苗全芳

（晉能控股電力集團(tuán)長(zhǎng)治熱電有限公司，山西 長(zhǎng)治 046011）

某發(fā)電廠300 MW循環(huán)流化床鍋爐是上海鍋爐廠引進(jìn)法國(guó)ALSTOM公司技術(shù)生產(chǎn)的型號(hào)SG-1057/17.4-M803，采用島式全封閉布置。鍋爐以單鍋筒自燃循環(huán)為基礎(chǔ)，以平衡通風(fēng)、循環(huán)硫化燃燒等為核心，實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。

1 鍋爐整體布置及安裝順序

1.1 鍋爐整體布置

該鍋爐的爐膛利用了分開式布局結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部的受熱面上使用了水冷壁擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。在爐膛的上側(cè)對(duì)稱布置著兩組分離器，分離器上側(cè)為圓柱狀，下側(cè)為漏斗狀。在鍋爐的分離器回料腿的下側(cè)設(shè)置了一個(gè)外置的換熱裝置和一個(gè)用于回料的回料閥。為了確保操作的便捷性，回料閥采用了自平衡結(jié)構(gòu)，回料閥的一側(cè)是和爐膛相連接的，一側(cè)則是和換熱器相連接。

在工作的過程中，物料從分離器進(jìn)行分離后，一些分離料直接進(jìn)入回爐膛，另一些則進(jìn)入到換熱器內(nèi)，同時(shí)在換熱器的上游還設(shè)置有錐形閥，用于控制分離料進(jìn)入到換熱器內(nèi)的速。為了滿足鍋爐的工作需求，在爐膛的外側(cè)設(shè)置有4組換熱器，在接近爐前的兩個(gè)換熱器內(nèi)布置有高溫再熱器和低溫過熱器，主要作用是對(duì)再熱蒸汽溫度進(jìn)行調(diào)整，在爐膛后側(cè)的兩個(gè)換熱器主要布置有過熱器I和過熱器II，主要作用是用來對(duì)床溫進(jìn)行調(diào)整。

該鍋爐的物料循環(huán)回路主要包括爐膛、回料裝置、換熱器以及分離器四個(gè)部分，在正常工作時(shí)，鍋爐內(nèi)的煤和石灰石是在燃燒室內(nèi)進(jìn)行燃燒并不斷的反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)完全脫硫，在燃燒過程中形成的煙塵及細(xì)顆粒則通過煙道排出。

1.2 鍋爐整體安裝順序

水冷壁基本以散吊為主；后豎井以整體吊裝為主；爐后高再、低再和二級(jí)省煤器地面組合吊裝；一級(jí)省煤器采用散吊高空組合。

汽包吊裝采用制作7 m高的臨時(shí)支架，以支座方式位于大板梁頂部。

1）爐側(cè)水系統(tǒng)施工順序。水冷壁擴(kuò)展屏上下聯(lián)箱預(yù)放及剛性梁預(yù)放—前后側(cè)及左右側(cè)上、中部水冷壁地面組合后吊裝—前后側(cè)上聯(lián)箱組合焊接—左右側(cè)下部安裝組合—四側(cè)擴(kuò)展屏安裝—頂棚聯(lián)箱組合—左右側(cè)上部與頂棚組合焊接—前后側(cè)下部分吊裝—分叉部分內(nèi)部吊裝—布風(fēng)板安裝—下部風(fēng)室安裝—下部集中降水管道（總體自上而下的順序安裝，下部設(shè)備從爐膛的底部采用坦克式搬運(yùn)進(jìn)入）。

2）后豎井安裝。左、右側(cè)及前側(cè)包墻吊裝—包墻頂棚組合焊接—高過、低再和二級(jí)省煤器地面組合后單片吊裝—后包墻吊裝—一級(jí)省煤器采用散吊高空組合—省煤器及低再、高過聯(lián)箱焊接。

