h CFB鍋爐排煙溫度偏高的原因分析及治理

1、480t/h CFB鍋爐排煙溫度偏高的原因分析及治理何布朗孫耀平劉玉春鄧德兵【摘要】針對某超高壓135MW循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)變頻改造后出現(xiàn)的“搶風(fēng)問題，在實(shí)際運(yùn)行的冷態(tài)和熱態(tài)工況下進(jìn)行了診斷試驗(yàn)。根據(jù)診斷試驗(yàn)結(jié)果，提出了最優(yōu)改造方案。對風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造后問題得以解決?！娟P(guān)鍵詞】循環(huán)流化床;一次風(fēng)機(jī);離心風(fēng)機(jī);變頻;搶風(fēng)中圖分類號(hào)：TK229.66文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2457202116-0037-002DOI：10.19694/j ki.issn2095-2457.2021.16.016DiagnoseTestandRetrofitofthe“BlowerPinchofthePr

2、imaryAirFanafterCoversionRefomation ina135MWSuper-highPressureCFBBoilerHEBu-lang1SUYao-ping2LIUYu-chun2DENGDe-bing11.SuZhouNuclearPowerResearchInstitute，SuzhouJiangsu215004，China;2.DiantaShendongPowerGenerationCo.Ltd，ShenmuShanxi719300，China【Abstract】Toclearthe“blowerpinchoftheprimaryairfanafte

3、rcoversionreformationina135MWsuper-highpressureCFBboiler，arelatedcoldandthermaldiagnostictestwascarriedoutintheprimaryairfanundernormalworkingcondition。Besedonthetestresult，anoptimumreformationshemehasbeenobtained。Theproblemwasfinallysolvedbytakingappropriateretrofit.【Keywords】Circulatingfluidizedbe

4、d;Primaryairfan;Centrifugalfan;Frequencyconversion;Blowerpinch1設(shè)備概述1.1鍋爐概述陜西某電廠135MW機(jī)組鍋爐是由無錫鍋爐廠制造的UG-480/13.7-M型自然循環(huán)、單汽包、超高壓循環(huán)流化床鍋爐，為單爐膛一次中間再熱、島式布置。鍋爐主要由爐膛、兩臺(tái)高溫絕熱式旋風(fēng)別離器和一個(gè)尾部豎井煙道三局部組成。燃燒室蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁，水循環(huán)采用單汽包、自然循環(huán)、單段循環(huán)系統(tǒng)。采用水冷布風(fēng)板、內(nèi)嵌逆流柱型風(fēng)帽。燃燒室內(nèi)布置水冷屏來增加蒸發(fā)受熱面。燃燒室內(nèi)還布置有屏式級過熱器和屏式熱段再熱器。尾部對流煙道中布置級、級過熱器、冷段再熱器、

5、省煤器、空氣預(yù)熱器。1.2大修改造概述該鍋爐自投運(yùn)以來，為了防止?fàn)t膛水冷壁的磨損，水冷壁四角及水冷壁頂部均敷設(shè)了耐磨混凝土;同時(shí)，屏式再熱器初期運(yùn)行過程中由于屏再出口管局部存在超溫現(xiàn)象，現(xiàn)屏式再熱器面積比原設(shè)計(jì)有所減少。以上兩方面的原因?qū)е聽t膛內(nèi)部受熱面積比原設(shè)計(jì)下降了近150m2，造成目前整體床溫運(yùn)行偏高大約950970之間。為了滿足日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求，降低鍋爐NOX和SO2的原始排放濃度和提高爐內(nèi)脫硫效率，在保證鍋爐負(fù)荷及蒸汽參數(shù)的前提下，爐膛內(nèi)運(yùn)行床溫需控制在900920之間。為到達(dá)上述要求，鍋爐大修期間對爐內(nèi)受熱面重新進(jìn)行調(diào)整。具體調(diào)整如下：1適當(dāng)調(diào)整爐內(nèi)屏式受熱面，爐內(nèi)六片再熱屏改為

