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

循環(huán)流化床鍋爐由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，所安裝的熱工儀表測(cè)量、保護(hù)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(cè)點(diǎn)及其作用與普通煤粉爐相同，煙風(fēng)系統(tǒng)增加了一些為CFB鍋爐專設(shè)的風(fēng)機(jī)風(fēng)道的壓力、溫度和流量的測(cè)點(diǎn)，其測(cè)量方法也同普通煤粉鍋爐相同。CFB鍋爐在參數(shù)測(cè)量方面的特別之處在于對(duì)爐膛、分離器、回料閥和冷渣器等固體流道參數(shù)的檢測(cè)。

一、循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行特點(diǎn)

CFB鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中特別要注重對(duì)床溫、分離器入口溫度、風(fēng)煤比以及床壓的監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)及控制，注重對(duì)影響物料流化、循環(huán)及燃燒的各種風(fēng)量的監(jiān)控，確保建立一個(gè)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(guò)程。

按照循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)，設(shè)置爐膛溫度、床溫、床料高度及其它有關(guān)測(cè)量?jī)x表測(cè)點(diǎn)，以保證機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。壓力測(cè)點(diǎn)應(yīng)提供接口和防堵設(shè)施，溫度測(cè)點(diǎn)要求留有熱電偶插座，對(duì)有防磨要求的溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)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(yùn)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(jié)構(gòu)、灰熔點(diǎn)、排放物指標(biāo)（因煤種不同而有所區(qū)別）等綜合因素決定的，通過(guò)調(diào)節(jié)流經(jīng)布風(fēng)板的一次風(fēng)量和直接進(jìn)入爐膛的二次風(fēng)量之比來(lái)維持床溫，同時(shí)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(guò)高或過(guò)低將造成鍋爐結(jié)焦滅火。影響床溫的因素主要有煤種、給煤量、一/二次風(fēng)量、返料量及冷灰循環(huán)。在循環(huán)倍率一定時(shí)，主要與煤量和風(fēng)量有關(guān)，其中一次風(fēng)量起主要作用。

以一臺(tái)480t/h容量的東鍋鍋爐為例，它設(shè)置了2層床溫測(cè)點(diǎn)，下層24個(gè)測(cè)點(diǎn)，上層24個(gè)測(cè)點(diǎn)，左右側(cè)分為四列三排。它們均在二次風(fēng)口以下，密相區(qū)之內(nèi)，每層測(cè)點(diǎn)沿爐膛前中后三排均勻、對(duì)稱布置，每層測(cè)點(diǎn)的輸出送入平均值計(jì)算回路，以計(jì)算床溫平均值。同時(shí)各測(cè)點(diǎn)均進(jìn)入DCS顯示。當(dāng)有點(diǎn)與平均溫度相差150度時(shí)，判斷此為壞點(diǎn)。

2.2床壓

床壓是料層高度的反映。運(yùn)行中通常通過(guò)調(diào)整排渣量的多少控制床壓的高低。床料多、床壓高，對(duì)于穩(wěn)定燃燒、減小短時(shí)間斷煤波動(dòng)的影響、減少排渣可燃物含量有利；但同時(shí)床壓高會(huì)增大一次風(fēng)壓頭，電耗增加，同時(shí)也大大增加了啟動(dòng)點(diǎn)火階段加熱床料的時(shí)間，降低運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。床料薄、床壓低，易造成布風(fēng)不均勻，引起結(jié)焦。

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

2.3風(fēng)量

循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行基于流態(tài)化的高溫物料懸浮燃燒。燃燒風(fēng)量是運(yùn)行人員調(diào)整燃燒的的重要依據(jù)，其測(cè)量的準(zhǔn)確性直接影響到鍋爐的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。在機(jī)組安裝完成后，調(diào)試運(yùn)行前，應(yīng)當(dāng)對(duì)一、二次風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)風(fēng)量的標(biāo)定，主要是鑒定風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)量、風(fēng)壓能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能否滿足燃燒需要，并且校正測(cè)量裝置的準(zhǔn)確性。有效的測(cè)量風(fēng)量，有利于一二次風(fēng)比例的調(diào)整，能改善爐內(nèi)風(fēng)、煤、灰的混合程度，達(dá)到zui佳的燃料、供風(fēng)混合方式。

2.4點(diǎn)火風(fēng)道溫度

由于CFB鍋爐的爐膛密相區(qū)和旋風(fēng)分離器等多個(gè)部位設(shè)有較厚的耐磨耐火材料，因此，在啟動(dòng)過(guò)程中必須嚴(yán)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(dòng)燃燒器設(shè)計(jì)既要位置合理又要有較寬的調(diào)節(jié)比，而且操作靈活，可控性高。

CFB鍋爐的啟動(dòng)燃燒器一般有3類，即布置在布風(fēng)板上的床上啟動(dòng)燃燒器、床槍和布置在布風(fēng)板下的熱煙發(fā)生器。東鍋早期設(shè)計(jì)的流化床采用床上加床下點(diǎn)火器，但后來(lái)的產(chǎn)品僅僅保存了床下燃燒器，床下燃燒器的風(fēng)溫是個(gè)重要的監(jiān)測(cè)參數(shù)。