3）外置床施工。外置床五側(cè)殼體組合—耐火澆注—低過、中過和高再入口聯(lián)箱就位—內(nèi)部蛇行管吊裝—外置床頂蓋安裝—上部出口聯(lián)箱就位—蛇行管與聯(lián)箱對(duì)口焊接。

分離器支撐鋼架平臺(tái)安裝完—下部回料器安裝—回料腿預(yù)放—旋風(fēng)分離器錐體吊裝—筒體吊裝—上部進(jìn)口、水平煙道及出口煙道吊裝

2 循環(huán)流化床鍋爐安裝中需要重點(diǎn)控制的方面

1）關(guān)于土建工程影響安裝的問題。一、二次風(fēng)機(jī)室框架基礎(chǔ)出零米后暫停，考慮大型機(jī)械的工作面以及鍋爐后部吊裝需要，待鍋爐大件吊裝結(jié)束后風(fēng)機(jī)室零米以上框架再施工。

2）外置床殼體施工是關(guān)鍵工序，應(yīng)在鋼架安裝期間就開始組合安裝。外置床設(shè)備必須與鍋爐第一層鋼架一起到場(chǎng)，地面組合后與第二層鋼架的吊裝一起進(jìn)行，保證耐火施工、養(yǎng)護(hù)和后續(xù)的受熱面施工順利進(jìn)行，為難度很大的受熱面焊接、檢驗(yàn)提供富裕的時(shí)間。以免影響受熱面整體水壓進(jìn)度。

3）旋風(fēng)分離器、回料器、回料腿等設(shè)備應(yīng)該與外置床一起到貨，由于大量的地面組合工作量和高空安裝困難大（直徑8 m），地面組合時(shí)應(yīng)該進(jìn)行預(yù)拼裝。其部分占鍋爐耐火施工量的60%，為爭(zhēng)取養(yǎng)護(hù)時(shí)間和保證烘爐效果，必須對(duì)此部分設(shè)備安裝和耐火施工予以足夠的重視。

4）由于一次風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)余量過大，造成冷一次風(fēng)道的振動(dòng)極大，再加上風(fēng)道設(shè)計(jì)單薄，運(yùn)行中多次發(fā)生撕裂。應(yīng)該從風(fēng)機(jī)本身的設(shè)計(jì)源頭去考慮，同時(shí)考慮風(fēng)道的設(shè)計(jì)方案修改。施工中應(yīng)特別重視風(fēng)道的制作安裝質(zhì)量。

5）外置床本體金屬結(jié)構(gòu)的組合焊接必須嚴(yán)格控制，由于耐火材料高溫烘爐中膨脹急劇易產(chǎn)生裂縫，對(duì)于頂蓋和難以焊接的部位特別注意，不能以為用耐火材料可以彌補(bǔ)焊接的不足。運(yùn)行中流化風(fēng)53 kPa的高壓易造成循環(huán)物料的泄露。

6）由于循環(huán)流化床鍋爐是新產(chǎn)品，缺陷較多特別是支吊架，要求及時(shí)與鍋爐廠代溝通和詳細(xì)的圖紙會(huì)審。要求鍋爐廠家及時(shí)處理完善在其他項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)和設(shè)備問題，避免重復(fù)出現(xiàn)。

7）由于滾筒冷渣器單重48 t以及尺寸較大（12 m長(zhǎng)），因而鍋爐零米布置的冷渣器等基礎(chǔ)應(yīng)該隨鍋爐基礎(chǔ)一起完成，同時(shí)冷渣器在鍋爐大件吊裝后及時(shí)就位或者提前預(yù)放。

8）由于ALSTOM流化床鍋爐的特點(diǎn)，可以分為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的施工區(qū)域，鍋爐施工人員應(yīng)該配備合理、充足，同時(shí)展開多個(gè)作業(yè)面，為耐火施工爭(zhēng)取時(shí)間。