6、四片，其余兩片改為水冷屏中間兩根下降管取水，回至汽包蒸汽引入管，同時(shí)再熱屏、過熱屏均向爐膛下方方向拉長，為了防止屏再變形、晶界腐蝕和干燒工況，屏再材料采用SA213-TP347H材料。2改造后水冷屏有5片，3片利用原來的，2片新增，在原再熱屏位置新增2片，寬度288036×80=2880，高度與原水冷屏一致。3改造后過熱屏8片，利用原8片過熱屏，外側(cè)增加3根管子，寬度變?yōu)?10030×70=2100，高度方向拉長5.1米，與水冷屏位置差不多。4改造后再熱屏4片，由原來的6片變更為4片，管子60×5，材料為SA213-TP347H，寬度為255535×73

7、=2555，高度與水冷屏位置差不多。2鍋爐排煙溫度異常故障分析2.1故障現(xiàn)象大修后鍋爐試驗(yàn)前期，實(shí)際測試和鍋爐DCS均顯示，鍋爐尾部排煙溫度在各工況下均比大修前高10以上。超115MW以上負(fù)荷時(shí)，排煙溫度即已超過170，導(dǎo)致不能繼續(xù)往上帶負(fù)荷除塵器電布改造后，對排煙溫度有嚴(yán)格限制。2.1燃燒工況調(diào)整為解決大修后排煙溫度高的缺陷，首先在性能試驗(yàn)燃燒工況的配置上做了系統(tǒng)的嘗試：1變氧量：氧量降低亦即總風(fēng)量減少時(shí)，排煙溫度趨于降低，但風(fēng)量太低時(shí)飛灰含碳量、CO濃度急劇增加;2變一、二次風(fēng)量配比：一次風(fēng)率降低時(shí)，排煙溫度降低明顯，但主蒸汽壓力亦急劇下降;3改變上、下二次風(fēng)配比：排煙溫度變化不大。從燃燒

8、調(diào)整的途徑來降低排煙溫度，取得了一些成效：在環(huán)境溫度較低時(shí)，負(fù)荷能帶到120MW并運(yùn)行數(shù)小時(shí)。但環(huán)境溫度一旦升高，排煙溫度很快就超170了，鍋爐不得不降負(fù)荷運(yùn)行。因此，單純依靠燃燒調(diào)整的手段，不能從根本上解決大修后鍋爐排煙溫度高的缺陷。2.2影響排煙溫度的各種因素排查在初步燃燒調(diào)整的根底上，對影響鍋爐排煙溫度高的以下各種因素，進(jìn)行了逐一分析與排查。1入爐煤質(zhì)。大修前后入爐煤的揮發(fā)分、灰分、低位熱值及煤中水分等均沒有發(fā)生顯著變化，此因素可排除。2給水溫度。大修前后相同工況下給水溫度相同，此因素也可排除。3空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫。環(huán)境溫度升高，那么排煙溫度將隨之升高。實(shí)際鍋爐DCS顯示，尾部煙道從高溫

9、過熱器、低溫過熱器往下的各級換熱面前后的煙氣溫度均發(fā)生明顯變化。分析認(rèn)為，空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫的改變不可能影響如此大的范圍，此因素不是大修后鍋爐排煙溫度普遍提高的主要因素。4一次風(fēng)量的大小。燃燒初步調(diào)整說明，單純通過對一、二次風(fēng)量的調(diào)節(jié)，不可能從根本上改變排煙溫度高的缺陷。5旋風(fēng)別離器的別離效果：比較大修前后別離器前后的煙溫、壓力等，未見明顯異常。大修后別離器的運(yùn)行是正常的。6空預(yù)器漏風(fēng)率降低：大修后空預(yù)器漏風(fēng)率有所降低，排煙溫度趨于上升。但空預(yù)器漏風(fēng)率略有降低，經(jīng)計(jì)算影響排氧溫度約1.5。尾部煙道從高溫過熱器、低溫過熱器往下的各級換熱面在大修后發(fā)生如此大范圍的煙氣溫度變化不可能為漏風(fēng)率下降所致

