fā)、墻體固化并被燒結(jié)成高強(qiáng)度的耐火耐磨襯里）是使耐火耐磨材料燒結(jié)成型并使之達(dá)到耐火、耐磨、耐壓、抗折、熱震穩(wěn)定性、高溫耐壓性能的關(guān)鍵。
　　大型CFB鍋爐的爐膛、冷渣器和床下點火風(fēng)道燃燒器，均比原有的小型CFB鍋爐要大很多且復(fù)雜，大型CFB鍋爐運行的可靠性和烘烤質(zhì)量要求也不盡相同。采用傳統(tǒng)烘爐方法進(jìn)行烘烤，一方面烘烤質(zhì)量達(dá)不到要求，另一方面也難于控制和實現(xiàn)。
　　結(jié)合大型CFB鍋爐烘爐的實際現(xiàn)狀，認(rèn)為大型CFB鍋爐烘爐的關(guān)鍵在于：制定切實可行的烘爐措施、要有合理的烘爐手段、采用可靠的監(jiān)視設(shè)備，保障烘爐過程能夠按照控溫要求實現(xiàn)。
2．4　床下點火風(fēng)道燃燒器的配風(fēng)及保護(hù)
　　由于床下點火具有較好的傳熱效率且啟動速度快等諸多優(yōu)點，因此，CFB鍋爐一般均設(shè)置床下風(fēng)道點火燃燒器進(jìn)行鍋爐的啟動點火。但隨著CFB鍋爐容量的增加，床下風(fēng)道點火燃燒器的油槍出力也逐步提高，100 MW等級的CFB鍋爐床下點火油槍的出力一般在1 600～2 000 kg／h范圍。如此大的油槍出力，燃燒器的配風(fēng)及燃燒器壁面的保護(hù)就很重要，因為需要通過配風(fēng)調(diào)整火焰的形狀，避免火焰直接刷墻，并保證燃燒器出口的煙氣溫度在合適的范圍內(nèi)。同時，必須要保證有足夠的壁面冷卻風(fēng)以保證燃燒器的壁面不燒損。所以，在床下點火風(fēng)道燃燒器的使用中，一要設(shè)置看火孔，能夠通過配風(fēng)調(diào)整火焰的形狀；二應(yīng)保證點火風(fēng)道燃燒器在使用前是徹底烘烤合格的，否則會在使用中發(fā)生塌落。
2．5　CFB鍋爐特征量在線測量和監(jiān)視可靠性低下
　　在CFB鍋爐的運行中，除了需要煤粉鍋爐所常用的測量裝置外，還有許多數(shù)據(jù)需要監(jiān)測和控制。例如：爐膛布風(fēng)板上密相區(qū)的床溫、布風(fēng)板的料層厚度、布風(fēng)板的床層壓力、爐膛流化風(fēng)量、J閥回料溫度和料位、冷渣器的進(jìn)渣溫度、冷渣器的料層厚度、冷渣器的床溫、冷渣器的冷卻風(fēng)量等。
　　因此，在CFB鍋爐中設(shè)置了許多的床壓、風(fēng)量、床溫等在線檢測裝置。但在實際使用中卻經(jīng)常發(fā)生所測數(shù)據(jù)不可靠的問題，容易造成運行人員的誤判斷。造成數(shù)據(jù)不可靠的主要原因是：
　　a．安裝位置受到所測環(huán)境的影響，易堵塞，但所安裝的吹堵裝置吹堵效果又不明顯，形同虛設(shè)。如：床層壓力測點、床層密度測點及床層差壓測點等；
??? b．測點的連接管或其接頭漏氣；
　　c．在管道設(shè)計中沒有考慮預(yù)留足夠的直管段或離風(fēng)門較近等；
??? d．測量裝置本身存在問題；
　　e．考慮耐磨后，溫度測點的靈敏性較差或反應(yīng)遲鈍，不能及時反映溫度的變化情況。
　　為保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可信與可用，需要從測量裝置的選型、管道設(shè)計、部件安裝等環(huán)節(jié)抓起，避免出現(xiàn)監(jiān)測故障，影響運行人員的正確判斷。
2．6　給煤機(jī)的堵煤與斷煤及燃煤粒徑的控制
　　爐膛給煤口位于爐膛的密相區(qū)，由于CFB鍋爐為微正壓運行，當(dāng)發(fā)生斷煤或燒空倉時極易造成給煤機(jī)的燒損事故。
　　在運行中，必須密切監(jiān)視給煤機(jī)落煤管的溫度。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)此溫度有異常時，應(yīng)及時停用該給煤機(jī)，并迅速關(guān)閉給煤機(jī)落煤管的出口速斷閥。維修人員一定要保證給煤機(jī)落煤管出口速斷閥的靈活可用，并能夠可靠關(guān)斷。運行人員要定期檢查煤倉的煤位情況，及時通知燃料上煤，一定要避免出現(xiàn)燒空倉的情況，否則后果不堪設(shè)想。
