1、 580 东锅 440t/h超高压再热 CFB锅炉技术特点、存在问题及对策 张全胜 1 赵德鑫 2 谢 勇 3 叶 四 3（1河南神火示范电厂，2山东华盛电厂，3东方锅炉厂）摘 要：东锅生产的大型 440t/h超高压再热循环流化床（CFB）电站锅炉，采用引进国外410t/hCFB锅炉技术在消化吸收后加以创新改进，各部件完全在国内设计、制造。本文主要介绍并 分析锅炉的有关技术特点、系统配置、存在问题及对策。关键词：东锅 CFB 问题及对策 DG440/13.7-II2 型超高压再热循环流化床锅炉是东方锅炉（集团）股份有限公司在消化吸收 引进国外先进 CFB锅炉技术的基础上，结合自身在 35-41
2、0t/hCFB锅炉方面的设计、制造及应用经 验，开发、设计制造的具有自主知识产权的国产 135MW 等级的循环流化床锅炉。该型锅炉在国内 已销售近 40台，投产的有数台，安装并接近调试的有近 10台。1 锅炉概况 1.1 锅炉技术要点 东方锅炉厂设计的国产大型 440t/h超高压再热 CFB锅炉其最显著的特点为：（1）采用汽冷式旋风分离器；（2）炉膛内布置水冷分隔墙、屏再及屏过；（3）分两层送入二次风，实现分级燃烧，炉内控制 NOx的生成量；（4）炉前 6路给煤和 3路给入石灰石；（5）采用定向风帽；（6）采 用床下点火启动方式；（7）循环灰控制采用自平衡式 J型回料阀；两侧墙排渣，采用多仓式
3、流 化床风水冷选择性排灰冷渣器。1.2 锅炉主要技术参数（设计值）见下表 锅炉主要参数 B-MCR 过热蒸汽流量 t/h 440 过热蒸汽压力 MPa.g 13.7 过热蒸汽温度 540 再热蒸汽流量 t/h 347 再热蒸汽进/出口压力 MPa.g 2.60/2.45 再热蒸汽进/出口温度/318/540 给水温度 247 锅炉热效率%90.7 排烟温度 131 5811.3 设计煤种煤质范围 St.ar为 0.4 4%，Aar为 50%以下，Var为 6%以上，Qnet.ar为 12 24MJ/kg，入炉煤粒 径 9mm。1.4 锅炉整体布置与工艺流程 该锅炉为单汽包、自然循环、循环流化床
4、燃烧方式，岛式露天布置；主要由膜式水冷壁炉膛，两台汽冷式旋风分离器和由汽冷包墙包覆的尾部竖井（HRA）三部分组成。锅炉汽包为 1780 90，中心标高 47.5m。炉膛下部锥段和炉膛出口处均由耐火耐磨可塑浇注料覆盖防磨。炉膛宽度为 15.24m，深度为 6.705m（底部为 3.9625m），高度为 42.97m。炉膛内布置有：六片屏式管屏、四片屏再管屏和一片水冷分隔墙。锅炉炉前设置了六个给煤口和三个石灰石口给料口。在左右两侧墙各预留有一个飞灰再循环接口。炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室，在其下一次风 道 内布置有两台床下风 道 点火器。炉膛下部两侧墙各布置有一个冷渣器回风口和排渣口。炉
5、膛两侧分 别 设置两台仓式流化风水冷选择性排灰冷渣器。炉膛 与 尾部竖井 之间，布置有两台内 衬 耐火耐磨可塑浇注料内径为 7m的汽冷式旋风分离器，其下部各布置一台“J”阀回料器。尾部由 包墙分隔，在锅炉深度方向 形 成 双 烟 道 结 构，采用尾部 双 烟 道挡板 调温 作 为再热汽汽主要调 节手段。前烟 道 布置两组 低 再，后 烟 道 布置有高过、低 过，向下布置有 螺 旋 鳍 片管式 省 煤器 和 卧 式 空 气 预热器。锅炉侧 视图见 下 图。5822 各系统技术特性 2.1 汽水系统 给水 系统与 煤 粉 炉大 致相同。锅炉蒸汽流向为：自锅 筒，分离器入口烟 道（受 热面），汽冷式
