电厂锅炉长周期安全稳定运行的研究

电厂锅炉长周期安全稳定运行的研究

作者姓名：李伟鹏

单位名称：陕西长青能源化工有限公司

单位省市：陕西省宝鸡市

单位邮编：721400

摘要：在电厂生产过程中，锅炉是特种设备体系中至关重要的组成部分。虽然锅炉能够为电厂生产效率的提升奠定基础，但是也容易为电厂安全生产带来隐患，因此，做好电厂锅炉安全运行管理工作势在必行。该文以提升电厂锅炉安全运行管理工作成效为出发点，从管理体制、管理机制以及安全保障能力的提升3个方面，对电厂锅炉长周期安全稳定运行管理工作优化路径进行了研究与探讨。

关键词：电厂锅炉安全运行管理策略

1CFB锅炉主要运行故障剖析

1.1低负荷下运行不稳定的问题

1.1.1料层差压

料层差压是表征流化床料层高度的物理量，是反映料层厚度的重要指标。料层差压通过排渣机进行控制，排渣时按照勤放、少放、均匀的原则操作。料层厚度过低，易被吹穿而产生沟流，影响流化状态而易出现局部结渣，同时还会因燃烧不完全造成煤渣含碳量高，增加灰渣热损失;料层厚度过高，会增加风机压头，使物料流化质量下降，底部大颗粒物料沉积，危及安全运行，锅炉热效率下降，且因床层蓄热量多而导致锅炉负荷较高。低负荷运行时，需将料层高度降低，减少蓄热量，同时提高床层可燃物含量比例，以利于床温控制。运行期间，料层差压可通过锅炉冷态/热态空床布风板阻力特性参数、风室压力、料层上部压力予以准确判断;其中，布风板阻力是指布风板上无床料时的空板阻力，由风帽进口端局部阻力、风帽通道局部阻力和风帽出口阻力组成，准确掌握每台CFB锅炉布风板阻力的特性是控制好低负荷下料层厚度的关键。

1.1.2临界流化风量

CFB锅炉一次风机向其提供流化风，确保床料处于流化状态，同时提供炉膛密相区燃烧所需的氧量，从而使燃料稳定燃烧并避免结焦。合适的料层厚度对流化风量影响较小，但料层过薄易形成沟流，即空气大量从局部穿越料层，其余仍为固定床。冷态临界流化风量是CFB锅炉床层由固定床变为流化床时通过布风板的最低空气量;热态临界流化风量是烟气温度达燃烧床温(900℃左右)时通过布风板的最低空气量，由于气体受热膨胀，热态临界流化风量约为冷态临界流化风量的2倍，即热态运行时只需冷态临界流化风量的50%即可使物料达到临界流化状态。实际运行中，CFB锅炉流化风速应不低于1.5～2.0umf(umf为临界流化风速，由临界流化风量与布风板面积计算而得)，即实际运行中的最低流化风量与冷态临界流化风量相当［1］。可见，确定冷态临界流化风量是确保CFB锅炉低负荷下稳定运行的关键，继而才能确保CFB锅炉低负荷运行时的床温平稳控制和含氧量控制。

1.2水冷壁管受热面磨损甚至爆管的问题

CFB锅炉炉膛下部物料粒径大且浓度高，在物料自身重力、气流向上推动力和物料之间摩擦力的相互作用下，大颗粒物料沿水冷壁管向下流动，对水冷壁管受热面产生摩擦，从而磨损水冷壁管受热面。影响管壁磨损的因素有物料的粒度、浓度、流速以及管壁的耐磨性能。研究表明，管壁的磨损量与烟气流速的3.6次方成正比，与物料浓度成正比。高负荷下，CFB锅炉燃料增加，物料浓度和烟气流速增大，管壁磨损加剧，当管壁局部磨损减薄至不能承受管内汽水混合物压力时就会发生爆管，导致系统紧急停车。因此，防范水冷壁管爆管的核心是提高管壁的耐磨性能。而据多次爆管现象分析，爆管主要是超音速电弧喷涂耐磨层损坏和原始管壁磨损减薄所致。可见，增加管壁厚度和提高喷涂耐磨层质量是保证水冷壁管长周期运行的关键所在。

2安全运行和维护保养措施

2.1确定和控制好低负荷下的关键参数

2.1.1最低流化风量与冷态料层厚度的控制

前文已述及，CFB锅炉低负荷运行时容易出现燃烧不稳定、流化不均匀、床温低等问题，要消除这些干扰因素实现稳定燃烧，其关键是要找准最低流化风量并控制在最低料层厚度下运行。最低流化风量和需要的最低料层厚度可以通过冷态料层阻力试验和临界流化风量试验得出，从而为热态运行提供参考。CFB锅炉床料厚度400mm太薄，会形成沟流，局部不能流化，最低运行料层厚度应在500mm，热态时最低流化风量应在43760m3/h(依据热态临界流化风量等于冷态临界流化风量)。