在DG490/13.8-II2型鍋爐，設(shè)計(jì)有風(fēng)室溫度和點(diǎn)火風(fēng)道溫度各二支，分為左右側(cè)。在點(diǎn)火時(shí)，通過(guò)調(diào)整燃燒將床下油點(diǎn)火器出口煙氣溫度控制在980℃以下，且風(fēng)室溫度在870℃以下，在此期間，溫升率建議不超過(guò)28/每20～30分鐘。

三、運(yùn)行情況與改進(jìn)措施

由于CFB鍋爐內(nèi)進(jìn)行固體燃料的循環(huán)燃燒，流動(dòng)的物料極容易堵塞壓力測(cè)點(diǎn)和測(cè)壓管線，同時(shí)對(duì)測(cè)溫元件產(chǎn)生強(qiáng)烈的磨蝕，用常規(guī)手段難以進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的連續(xù)測(cè)量，床溫和床壓測(cè)量元件均采用耐熱防磨及防堵措施使所測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。而床溫、床壓等參數(shù)對(duì)保證CFB鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要，因此必須采用特殊的防堵、防磨測(cè)量手段。

3.1床溫測(cè)量的改進(jìn)

東鍋的循環(huán)流化床爐膛床溫元件通常是采用多點(diǎn)鎧裝熱電偶，在布風(fēng)板的前、中、后三個(gè)位置橫向各安裝8套鎧裝熱電偶，每套熱電偶由伸出布風(fēng)板的距離為300mm，由耐磨保護(hù)套管保護(hù)；每套熱電偶有雙只鎧裝熱電偶組成，一點(diǎn)測(cè)上床溫，一點(diǎn)測(cè)下床溫。熱電偶安裝方式為由前后墻平插入風(fēng)室，經(jīng)90°直角向上穿過(guò)并固定在布風(fēng)板上的耐磨保護(hù)套管內(nèi)。中間的測(cè)溫元件從前墻插入。在機(jī)組啟動(dòng)調(diào)試期間，由于溫度元件在風(fēng)室內(nèi)的部分太長(zhǎng)，在一次風(fēng)力作用下晃動(dòng)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(fēng)室內(nèi)的部分太長(zhǎng)且不能很好固定，床溫元件容易被風(fēng)室內(nèi)的高溫風(fēng)沖刷，造成損壞。后雖經(jīng)過(guò)采取增加不銹鋼保護(hù)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(jìn)行處理，使床溫元件的工作條件有所改善，但仍然沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。

因此，在大修期間我們建議對(duì)床溫元件進(jìn)行改造，安裝方式均為爐底直插向上穿過(guò)布風(fēng)板方式，同時(shí)加裝耐磨保護(hù)套管，在套管外側(cè)再增加耐磨澆筑料。如圖所示，這種方式不但能有效保護(hù)測(cè)溫元件，而且能夠?qū)崿F(xiàn)溫度元件的在線更換。

3.2床壓測(cè)量的改進(jìn)

在國(guó)內(nèi)440t的流化床鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，床層差壓，床層密度，床層壓力等幾個(gè)測(cè)點(diǎn)經(jīng)常結(jié)焦。在zui初的安裝中，測(cè)點(diǎn)取樣與爐壁成45度向上，加裝風(fēng)煙自動(dòng)分離器。但是使用時(shí)間較長(zhǎng)后，依然會(huì)堵塞。后經(jīng)改進(jìn)后，采用自動(dòng)吹掃裝置，向測(cè)孔引入一股恒壓吹掃空氣，通過(guò)調(diào)節(jié)取樣管與吹掃管的距離，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償，解決了既要取壓防堵又要測(cè)量準(zhǔn)確的問(wèn)題。如圖所示，通過(guò)前后調(diào)節(jié)吹掃管在取樣裝置錐口的位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)吹掃補(bǔ)償。

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

3.3點(diǎn)火風(fēng)道溫度的改進(jìn)

在運(yùn)行過(guò)程中，點(diǎn)火風(fēng)道溫度元件插入深度過(guò)長(zhǎng)，被高溫風(fēng)吹刷，以致于保護(hù)管和熱電偶同時(shí)損壞。經(jīng)檢查，熱電偶保護(hù)管已穿過(guò)澆筑料80MM，測(cè)量的已不是壁溫，而是煙溫。后將熱電偶保護(hù)管調(diào)整，露出澆筑料10-20MM，同時(shí)在測(cè)量元件對(duì)側(cè)又加裝一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，構(gòu)成A、B二點(diǎn)，即保證測(cè)量的靈敏度，又提高元件應(yīng)用的可靠性，有利用縮短啟動(dòng)時(shí)間，為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供基礎(chǔ)。

3.4風(fēng)量測(cè)量元件的改進(jìn)

