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1、循环流化床事故分析及改造目 录第一章 各系统事故分析1第一节 给煤不畅1第二节 炉内受热面磨损2第三节 非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰2第四节 外置床流化不良3第五节 返料器回料不畅4第六节 排渣困难5第二章 循环流化床锅炉用快速升温耐磨新材料5第三章 改造方案及分析8第四章 循环流化床锅炉运行故障分析17第五章 结束语33目前国内投产的300MW循环流化床机组共有十一台，都是引进、吸收法国ALSTOM公司CFB锅炉先进技术而设计制造的亚临界中间再热、单锅筒自然循环锅炉，在东方锅炉厂、哈尔滨锅炉厂和上海锅炉厂生产。国内最早的300MW循环流化床机组投产时间已两年多，最短的也超过半年。从锅
2、炉的运行情况看，普遍存在给煤不畅、炉内受热面磨损、非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰、外置床流化不良、返料器回料不畅、排渣困难等问题。第一章 各系统事故分析第一节 给煤不畅：300MW循环流化床锅炉布置有四条给煤线，每条给煤线从煤仓到皮带式称重给煤机，再到刮板式给煤机，最后通过3个给煤口进入炉内。给煤不畅是300MW循环流化床锅炉运行中最为常见的问题，尤其是在雨季，一台锅炉在一个运行班次可能发生给煤不畅几次，甚至十几次，几乎每个厂都要耗费大量的人力物力来解决这一问题。给煤不畅的原因：主要原因是来煤潮湿、来煤中含灰量大、甚至来煤中夹杂大量泥土。燃料中的细微颗粒在煤中水份大时极易黏结，从而造成煤
3、仓和给煤机堵煤。不断的黏结使煤仓的有效容积不断减少，最终导致下煤口堵塞。给煤机的堵塞主要在入炉前的刮板给煤机，雨季经常出现刮板给煤机底部积煤将刮板抬高，使给煤机的出力不断降低，若处理不及时，最终的结果就是给煤机不堪重负而跳闸，严重时刮板给煤机受损，电机烧毁。其次，称重给煤机皮带跑偏，清扫链不能及时将漏入称重机下部的积煤刮走；刮板给煤机传动链咬、润滑不良导致运行中断链；刮板给煤机长时间运行导致刮板断裂、变长、松脱，造成给煤机跳闸等。另外，来煤中的编织袋、树枝、钢筋等杂物进入给煤机，从而造成给煤机跳闸、卡涩、堵煤等情况的发生。第二节 炉内受热面磨损300MW循环流化床锅炉炉内除布置水冷壁管外，还在
4、炉膛上部布置扩展蒸发受热面，扩展蒸发受热面也叫水冷屏和翼型水冷壁，根据锅炉蒸发量的需要补充，一般在30到40屏之间。循环流化床锅炉受热面磨损是循环流化床锅炉正常运行最大威胁之一，由于磨损（受热面、耐火材料、风帽等）造成的停炉事故接近停炉总数的50%。炉膛内水冷壁管磨损主要表现在水冷壁管与耐磨材料交接及以上15m处、炉膛四角、返料口上部及绝热式旋风分离器入口等处.炉内受热面磨损的原因：1） 烟气流速的影响；2） 烟气颗粒浓度的影响；3） 燃料性质的影响；4） 安装及检修质量的影响；5） 耐磨材料脱落；6） 锅炉本身动力场的影响。第三节 非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰非金属膨胀节的主要作用是
5、补偿热膨胀，可以在较小的尺寸空间范围内提供较大的多维方向补偿。另一作用是补偿安装误差：由于风道联接中，系统误差在所难免，非金属膨胀节能较好地消除安装误差。非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰是300MW循环流化床锅炉投产初期普遍存在的问题，容易损坏的部位主要有回料器返料至炉膛处非金属膨胀节、一次风空预器出口非金属膨胀节、外置床返料至锅炉非金属膨胀节。原因：1）锅炉启动时没有严格按照规定的温升速度，加热过快，导致各部膨胀不匀，这是炉本体各结合部不严密漏灰的主要原因；2）锅炉床料翻床处理时一次风压、锅炉布风板上部床压过高，将非金属膨胀节蒙皮撕裂和炉本体各结合部吹通。正常运行时锅炉布风板上部床压一般