　　對于CFB鍋爐來說，燃煤的顆粒度是一個很重要的控制指標(biāo)，運行中必須要嚴(yán)格加以控制，絕不能將細(xì)碎機(jī)清理時的粗煤塊直接輸送到煤倉中，“寧細(xì)勿粗”這是保證CFB鍋爐安全穩(wěn)定運行的前提。因為燃煤顆粒的變粗，將影響冷渣器旋轉(zhuǎn)給料閥的正常工作，并造成爐膛排渣量的增大：冷渣器旋轉(zhuǎn)給料閥的卡澀將導(dǎo)致冷渣器的停用；鍋爐底渣量過大將造成輸渣系統(tǒng)的停用，使得爐渣直接外排，造成環(huán)境的嚴(yán)重污染和清理工作強(qiáng)度的增加。
2．7　輔機(jī)存在的問題
2．7．1　一次風(fēng)機(jī)的振動及噪聲
　　在100 MW等級的大型CFB鍋爐中，許多電廠都選用了豪頓華公司的一次風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)在運行中可以滿足鍋爐的需要。該風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)上較特殊，風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口為狹長形，風(fēng)機(jī)軸系振動較小，但風(fēng)機(jī)的機(jī)殼振
動較大，且引起風(fēng)道的振動，風(fēng)機(jī)噪聲嚴(yán)重超標(biāo)。
2．7．2　引風(fēng)機(jī)出力選型偏小
　　在鍋爐滿負(fù)荷運行時，引風(fēng)機(jī)的風(fēng)門開度在90％左右，在煤質(zhì)變差時，引風(fēng)機(jī)出力略顯不足，在燃用設(shè)計煤種時，不能滿足110％額定蒸發(fā)量的需要。
　　從引風(fēng)機(jī)本身看，在引風(fēng)機(jī)開度為100％時，其工作電流沒有超過額定最大電流，但引風(fēng)機(jī)已經(jīng)沒有調(diào)節(jié)余地。
　　從引風(fēng)機(jī)的入口負(fù)壓看，設(shè)計值為－5 500 Pa，運行值為－5 600～－6 000 Pa，實際煙氣系統(tǒng)的阻力高于設(shè)計值，故可能是鍋爐廠提供的阻力偏小造成設(shè)計選型偏小。
　　對CFB鍋爐而言，由于分離器部位的阻力較大，故引風(fēng)機(jī)的出力應(yīng)有一定的裕度。
2．7．3　聲波吹灰效果不理想，排煙溫度偏高　　在450 t／h CFB鍋爐的尾部豎井煙道設(shè)置了18臺聲波吹灰器，聲波吹灰器分為5組，每組每次吹掃時間為15～30 s，吹掃時間間隔為15～30 min，由程序控制順序執(zhí)行。鍋爐穩(wěn)定運行過程中，當(dāng)聲波吹灰器投用后，鍋爐對流受熱面管子上應(yīng)無明顯積灰。
　　但吹灰效果沒有達(dá)到預(yù)期值，在尾部受熱面各部位參數(shù)與設(shè)計值相差不大的情況下，鍋爐的排煙溫度比設(shè)計值偏高20～40℃左右。

3　結(jié)論
　　a．冷渣器的運行必須要建立進(jìn)渣與出渣的平衡，保持選擇室床壓的穩(wěn)定與可控。配備旋轉(zhuǎn)給料閥的選擇式風(fēng)水聯(lián)合冷渣器，在建立了進(jìn)渣與出渣的平衡后，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)排渣并穩(wěn)定運行。
　　b．爐膛漏渣是由諸多因素造成的，布風(fēng)板阻力設(shè)計偏小和回料量過于集中是主要的原因，應(yīng)采取合理的方式予以改進(jìn)。
　　c．耐火耐磨材料的選擇、施工及烘烤是大型CFB鍋爐所面臨的重大難題，沒有經(jīng)驗可循，必須引起足夠的重視，并應(yīng)盡快制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和檢驗方法，以保證CFB鍋爐的使用壽命。
　　d．在床下點火風(fēng)道燃燒器上設(shè)置看火孔，是進(jìn)行合理配風(fēng)和保護(hù)燃燒器的必要措施。給煤機(jī)系統(tǒng)中的速關(guān)閥應(yīng)能動作靈活、保證可靠關(guān)斷，要及時上煤，嚴(yán)防出現(xiàn)空倉現(xiàn)象。要保證各在線測量監(jiān)視參數(shù)的準(zhǔn)確可靠，這是保證鍋爐穩(wěn)定可靠運行的基礎(chǔ)。
　　e．應(yīng)在優(yōu)先保證鍋爐長期穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上，解決其它影響鍋爐經(jīng)濟(jì)運行的問題，使大型CFB鍋爐機(jī)組能夠安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行。