DG1131/25.4—II3型流化床锅炉返料器震动分析、防范、调整方法

李凯良

摘 要： 枣庄八一 热电厂DG1131/25.4-II3 型循环流化床锅炉（CFB）于2018年1月13日进入整套启动阶段，在调试阶段频繁出现返料器震动现象，本文对此现象、特点进行了总结，从中分析震动发生的原因并提出了防范措施，给出了调整方法。

一、设备概述

1.旋风分离器

旋风分离器位于炉膛与后竖井之间，烟气从炉膛后部进入旋风分离器进行分离。锅炉布置三个旋风分离器入口烟道，将炉膛的后墙烟气出口与旋风分离器连接，并形成气密的烟气通道。旋风分离器上半部分为圆柱形，下半部分为锥形。飞灰细颗粒和烟气先旋转下流至圆柱体的底部，而后向上流动离开旋风分离器。粗颗粒落入直接与旋风分离器相连接的“U”阀回料器立管。旋风分离器进口烟道设有吹扫风。

2.回料装置——“U ”阀回料器

旋风分离器分离下来的飞灰通过“U”阀送到炉膛下部的密相区。“U”阀回料器共三台，分别布置在三台旋风分离器的下方。回料器阀体出口段采用一分为二的结构，每台回料器内的高温循环灰分两路进入炉膛，确保回料的均匀性。回料器用风由单独的高压流化风机负责，高压风通过底部风箱及阀体和立管上的几层充气口进入“U”阀，可以通过布置在各充气管路上的风门对风量进行调节。

3.锅炉相关参数（BMCR）

煤耗量 220.78 t/h；石灰石耗量 26.84 t/h ； 底灰量 51.68 t/h ；飞灰量 63.17 t/h

二、返料器的震动发生过程及现象

2018.01.13 09：50机组负荷270MW，#3U阀密度波动，锅炉就地发现#3U阀震动，降低负荷后震动减缓。10：52机组负荷240MW，高流风母管压力52KPa，#3U阀密度平稳，#2U阀密度降负荷过程中大幅波动，就地U阀处震动加剧，10：56机组负荷188MW，#2U阀密度波动最高至16.1，随后采取增大高流风压力至70KPa，不断增减高流风流量增加扰动，加强排渣等方式，U阀处震动减缓，处理过程中打开放灰阀，发现堵塞不通，逐渐降低负荷。21：15机组负荷180MW，炉膛下部压力突升至2KPa，比之前增长近一倍#2U阀密度恢复平稳，U阀内积存大量返料进入炉膛，实现自平衡，锅炉就地U阀处震动停止。01.14 10：00机组负荷200MW，#2U阀密度又波动最高至12.8，锅炉就地U阀处震动，降负荷至175MW，震动减缓。2018.01.15 06：52负荷175MW，在夜班未做任何调整下，#2U阀密度突然恢复平稳，炉膛下部压力和上部差压均上升明显，锅炉就地U阀处震动停止。

2018.01.17 14：55停炉检查炉膛内无结焦现象，做流化试验合格，床料平整；U阀内无浇注料脱落，风帽检查正常；水平烟道人孔门打开后发现两侧的水平烟道积灰多，中间水平烟道积灰少。 在以后的机组降负荷过程中#2U阀多次震动现象相同。

三、返料器震动后当时的处理

降机组负荷；改变高压流化风风量进行扰动； 加大冷渣器转速，降低床压； 减少一次流化风量，减少回料阻力； 打开事故放灰门放灰； 保持三台高流风机运行，增加高流风量； 开水平烟道吹扫风，进行扰动； 调节U阀上升段、下降段和松动风的比例； 增大炉膛上二次风调门开度，减少炉膛下二次风调门开度。

四、U阀返料器震动分析

1.减负荷中风煤减的过快，床上压力波动，飞灰循环状态被打破，使回料器循环灰量大幅波动。

2.负荷下降后，循环飞灰量减少，而U阀的高压流化风没有及时调整，使U阀上升段的某条阻力稍小支路输送能力相对加强，导致风量与炉膛短路。短路后高流风大量从该支路进入炉膛，而另一条支路输送减弱，停止，造成飞灰沉积堵塞。见上图。