6、在10kpa左右，翻床处理时床压多的一侧可能高达2829kpa，导致非金属膨胀节损坏和炉本体各结合部漏灰。第四节 外置床流化不良300MW循环流化床锅炉与小容量循环流化床锅炉最大的区别有两点：1）炉膛进行裤衩腿布置；2）在炉本体外布置有四个外置床，其中两个布置高温再热器及低温过热器（高再低过外置床），其他两个布置一级中温过热器和二级中温过热器（中过外置床）。锅炉在运行过程中，通过调节进入中过外置床的循环灰量来调节炉膛的燃烧温度，使炉膛处于一个综合性能优良的温度区间；通过调节进入高再低过外置床循环灰的流量，可以直接控制再热蒸汽的温度。300MW循环流化床锅炉在炉本体外布置外置床的根本目的是解决蒸
7、发受热面在炉内布置不下问题。在锅炉实际运行，特别是锅炉启动过程中，运行人员经常会碰到再热汽温提升困难；外置床流化风门开度足够大时但流化风量很低；同一系统（如左右侧中温过热器、左右侧高温再热器）分别布置在两个外置床流化内的过热器、再热器出口蒸汽温差大等情况。这些都是外置床流化不良的现象，目前已引起了运行人员的重视。第五节 返料器回料不畅300MW循环流化床锅炉回料器是循环物料内外循环的枢纽，是实现锅炉运行中内循环物料和外循环物料平衡的关键，回料不畅时必须采取有效措施加以调整，否则将危及锅炉的正常运行。目前还没有听说300MW循环流化床锅炉回料器堵塞的情况，但回料不畅较为常见，主要表现为立管压力波
8、动、床压波动、立管压力上升时床压下降、立管压力下降时床压升高。原因：1）浇筑料脱落堵塞回料器。外循环系统中容易发生浇筑料脱落的地方主要在旋风分离器入口段，由于烟速高，烟气中颗粒浓度大，磨损较为严重，多台300MW循环流化床锅炉都出现了旋风分离器入口段浇筑料脱落现象；2）回料器回料不畅主要出现在减负荷过程中，当外循环灰量减少时立管中物料自重小于炉膛压力和回料器流化风压力之和，阻碍了立管中物料向下流动，当立管中的物料堆积到一定重力后，物料突然大量返回炉内。这种现象反复出现，需要较长时间才能调整正常。3）循环物料温度低，循环物料流动性变差，出现堆积又突然返回炉内的情况。由于煤种的变化，相同负荷情况下
9、回料器的温度不尽相同，在某一工况下燃烧设计煤种时，回料器温度在860880，回料正常，但燃用低热值煤时给煤量增加但回料器温度下降到820830，回料器出现返料不畅的情况，按理低热值煤灰份大，回料器回料不畅的原因不应该是循环灰量少引起；4）运行调整控制不当造成回料器超温结焦，堵塞风帽，流化受阻。第六节 排渣困难300MW循环流化床锅炉大多采用风水联合式冷渣器，也有采用钢滚筒式冷渣器的，以风水联合式冷渣器为例，四台冷渣器部分不能正常排渣或丧失排渣功能的情况比较常见，偶尔出现过四台冷渣器同时排不出渣的情况。原因：1）燃煤灰份大，超过冷渣器排渣能力；2）运行控制不当，特别是锅炉启动初期和压火运行时燃烧
10、不良，发生低温结焦，造成排渣口处风帽堵塞，进渣管堵塞；3）冷渣器旋转排渣阀被脱落的保温材料等杂物堵塞；4）排渣量过大，高温渣在冷渣器内没有充分停留冷却时间就进入低灰输送机，导致低灰输送机烧坏或运行周期缩短；5）排渣量大，排渣温度高，灰渣颗粒度大，造成冷渣器内结焦，堵塞风帽，流化不良。第二章 循环流化床锅炉用快速升温耐磨新材料循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、氮氧化物排放量低、给料点少、负荷调节比例大及负荷调节快等优势。在我国得到了长足的发展。该类锅炉由于燃烧颗粒流化速度高，高温下对炉衬耐火材料具有强烈的冲刷、磨损作用，尤其是锅炉的燃烧室及旋风分离器等部位承受着颗粒、气流和烟
11、尘介质磨损及热震作用，导致耐火材料内衬冲蚀、磨损、剥落和坍塌，严重影响了锅炉的正常运行和生产。因此必须开发新型的具有耐中高温度、抗侵蚀、耐磨损和抗热震性能的耐火材料。由于锅炉长期处于9001100的温度状态下工作，耐材在此温度下难于达到陶瓷烧结状态，严重影响到耐火材料的性能。因此解决问题的关键是耐火材料在循环流化床锅炉的使用温度范围内达到陶瓷烧结状态，从而获得稳定良好的耐压强度及耐磨抗热震性能。对此江西恒大高新技术股份有限公司研制出了一种循环流化床锅炉用新型耐火材料。该种循环流化床锅炉用快速升温耐磨新材料是一种以复合磷酸盐为胶粘剂，以电熔超高铝水泥为促凝剂的双组分快速升温耐磨新材料。该种新型材
12、料具有如下特点：（1）新材料中使用了稀土氧化物。可以促使耐火材料在9001100的温度状态下烧结，使耐火材料的耐压强度达到较高的数据，增强了耐火材料的耐磨性能，使产品能够抵抗高浓度粉尘的冲刷，减少磨损，因此很适合在循环流化床锅炉中使用。（2）产品具有直接快速升温不开裂、不剥落的技术性能。产品中应用了一种特殊的高温防爆纤维，使之形成网络结构状态，在快速升温过程中，水分能够沿着防爆纤维自动排出体外，无需进行不定形耐火材料的养护期、烘烤期和保温期过程，加上膨胀剂的使用，升温体检收缩很小，从而达到快速升温的目的，特别适应于循环流化床锅炉耐火材料的快速抢修施工。（3）采用了纤维、微粉、磷酸盐胶体使产品具
