130t/h循环流化床锅炉改造与分析
摘 要 简介了130t/h煤粉炉改为130t/h循环流床（CFB）锅炉的情况；对该锅炉运行中存在的点火过程结焦，主蒸汽温度偏低，飞灰含碳量偏高等问题进行了分析，并提出了相应解决措施，供大家借鉴参考。
焦煤集团热电厂1号炉是北京巴布科克·威尔科克斯公司生产的B&WB-130/3.82-M型中温中压煤粉炉，1991年7月投产。根据国家产业政策及环保要求，该厂于2000年11月-2001年3月委托北京巴·威公司将1号炉改造为130t/h
循环流化床（CFB）锅炉，改造后的锅炉主要设计参数为：额定蒸发量3.82MPa，过热蒸汽压力450℃，过热蒸汽温度450℃，给水温度170℃，设计燃用煤质（无烟煤/矸石=1/1.4）Qnet,var=12410kJ/kg，Aar=50.79%，校核煤质（无烟煤煤末矸石=3/1）Qnet,var=18740kJ/kg，Aar=33.90%，锅炉运行煤质接近于设计值。改造并试生产结束后，存在着主蒸汽温度偏低，飞灰含碳量偏高等问题，焦煤集团热电厂在试验研究的基础上提出了改进措施，实施后取得了良好的运行效果。
一、改造简介
1. 锅炉改造总体上保留了原锅炉的布置方式，采用自然循环，π型布置，单汽包，前吊后支，平衡通风，汽包不变，钢架基本不变，两级过热器及减温水系统不变，省煤器增加了一组，空气预热器取消了一级（原煤粉炉高温省煤器）。
2. 炉膛出口拉稀管处布置有一级撞击式（槽型）分离器。在原炉膛出口与尾部竖井之间依次布置有高温过热器、低温过热器。原转向室拆除，在该处布置两台下排气旋风分离器，其下依次布置有：省煤器上段、中段、下段，空气预热器（原煤粉炉低温空气预热器），并对空气预热器进行了局部分隔改造，以适应一、二次风相对独立的需要。
3. 给煤口布置在前水冷壁的下部，布风装置和水冷风箱由后水冷壁和两侧水冷壁组成。
4. 采用两级分离及物料循环系统。一级分离循环系统采用撞击式，布置在炉膛出口处的撞击式分离器分离下来的固体物料落入它下面的一个与炉膛相通的灰斗中，借助自身重力经沿炉膛宽度分布的落灰口返回到炉膛，沿炉膛后水冷壁落入炉膛下部进行炉内循环。二级分离循环系统由下排气式旋风分离器、料斗、回料管、返料阀（简易的“L”阀）组成，二级分离器分离出来的物料，通过回料管和返料阀，靠重力在一次风（返料风）辅助下，由布置在后水冷壁下部的回料口返回到炉膛内，形成外循环。
5. 点火系统由布置于后水冷壁下部的倾斜向下三支点火燃烧器组成，采用床上点火整床启动技术，点火油枪由人工用火把点燃。
二、改造后锅炉运行中存在的问题及分析
锅炉投运以来，主要的问题有：点火过程中结焦，导致点火失败；主蒸汽温度偏低，月平均值仅410℃左右；飞灰含碳量偏高，月平均值高达36.08%。
1. 点火失败分析
（1）无烟煤（ Var＜6%，Qnet,var＜12570kJ/kg）直接点火启动。
①做好启动前的检查和准备工作后，在布风板上铺上含碳量3%以下、400mm厚，0-6mm粒径的炉渣。
②依次启动二台引风机、二次风机（提供点火助燃风）、一次风机，并投入锅炉联锁。
③逐渐开启二次风机调节挡板，使点火母管风速达10-11m/s；逐渐开启一次风机挡板，使风室风压达6500Pa，根据现场探测流化情况进行微调，确定点火风压（风量）；引风机挡板开度随入炉风量进行调整，保持炉膛出口负压20-50Pa。
④启动油泵，降低一次风压（约400Pa），调整油压为2.0MPa，投入2#油枪（中间油枪），检查着火正常后，将一次风压调整到点火风压。
⑤待油枪着火约40min后，投入1#、3#油枪，着火后调整油压至2.0MPa，此时由三台给煤机处加入约800kg无烟煤。