以2号U阀为例，从参数曲线中看出绿色高流风在机组降负荷过程中没有调整，保持61.5KP。机组负荷下降至200MW飞灰减小，两个回路输送能力大大超出循环飞灰量，致使两个回路发生分化1号回路继续输送，2号回路输送停止、堵塞。最终反应为料位上涨。

此时1号回路正常，震动减缓。但随着负荷上涨1号U阀入口压力上升，说明入口灰量上涨淹没测点。1号回路输送能力达到极限1号回路密度开始震荡，反应为返料器震动重新开始并加剧。返料器震动加剧后，再次减负荷，随循环灰量下降1号回路恢复正常，一段时间后U阀入口堆积的飞灰输送回炉膛，U阀入口压力测点露出，反应为压力下降恢复正常。

从堵塞后的处理方法上看出，发生震动后都是采用提高返料器高压流化风的方法，结果造成发生堵塞的返料器支路没有改善，只提高了短路支路的输送量，使分离器的循环飞灰从短路支路返回炉膛，此时如锅炉负荷下的飞灰量大于该U阀单条支路的输送能力则震动依旧，继续降负荷后循环灰量下降U阀单条支路輸送满足灰量需要则震动减小，停止。如此时判断U阀异常消除重新加负荷时循环灰量增加，单条支路输送量无法满足，又造成回料不畅震动加剧。

在处理单一U阀工作异常震动时，其他U阀高压流化风没有做出调整，使得其他返料器最终也发生相同的两个回路回料不均，震动，最终堵塞。

3.从停炉检查结果来看，两侧的水平烟道积灰多，中间积灰少；说明由于进入2号分离器的烟气流速快，飞灰携带量大于其他两台分离器，也就是说2号U阀正常时输送量较大，正是2号U阀在机组减负荷后2号U阀先发、多发震动的原因。

五、防止回料器工作发生异常引起震动的运行措施

1. 该机组进行AGC负荷调整试验中，负荷变化引起的返料器震动最为剧烈。所以加减负荷过程要平缓。

2. 负荷变化时风、煤的调整要平缓，避免引起烟气中飞灰含量的大幅波动。

3. 监视返料器运行状态，对运行参数及时分析发现异常。现有测点中密度、料位在异常情况下并不能反映变化趋势，图中可以看出都是阶跃性变化，当发现参数异常后再采取措施已经来不及了，已经造成了返料器工作异常。所以可以考虑进行测点的重新设计。

4. 定期吹扫水平烟道，防止大量积灰在炉膛风量波动时产生塌落。

5. 在负荷调整过程中返料器的高流风也应该跟随调整，避免回路工作状态失常。高流风调节可以参考锅炉厂家说明书，并根据不同返料器循环灰量的实际情况而确定，例如2号回料器循环灰量大于1、3号回料器。

六、返料器发生震动后的处理原则

1. 对于两条支路的返料器首先要判断是哪个支路堵塞。堵塞，通常是从单条支路开始的，所以正确判断工作异常的支路才能准确快速消除。

2. 根据堵塞严重程度采取向应措施。

3. 避免影响其他返料器的正常工作。在堵塞严重，需要提高高压流化风压时，必须对运行正常的返料器高流风进行调整，避免因风压提高，使原本正常工作的返料器发生异常。

七、结语

循环流化床锅炉保证良好的物料循环是燃烧调整的重中之重；一次流化风、二次风、煤量的变化直接影响床压，循环飞灰量。所以负荷变化中应平缓调整，避免快速波动。与煤粉炉相比流化床锅炉的负荷变化能力要小得多，因为炉底料蓄热的原因，惰性大；所以变负荷调整过程较为缓慢。

而对于多台返料器，每台返料器两个分支的返料系统；由于返料器位置不同、工作状态不同、制造安装工艺差异等等不同，在运行中要区别对待；不能多台返料器、支路都无差别平衡进风。尤其在负荷变化时要进行调整。虽然制造厂家给出了不同负荷下对应的高流风量作为参考，但实际运行中每次启炉料层厚度、成分会有差异，所以床压也不相同；此时高流风要根据实际情况作出调整。经过长期试验后总结高流风与各参数的关系，可最终实现自动调节。