13、有很强的黏结能力和可塑性，能和锅炉水冷壁管粘合牢固，特别适用于循环流化床锅炉卫燃带顶部的水冷壁管的抗磨防护。卫燃带浇注料顶部的平台是造成该处水冷壁管磨损的主要原因，一般平台越宽，受磨损面的高度越高。该产品在水冷壁管与卫燃带平台交接处的施工使用，可以改变任何的几何角度，使过渡面变得相当平滑，极大地减少了对水冷壁管的磨损，延长了设备的使用寿命，较好地解决了涡流这个“罪魁祸首”很难治理的问题。菌状炉膛风帽改钟罩式风帽（小改大）菌状风帽布置形式及使用缺点简述：国内许多电站循环流化床锅炉炉膛风帽原设计多采用菌状小风帽（布置24个7的小孔），该种风帽孔径小，数量多，间距小（130t/h次高压循环流化床为1
14、047个、75t/h为551个）。菌状风帽孔径小、间距小，在送风风压波动时，物料会通过风帽孔会回吸进入风室，造成风室积渣，又会使床呀波动加剧，影响布风均匀性。风机积渣又会结焦危及安全运行，风室积渣通过菌状风帽孔吹入炉内时，会被卡在小风帽孔内，导致风帽堵孔，通风不足而过热烧坏。风帽间距近，风帽间对吹不可避免，射流偏转也会产生，这会导致单个风帽头部磨损而损坏，单个风帽损坏后又会使此区域风帽成片损坏，最终导致布风紊乱，锅炉电耗增加，效率下降，安全性降低。菌状风帽使用寿面缩短，检修更换频繁，严重影响锅炉的连续运行时数，影响企业的经济效益，故应对此种形式的菌状风帽进行改造。布风板菌状小风帽改为钟罩式大风
15、帽在目前大量使用的各类型的风帽中，钟罩式大风帽（布置8个内径14的打孔），具有不可比拟的优势。它的阻力大小适中，寿命较长。通过对合适的风帽数量及开孔个数的选择，可得到最佳的其流速和合适的动量，从而获得均匀的布风以及良好的流化质量。锅炉运行时，床面不易出现死区，能有效避免出现分层现象和大颗粒在布风板上沉积。通过对气流速度的合理的选择以及对风帽布置方式的优化，还可以减缓风帽的磨损速度，延长风帽的寿命，为锅炉长期、稳定的运行提供了坚实基础。此次改造工程是将原来的菌状小风帽改为数量适宜的钟罩式大风帽。经计算，原风帽小孔流速过高，这也是造成风帽磨损的主要原因，同时导致布风阻力过大（布风板阻力设计320m
16、mH2O），厂用电率高。 由于原风帽为菌状加厚风帽，安装时数量较多，风帽之间容易相互影响。磨损后细灰很容易进入风室，从而破坏了布风的均匀性，影响锅炉的使用寿命。第三 章改造方案及分析鉴于菌状风帽其固有的缺点，因此此次改变风帽的结构形式，即将菌状风帽改为大钟罩式风帽。从结构上讲，它可以使布风更加均匀，有效的改善流化质量，促使底部颗粒的扰动，避免底部颗粒沉积，减少冷渣含碳量的损失，从而提高了锅炉的热效率；同时，可从根本上解决风帽漏灰问题。风帽材质采用耐高温耐磨损高鉻镍硅氮等稀土材料。寿命可达2-3年。循环流化床锅炉布风板改造原则及目的1解决风室漏灰，杜绝燃煤的未燃尽损失；2. 有效提高风帽运行寿命
17、，减少事故停炉损失；3. 保证流化质量，同时控制布风板阻力的增加。注：1.循环流化床锅炉用户需要提供锅炉技术参数2.设计（校核煤种）燃料：（烟煤、煤质分析如下）3.技术经济指标（原始设计指标）钟罩式大风帽钟罩式风帽连接管另一种形式的钟罩式风帽 帽顶的设计 有效减少物料对风帽的磨损300MW循环流化床锅炉安装介绍工程概况1*300MW循环流化床示范电站工程锅炉为法国Alstom设计、制造的单汽包、自然循环、半露天布置的循环流化床锅炉，全钢架支吊结构，采用高温旋风分离器进行气固分离，采用外置换热器控制床温及再热汽温，汽包采用悬臂支撑式结构。主体安装工程由四川电力建设三公司承建。锅炉本体由五跨组成，
18、第一、二跨布置有由炉膛、高温钢板旋风分离器、回料器以及外置换热器组成的主循环回路、冷渣器以及二次风系统等；第三、四跨布置尾部烟道（高温过热器、低温再热器以及省煤器、省煤器灰斗等）；第五跨为单独布置的回转式空气预热器。炉膛采用全膜式水冷壁结构，宽15051mm，深12615mm，炉膛底部采用裤衩型将炉膛分为两个床。布风板之下为由水冷壁管弯制围成的水冷等压风室。锅炉采用混料器给煤和给石灰石，四个混料器布置在回料器至炉膛的灰道上。在进入水冷等压风室前的两个热一次风道内各自布置有一台风道点火器，另外在每个床上还设置有4支床上点火油枪。四台高温旋风分离器布置在炉膛两侧的钢架副跨内，在旋风分离器下各布置一
