循環(huán)流化床鍋爐返料腿堵塞原因及應(yīng)對

1、循環(huán)流化床鍋爐返料腿堵塞原因及應(yīng)對,|l-ml事故與缺名分ii;斤流床鍋返料腿堵塞楊志剛中國石油化工股份有限公司天津分公司熱電部摘要結(jié)合中國石油化工股份公司天津分公司熱電部#8,#9循環(huán)流化床鍋爐的兩次返料腿堵塞事故,描述了cfb鍋爐返料腿堵塞整個過程,分析了鍋爐床壓高,長期低負(fù)荷后快速變負(fù)荷,返料腿超溫,分離器斜坡板結(jié)塊脫落,dcs測點不準(zhǔn)是造成這兩次返料腿結(jié)焦的主要原因,并提出了返料腿堵塞的實用應(yīng)急處理方法及預(yù)防措施,對同類循環(huán)流化床鍋爐具有一定的參考價值.關(guān)鍵詞循環(huán)流化床鍋爐返料腿堵塞原因分析措施abstractwithtwoaccidentsconditionofjammingther

2、eturnmateriallegof8.9cfbboilersinthermalpowerplantofsinopectianjincompany,thispaperdescribestheentireprocessforjammingtheetllrnmateriallegofthecfbboiler.themainreasonsforthesetwoaccidentsareanalyzedwiththehighbedpressureofboiler,quicklyvariableloadinthelongtermlowload,overtemperatureinthereturnmater

3、ialleg,fallingoffthehardenontheseparatorsslope,unreliableparametersondcs,andputsforwardthecountermeasuresandpreventivemeasures.ithasacertainreferencevalueofthesimilarcirculatingfluidizedbedboiler.keywordscfbboilerreturnmateriallegjamminganalysisofcausesmeasure筆者單位2臺465t/h循環(huán)流化床鍋爐(cfb)在運行中各發(fā)生過一次返料腿堵塞事

4、故,影響了cfb正常運行.cfb的返料腿是實現(xiàn)外部循環(huán)及保持物料平衡的主要部件,返料腿的結(jié)焦及堵塞會造成返料不正常,破壞物料平衡和熱量平衡,影響鍋爐的負(fù)荷乃至停爐.因此,保證返料腿的正常運行至關(guān)重要.1cfb返料腿原理465t/hcfb鍋爐返料腿由料腿和非機械返料閥(腿)組成.返料腿和分離器與爐膛密相區(qū)相連接,通過高壓風(fēng)機的返料風(fēng)克服負(fù)壓差將分離器分離下來的灰從分離器的負(fù)壓區(qū)送到爐膛密相區(qū)的正壓區(qū).鍋爐物料循環(huán)中任何部分壓力變化,包括床壓高,排渣,改變一,二次風(fēng)量引起的爐膛密相區(qū)壓力,分離器壓降,返料腿高壓風(fēng)機壓力及返料腿松動風(fēng)量,都會使返料腿與分離器連接的立管自動調(diào)節(jié)壓力降(通過壓力指示,返

5、料腿上,下部壓差反映),進(jìn)而維持回路壓力平衡.返料腿內(nèi)床料的流動方式屬移動床的流動,返料腿結(jié)構(gòu)如圖1所示.圖1返料腿結(jié)構(gòu)與工藝流程圖2返料腿堵塞2.1變負(fù)荷引起的返料腿堵塞工況2010年6月8日8:00#8cfb鍋爐主蒸汽流量346t/h,主汽壓力l1.8mpa,各監(jiān)測參數(shù)正常,鍋爐穩(wěn)定運行;8:08開始升負(fù)荷,做滿負(fù)荷試驗,經(jīng)32rain主蒸汽流量升至457t/h.在升負(fù)荷過程中,爐膛床壓,床壓差突然脈動變化,甲側(cè)返料溫度由921漲至969后逐漸下降(負(fù)荷未變),甲側(cè)返料腿上部壓差由12kpa逐漸上升至21.9kpa后開始脈動下降,一次風(fēng)室壓力由12.7kpa開始下降;密切觀察各個參數(shù)變化,