9）鍋爐爐墻耐火材料供應(yīng)、施工、烘爐應(yīng)該由一家總承包。選用參加過大型流化床澆注施工經(jīng)驗(yàn)的隊(duì)伍，同時(shí)我們配備素質(zhì)高的技術(shù)指導(dǎo)監(jiān)督人員進(jìn)行全過程的質(zhì)量控制。

鍋爐流化床鍋爐施工的關(guān)鍵是爐墻的施工，在施工的過程中涉及到各種耐火材料澆筑，總類別多達(dá)20種以上，澆筑的總重量超過了4 000 t，工作量極大。在施工過程中由于涉及的工序多、工藝質(zhì)量要求高，因此需提前合理的規(guī)劃物料進(jìn)出通達(dá)、施工工藝流程等，并對(duì)崗位進(jìn)行劃分，明確關(guān)鍵崗位和重點(diǎn)崗位，制定周密的工序銜接計(jì)劃，確保施工的順利進(jìn)行。在施工的過程中需要在保溫層和耐火層之間設(shè)置一個(gè)油紙層，從而有效避免澆注料水分的揮發(fā)。

10）由于風(fēng)機(jī)壓頭較高，同時(shí)給煤機(jī)和冷渣器等易發(fā)生運(yùn)行中進(jìn)出不暢等問題，必須加強(qiáng)鍋爐附屬機(jī)械（一二次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、流化風(fēng)機(jī)、滾筒式冷渣器、給煤機(jī)、粗細(xì)碎機(jī)等）的安裝和調(diào)試質(zhì)量。

11）注意膨脹節(jié)的保護(hù)特別是非金屬膨脹節(jié)，由于流化床鍋爐的特點(diǎn)，鍋爐的膨脹系統(tǒng)安裝尤其注意。特別是在分離器、回料器等灰道均布置有膨脹節(jié)，應(yīng)注意膨脹節(jié)的安裝、焊接質(zhì)量，同時(shí)注意耐火施工保證其膨脹和嚴(yán)密性能。避免運(yùn)行中膨脹節(jié)撕裂等問題的出現(xiàn)。

12）回料器和料腿等部位由于僅靠進(jìn)出口的膨脹節(jié)很難以消除整體膨脹量，因而組合焊接時(shí)必須注意，同時(shí)建議在結(jié)構(gòu)焊縫的內(nèi)側(cè)增加一道加強(qiáng)環(huán)以彌補(bǔ)焊縫受耐火材料膨脹的影響。

13）在施工中注意嚴(yán)格控制有膨脹節(jié)設(shè)備的支吊結(jié)構(gòu)的安裝，避免由于膨脹中心位置差別而造成運(yùn)行時(shí)的設(shè)備損壞。同時(shí)注意需要耐火施工的部位在整個(gè)結(jié)構(gòu)施工完后檢查支撐結(jié)構(gòu)完善后再交付耐火施工，以避免局部交付施工后因?yàn)槟突鸩牧铣兄睾蟮慕Y(jié)構(gòu)變形。

14）風(fēng)帽的安裝應(yīng)該仔細(xì)核對(duì)廠家圖紙，主要在風(fēng)帽的安裝角度、固定方式及施工環(huán)境等方面高度注意，防止角度偏差造成床料流化不均勻或磨穿風(fēng)帽，床壓達(dá)不到設(shè)計(jì)值從而影響鍋爐的出力。

3 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中的控制重點(diǎn)

針對(duì)大型循環(huán)流化床的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行，國(guó)內(nèi)同行業(yè)還處于摸索階段。

3.1 床料翻滾

運(yùn)行中爐膛兩個(gè)床之間床壓相差超過2.5 kPa并逐漸增大發(fā)生停爐。

1）要保證在運(yùn)行過程中煤量的供給、物料的返料和對(duì)爐渣清理的及時(shí)性和協(xié)調(diào)性，從而確保在設(shè)備兩側(cè)床壓的平衡性。