19、台回料器。由旋风分离器分离下来的物料一部分经回料器直接返回炉膛，另一部分则经过布置在炉膛两侧的外置换热器后再返回炉膛。 锅炉尾部后竖井烟道内从上到下布置有高温过热器（HTS）、低温再热器（LTR）、省煤器（ECO1、ECO2）。主要施工技术方案介绍汽包吊装本工程锅炉汽包重165t，长19m，布置在炉前钢架KA前1800mm，由轴承支撑在钢架上。汽包吊装采用液压顶升装置，由布置在汽包顶上的2台200液压千斤顶，将汽包由锅炉零米水平抬吊就位，然后安装汽包支撑梁及轴承，松钩就位。水冷壁吊装 在水冷壁安装中，为保证扩展水冷壁安装质量，避免空中对口，采用炉顶顶开口，水冷壁从上往下吊装，最后封闭顶棚水冷壁
20、。施工中，最大限度加大地面组合率，保证设备外形尺寸，满足相关技术要求。水冷壁最重件达83t，并采用了小坦克炉顶滑移就位技术。水冷壁组合时，还将炉墙耐热钢筋尽可能的焊接上，保证耐热钢筋安装质量。对关键的水冷壁布风板，精确调整水平，确保安装要求。烟风道施工旋风分离器采用直段和锥段单独吊装，空中对接，分离器进口烟道在水冷壁吊装之前预先吊装就位，用倒链接钩，待上部水冷壁找正后开始找正固定。分离器出口烟道边吊装边找正。在组件分段上，进口烟道制作成一件，出口烟道按照设计进行分段，主要是考虑到现场制作机具限制。灰道在受热面吊装前吊装到位，水冷壁安装找正后，即可安装找正。4、外置床施工外置床壳体施工是关键工序
21、，应在钢架安装期间就开始安装，确保炉墙及下一步受热面施工提供足够的时间。首先，把外置床底板（布风板）安装到位，然后安装四侧墙板以及中隔墙以及流化风帽，再浇注，然后把受热面管排吊装完后再安装外置床顶板，最后安装受热面集箱以及受热面管排。在循环流化床锅炉中，循环流化床锅炉内的固体物料浓度为煤粉锅炉的几十倍到上百倍，由于锅炉内的高颗粒浓度和高运行风速，烟气流速较大、颗粒较粗，使耐火材料受到大量固体物料的不断冲刷磨损，因此耐火材料的防磨问题应特别重视。耐火防磨结构的安装是关系机组正常、安全运行的关键。锅炉炉墙施工是循环流化床锅炉安装技术的又一个关键环节。本工程锅炉炉墙砌筑和耐火耐磨材料的浇注的工作量特
22、别大，约4000多吨；涉及耐火、保温材料的种类较多，总计20多种材料，每种材料又有多种规格。砌筑耐火砖和耐火浇注料的施工主要在磨损严重区域，如旋风分离器、回料器、外置床、冷渣器、燃烧器以及相关的进出口烟道、灰道等部位。循环流化床锅炉耐火耐磨施工量较大，环节较多，涉及面广，质量工艺要求高，设备内部结构形状极不规则。耐火不定型材料的施工是循环流化床锅炉安装的重点，也是难点。施工条件准备要充分，如备料、施工用的合格水源、木模的制作、耐热钢筋等金属件的安装、材料运输通道规划、照明、材料存放、试块试验、专用工器具准备、人员培训等一系列工作都进行了通盘考虑，各个环节的相互衔接有周密计划。独特的工作缝设置：
23、在每个区域均设置小于1000mm*1000mm内工作缝，上层与下层必须错缝，工作缝为z形工作缝，每条工作缝的向火面必须形成三角形沟槽。为此，只能分块、间隔施工。该设计木模难以固定：特别是炉膛斜面，容易跑模，胀模。对脚手架的搭设要求严，木模利用率低，成本高，工效低，施工工期长。特别是三角槽的形成非常困难。 仅设计了集中膨胀缝，而且还设计有工作缝。集中膨胀缝主要设计在四周墙体角部和顶部与侧墙，底部与四周侧墙的交界处，集中膨胀缝的形状和结构与国内设计相同；但分散膨胀缝与国内不同。工作缝按小于按1米*1米区域四周设计，该工作缝的结构为错牙布置，并且在混凝土的向火面，工作缝有10mm高，20mm宽的90
24、度沟槽，同时在炉墙墙体中部工作缝之间填2mm的陶瓷板。该工作缝可以补偿在高温时耐火混凝土的微膨胀，防止混凝土表面裂纹。因此耐火混凝土的施工不能进行整块大面积的施工，而是分成多个较小的工作区域分块进行施工，每块的面积小于1000mm*1000mm，即最大的浇注面积不宜大于1?。这种设计施工难度较大，为保证错牙工作缝，混凝土的施工分层若干层进行浇注，同时每层进行跳跃分隔施工，剩余的部分必须待木模拆除后才能进行下一步施工，工效低。因此，在木模配置上采取有效措施保证工作缝的形状。 浇注质量的好坏关键取决于木模的配置和安装。因循环流化床锅炉耐火材料浇注面广，形状不规则，木模制作和安装工作量大，难度高。所
