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循環(huán)流化床鍋爐（CFB）具有高效、低污染、煤種適應性廣、負荷調節(jié)性好、不易滅火、灰渣可利用等特點，采用潔凈燃燒技術，符合國家環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策，再加上其較好的煤種適應性，在我國得到迅速推廣，配套機組在向300MW及以上方向發(fā)展。

循環(huán)流化床鍋爐由于其結構的特殊性，所安裝的熱工儀表測量、保護儀表與常規(guī)煤粉爐相比，有許多類似之處也有明顯的區(qū)別。CFB鍋爐汽水系統(tǒng)的測點及其作用與普通煤粉爐相同，煙風系統(tǒng)增加了一些為CFB鍋爐專設的風機風道的壓力、溫度和流量的測點，其測量方法也同普通煤粉鍋爐相同。CFB鍋爐在參數(shù)測量方面的特別之處在于對爐膛、分離器、回料閥和冷渣器等固體流道參數(shù)的檢測。

一、循環(huán)流化床鍋爐的運行特點

CFB鍋爐在運行過程中特別要注重對床溫、分離器入口溫度、風煤比以及床壓的監(jiān)測、調節(jié)及控制，注重對影響物料流化、循環(huán)及燃燒的各種風量的監(jiān)控，確保建立一個平穩(wěn)、足夠的熱物料循環(huán)，從而完成鍋爐燃燒的燃料燃燒及熱量傳遞過程。

按照循環(huán)流化床鍋爐的特點，設置爐膛溫度、床溫、床料高度及其它有關測量儀表測點，以保證機組的安全、經(jīng)濟運行。壓力測點應提供接口和防堵設施，溫度測點要求留有熱電偶插座，對有防磨要求的溫度測點應加裝防磨裝置。

二、主要熱工參數(shù)的作用和意義

2.1床溫

床溫是CFB鍋爐的重要運行參數(shù)。所謂床溫主要是指燃燒密相區(qū)內(nèi)流化物料的料層溫度，床溫值是由鍋爐結構、灰熔點、排放物指標（因煤種不同而有所區(qū)別）等綜合因素決定的，通過調節(jié)流經(jīng)布風板的一次風量和直接進入爐膛的二次風量之比來維持床溫，同時注意控制給煤量，保證溫度在850-925℃，使其處于zui佳燃燒狀態(tài)，并有利于爐內(nèi)石灰石脫硫。床溫過高或過低將造成鍋爐結焦滅火。影響床溫的因素主要有煤種、給煤量、一/二次風量、返料量及冷灰循環(huán)。在循環(huán)倍率一定時，主要與煤量和風量有關，其中一次風量起主要作用。

以一臺480t/h容量的東鍋鍋爐為例，它設置了2層床溫測點，下層24個測點，上層24個測點，左右側分為四列三排。它們均在二次風口以下，密相區(qū)之內(nèi)，每層測點沿爐膛前中后三排均勻、對稱布置，每層測點的輸出送入平均值計算回路，以計算床溫平均值。同時各測點均進入DCS顯示。當有點與平均溫度相差150度時，判斷此為壞點。

2.2床壓

床壓是料層高度的反映。運行中通常通過調整排渣量的多少控制床壓的高低。床料多、床壓高，對于穩(wěn)定燃燒、減小短時間斷煤波動的影響、減少排渣可燃物含量有利；但同時床壓高會增大一次風壓頭，電耗增加，同時也大大增加了啟動點火階段加熱床料的時間，降低運行經(jīng)濟性。床料薄、床壓低，易造成布風不均勻，引起結焦。

床壓一般是指密相區(qū)的床壓，床壓測孔一般布置在距布風板上端面250mm處，左側3個，右側3個，將3個壓力測量值通過3取中邏輯判斷后送至顯示及報警回路；3者取平均值作為床壓調節(jié)系統(tǒng)的反饋信號。控制床壓的方法，通過控制排渣系統(tǒng)來維持爐膛床壓恒定，也即確保爐內(nèi)的灰平衡和床料構成。