2）在對(duì)煤量的供給進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需要合理的對(duì)煤量進(jìn)行調(diào)整，保證煤量分配的均勻性，使其合理的分布在床面上。

3）在對(duì)爐膛外側(cè)的返料量進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需要保證其調(diào)整的均勻性，不得使床壓出現(xiàn)偏差。

爐膛兩側(cè)外置床返料量調(diào)整基本一致，避免因?yàn)榉盗狭科疃a(chǎn)生床溫床壓偏差。

4）為了保證爐膛兩邊的床溫和風(fēng)量的平衡，需要不斷地對(duì)爐膛的給煤量和風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.2 運(yùn)行中結(jié)焦

運(yùn)行中發(fā)生結(jié)焦，主要是指布風(fēng)板上的物料因?yàn)榱骰涣?、超溫結(jié)焦。

3.2.1 流化不良的預(yù)防方法

1）必需保證布風(fēng)板風(fēng)帽小孔的暢通，這就要求在加床料之前把風(fēng)帽小孔及床面清理干凈；運(yùn)行后一次風(fēng)量必需大于臨界流化風(fēng)量。

2）升溫升壓過程中，控制升溫速度，防止?fàn)t內(nèi)耐磨耐火材料脫落堵塞風(fēng)帽；原煤粒度控制在6～10 mm之間，避免因?yàn)樵毫６冗^大流化不良。

3）控制燃煤中矸石及鐵塊的含量，定期將大顆粒物料排除，確保流化良好；在升負(fù)荷及調(diào)整過程中，加煤和調(diào)風(fēng)不能猛增猛減。

3.2.2 超溫結(jié)焦的控制方法

1）床溫不能控制過高，運(yùn)行時(shí)控制床溫在860~950℃之間；爐膛布風(fēng)板床溫控制靠調(diào)整外置床返料量和密相區(qū)物料高度來實(shí)現(xiàn)；回料閥布風(fēng)板、外置床布風(fēng)板床溫靠調(diào)整高壓流化風(fēng)量及床料量來實(shí)現(xiàn)。

2）控制合理的床壓，防止燃煤直接接觸風(fēng)帽造成燃煤堆積爆燃超溫結(jié)焦。

3）點(diǎn)火啟動(dòng)階段，控制合理油槍配風(fēng)，保證燃油完全燃燒，避免未燃盡油霧沾附在煤粒上造成結(jié)焦。

5）投煤時(shí)間控制在床溫達(dá)到580℃左右，避免飛灰含碳量的增加引起旋風(fēng)分離器及回料器的結(jié)焦。

3.3 外置床泄漏

外置床受熱面發(fā)生泄漏，造成其他管束泄漏，停爐進(jìn)行封堵。

管夾焊接質(zhì)量不好，管夾振動(dòng)管子磨損泄露。改進(jìn)設(shè)計(jì)加固裝置加強(qiáng)固定，防止出現(xiàn)振動(dòng)大的現(xiàn)象。

外置床處的T91管子焊口（吊掛彎頭處）雖全部進(jìn)行無損探傷，打壓合格，運(yùn)行中仍出現(xiàn)開裂，分析原因認(rèn)為：T91管材應(yīng)力延時(shí)性不好，管子焊接時(shí)必須在自然狀態(tài)下進(jìn)行。

3.4 回料腿損壞

回料腿非金屬膨脹節(jié)損壞，造成串灰和料腿燒紅現(xiàn)象。應(yīng)注意膨脹節(jié)的安裝、焊接質(zhì)量，同時(shí)注意耐火施工保證其膨脹和嚴(yán)密性能。

一二次風(fēng)機(jī)、預(yù)熱器出口伸縮節(jié)損壞，主要承受拉力損壞。試運(yùn)時(shí)要檢查吊掛、支承情況、限位情況，容易出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象。