25、以，组织了大批技术能力强、经验丰富的高级木工进行施工。质量控制3.1本工程锅炉主要承压焊口18000多只，汽机主要承压焊口7000只。公司和项目部高度重视工程焊接质量，明确了焊接质量目标，对焊缝表面和内部质量的要求高，对材料、工艺、方法、人员均提出了更新更高的要求。1工期紧，且设备钢种复杂、合金材料使用普遍，焊接工艺管理复杂，焊接施工组织的难度大。2)锅炉水冷壁管向火面焊缝的表面要求较高，地面组合焊口数不足总焊口数的1/5，高空施焊量大，且扩展水冷壁、低温再热器、高温过热器、外置床部件的焊口位置较困难。3锅炉大管焊口数较以往工程增多，占锅炉总焊口数的3.1%，中管焊口数量相对较少，约占锅炉总焊
26、口数的。3.2锅炉炉内向火面焊缝打磨CFB锅炉炉膛向火面要求很高，按照alstom的技术规范要求，制造焊缝和现场焊缝，均应平滑，不应有毛刺、尖锐突起，凹凸不允许超过0.5mm，否则运行中对设备磨损极快。水冷壁打磨成为循环流化床锅炉安装工艺的关键点。在水冷壁管屏安装结束后，立即组织炉内焊缝及焊口表面的打磨工作。炉内搭设满膛架，并准备足够的打磨机具、材料，还准备了部分特殊的打磨工具，应付一些位置狭窄的地方。打磨先定样板，然后定人定范围打磨，检查人员及时检查，挑出不合格项，打磨范围还包括制造厂制造不合格项。3.3耐热钢筋施工炉墙耐火耐磨材料敷设位置全部设计有密布的耐热钢筋。耐热钢筋的安装质量直接影响
27、耐火耐磨材料的使用寿命。耐热钢筋全部为不锈钢，壳体为碳钢，异种钢焊接难度大。耐热钢筋设计布置间距为100200mm，形状复杂。为保证耐热钢筋排列整齐、美观，在需布置钢筋位置按设计距离用墨线按设计距离进行纵横放线，在线的接点处将耐热钢筋焊接在设备的向火面，布置成钢筋网。在焊接前，耐热钢筋与金属壳体焊接处，应用磨光机打磨，除净铁锈和油漆，保证根部焊接融合质量。耐热钢筋的焊接工作必须由合格焊工来施工，焊接好后，焊缝药皮及时清理干净，否则对混凝土有影响。为防止耐火浇注料的水分被保温层吸收，在保温层和耐火层之间贴油纸。因耐热钢筋密布，很多的定型材料需每颗耐热钢筋处需进行现场加工，如油纸、保温砖，加工工作
28、量大，施工难度大。同时，为防止超温，在保温砖穿耐热钢筋处必须用保温浇注料进行填充。特别靠壳体侧设计保温浇注料，向火面设计保温浇注料，木模必须制作、安装两次。为安装保温浇注料的木模，全部采用上下口锯齿形的木模，并只能400mm左右进行浇注。因耐热钢筋密布，振捣难度也特别大。搅拌是非常重要的过程，因为它对内衬质量起到决定性的影响。用于该锅炉的耐火材料比重大，较稠，传统的强制式搅拌机不易保证拌合质量。为此，针对现场实际情况，我们对搅拌机的叶片方向、叶片数量、转速、叶片与壳体的间隙均进行了改造。改造后的搅拌机能保证搅拌质量。每天坚持做好记录，对于所用耐火材料的搅拌，其搅拌时间、搅拌方法、搅拌时工作温度
29、、环境温度，浇灌的位置及搅拌混凝土的量应有详细记录。均应以文字形式记录。并对每一批混凝土取样编号，以利以后识别。该工程的耐火材料非常敏感,对环境温度、水温、储存、搅拌、加水量等要求高。加水量控制严格，为保证质量，加水量进行严格计量。该锅炉耐火材料的施工主要在夏季。夏季施工，气温高，耐火混凝土凝固时间短。如用于锅炉炉膛的耐火浇注料，在开工前在现场做试验，发现搅拌好的材料在7分钟内就发生凝固，不能保证现场施工，特别是炉膛上部35米43米标高的区域，仅材料运输就需要58分钟。试验的环境温度27，水温22。因此，采用在水中加冰块对水进行降温，将水温降至815，搅拌出料18分钟后发生凝固。实践证明加冰块
30、降低水温的措施有效。为此，现场配置了专用冰柜储存冰块，保证施工用量。1)炉膛的施工：一般的煤粉锅炉炉膛卫燃带区域设计耐火捣打料，不必进行木模的配置和安装，而在该示范电站的锅炉炉膛7.1米16.1米四周和上部炉膛与入口烟道接口的前后侧全部采用耐火浇注料。在炉膛区域，耐热钢筋密布，间距为120mm*120mm，浇注厚度为100mm，（该距离为混凝土表面离水冷壁管道表面间的距离）。耐热钢筋的密集、V型结构和鳍片式水冷壁结构给木模的安装和混凝土的振打带来很大的困难；特别是炉膛下部布置有30多个二次风管到炉膛的接口，回料器、外置床、冷渣器等到炉膛灰道等20多个大小不等，形状不规则的孔洞，给木模的制作和安