6、發(fā)現(xiàn)返料溫度下降至849v且仍有下降趨勢,床壓,返料腿上下部壓差,一次風(fēng)室壓力參數(shù)明顯下降;10:39判斷返料腿堵塞,采取應(yīng)對措施后,各相關(guān)參數(shù)下降至低點(返料溫度728,床壓2.3kpa,一次風(fēng)室8.9kpa)后逐漸恢復(fù)穩(wěn)定(負(fù)荷降至230t/h,返料溫度875,返料上部壓差10.1kpa,床壓2.5kpa,一次風(fēng)室10.1kpa),并申請停爐.2010年6月l3日#8n爐停爐處理,發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)水冷壁四角結(jié)焦,甲側(cè)返料腿結(jié)焦嚴(yán)重,已完全被土黃色焦體堵死,見圖2所示.(a)返料腿出口處結(jié)焦(b)返料腿內(nèi)部結(jié)焦(c)返料腿立墻結(jié)焦圖2#8鍋爐甲側(cè)返料腿結(jié)焦圖2.2床壓高,返料溫度高引起返料腿堵塞工況

7、2010年8月2日#9爐由于冷渣器故障而導(dǎo)致無法正常排渣,床壓一度攀升到l3.2kpa,8月3日床壓又再次升n9.7kpa,并在床壓穩(wěn)定后帶負(fù)荷時返料腿溫度最高升至l017,1008,此后,維持低負(fù)荷運行.但是經(jīng)過兩次高床壓,引起甲側(cè)返料腿上,下部壓差由3.1kpa,2.8kpa逐步上升到l3.6kpa,12.9kpa(乙側(cè)返料腿上,下部壓差比較穩(wěn)定一直維持在3.0kpa,懷疑壓差表計管堵).2010年8月4日19時#9鍋爐穩(wěn)定運行,l9:54乙側(cè)返料腿壓差逐漸升高,甲側(cè)返料溫度逐漸下降,床壓,床壓差,風(fēng)室壓力迅速下降,床溫略微上升后下降,負(fù)壓變正,調(diào)節(jié)一,二次風(fēng)機及引風(fēng)機,分離器溫度略升高,

8、判斷返料腿堵塞并采取措施.但由于一次風(fēng)室壓力下降很快至7.5kpa,導(dǎo)致全燃料中斷(管燃器未投入),而觸發(fā)mft動作.2010年8月3日#9鍋爐停爐處理,發(fā)現(xiàn)返料腿內(nèi)部堵塞嚴(yán)重,整個返料腿幾乎全部填滿,并發(fā)現(xiàn)分離器囂謄帽特種設(shè)備安壘事故與缺b召分嘶斜坡處有大塊焦體凝結(jié)及返料出121已被焦體填滿.3cfb返料腿堵塞原因分析對這兩次返料腿堵塞事故發(fā)生過程的現(xiàn)象,停爐后入爐全面觀察及成分化驗,主要歸結(jié)以下幾個原因.3.1鍋爐床壓高這兩起返料腿堵塞后,在爐膛內(nèi)觀察發(fā)現(xiàn),返料腿出口由下至上結(jié)焦,基本被焦體填滿只有返料出口上部少部分未結(jié)焦(參見圖2).由圖及dcs操作臺上返料腿上,下部壓差等其他相關(guān)參數(shù)可

9、知,在返料腿堵塞之前都經(jīng)歷過至少一次高床壓,當(dāng)爐膛床料沒過返料出口一定高度時,使返料出口阻力增大,物料流速減慢且溫度較高,其中返料出口下部物料流動速度最慢,因此,逐漸的在返料出口下部形成結(jié)焦.這種方式的結(jié)焦將問接的增高圖1中h的高度,使返料腿底部返料風(fēng)至爐膛的壓降增大,返料風(fēng)壓一定,致使返料出口的物料流動逐步減少,返料腿料位增高,偏離了返料風(fēng)能力,破壞了返料腿正常返料的平衡.3.2長期低負(fù)荷后快速變負(fù)荷cfb鍋爐長時間低負(fù)荷運行,流化風(fēng),二次風(fēng)較小,進(jìn)入返料腿內(nèi)的返料量少,返料風(fēng)壓一定,故返料腿內(nèi)料位較低.當(dāng)鍋爐快速將負(fù)荷由346t/h帶到457t/h時,流化風(fēng),二次風(fēng)快速加大至額定值,返料風(fēng)

