摘 要：循環流化床技術是煤潔凈燃燒發電的核心。作為一項新型燃燒技術，循環流化床理論的研究和遠行經驗積累還遠遠不能滿足工程應用發展的需要，關於循環流化床鍋爐的運行特性、啟動與運行安全性、設備運行限制條件等還需進一步探索。本文根據景德鎮發電有限責任公司SG475t／hCFB鍋爐的運行實際情況，分析了CFB鍋爐運行中存在的主要問題，提出了解決措施和建議。 關鍵詞：CFB；鍋爐；運行；分析；探討
1 前言
景電公司SG-475/13.7-M567型CFB鍋爐是上海鍋爐廠從美國ALSTOM公司引進的CFB鍋爐先進技術而設計、製造的超高壓中間再熱、單汽包自然循環鍋爐，配置了由哈爾濱汽輪機廠生產的150MW汽輪機組。該型號鍋爐採用平衡通風，集中下降管，爐膛是水冷壁設計，其下部採用耐火爐襯；爐膛前牆給煤，有4隻給煤管孔，石灰石隨燃料一起噴入爐膛；採用床上點火,床上布有4隻啟動燃燒器，在兩側牆上各布置2隻；循環物料返回系統採用絕熱鋼板式旋風分離器、「U」型回料器；布風板布置定向「T」型風帽；配置兩颱風水聯合冷渣器出渣；過熱器採用兩級噴水減溫，再熱器採用以煙氣擋板調節為主，事故噴水裝置調節為輔的運行調溫方式；燃煤粒徑設計不超過8mm。機組自2004年12月07日投產後，經過一年半來的運行,SG475T/HCFB鍋爐暴露出了一些問題，希望通過對這些問題的分析與探討，有利於提高大型CFB鍋爐運行和維護水平，實現大型CFB鍋爐機組能夠長周期安全、穩定、高效運行。促進大型CFB鍋爐燃燒技術的快速發展。
2 景電SG475T/HCFB鍋爐運行存在的主要問題
景電公司SG475T/HCFB鍋爐自投產以來，由於布風板「T」型風帽阻力小漏渣嚴重、風水聯合冷渣器設計出力不足等原因使得機組無法正常運行，我公司在2005年5月份通過將布風板「T」型風帽改為鐘罩式風帽；取消風水聯合冷渣器，採用滾筒式冷渣器出渣等一系列改造后，布風板漏渣得到了解決，鍋爐運行可靠性有了大幅度提高。目前，影響景電SG475T/HCFB鍋爐穩定運行的主要問題有：爐膛下部二次風管燒損拉裂、爐膛及冷渣器排渣、CFB鍋爐特徵量的在線測量及監視可靠性低下、床上啟動燃燒器的點火與穩燃、燃燒自動控制問題等。
2．1爐膛下部二次風管燒損拉裂
我公司SG475T/HCFB鍋爐在設計時，為了能及時補充燃料燃燒的所需氧氣，提高鍋爐經濟性，在爐膛密相區??米層布置了9根下二次風管，前牆5根，后牆4根。然而，機組運行一年多來，下二次風管與爐膛結合部位漏灰渣頻繁，下二次風管並多次發生燒損拉裂，了解其他兄弟電廠CFB鍋爐下部二次風管也存在這樣的問題，在2006年5、6月份下部9根二次風管與爐膛結合部位均發生漏灰渣，嚴重影響了鍋爐安全經濟運行，並在2006年7月份停爐檢查中發現下部9根二次風管（靠爐膛結合面處）全部拉裂燒損變形。如圖1：
A、原因分析
1、 由於下二次風管布置在爐膛密相區，因為密相區物料濃度高，擾動大，下二次風管與爐
膛結合部位會產生磨損造成漏灰渣。隨著床壓、一次風量的增大，下二次風管與爐膛結合部位磨損會進一步加劇。
2、 下二次風風壓偏低。我公司SG475T/HCFB鍋爐9根下二次風管風壓顯示均低於7Kpa，最
低的只有2Kpa，大部分在5-6Kpa左右，而下二次風口處爐膛內壓力達到8Kpa。因此，下二次風風壓嚴重低於下二次風口處爐膛壓力，造成了燃料顆粒進入下部二次風管內燃燒導致下二次風管燒損。
3、 在設計方面，由於對下二次風管的垂直膨脹量考慮不夠，未在二次風垂直管道上設置膨
脹節，只是在下二風斜管上布置兩個4波金屬伸縮節，無法滿足垂直膨脹量的要求，這是造成下二次風管焊縫拉裂的主要原因。
4、設備安裝時，下二次風管焊接質量較差，焊縫存在漏焊現象。
B、採取措施
1、 在運行中嚴格控制床壓，根據臨界流化風量試驗結果，在滿負荷工況下降低了機組運行