2.3風量

循環(huán)流化床鍋爐的運行基于流態(tài)化的高溫物料懸浮燃燒。燃燒風量是運行人員調整燃燒的的重要依據(jù)，其測量的準確性直接影響到鍋爐的經(jīng)濟安全運行。在機組安裝完成后，調試運行前，應當對一、二次風機性能進行測定，并對風量的標定，主要是鑒定風機的出口風量、風壓能否達到設計要求，能否滿足燃燒需要，并且校正測量裝置的準確性。有效的測量風量，有利于一二次風比例的調整，能改善爐內(nèi)風、煤、灰的混合程度，達到zui佳的燃料、供風混合方式。

2.4點火風道溫度

由于CFB鍋爐的爐膛密相區(qū)和旋風分離器等多個部位設有較厚的耐磨耐火材料，因此，在啟動過程中必須嚴格控制加熱升溫速度，以防止這些非金屬材料因受熱不均而爆裂脫落。這就要求CFB鍋爐的啟動燃燒器設計既要位置合理又要有較寬的調節(jié)比，而且操作靈活，可控性高。

CFB鍋爐的啟動燃燒器一般有3類，即布置在布風板上的床上啟動燃燒器、床槍和布置在布風板下的熱煙發(fā)生器。東鍋早期設計的流化床采用床上加床下點火器，但后來的產(chǎn)品僅僅保存了床下燃燒器，床下燃燒器的風溫是個重要的監(jiān)測參數(shù)。

在DG490/13.8-II2型鍋爐，設計有風室溫度和點火風道溫度各二支，分為左右側。在點火時，通過調整燃燒將床下油點火器出口煙氣溫度控制在980℃以下，且風室溫度在870℃以下，在此期間，溫升率建議不超過28/每20～30分鐘。

三、運行情況與改進措施

由于CFB鍋爐內(nèi)進行固體燃料的循環(huán)燃燒，流動的物料極容易堵塞壓力測點和測壓管線，同時對測溫元件產(chǎn)生強烈的磨蝕，用常規(guī)手段難以進行準確可靠的連續(xù)測量，床溫和床壓測量元件均采用耐熱防磨及防堵措施使所測數(shù)據(jù)準確、可靠。而床溫、床壓等參數(shù)對保證CFB鍋爐的安全經(jīng)濟運行至關重要，因此必須采用特殊的防堵、防磨測量手段。

3.1床溫測量的改進

東鍋的循環(huán)流化床爐膛床溫元件通常是采用多點鎧裝熱電偶，在布風板的前、中、后三個位置橫向各安裝8套鎧裝熱電偶，每套熱電偶由伸出布風板的距離為300mm，由耐磨保護套管保護；每套熱電偶有雙只鎧裝熱電偶組成，一點測上床溫，一點測下床溫。熱電偶安裝方式為由前后墻平插入風室，經(jīng)90°直角向上穿過并固定在布風板上的耐磨保護套管內(nèi)。中間的測溫元件從前墻插入。在機組啟動調試期間，由于溫度元件在風室內(nèi)的部分太長，在一次風力作用下晃動太大，首批安裝的24套熱電偶全部損壞。經(jīng)分析：床溫元件在風室內(nèi)的部分太長且不能很好固定，床溫元件容易被風室內(nèi)的高溫風沖刷，造成損壞。后雖經(jīng)過采取增加不銹鋼保護套管、用耐磨澆筑料及鋼絲網(wǎng)包裹、用耐火磚固定等方法進行處理，使床溫元件的工作條件有所改善，但仍然沒有從根本上解決問題。

因此，在大修期間我們建議對床溫元件進行改造，安裝方式均為爐底直插向上穿過布風板方式，同時加裝耐磨保護套管，在套管外側再增加耐磨澆筑料。如圖所示，這種方式不但能有效保護測溫元件，而且能夠實現(xiàn)溫度元件的在線更換。

3.2床壓測量的改進

在國內(nèi)440t的流化床鍋爐在運行過程中，床層差壓，床層密度，床層壓力等幾個測點經(jīng)常結焦。在zui初的安裝中，測點取樣與爐壁成45度向上，加裝風煙自動分離器。但是使用時間較長后，依然會堵塞。后經(jīng)改進后，采用自動吹掃裝置，向測孔引入一股恒壓吹掃空氣，通過調節(jié)取樣管與吹掃管的距離，實現(xiàn)自動補償，解決了既要取壓防堵又要測量準確的問題。如圖所示，通過前后調節(jié)吹掃管在取樣裝置錐口的位置，實現(xiàn)自動吹掃補償。