加強(qiáng)對(duì)旋風(fēng)分離器、回料器、外置床、燃燒器以及相關(guān)的進(jìn)出口煙道、灰道等部位在試運(yùn)前重點(diǎn)檢查。

3.5 給煤系統(tǒng)故障

給煤系統(tǒng)爐膛左右兩側(cè)螺旋輸送機(jī)常發(fā)生堵煤跳閘。一方面應(yīng)注意給煤系統(tǒng)雜物清除，同時(shí)螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速必須與刮板給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速以及給煤量相匹配。

3.6 汽溫超溫控制

1）運(yùn)行中升降負(fù)荷時(shí)要緩慢進(jìn)行，給煤采用少量多次的方式進(jìn)行。給煤機(jī)斷煤時(shí)應(yīng)立即減少一次風(fēng)量，防止煤粒在分離器內(nèi)燃燒，造成分離器出口煙溫升高，導(dǎo)致過熱器、再熱器汽溫超溫。

2）合理調(diào)整外置床流化風(fēng)量，防止外置床流化不良結(jié)焦，造成過熱器、再熱器汽溫超溫。合理調(diào)整外置床進(jìn)料量，控制外置床內(nèi)各級(jí)過熱器、再熱器進(jìn)出口汽溫在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

3）調(diào)整一次風(fēng)量大小，以使?fàn)t膛濃相區(qū)和稀相區(qū)熱量分配合理，控制爐膛出口煙溫，保證尾部煙道過熱器、再熱器管換熱系數(shù)合理，避免因換熱系數(shù)過大而超溫。

4）加強(qiáng)尾部受熱面吹灰，減少積灰及煙溫偏差形成的汽溫超溫。

5）高加停用及低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)注意調(diào)整減溫水量和入爐一、二次風(fēng)量的大小。

6）運(yùn)行中可適當(dāng)增大床壓，增大爐內(nèi)灰濃度，保證合理的爐膛吸熱量。

3.7 耐磨耐火材料脫落控制

在流化床鍋爐內(nèi)設(shè)置有大量的耐火材料，因此在使用過程中需要嚴(yán)格控制鍋爐的溫升，避免因溫升異常導(dǎo)致的耐火材料的大量脫落，影響設(shè)備的運(yùn)行安全。為了提高耐火材料的使用可靠性，在施工時(shí)需要根據(jù)外界環(huán)境條件制定合理的施工工藝和烘烤工藝，保證耐火材料內(nèi)的水分保持在2%以下，同時(shí)在點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)也要注意保證爐膛內(nèi)各部分的溫升要小于100℃/h。

3.8 其他方面

1）正常運(yùn)行時(shí)2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)（金通靈風(fēng)機(jī)廠）擋板開度小于20%，穩(wěn)定性差。風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)余量過大，采取一運(yùn)一備的方式，以節(jié)省廠用電（單臺(tái)3 600 kW）和減小風(fēng)道的振動(dòng)。

2）點(diǎn)火燃燒器易出現(xiàn)燒壞掛鉤件、煙道變形、火焰沖刷側(cè)壁等嚴(yán)重問題。注意在點(diǎn)火前要調(diào)整好火焰中心，并要設(shè)風(fēng)冷觀火孔，盡量縮短投油時(shí)間。油槍在煙道中燃燒應(yīng)是風(fēng)包火，順煙道而行，否則出現(xiàn)局部過熱。

3）石灰石系統(tǒng)難以穩(wěn)定正常投入運(yùn)行，需要設(shè)備廠家及時(shí)解決問題。

4）冷渣器的入口進(jìn)渣錐形閥發(fā)生堵渣現(xiàn)象，此處是熱態(tài)排渣，在落渣管處改加疏通孔以備應(yīng)急。

4 結(jié)論

針對(duì)300 MW循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)特性，重點(diǎn)對(duì)其施工流程和工藝進(jìn)行了研究，有效的保證了設(shè)備的施工效率和使用安全性，具有極大的應(yīng)用推廣價(jià)值。