一次風量近30000Nm3/h。
2、 提高二次風機的出力，適當關小上二次風門的開度，開大下二次風風門開度，提高下二
次風風壓，控制下二次風壓不得低於8Kpa。
在二次風垂直管道上下部彎頭處增加了60mm長的短節，以增加垂直方向膨脹量。如圖2：
C、實施後效果
通過以上措施，我公司SG475T/HCFB鍋爐運行中未發現下二次風管燒損拉裂等問題，效
果良好。
2．2 爐膛及冷渣器排渣
爐渣的可靠排放是鍋爐穩定運行的基礎，也是實現CFB爐可控制運行的標誌。因此，選擇合適的冷渣器並保證冷渣器的可靠、合理、穩定運行是實現鍋爐順利排渣的前提。我公司在2005年5月份對冷渣器排渣系統進行了全面改造后，SG475T/HCFB鍋爐配備了2台由青島德施普生產的GTL?n型滾筒式冷渣器，布置在零米層，採用以水冷為主的冷卻形式，冷卻水來自汽機凝結水，設計出渣量為25t/h台，進水溫度為35℃，壓力為1.2MPa，流量為80t/h，出水引回至汽輪機的回熱系統；風冷採用自然風，作用較小，出料口進風，入料口出風接至空氣預熱器后尾部煙道，鍋爐排渣仍採用錐形閥控制。下面就我公司現在使用的滾筒式冷渣器存在問題和原因進行分析。
A、 存在的問題
1、 排渣量較大，冷渣器排渣溫度過高。
2、 冷渣器內部磨損嚴重，從而引起冷卻水泄漏致使冷渣器停運。
3、 由於煤質偏離設計煤種太大，2台冷渣器時常不能滿足機組運行的需要，鍋爐運行仍受
制於冷渣器，經常造成鍋爐降負荷運行或停爐。
4、 冷渣器進渣管經常因冷渣器出力不夠造成堵塞，嚴重的會引成錐形排渣閥堵死。
5、 冷渣器進渣管道燒紅變形嚴重。
6、 冷渣器密封環時常因磨損變形造成漏灰嚴重。
7、 滾動冷渣器串軸嚴重，致使軸向位移保護無法正常投入。
B、原因分析
鍋爐排渣失控，冷渣器進渣量過大，沒有建立冷渣機的進渣與出渣的平衡是造成上述問題的主要原因。由於冷渣器額定出力是一定值，當鍋爐排渣失控（即冷渣器的進渣失控）時，大量的熱渣快速進入冷渣器，而冷渣器的冷卻風和冷卻水不足以將熱渣冷卻到設計的排渣溫度，使得冷渣器內部的磨損加劇，更嚴重的會造成進渣管和冷渣器堵塞，從而迫使冷渣器停運。
C、採取的措施
1、 保證入爐煤的發熱量值，盡量避免燃燒與設計煤種偏差較大的煤。
2、 根據冷渣器的排渣出力（電流和轉速參數），來控制鍋爐錐形閥開度的大小，從而達到
建立冷渣器的進渣與出渣的平衡，避免冷渣器過負荷運行。
3、 運行中嚴密監視冷渣器出水溫度、出風溫度及排渣溫度，避免超出允許範圍。
4、 排渣前，停運爐膛排渣口側給煤機以減少未燃燼的煤顆粒在進渣管里燃燒。
5、 在冷渣器進渣密封圈上安裝4路一次風進行吹掃，風源取自一次風道冷風。
D、 實施后的效果
採用以上措施后，冷渣器能夠穩定可靠運行，2台冷渣機能夠保證鍋爐滿負荷，排渣溫度可以控制在150℃左右，迴風溫度也一般控制在400℃左右，冷渣器的漏灰渣得到徹底地解決，但冷渣器內部磨損及進渣管燒紅變形仍未得到徹底解決，時常因這原因迫使冷渣器停運，從而造成鍋爐降負荷運行。
2．3 CFB鍋爐特徵量在線測量和監視可靠性低下
在CFB鍋爐中除了布置與煤粉爐相同的煙氣、壓力、取樣測點外，由於其特殊性，還設置了大量的爐膛壓差、布風板的床層壓力、床層溫度、流化風量、壓力等測點，提供必需的監控手段和保護措施，以保證鍋爐的安全運行。例如：爐膛布風板上密相區的床溫、布風板的料層厚度、旋風分離器進口及出口溫度、回料器溫度和料位等。但在實際使用中卻經常發生所測數據不可靠的問題，容易造成運行人員的誤判斷。造成數據不可靠的主要原因是：
1、安裝位置受到所測環境的影響，易磨損，易堵塞；吹堵裝置吹堵效果又不明顯，形同虛設。如：床層壓力測點、床層溫度測點及床層差壓測點等。
2、測點的連接管或其接頭漏氣。
3、在管道設計中沒有考慮預留足夠的直管段或離風門較近等。
4、測量裝置本身存在問題。