在吹掃口的吹掃氣源上，特別且加裝了調壓穩(wěn)壓器，完全解決了電廠氣源不穩(wěn)的問題，確保了流量控制器的正常運行。

3.3點火風道溫度的改進

在運行過程中，點火風道溫度元件插入深度過長，被高溫風吹刷，以致于保護管和熱電偶同時損壞。經(jīng)檢查，熱電偶保護管已穿過澆筑料80MM，測量的已不是壁溫，而是煙溫。后將熱電偶保護管調整，露出澆筑料10-20MM，同時在測量元件對側又加裝一個測溫點，構成A、B二點，即保證測量的靈敏度，又提高元件應用的可靠性，有利用縮短啟動時間，為經(jīng)濟運行提供基礎。

3.4風量測量元件的改進

風量對于流化床鍋爐來說，無疑是一個重要參數(shù)，無論是設計還是調試、運行人員，都希望表計的讀數(shù)能真實的反應實際的工狀。一、二次風機性能的測定和風量的標定，主要是鑒定風機的出口風量、風壓能否達到設計要求，能否滿足燃燒需要，并且校正測量裝置的準確性。在測量中應注意，雖然一般都采用標準的測風裝置進行風量測量（目前zui普遍的是采用機翼型測風裝置）。

但是在實際施工中，設計的安裝在鍋爐風道上的風量測量裝置，往往由于鍋爐風道截面大，直管段長度短，彎頭多，按廠家要求管道直段不能滿足測量，在加上裝置加工誤差等原因使流量系數(shù)偏離設計值，因此必須對其進行標定。由于流量與風溫、差壓、風壓的關系較大，有的采用了三種取樣元件分別測量其參數(shù)，造成測量裝置折線系數(shù)公式相當繁瑣，其故障自檢能力也基本沒有。因此當然，有必要采用先進的測量元件器可以減少測量誤差。

在實際應有中，我們選用了熱式質量流量計，經(jīng)過一年多的運行，相比于其它測量風量的元件相比，具有性能優(yōu)良、可靠性高的特點。該產(chǎn)品基于熱擴散技術，其典型傳感元件包括兩個熱電阻，當這兩個熱電阻被置于流體中時，其中一個被加熱，另一個用于感應過程溫度。兩個熱電阻之間的溫差與過程流速及過程介質的性質有關，保持該溫差恒定，則電子單元加熱熱電阻的能量與質量流量成一定的比例，我們就能推算出風量。

3.5給煤系統(tǒng)的改進

在鍋爐試運過程中出現(xiàn)zui頻繁的問題是煤倉堵煤，為保證正常運行，在煤倉開設人工捅煤孔，有一次斷煤時，就地觀察員工打開捅煤孔捅煤，破壞了給煤機的壓力平衡，爐內(nèi)煙氣反竄到給煤機，造成一臺給煤機皮帶及其它部件燒損。給煤機廠家對此進行了改造，在給煤機進煤口安裝了測溫元件，信號送入DCS作為是否超溫的判斷條件，同時聯(lián)鎖快關閥。當爐內(nèi)有熱煙氣反竄到給煤機時，通過溫度信號使快關閥迅速關閉。原來的電接點雙金屬溫度計作為給煤機就地控制柜的報警信號。

通過調試，對電廠運行人員建議：六臺給煤機盡量采用對稱投運和兩側爐膛給煤量比較均衡的運行方式。如果發(fā)生單側煤倉堵煤，只能投運單側爐膛給煤機投運或兩側爐膛給煤量相差較大的運行方式時，會造成屏過熱偏差和床溫的不均勻，會影響機組安全運行，而且很可能造成兩側爐膛的風煤比失調（即使總的燃燒過?？諝庀禂?shù)控制得很好），影響鍋爐運行的經(jīng)濟性，應當盡可能避免。因此，在正常情況下，六臺給煤機都應投運且給煤量應基本一致，由于1#、6#給煤口靠近排渣口，可適當減小其給煤量，盡可能延長燃料爐內(nèi)停留時間。

四、總結

經(jīng)上述改進后，鍋爐熱工測量的可靠性和準確性大大提高，為機組設備的安全穩(wěn)定運行提供了保證，為系統(tǒng)實現(xiàn)更大限度的自動調節(jié)提供了必要的條件。

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