10、一定,經(jīng)分離器分離出來的物料量增多,未燃盡的物料量增多,返料腿內(nèi)料位快速增高,供返料風(fēng)不足,移動床移動效果變差,物料在返料腿內(nèi)停留時間長而形成結(jié)焦,焦塊狀物料下移,形成返料量減少,返料腿料位增高,供風(fēng)效果減退的惡性循環(huán)進(jìn)而使返料腿堵塞.3.3鍋爐返料腿超溫循環(huán)灰是cfb鍋爐中的熱載體,具有很強的流動性,但當(dāng)回料溫度達(dá)到灰的變形溫度時(通?？刂品盗贤葴囟炔淮笥?75,但#9n爐兩側(cè)返料腿溫度最高達(dá)1017c,1008),其流動性就被破壞,粘度增大,流化狀態(tài)停止,因而產(chǎn)生局部結(jié)焦,對返料腿造成不利影響.返料腿內(nèi)一旦發(fā)生結(jié)焦,將會很快發(fā)展,最終造成返料腿異常.3.4分離器斜坡板結(jié)塊脫落鍋爐運行較長時

11、間后,由于分離器斜坡表面粗糙而致板結(jié).當(dāng)鍋爐快速升降負(fù)荷時,分離器斜坡表面溫變較快,產(chǎn)生熱應(yīng)力導(dǎo)致分離器內(nèi)板結(jié)物料的脫落而造成返料腿堵塞.分離器內(nèi)的板結(jié)物料脫落后,落至返料風(fēng)室上部,會直接堵塞風(fēng)帽出風(fēng)孔,或落在風(fēng)帽上部影響局部流化風(fēng)量的分布,二者均會造成局部的流化不良,逐漸惡化返料腿的工作狀態(tài),直至回料閥的平衡被打破,返料中斷,造成返料腿的堵塞.3.5dcs參數(shù)測點不準(zhǔn)在返料腿經(jīng)歷高床壓,升負(fù)荷等情況下,dcs中乙側(cè)返料腿上下部壓差測點值基本不變,一直為3kpa左右,因此,可以判斷這兩個測點不準(zhǔn),最終延誤了操作人員對乙側(cè)返料腿堵塞處理的最佳時機.3.6其它原因此外,床內(nèi)循環(huán)物料金屬含量超標(biāo),返

12、料腿內(nèi)流化風(fēng)帽堵塞,澆注料脫落,兩側(cè)循環(huán)灰量偏差過大,分離器澆注料脫落等也是造成返料腿堵塞的原因,但不是造成這兩次返料腿堵塞的原因.4返料腿堵塞措施4.1處理措施發(fā)現(xiàn)返料腿堵塞趨勢時,采取以下應(yīng)對措施:1)與鄰爐聯(lián)系,并立即就低地切換兩側(cè),下部及上部高壓松動風(fēng)至工廠風(fēng)吹堵風(fēng).2)調(diào)節(jié)一,二次風(fēng)機風(fēng)量,調(diào)整膛負(fù)壓至+200pa,以減小進(jìn)入返料腿物料量.3)迅速降低鍋爐負(fù)荷.4)高壓風(fēng)機切換工廠風(fēng),并適時開大工廠風(fēng)調(diào)整門,維持出口壓力60kpa.5)在爐膛接近820c時投入管燃?xì)庵?并調(diào)節(jié)管燃器壓差大于1.5kpa,若風(fēng)室壓力降速較快,則此步驟為第一步,其他步驟依次進(jìn)行.6)增大石灰石,飛灰變頻