⑥底料温度升至$(()，调整油压至2.5Pa（油量最大）。
⑦当床温达400℃时，底料温度上升缓慢，炉内接近热平衡，此时可降低风室风压1000-1500Pa，床料厚度约1/2达沸腾状态，密相区出现明显“气泡”现象，用铁钩探测，下部底料约1/2未沸腾起来，铁钩靠重力不能自然沉降到风帽顶端。此时床温上升很快，约20min可达550-600℃。
⑧当床温上升至550℃左右时，可开启三台给煤机投无烟煤（为正常运行时给煤量1/3），2min后若床温上升较快，氧量下降明显，可缓慢增大风量，使底料良好流化；若床温未升，氧量未降，可停止给煤，待床温回升时，可增大风量，并连续少量给煤。
⑨待床温上升至800℃以上并有继续上升趋势时，切断油枪，由煤维持燃烧，点火启动完成。
（2）烟煤作引燃煤的点火启动
前4个步骤与无烟煤直接点火启动中的①-④相同。接着，当底料温度上升至300℃时，可由人工在三台给煤机落煤口添加烟煤。待底料预热到400-500℃ 时，可缓慢增大风量使床层达到稳定流化状态，确保底料温度平稳上升。当床温上升到550℃以后，操作与无烟煤点火启动中的⑧-⑨相同。
（3）解决措施
①无烟煤直接点火过程中，投油量最大，炉内接近热平衡时，降低点火风压是很关键的步骤，处理不好很易产生低温结焦。多次的启动实践证明：维持约20min左右时间的底料局部流化，温度回升后，迅速加煤提风，脱离结焦“危险区”，不仅能成功点火，而且还有节约启动时间、省油的功效。
②当床温达300℃，就地由人工加烟煤时，一定要和司炉作好联系，由司炉统一指挥，否则加烟煤速率过高或过低必导致锅炉结焦或底料降温，不能保证安全和经济启动。
③实践证明，按以上程序启动锅炉时，锅炉均一次点火成功，点火历时1.5-2h，耗油约3.5t，实现了锅炉安全经济启动。
2. 主蒸汽温度偏低与飞灰含碳量偏高分析
（1）燃烧份额的影响
锅炉运行中，由于燃煤粒比度不合理，必将影响到稀相区燃烧份额、物料浓度梯度、飞灰循环倍率、传热系数等，这些都对过热蒸汽温度有影响。本锅炉设计燃煤粒径0-8mm，经现场筛分试验，实际燃煤颗粒大于10mm占13%，且细颗粒所占份额远低于设计值，造成稀相区燃烧份额过少，炉膛出口温度650℃左右，比设计值低200℃以上，造成过热器吸热过少，主蒸汽温度偏低。
（2）稀相区物料浓度的影响
锅炉运行中在保证炉膛出口过量空气系数满足设计要求前提下，若稀相区物料浓度偏离设计值，必将影响到过热器受热面的传热系数，使主蒸汽温度偏离设计值。本锅炉现场调试发现，一级回料口经常堵塞；二级返料阀（L阀）因立管料腿高度不足密封差，造成炉内烟气反窜进入分离器；二级分离器因受原煤粉炉空间结构限制与其前受热面（低过）间距过小，使得其进口的渐缩加速段长度不足而导致分离效率低（通过反料阀前放灰管放灰试验发现循环灰过少）。以上诸因素造成大量物料不能送入炉内循环燃烧，而随烟气排走，使得稀相区物料浓度低，燃烧份额少，飞灰可燃物偏高；炉膛出口烟温偏低，造成过热器吸热过少，主蒸汽温度偏低。
（3）煤中粒度分布的影响
锅炉运行时若煤中细粉末较多，且燃烧时自爆性也好，烟气中颗粒小于或等于分离器临界切割粒径份额过多，细小颗粒通过旋风分离器时不能被有效捕集送入炉内进行循环流化燃烧而随烟气排走，造成飞灰含碳量偏高。
（4）解决措施阀
①完善入炉煤破碎及筛选系统，使入炉煤粒径分布接近设计值，可使主蒸汽温度提高至420℃左右。②对一级回料增加定期吹送装置，二级分离器内增加百叶窗挡扳，并将“L”型返料阀改为密封及自平衡型较好的“U”型阀，可使主蒸汽温度达设计要求，并使飞灰可燃物下降至8.05%（改造后平均值）。