31、装很大的难度。一个孔洞同时从内外进料，用四根振动棒才能将耐火混凝土振打到位。同时，这些接口的膨胀非常关键，膨胀缝的安装非常小心仔细。为缩短工期，增加工作面，炉膛上部和下部同时施工，为确保安全，炉膛中间采取隔离措施。2)风室：炉膛风室设计为保温浇注料。为保证保温浇注料的性能不受影响，按技术规范，保温浇注料不能用振动棒进行机械振捣，只能用人工进行捣固。因施工空间狭窄，耐热钢筋密布，完全靠人工捣固难以保证质量，很容易出现蜂窝、孔洞。我们捣固的机具进行改进，捣固方法进行完善，确保了保温浇注料的施工质量。3旋风分离器及进出口烟道的施工：旋风分离器以砌砖为主。为保证耐磨材料的使用寿命，我们首先按ALSTO
32、M的技术规范对耐火砖进行了认真检查，发现有部分耐火砖存在有裂纹。针对该情况，ALSTOM专门派专家到现场进行抽检、筛选、确认，对淘汰的耐火砖组织重新订货生产，确保耐火材料的质量。因旋风分离器内在运行过程中磨损非常严重，因此，施工质量要求非常严格。如：耐火砖的灰缝饱满度必须大于90以上，灰缝控制在13mm，相邻砖的平整度小于0.3mm，膨胀缝均匀，宽度在1mm。同时，对旋风分离器的内径误差要求在3mm内。这不仅对施工人员的技术工人水平要求高，同时对壳体的制造、筒体安装精度要求也非常高。如：每个旋风分离器锥段和直段的所有水平支撑环水平度必须严格保证。目前，本工程已完成锅炉水压试验，炉墙部分外置床、
33、风室的浇注工作，旋风分离器及灰道砌筑正在紧张的工作之中。从目前的施工水平来看，该工程的设计、制造、安装质量代表了全国最好循环流化床电站锅炉水平。第四章 循环流化床锅炉运行故障分析华电内江高坝电厂于1996年9月从芬兰奥斯陆公司（现美国福斯特惠勒公司）引进投 产了国内第一台100 MW CFB锅炉，该锅炉的顺利运行为国产化CFB锅炉提供了有利条件。至今，全国已有数十台CFB锅炉在江西分宜、河南新乡、四川宜宾、山东华盛等电厂建成投产。这 些国产化锅炉的建成和投产，标志着中国的CFB锅炉已经进入稳步发展阶段。一台引进法国A LSTOM的300MW CFB锅炉已开始在四川白马循环流化床示范电站有限责任
34、公司建设、安装，标 志着中国在洁净煤燃烧技术领域及在CFB锅炉的大型化方面迈上了一个新的台阶。同其它锅炉一样，CFB锅炉也有其自身的局限性和一个完善过程。从高坝电厂、华盛电厂、 宜宾电厂等CFB锅炉运行的情况来看，CFB锅炉暴露出了以下问题：1)冷渣器故障。冷渣器作为锅炉灰渣处理的重要设备，是锅炉正常运行的重要环节。高坝电 厂的冷渣器采用流化床式的冷渣器，主要故障是排渣管堵塞。国产化的CFB锅炉大多采用了 三分仓式的冷渣器灰渣通过一、二室溢流到三渣室，由三渣室连续排出经气力输送或刮 板 输灰机输送到渣仓，主要故障是排渣管容易堵塞；冷渣器选择室结焦；冷渣器下灰仓格删堵 塞（采用仓泵输灰的冷渣器）
35、等。2)J阀（旋风分离器）故障（此故障主要出现在国产化的CFB锅炉）。主要体现在：J阀入口 静压波动大导致J阀回料不连续，床压、床温出现大幅度的波动，严重时破坏外循环，使尾 部受热面积灰严重，造成尾部烟道再燃烧，损坏空预器。3)给煤系统故障。主要体现在：旋转给料阀堵塞、跳闸，煤仓贴煤，给煤机销子断，给煤机 链条出现爬坡、断链等4)CFB锅炉的磨损和浇注料脱落。CFB锅炉的磨损最严重部位是密相区浇注料与水冷壁的结合 部，其次是水平烟道中的部分管道、密相区浇注料脱落部位。浇注料脱落主要发生在锅炉冷 态点火初期，脱落后的浇注料修复后同旧的浇注料结合差，效果不理想，影响锅炉带负荷和 机组的长期运行。5
36、)CFB锅炉的膨胀问题。锅炉在经过一段时间运行后，由于材质的关系和锅炉的频繁启停， 导致一些膨胀节及密封部位撕裂、泄露甚至烧坏，其中料腿膨胀节是最薄弱环节。针对CFB锅炉在运行和维护中出现的问题，作者通过反复摸索、查阅资料、分析众多厂家的 运行数据及结合作者的运行和调试经验，初步形成了如下措施，供CFB锅炉运行及维护、CFB 锅炉的大型化设计参考。1冷渣器故障1.1排渣管堵塞1.1.1排渣管堵塞的主要原因1）排渣管内部耐磨材料膨胀受限导致内部变形。2）炉内脱落的耐磨浇筑料、燃烧过程中形成的焦块进入排渣管。3）采用阶梯板的排渣管内积灰过多，造成灰渣在排渣管中流动不畅。1.1.2排渣管堵塞采取的措