13、給料閥轉(zhuǎn)速,并停止冷渣器排渣.壓.7)適時投入渣返料順控系統(tǒng),以維持cfb鍋爐床8)必要時緊急停爐.4.2預(yù)防措施針對3465t/h主汽母管制cfb鍋爐,采取以下措施以預(yù)防鍋爐返料腿堵塞情況.1)盡量保證cfb鍋爐負(fù)荷大于280t/h,以減小長時間cfb鍋爐低負(fù)荷運行流化不良,效率低等負(fù)面影響.2)至少保證一路輸渣線路正常運行,以保證cfb鍋爐冷渣器正常排渣.3)保證冷渣器長期正常穩(wěn)定排渣,維持cfb鍋爐床壓在4.55.5kpa.防止床壓過高,返料口處返料腿回料阻力增大而造成返料出口下部物料流速減慢,導(dǎo)致返料口處粘結(jié),增加圖1中的高度,減小了返料出口的輸送能力.4)控制鍋爐變負(fù)荷速度,以升負(fù)荷

14、時先加風(fēng)后加煤,減負(fù)荷時先減煤后減風(fēng)的原則調(diào)整鍋爐負(fù)荷,并保證鍋爐的最低流化風(fēng)速.5)調(diào)整#1/#2/#3/#4返料腿的給料量,平衡分離器兩側(cè)物料濃度,減小返料腿兩側(cè)回料量差.6)保證高壓風(fēng)機出口風(fēng)壓大于40kpa,在升負(fù)荷時,可適當(dāng)逐步,緩慢提高風(fēng)機出口壓力(一般為50kpa60kpa),以增大返料腿的輸送能力,同時也可以增加返料腿松動風(fēng)量以提高返料量.7)調(diào)節(jié)燃料量(煤或石油焦),一次風(fēng),二次風(fēng)控制返料溫度不大于950e最高不超過975,以防止返料腿物料結(jié)焦.8)保證dcs上返料腿壓力,上部壓差,下部壓差等指示準(zhǔn)確,確保運行人員正確,快速判斷事故,并第一時問采取正確處理措施.9)定期進(jìn)行切

15、換返料腿工廠風(fēng)松動風(fēng)吹堵,尤其是在床壓高于正常值(大于7kpa)時,更要頻繁,長時間的對返料腿進(jìn)行吹堵(特別是返料口處吹堵,以防止其結(jié)焦).4.3采取措施后效果采取以上預(yù)防和處理措施后,筆者單位#8,#9,#10三臺cfb鍋爐均未再發(fā)生返料腿堵塞情況.2011年3月12日,4月3日分別停#9,#10鍋爐,對返料腿進(jìn)行觀察,返料腿出口及返料腿內(nèi)均未發(fā)現(xiàn)結(jié)焦情況.5結(jié)論cfb鍋爐的物料循環(huán)系統(tǒng)對鍋爐的安全,穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運行起著決定性的作用,返料異常更是制約cfb鍋爐實現(xiàn)長周期運行的關(guān)鍵問題.正常運行中,運行操作人員應(yīng)加強運行參數(shù)的調(diào)整,保證兩側(cè)均勻給煤,控制兩側(cè)氧量偏差及床壓;加強對返料風(fēng)風(fēng)壓,各路

16、流化風(fēng)量以及返料腿上下部壓差,返料腿溫度的監(jiān)視與分析,發(fā)現(xiàn)dcs參數(shù)異常時應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整并采取措施;同時在增減負(fù)荷時要遵循緩慢而均勻原則,使物料良性循環(huán),保證cfb鍋爐穩(wěn)定的運行.參考文獻(xiàn)1孫獻(xiàn)斌.循環(huán)流化床鍋爐大型化的發(fā)展與應(yīng)用.電站系統(tǒng)工程,2009.7,25(4):14,82趙偉杰,王勤輝,張文震等.循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用.北京:中國電力出版社,20093zhaocranalysisoncombustionstemcontroloffluidizedbedboiler.coalscienceandtechnology,2002,30(3):59-614jiangb.briefintroductionofcombustioncontrolsystemofcirculatingfluidizedbedboilers.sichuanelectricpowertechnology,1999(4):58625上海大屯能源股份有限