10、，此因素也不是大修后鍋爐排煙溫度普遍提高的決定性因素。7尾部煙道內(nèi)受熱面積灰。對此因素分析認(rèn)為，尾部煙道積灰是有可能的。對此因素影響的程度及發(fā)生的原因要做深入分析。對大修前后性能試驗(yàn)對應(yīng)工況下煙氣側(cè)的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理見附件2，尾部受熱面布置見附圖1。由附件2知，在相同電負(fù)荷下，高溫過熱器進(jìn)出口煙溫降，大修后比大修前普遍要低1525左右。屏式過熱器II級過熱器增加受熱面后，高過進(jìn)口煙溫降低及進(jìn)口氣溫升高，高過傳熱溫差降低，高過換熱量自然會(huì)有所降低。因此，高溫過熱器進(jìn)出口煙溫降大修后比大修前會(huì)有所降低是可以理解的，但影響程度有待進(jìn)一步確定。但是，在相同電負(fù)荷下，低溫過熱器進(jìn)出口煙溫降，大修后也

11、比大修前普遍要低20左右。低過煙溫降也降低較大，這從爐膛受熱面改造的角度就解釋不通了：高過進(jìn)口煙溫和煙溫降較大修前降低較大，那么低過進(jìn)汽煙溫略有降低或維持不變合情合理實(shí)際上大修后有些工況下低過進(jìn)口煙溫比大修前還略高，如果低過受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與大修前持平的話，那么低過進(jìn)出口煙溫降不應(yīng)該比大修前低20之多！排除爐膛受熱面改造的影響，可以認(rèn)為，大修后排煙溫度普遍提高的主要原因是尾部受熱面，尤其是低溫過熱器，傳熱效果明顯惡化。而之所以如此，一個(gè)最大的可能就是尾部受熱面大修后積灰嚴(yán)重。由于積灰嚴(yán)重導(dǎo)致傳熱效果日益惡化，排煙溫度日益提高，負(fù)荷日益帶不上去。此種現(xiàn)象在大修后啟動(dòng)初期表現(xiàn)非常明顯：#6爐8月25

12、日晚點(diǎn)火，26日帶上負(fù)荷，8月29日曾在135MW負(fù)荷運(yùn)行達(dá)半小時(shí)，但9月5日勉強(qiáng)能夠帶120MW，9月8日最多帶115MW時(shí)排煙溫度不超限，9月12日帶110MW時(shí)稍調(diào)整不善排煙溫度就超?？梢?，尾部受熱面積灰是一天比一天嚴(yán)重，導(dǎo)致尾部煙道受熱面的傳熱效果日益惡化。蘇州熱工院技術(shù)人員在比照分析大修前后鍋爐DCS數(shù)據(jù)的根底上，又做了數(shù)個(gè)灰平衡試驗(yàn)。表1為大修前后試驗(yàn)過程中進(jìn)行的灰平衡試驗(yàn)比照：大修前飛灰份額平均為30%，大修后飛灰份額那么明顯提高。而飛灰份額過高，將會(huì)導(dǎo)致尾部受熱面容易積灰，如吹灰器工作不正常，排煙溫度將會(huì)急劇提高，影響鍋爐帶負(fù)荷除塵器改為布袋改造后，尾部排煙溫度必須小于180。

13、同時(shí)飛灰增多，鍋爐受熱面的磨損也會(huì)增加，受熱面管子的運(yùn)行壽命將會(huì)受到影響。對于大修后飛灰份額提高導(dǎo)致尾部煙道煙氣中飛灰急劇增加的原因，蘇州熱工院技術(shù)人員在大修后#6鍋爐全面的性能試驗(yàn)及燃燒調(diào)整試驗(yàn)的根底上，作出如下分析：1由于大修改造的主要目的是通過增加爐內(nèi)受熱面來降低床溫，從而降低鍋爐NOX和SO2的原始排放濃度，并提高爐內(nèi)脫硫效率。修后床溫平均降低3040左右。而床溫的降低對燃燒的改善是不利的，修后灰渣含碳量普遍比修前提高，飛灰份額也趨向于增加。2飛灰份額提高的更主要的原因：修后一、二次風(fēng)量比率不當(dāng)，導(dǎo)致飛灰份額大幅度提高。一次風(fēng)主要用于滿足流化。如果一次流化風(fēng)過大，那么燃料顆粒在爐膛內(nèi)特別是在溫度較高的爐膛密相區(qū)內(nèi)的停留的時(shí)間變短，循環(huán)流化床爐膛