5、考慮耐磨后，溫度測點的靈敏性較差或反應遲鈍，不能及時反映溫度的變化情況。
為保證監測數據的可信與可用，需要從測量裝置的選型、管道設計、部件安裝等環節抓起，避免出現監測故障，影響運行人員的正確判斷。
2．4 床上啟動燃燒器的點火與穩燃
由於床上啟動燃燒器在出力和布置上受到的條件限制較小等優點，目前，採用床上點火啟動方式仍比較普遍，特別是大型CFB鍋爐。我公司SG475t／h CFB鍋爐採用床上點火，床上設置了4隻啟動燃燒器，配有高能點火器和火焰檢測裝置，啟動燃燒器布置在布風板上方約3m處，置於二次風口內，每隻油槍出力達3t/h。既作為鍋爐啟動用，又可用作帶低負荷穩燃。由於工作環境惡烈，這種作為兩種用途使用的床上啟動燃燒器在運行中存在了不少問題。主要表現在：
1、 床上燃燒器油槍伸縮不到位，伸縮機械容易卡死。
2、 床上燃燒器點不著火，燃燒不穩。
3、 鍋爐啟動耗油大。
分析其原因主要是：
1、由於運行中，爐膛溫度升高，油槍中心管金屬強度減弱彎曲變形加劇，使得執行機構不能正常動作。
2、 流化后的床料（特別是床壓高時）會進入二次風嘴內，擋住「火檢」的「視
線」，使保護動作切斷燃油而熄火。
3、油槍霧化片磨損造成霧化不良也是造成燃燒不穩的重要原因。
4、由於點火油槍在床層上方，加熱床料的能量只有火焰對床料的燃燒與輻射，
利用率低，熱損失很大。
針對以上情況，我公司對啟動燃燒器進行了改造，把原來出力為3 t/h的4根油槍對角改造為2 t/h和1t/h各2根；並在鍋爐啟動過程中，通過提高料層厚度、保證床料完全流化、增加啟動燃燒器的二次風嘴風量等措施，鍋爐啟動耗油量有了大幅度下降，從原來的65T降至35T左右；啟動燃燒器的點火及燃燒情況也有了很大的改善。但油槍霧化片及中心孔磨損問題仍未得到解決。
2．5 燃燒自動控制問題
燃燒自動控制是保證鍋爐安全經濟運行的關鍵手段。特別是針對大型CFB鍋爐尤為重要，主要是由於大型CFB鍋爐爐內燃燒蓄熱量大，慣性大，光靠人為調整是無法真正保障CFB鍋爐的安全經濟運行。我公司SG475T/HCFB鍋爐自2004年12月投產以來燃燒自動控制一直未能正常投入，無法實現對床溫和床壓的自動控制，對床溫、床壓的控制只靠人為調節，了解兄弟單位也存在這方面的問題，這嚴重影響了大型CFB鍋爐燃燒的安全經濟性，制約了大型CFB鍋爐的發展。分析其原因主要有：
1、 燃料顆粒大，造成燃燒速度慢、時間長，造成燃燒控制滯后性大。
2、由於燃燒分密相區和稀相區，燃料處於流動狀，對燃燒自動控制有較大影響。
3、由於影響床溫的因素多（如：燃料量、石灰石量、循環灰量和灰溫及一次、
二次風量比），造成床溫的自動控制比較困難，特別是大型CFB鍋爐負荷自動控制與床溫控制上存在強烈的耦合關係，這加劇燃燒控制的複雜性。
4、大型CFB鍋爐是一個多變數、相關聯、非線性、時變和分佈參數的控制對象其各控制參數間耦合性強，這增加了燃燒控制難度。
5、 CFB鍋爐各控制參數的在線測量可靠性低下，這也是造成燃燒自動控制無法正常投入的
原因。
因此，在大型CFB鍋爐燃燒自動控制設計中，必須充分考慮CFB鍋爐燃燒及調節機理，
總結經驗，完善當前的自動控制方案，以適應大型CFB鍋爐穩定運行的要求。
3 結論
1、 下二次風管燒損變形、焊縫拉裂是由諸多因素造成的，下二次風管出口風壓低於爐內壓
力、下二次風管垂直膨脹量設計不足是其主要原因，應採取合理的方式予以改進。
2、 通過控制錐形閥開度建立冷渣器進渣與出渣的平衡，是保證冷渣器正常運行的關鍵，才
能確保CFB鍋爐的排渣順暢。
3、儘快完善CFB鍋爐的點火系統、提高在線測量參數的準確可靠性、實現燃燒自動控制，這是保證大型CFB鍋爐穩定可靠運行的基礎。
4、應在優先保證鍋爐長期穩定運行的基礎上，解決其它影響鍋爐經濟運行的問題，使大型CFB鍋爐機組能夠安全、穩定、經濟運行。