6、旋风分离器，尾部竖井侧包墙，前、后 包墙，中 间 包墙，低 过，屏过，高过，高过出口集 箱。再热蒸汽流向为：高压 缸 排汽，低 再，屏再出口集 箱，汽 机 中压 缸。旋风分离器 受 热面管 子 的 保 护：当 管壁温度 升至 460以上，控制 系统将 自动开启旋风分离器 对空 排汽阀。当所 有热 电偶指示低于 450 时，该阀 将 自动 关闭。2.2 风烟系统 CFB锅炉内 物 料的循环是 依靠 送风和流化风 机 及引风 机提供 的动 能来 启动和 维持 的。锅炉采用 平衡 通 风，压力平衡点 位于 炉膛出口。第 一路一次风流向：一次风 机，一次风 空 预，点火风 道，水冷风室，通 过风帽 使
7、 床料流化；启动点火 时 一次风流向：点火 增 压风 机，点火燃烧器，点火风 道；第 二路一次风流向：给煤 增 压风 机，气 力 播 煤管道。二次风 机供 风 也 分为两路：第 一路经 空 预 加 热 后 的二次风 直 接分二层送入炉膛；第 二路为 未 经预热器的冷二次风 作 为给煤 皮带 的 密封 用风。烟 气 及其 携带 的 固体 粒 子 离开炉膛，通 过布置在水冷壁 后 墙上的分离器进口烟 道 进入旋风分离器，在分离器 里绝 大部分 物 料 颗 粒 从 烟 气 流中分离出 来，另 一部分烟 气 流 则通 过旋风分离器中心 筒 引出，由分离器出口烟 道 引 至 尾部竖井烟 道。“J”阀回料
8、器 共配备 有三台高压 头 的 罗茨 风 机，每 台风 机 出力 50%。风 机 为定 容 式，因此 回料风量的调 节 是 通 过 旁 路 将 多 余 的 气 送入一次风 第 一路风 道 内。2.3 膨胀系统 整 台锅炉在深度方向上 共 设置了 五 个 膨胀 中心：炉膛 后 墙中心 线、旋风分离器和“J”阀回料器中心 线（两个）、HRA 前墙中心 线 和 空气 预热器 支座 中心。回料器以自 己 的 支承 面为基 准 向上 膨 胀。炉膛和分离器 之间 采用 非金属膨胀节相 接；分离器出口烟 道与 尾部竖井 间 采用 非金属膨胀节；HRA 与空 预 间 采用 非金属膨胀节；确保连 接的可 靠 性
9、。回料器 与 分离器用 金属膨胀节与 炉膛回料口和分离器锥段出口 相连，隔离 相互 的 胀差。屏过（再）穿 墙管 束通 过 膨胀节形 成 柔 性 密封。2.4 吹灰系统 该锅炉设计了蒸汽 吹 灰 系统。采用冷段再热蒸汽 作 为 吹 灰 介质，蒸汽压力 约 为 2.6MPa（g），温度为 318。一定压力的再热蒸汽 通 过 文丘里喷嘴喷 出 后直 接 吹扫受 热面。2.5 压力部件的防磨设计 对于 压力部 件 防磨 损而 设计的耐磨耐火 材 料 同时还 具有 低绝 热的特性，这样，锅炉的热 传导就 不会受到影响。采用 密焊 销 钉加 浇注耐磨耐火可塑料的防磨结 构予 以防磨的 区域 有：从 布风
10、 板 开 始 一 直延伸到 炉膛下部锥段 区域 的四面墙水冷壁、屏式 受 热面底部、炉墙开 孔区、在炉膛出口烟窗 四 周 及 相 应的侧 后 墙 局 部 区域、前 后 墙水冷壁 相交 的 顶 部高灰 浓 度回流 区、旋风分离器入口烟道 汽冷式、旋风分离器内壁。2.6 燃烧系统 583床下风 道 点火燃烧器 按 15 B-MCR设计。锅炉冷 态 启动 时首 先启动风 道 点火器，将 燃烧 空 气加 热 至 870，床温上 升到约 600并 维持稳 定 后，可以投煤。床温 达 990 或低至 650 时，主燃料自动 切除(MFT)。除非 风 道 点火燃烧器投入 运行，但当 床温 降至 540以下