37、施1）渣管设计和施工时应消除设计角度偏差，考虑材料的膨胀间隙。施工时注意排渣管内部 耐磨材料浇筑质量，使排渣管内部平滑。2）锅炉点火时应对排渣口进行吹扫，清除排渣管内的杂物；炉内浇筑料选择既耐磨又具有 较强结合强度材料,在耐火材料的养护阶段注意耐火材料的养护，防止炉内浇注料脱落；运 行人员加强对锅炉运行参数的控制，有效地抑制炉膛内结焦；设计方便对排渣口结焦进行疏 通的捅灰口，出现堵塞应及时安排人员进行疏通。3）对采用阶梯板的排渣口和用压缩空气进行进渣的排渣管，应及时排掉阶梯板内的积灰。1.2选择室结焦1.2.1选择室结焦的主要原因1）在床压较高情况下,排渣量突然增加，或从选择室回灰大量涌入未燃
38、尽燃料和床料，选 择室流化状态被破坏，未燃尽的高温燃料在选择室燃烧结焦。2）风帽堵塞较多或大粒径的床料进入冷渣器导致选择室的流化不良。3）冷渣器中的床料未冷却到设计温度就进行排渣，造成冷渣器内部部件变形，影响冷渣器 的流化；冷渣器长时间停用或长期选择单个冷渣器排渣，停用的冷渣器中的床料在水蒸气作 用下粘结，形成低温焦。4）运行人员未把握好冷渣器流化风量的配比，不恰当的风量配比导致了冷渣器中灰渣流化 不良。1.2.2选择室结焦的解决措施1） 运行人员加强对锅炉运行工况的了解，及时调整锅炉参数，树立锅炉物料动态平衡的概 念，控制锅炉的运行床压在正常值，尽量避免锅炉大量排渣。2） 每次停炉应对冷渣器
39、风帽进行吹扫，发现堵塞风帽应疏通,控制好燃料的粒径。3） 锅炉进行排渣，冷渣器应交替进行；对进入冷渣器的灰渣进行充分冷却，保证冷 渣器的运行工况。4）对冷渣器流化风室风量进行经验总结，选择冷渣器各风室风量的优化参数包括冷渣器最 低的流化风量，保证冷渣器在任何负荷下的正常流化。1.3冷渣器下灰仓格删堵塞原因及采取措施采用仓泵输灰的锅炉，其格栅堵塞的主要原因是燃料中的大粒径煤矸石和大量的排灰量。解 决措施是加强燃料的质量管理，优化煤的分级，对格栅进行预见性的清理。在冷渣器的改造方面，河南新乡电厂做了有力探索，其改造的滚筒式冷渣器运行取得了良好 效果，该滚筒式冷渣器主要通过变频器改变滚筒式冷渣器的转
40、速来满足排渣要求。2 J阀（旋风分离器）故障2.1 J阀（旋风分离器）故障主要原因1)旋风分离器回料不正常。旋风分离器因灰位较高而影响了分离器的分离效果，从而使一定 量未分离灰进入烟道造成空预器积灰严重，引起J阀入口静压波动。2)过高的循环倍率造成J阀循环灰量过大，超出J阀流通能力。3)燃烧工况的突然改变破坏了J阀的循环。4)流化风配比不恰当，J阀回料未完全流化。2.2 J阀（旋风分离器）故障采取措施1)发现回料不正常时，及时对旋风分离器的风量进行调整，必要时降低锅炉负荷；尾部烟道 积灰严重时，加强对其吹灰（注意控制炉膛负压），必要时采用从事故放灰口放灰。2)适当降低冷渣器用风，适当提高二次风
41、量的比例，降低燃烧风量，保证炉内的燃料和床料 在炉内有足够的停留时间，即增加内循环的时间和数量，降低旋风分离器的物料比例。3)在燃烧工况突然改变导致循环被破坏时，应及时调整锅炉运行参数建立新的平衡。4)加强对J阀风量配比的经验总结，寻找J阀各部分最优化参数,选择合适流化风量和松动 风，建议在风量调定且回料正常时，不宜对该风量做随意变更。3给煤系统故障3.1给煤系统故障主要原因。1）CFB锅炉燃料的颗粒较粗，但燃料中的细微颗粒在煤质中有较大水份时极容易粘结，从而 造成煤仓和给煤线堵塞。2）煤粒在给煤机中堵塞、挤压，从而造成给煤机链条爬坡、断链。3）煤中杂质如编织袋、树块进入给煤机，造成给煤机卡涩
42、、堵煤、跳闸和销子断。3.2给煤系统故障解决措施1） CFB锅炉的燃煤根据煤的物理特性和现场实际，设置干煤设施；有效减少煤中的细微颗 粒（如在煤破碎机前加设旁路），防止煤的过度粉碎，减少贴煤的可能性；根据各厂燃煤的 实际情况，锅炉煤仓加装可*的松动装置，在给煤机下加装电动或手动调节阀，保证给煤的 连续性和均匀性。2） 对给煤线做好选型，加强给煤线运行中检查。3） 加强燃料的管理和质量控制，防止不易破碎的杂物进入给煤线。4 CFB锅炉的磨损和浇注料脱落4.1 CFB锅炉的磨损CFB锅炉典型特征是烟气流速较高,烟气中灰的浓度大，颗粒粒径大，因而对炉墙的冲刷严重 。在CFB锅炉中容易磨损的主要部位有
