干货｜循环流化床锅炉返料异常的分析及预防调整-北极星火力发电网

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某电厂480t/hCFB锅炉采用超高压参数中间再热设计。该锅炉主要由炉膛、汽冷旋风分离器、自平衡“U”形返料器和尾部对流烟道组成。此返料器出口采用了一分为二的结构，返料器用风由3台罗茨风机供给，每台出力50%，两用一备。

（来源：循环流化床发电作者：王雁珍）

在调试期间及运行初期多次出现一侧返料不畅，带负荷困难问题，多发生在石灰石系统投入，锅炉燃烧劣质褐煤，机组带三分之二负荷时，需要快速升降负荷阶段。

1 现象原因分析

1．１现象总结

由下表数据可总结出发生返料异常时的现象。

(1)旋风筒入口压力会由负压波动到正压，直至满量程并持续报警；

(2)旋风筒料位差压两侧突然出现大偏差，直至显示趋于零；

(3)床层压力快速下降并持续报警；

(4)炉膛压差快速下降；

(5)经过一段时间后，异常侧的返料温度会降低很多；

(6)对于燃烧烟煤等高热值煤时还会有床温持续升高的现象。

1．2原因分析

CFB锅炉“U”形返料器的两个关键功能：一是使再循环物料从旋风分离器连续不断地回炉膛；二是提供旋风分离器负压和炉膛下部正压之间的密封，防止炉膛的高温烟气反窜到分离器，影响分离器的效率。而实现这些功能是靠在立管中建立合适的料位并通过自平衡来达到的。这样就很容易分析出发生返料不畅的主要原因是两方面：一是返料通道受阻；二是循环物料自平衡被打破，瞬间料位超高，压床了。

(1)返料通道受阻原因无非两方面：一方面是返料器内进入异物，阻塞了返料的流动的通道。正常运行的锅炉一般是浇注料脱落导致或者是返料器超温结焦；另一方面阻力来自于返料器出口阻力。炉膛床压太高，冷渣机故障放渣不及时，一次风瞬间减少太多都会导致炉膛床压升高，于此同时返料风压调整不及时，克服不了系统静压和炉膛的阻力，就会瞬间压床；还有一方面的原因发生在一些技术不成熟的锅炉厂的小型锅炉的设计上，就是返料器床面至返料腿高度太高或者是隔板太高，影响了循环物料的顺利流动。

(2)立管料位超高，自平衡被打破的原因：①来自于返料通道受阻的第二方面，在快速降负荷时，床压的波动打破自平衡。正常情况下立管的料位会随着负荷的增减自己调节，当返料器由于出口阻力增加太多，返料风压不足以维持返料器的流化和克服出口的阻力就会出现此现象；②燃烧偏离设计煤种的高灰分劣质煤。劣质煤灰分高、粒度小偏离了设计值，额外增加了循环灰量，导致立管料位快速升高，自平衡调节不了就造成了返料不通畅出现脉动现象；③返料风压没有达到设计值，不足以克服阻力并维持返料的流化。

预防调整措施

根据上述分析，需从以下几方面入手进行预防。

2.1预防措施

(1)首先要确保安装是按照设计图纸施工且安装质量达标。在调试初期安装结束后就要认真检查以下几点：返料器及风室内无杂物；小风帽风孔畅通且流化区域和返料区域的风帽安装正确，一般流化区域的风帽孔径小且开孔数少返料区域的则反之；从返料器内部检查返料器区域的风压取样点畅通没有被浇注料堵塞，外部检查压差变送器的正负压侧连接正确；从返料器内部检查返料温度热电偶能够探出浇注料插入返料内，准确测量返料温度。以上这些检查都是确保返料器能够稳定运行的前提条件，正常停炉检修时也要定期清理维护。

(2)其次是完善主要测点的报警机制。很多现场重要测点不设置报警值，当事故发生初期没有预警，等人工发现再干预时已错过了最佳调整时间。下表是流化床锅炉比较通用的报警值。

设置这些报警值就可以第一时间提醒运行人员返料异常，给处理事故赢得时间。这里尤其是旋风筒入口压力和料位差压反应最快。当入口压力变正，表明立管料位已经上升到测点位置，不加以调整马上料位差压会变小直至压床。这里料位差压为什么变小，是因为低压侧因为料位高变正，高压侧因为流化不起来压力变小所致，所以当料位差压突然变小和另一侧偏差大不是表明立管料位低了。

(3)有了监视预警以后就可以从运行方面进行预防，尽量避免发生返料异常。首先就是带大负荷升降负荷时增减风量要慢，尤其是降负荷前要先把床压降下来加快排渣，因为先降一次风会使床压升高增加返料阻力。其次就是预操作，当变动负荷或者改烧灰分大的劣质煤种再者投入石灰石系统时，在保证返料风量的前提下提高返料风压，如没有可调手段可以启动备用风机，但是一定要做好泄压措施，返料风压瞬间波动很大，大量的返料进入炉膛反而会导致炉膛压力高跳闸。

2．2调整措施

虽说预防为主，但实际运行中还是会发生。这样可以从事故轻重来分步调节。当单侧返料器发生返料不畅或脉动，而床温没有升高太多时，可以缓慢适当减少两侧返料器的流化风量增加故障侧的返料风量风压，加强排渣保证较低的床压，监视各参数的的变化趋势，一般经过15min左右能恢复正常。当调整无效或者单侧返料已不返料，床温突升，最直接有效的措施就是启动备用返料风机或者打开事故放灰管。但启动返料风机同时也要打开返料风压调整门，缓慢提高返料风压风量；打开事故放灰管时要少量多次的放灰，避免床温突升突降，炉膛压力波动跳闸。以下两张截图是实际采取以上措施的效果趋势。