11、时，无论风 道 点火燃烧器是 否运行，给煤 机都将 自动 切除。燃烧产生的烟 气携带 大量床料经炉 顶转 向，通 过 位于后 墙水冷壁上部的两个烟 气 出口，分 别 进入两个汽冷式旋风分离器进 行气-固 分离。分离 后含少 量飞灰的 干净 烟 气 由分离器中心 筒 引出 通 过前包墙 拉稀 管进入尾部竖井。被 分离器捕 集下 来 的灰，通 过分离器下部的 立 管和“J”阀回料器送回炉膛实现循环燃烧。水冷布风 板 上 部四 周还 有由耐磨浇注料 砌筑而 成的台 阶。布风 板 由 82.55mm的内 螺纹 管 加扁钢焊 接 而 成，扁 钢 上设置有 2676只 定向风帽，其 作 用是均 匀 流化床
12、料，同时把较 大 颗 粒炉渣及入炉 杂物吹 向渣口。布风 板 标高为 7000mm。3 存在问题及对策 通 过 对 已投产的 440t/h级循环流化床锅炉的 运行情况 的 考察。就神 火 示范电站 东锅生产的大 型 440t/h超高压再热 CFB锅炉 提 出一 些需 要 改 进的 问题：3.1 在点火风 道正对油枪 的外壁设置 看 火 孔（看 火 镜）以 便直观观察到油枪雾 化和火 焰 的 全貌，这对新建机 组的调试和 运行人 员 非 常重 要。3.2 在点火风 道 混 合风室的 同 一 截 面热烟 气 温度 测 点 至少 三个 且 相 隔 120。最 好 对 一次风（斜 管段）进 行 温度
13、测 量 监 控，监 控最高温度 小 于 260。3.3 风 挡板 应 牢 固 可 靠。防 止 因 风 机 震 动 导致 点火风 道 用风 挡板 自 关，使 点火风 道 超温 损 坏。3.4 多仓式流化床风水冷选择性排灰冷渣器 的进渣 存 在自流现 象,进渣量的控制 不 可 靠，造成大 量 堆积 或关不 住；冷渣器选择仓 存 在结 焦堵塞 现 象,排渣 困难,纵 然采用 种种 技术 措施仍很难 平 稳 运行。冷渣器 堵塞 的 频 率 越 高，锅炉 被 迫停 运就 越频繁，已成为 影响 锅炉 运行 的最大 问题。一 种 好 的 解决办法 就 是采用 不同于 风帽流化 原理 的风水冷 却 式 滚 筒
14、 冷渣 机，该 机构 思 新 颖，结 构 简 单，采用内 螺 旋 输 送热渣，克服 了其 它类 型冷渣 机 普遍存 在的磨 损、堵塞 问题，易 损件少。气 力 输 渣 系统对 锅炉可 能 排出的大渣粒 无 法输 送 故 建 议 不 要采用 此 种输 渣方式。3.5 CFB锅炉 目 前 仍存 在设 备 磨 损 严重、防磨 措施 不 力的 问题，由 于 磨 损 造成的 事故 接近 事故停 炉 总 数的 50%。受 热面管 子 磨 损 爆 管已是 被 迫停 炉的主要 原 因之 一。国产 440t/h级超高压再热CFB锅炉 沿 炉膛高度方向，锅炉制造厂设计的耐磨 材 料 终 结处以上 0.8 1.5米
15、 高度 区域，以及炉膛上部屏式 受 热面锅炉制造厂设计的浇注料 终 结处以上 l 2米 高度 区域 和安装 焊 缝 上下 300mm区 域 皆 属需 重 点实 施强 化防磨的 区域；需 由用 户 在产 品 安装现 场 实 施。若待 锅炉投产 后 发生 受 热面管 子 多次磨 损 泄漏才 进 行 防磨 施工，则直 接和 间 接经 济 损 失巨 大。所 以 新建 440t/h级 CFB锅炉在水压试验 后 有 必 要及 时对 水冷壁、屏式 受 热面进 行 超 音速 电 弧 喷 涂强 化防磨。3.6 采用的 形 定向风帽 漏 渣 较 严重。提 高布风 板 实 际工 作 压 降 是 减 少 形 定向风帽