風(fēng)量對(duì)于流化床鍋爐來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一個(gè)重要參數(shù)，無(wú)論是設(shè)計(jì)還是調(diào)試、運(yùn)行人員，都希望表計(jì)的讀數(shù)能真實(shí)的反應(yīng)實(shí)際的工狀。一、二次風(fēng)機(jī)性能的測(cè)定和風(fēng)量的標(biāo)定，主要是鑒定風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)量、風(fēng)壓能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能否滿足燃燒需要，并且校正測(cè)量裝置的準(zhǔn)確性。在測(cè)量中應(yīng)注意，雖然一般都采用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)風(fēng)裝置進(jìn)行風(fēng)量測(cè)量（目前zui普遍的是采用機(jī)翼型測(cè)風(fēng)裝置）。

但是在實(shí)際施工中，設(shè)計(jì)的安裝在鍋爐風(fēng)道上的風(fēng)量測(cè)量裝置，往往由于鍋爐風(fēng)道截面大，直管段長(zhǎng)度短，彎頭多，按廠家要求管道直段不能滿足測(cè)量，在加上裝置加工誤差等原因使流量系數(shù)偏離設(shè)計(jì)值，因此必須對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定。由于流量與風(fēng)溫、差壓、風(fēng)壓的關(guān)系較大，有的采用了三種取樣元件分別測(cè)量其參數(shù)，造成測(cè)量裝置折線系數(shù)公式相當(dāng)繁瑣，其故障自檢能力也基本沒(méi)有。因此當(dāng)然，有必要采用先進(jìn)的測(cè)量元件器可以減少測(cè)量誤差。

在實(shí)際應(yīng)有中，我們選用了熱式質(zhì)量流量計(jì)，經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行，相比于其它測(cè)量風(fēng)量的元件相比，具有性能優(yōu)良、可靠性高的特點(diǎn)。該產(chǎn)品基于熱擴(kuò)散技術(shù)，其典型傳感元件包括兩個(gè)熱電阻，當(dāng)這兩個(gè)熱電阻被置于流體中時(shí)，其中一個(gè)被加熱，另一個(gè)用于感應(yīng)過(guò)程溫度。兩個(gè)熱電阻之間的溫差與過(guò)程流速及過(guò)程介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，保持該溫差恒定，則電子單元加熱熱電阻的能量與質(zhì)量流量成一定的比例，我們就能推算出風(fēng)量。

3.5給煤系統(tǒng)的改進(jìn)

在鍋爐試運(yùn)過(guò)程中出現(xiàn)zui頻繁的問(wèn)題是煤倉(cāng)堵煤，為保證正常運(yùn)行，在煤倉(cāng)開(kāi)設(shè)人工捅煤孔，有一次斷煤時(shí)，就地觀察員工打開(kāi)捅煤孔捅煤，破壞了給煤機(jī)的壓力平衡，爐內(nèi)煙氣反竄到給煤機(jī)，造成一臺(tái)給煤機(jī)皮帶及其它部件燒損。給煤機(jī)廠家對(duì)此進(jìn)行了改造，在給煤機(jī)進(jìn)煤口安裝了測(cè)溫元件，信號(hào)送入DCS作為是否超溫的判斷條件，同時(shí)聯(lián)鎖快關(guān)閥。當(dāng)爐內(nèi)有熱煙氣反竄到給煤機(jī)時(shí)，通過(guò)溫度信號(hào)使快關(guān)閥迅速關(guān)閉。原來(lái)的電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)作為給煤機(jī)就地控制柜的報(bào)警信號(hào)。

通過(guò)調(diào)試，對(duì)電廠運(yùn)行人員建議：六臺(tái)給煤機(jī)盡量采用對(duì)稱投運(yùn)和兩側(cè)爐膛給煤量比較均衡的運(yùn)行方式。如果發(fā)生單側(cè)煤倉(cāng)堵煤，只能投運(yùn)單側(cè)爐膛給煤機(jī)投運(yùn)或兩側(cè)爐膛給煤量相差較大的運(yùn)行方式時(shí)，會(huì)造成屏過(guò)熱偏差和床溫的不均勻，會(huì)影響機(jī)組安全運(yùn)行，而且很可能造成兩側(cè)爐膛的風(fēng)煤比失調(diào)（即使總的燃燒過(guò)?？諝庀禂?shù)控制得很好），影響鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)當(dāng)盡可能避免。因此，在正常情況下，六臺(tái)給煤機(jī)都應(yīng)投運(yùn)且給煤量應(yīng)基本一致，由于1#、6#給煤口靠近排渣口，可適當(dāng)減小其給煤量，盡可能延長(zhǎng)燃料爐內(nèi)停留時(shí)間。

四、總結(jié)

經(jīng)上述改進(jìn)后，鍋爐熱工測(cè)量的可靠性和準(zhǔn)確性大大提高，為機(jī)組設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證，為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更大限度的自動(dòng)調(diào)節(jié)提供了必要的條件。

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