43、：承压部件、内衬、旋风分离器、布风板、返料装置 及水冷风室。影响磨损的主要因素有：燃料特性、床料特性、物料循环方式、运行参数、受 热面结构和布置方式。其解决措施是：选择合适的防磨材料及浇注料；采用合理的结构设计；对材料表面进行特殊 处理，锅炉磨损严重部位应增加防磨衬垫；运行人员加强对锅炉燃烧参数的调整，控制床温 变化幅度在允许值；注意煤质质量。4.2 浇注料脱落锅炉频繁的启停、不恰当的养护措施可能导致炉内浇筑料在膨胀和收缩过程中的脱落。炉内 浇筑料应根据炉内不同部位的温度、磨损条件、耐磨材料的性质、抗震特性、热膨胀性及价 格因素综合考虑，选择既耐磨又具有较强结合强度材料,耐火材料的浇注需要有资
44、质的专业 施工队伍进行。对耐磨材浇注料脱落部位进行修补前，应将原来的浇注料尽量打掉，使之露 出抓钉，对缺少抓钉的部位应进行补焊后方可进行修补，修补后的部位应进行固化烘干。在 时间允许的前提下，烘炉前应对大面积更换的耐火材料进行自然干燥，在耐火材料的养护阶 段应特别注意耐火材料的养护。不能过度追求经济利益而缩短养护时间，应严格按照材料的 养护措施进行。5CFB锅炉膨胀问题锅炉炉膛、旋风分离器、尾部烟道有不同的膨胀中心，因此锅炉的许多部件连接采用了膨胀 节连接，如锅炉到旋风分离器进口、旋风分离器出口到水平烟道等。锅炉在冷态和热态时部 件之间的不同膨胀度，膨胀节恶劣的工作环境，锅炉负荷的升降导致的床
45、温变化，锅炉频繁 的启停，使膨胀节容易在交变应力下损坏，因此运行中应加强对床温的控制。各膨胀节特别 是床下水冷风室和回料系统的膨胀节，在金属膨胀节能够满足各方面的膨胀要求时，应考虑 换成金属膨胀节；充分利用停炉机会，对膨胀节进行检查、修补、更换。非金属膨胀节设计 应考虑通风以及防止积灰和煤粉导致损坏；在锅炉设计时应考虑对不同的膨胀进行补偿。在这些故障中，不难看出，锅炉的燃料导致了许多故障。因此，在锅炉大型化设计时， 应考虑对燃料预处理做出优化设计，如使燃料的水份降低，煤质更具有宽筛分特点，进一步 降低煤中煤矸石含量等。通过燃料的预处理改善燃料特性，将直接降低冷渣器、J阀（旋风 分离器）、给煤系
46、统、锅炉的磨损等故障率，使锅炉的可用率得到保证锅炉本体为HG-1025/17.5-L.HM37型CF BB,为亚临界、中间再热、自然循环、单锅筒、平衡通风锅炉。锅炉中引入了四个外置式换热器(英文简称EHE),解决了尾部烟道受热面多,不宜布置的难题,使炉膛温度和过热汽温、再热汽温的控制更为灵活。炉膛、分离器、回料阀和外置式换热器构成了循环流化床锅炉的物料热循环回路,煤与石灰石在燃烧室内完成燃烧及脱硫反应,产生的烟气分别进入四个分离器,进行气固两相分离,经过分离器净化的烟气进入尾部烟道。分离器分离下来的高温物料一部分直接返回炉膛,另一部分进入外置式换热器,外置换热器入口设有锥型阀,通过调整锥型阀的
47、开度来控制外置换热器和回料阀的循环物料分配。在炉膛两侧下部对称布置4个外置式换热器,外置式换热器外壳由钢板制成,内衬绝热材料和耐磨耐火材料。外置式换热器解决了随着锅炉容量增大,受热面布置困难的矛盾,使锅炉受热面的布置更灵活。外置式换热器的内部结构、工作原理靠炉前的左一、右一外置式换热器分别布置在炉膛的两侧,主要功能是调节再热器出口汽温,外置式换热器内部分为三个室,第一室为空室,第二个为高再室,第三个为低过室。每室下面均通入流化风供室内物料流化用,流化风由五台高压流化风机提供,压力为57kPa左右。流化风先通入到外置式换热器内每个室下面流化风风箱内,再通过风箱上面的许多钟罩式风帽进入到外置式换热
48、器内部流化热物料,空室中没有设置受热面,起一个过渡物料作用。在中间室设置高温再热器蛇形管受热面,最后一个室内布置有低温过热器蛇形管受热面,在空室和高温再热器室之间、高温再热器室和低温过热器室之间,都用耐火耐磨料浇注有隔墙。通过锥形阀的开度控制进入外置式换热器内的热物料量来控制高温再热器汽温,进入外置式换热器内的高温物料先与高温再热器蛇形管受热面进行换热,再进入最后一个室与低温过热器蛇形管受热面进行换热,最后返回炉膛。靠炉后的左二、右二外置式换热器也布置在炉膛的两侧,主要是调节床温。外置式换热器内部分为三个室,第一室为空室,第二个为中温过热器II室,第三个为中温过热器I室。通过锥形阀的开度控制进入外置式换热器内的热物料量,通过与布置在外置式换热器中的中过II和中过I受热面换热,提高过热汽温的同时,降低热物料的温度。900左右的高温物料通过外置式换热器换热后,返回炉膛时基本上只