2.1.2料层差压的控制料层差压为风室静压与热态布风板阻力、料层上部压力之差，料层差压越低，蓄热量少，有利于CFB锅炉低负荷运行。风室静压和料层上部压力可通过在线监测于DCS准确获取，热态布风板阻力需要通过冷态空床布风板阻力性能试验数据推导。

2.2降低锅炉排烟热损失情况

锅炉运行中出现排烟热损失，是影响其整体运行效率的重要因素之一。①对不同负荷状态下省煤器的出口含氧量情况进行观察和判断，视其变化情况，及时做好送风量的调整。并且要注意到，不同温度下干式排渣机的冷却风量不同，需要及时调整。②对锅炉水封槽的水位进行定期检查，做好检查记录，发现问题，及时提醒维修人员注意，采用合理手段加以维修和管理。③定期检查和维护炉膛和烟道，减少漏风出现的排烟温度过高情况。借助锅炉机组检查和停备的机会，彻底清洗空预器，减少堵灰情况。

2.3保证各项设备的正常运行和操作

锅炉正常运行状态开始，是以点火升压完成为重要标志，要全面开展相应的调整和监测工作，保证锅炉的汽压、水位和燃烧状况都处在稳定、安全的运行状态中。从锅炉负荷的变化情况出发，针对燃烧的具体情况进行全面细致的调整，使其符合电厂需求。通过排渣、火焰颜色、烟气等方面情况，判断锅炉燃料的总体燃烧效果。一般情况下，当锅炉炉膛内部的火焰为金黄色，烟气为灰色，同时炉渣不夹杂黑色煤粒并呈现出白色的情况，表明炉膛内部的燃烧效果良好。及时调整送风量和燃煤，提升锅炉的运行水平，针对燃烧工况情况进行充分细致的监测，使其处于长周期高效平稳运行状态。

2.4强化锅炉设备的日常维护与保养

锅炉作为电厂的重要设备，需要对其进行充分有效的控制，某电厂为提升锅炉设备的实际运用效果，采用科学合理的方式和手段，强化日常维护和保养效果，提升了总体运行水平。

（1）积极推进一级、二级保养活动。该电厂锅炉操作人员积极做好辅助设备、锅炉的检查记录工作，主要是对水位表、风机和安全阀等设备进行检查，将各项数据和参数情况进行记录，方便在较短时间内开展查询工作，为积极推进维修工作的顺利开展提供良好的前提条件。在一级保养的基础上，推进二级保养工作，主要是全面检查锅炉的本体和辅助设备，推进常规性的日常保养活动有效进行。

（2）小修和大修管理。以二级保养为重要基础，该电厂严格检查锅炉内部的壁管，全面确认和保养各辅助设备，严格按照相关管理制度和行为标准开展检修和保养工作，尤其是在锅炉停炉时的检修和保养，能有效提升工作效果。锅炉大修要借助专业性的维修企业，定期开展锅炉的全方位检修工作，及时清理锅炉本体和辅助设备，减少腐蚀情况的出现，做好新零件的更换工作，全面增强各项零件的整体使用效果。

（3）充分清除锅炉内部的结焦和水垢。锅炉长期运行过程中，燃煤产生的烟尘，会直接影响锅炉内部情况，出现结焦，会影响锅炉的燃烧效率，甚至会腐蚀锅炉的相关部件，对此，需要积极开展防范工作，及时处理烟尘和结焦问题，并且针对容易产生水垢部位，开展定期清除工作。

4结语

锅炉系统是电厂的重要设备，它的运行控制及故障预防对电厂生产能力起着重要的作用。通过建立完善的故障预防体系，可以减少设备故障对电力生产的影响，从而提高设备运行效率，保障电厂锅炉安全与稳定运行。

参考文献：

[1]李明兴.关于火电厂锅炉运行控制与故障预防研究[J].建材与装饰,2018(52):186-187.

[2]吴钊.火电厂锅炉运行控制与故障预防措施研究[J].中国高新区,2017(11):97.

[3]王家福.浅谈火电厂锅炉运行控制及故障预防[J].科技创新与应用,2016(32):132-133.

[4]郭茂丰.火电厂锅炉运行控制与故障预防[J].民营科技,2015(10):34.