16、 漏 渣的主要 改 进 措施如 风帽出口 小 孔直 径 改 小、在风帽出风管段内 沿轴 向 加 隔 板、在风帽出风管段内 焊 凸 台、下 倾角（小 孔 轴 线与 水平 夹角）改 大、提 高一次风量、风压（8Kpa以上）等。目 前 尚没 有一个 切 实有效的 解决办法 从 根本 上 解决 形 定向风帽 漏 渣 问题，需 进一 步研究，彻 底 根治 CFB锅炉 584 形 定向风帽 漏 渣。灰渣由风帽 漏 至 水冷风室及点火风 道，越积越 多，会 堵塞 一次风 通道，对 锅 炉 正 常 运行 流化 危害极 大；漏 渣 还会 在一次风的 扰 动下，对 水冷风室内 衬 造成 严重 磨 损。多 年 的大
17、、小 CFB 实炉 运行 效 果证明钟罩 式风帽（其内、外管 间形 成 转 折 的环 缝 风）不 漏 渣；中 科院研 发的大口径内 嵌逆 流 柱 型风帽结 构 独 特 也 可有效防 止漏 渣。3.7 锅炉厂设计的 48 个温度 测 点 位 置 较低，故 需增加 沸 中温度 测 点 且 分布合 理。应特 别 注 意务必 在 距 水冷布风 板 浇注料 表 面的 不同 高度 如 150mm、300mm、450mm（静 态 料层 厚 度）处设置多个床温 测 点，有 利 于正确 判断 床温。在 运行 中 会 发现 静 态 料层的 不同 高度 所 测 出的床温 不同，一 般 450mm处 比 150mm大
18、 许 多（有 时会 高出 150 200！）。若没 有设置高 静 态 料层床温 测 点 就会 出现以 150mm厚静 态 料层 测 点的床温 作 为控制床温 依 据 因而 产生 对 真 实高床温的 误判断，当这 个控制 床温 达到 850 900 时，450mm厚静 态 料层的床温其实已 到 1000 1100，此时 极易 引 起 结 焦。也就 是 说 只 安装 且 只能 参 考“沸 下温度”控制床温在 850 900；因 测 点 太 低，没法测 量高温 区 域 床温，实 际 上“沸 中温度”已在 1000以上，这会导致 严重 结 焦。3.8 锅炉厂 只 在两侧墙各设计一个床压 测 点，测 点
19、 太 少。沿 炉膛四面墙 同 一标高层 需 均 匀 设置床 压 测 点 6 8点。特 别 是 双 面水冷壁 穿 过水冷风室 形 成 双 炉膛 时 更 应多设置床压 测 点。3.9 屏过、屏再、高过、低 过 穿 墙管 束 及分离器锥 体 下部 拉稀 管排的 保 温 钉按 锅炉厂 图 纸 中 说明可 焊 在管 子 表 面，很 容 易 导致 屏再出口管 束（T91材质）个 别 出现 延 迟 性 裂 纹从而 出现 泄 露，影 响 锅炉的安 全运行。最 好 不 要在上 述 管 子 上 焊保 温 钉，保 温 钉穿 越 两侧 保 温 材 料 后 两 端 用 弹 性压片 固 定 就 可以 很好 成型。3.10
20、 需 在现 场 增加能看到 床上流化 情况 的数个 看 火 孔。在二次风弯 头 处 沿 进风管段 轴 线增加能看到 床上流化 情况 的数个 云母 看 火 孔，效 果很好。3.11 回料阀上的启动 物 料入口管 座位 置设计制造 不当，启动 物 料 落 入回料阀底部 导致 流化 不 动 而 出现 堵塞。启动 物 料入口管 座 应 移 到 斜 管段 让 物 料 落 入炉 堂。参考文献：1 440t/h超高压再热 CFB锅炉 说明书，东方锅炉股份有限公司，2002 2 循环流化床锅炉的 理 论、设计及 运行，岑 可 法 等著，中国 电 力出 版社。北京，1998。3 全 国 电 力 行 业 CFB机 组技术 交 流 服务协 作 网 技术 交 流 资 料 汇编，（一）、（二）、（三），中国 电 力 企业联 合 会 科 技 服务 中心。
