国产首台450t／hcfb锅炉冷态..

　　 国产首台450 t／h CFB锅炉冷态试验研究
安国银，边疆，彭波，魏刚，张保瑞，周若明
（河北省电力试验研究所，河北　石家庄　050021） 　 摘 要：通过对一、二次风量测量装置的标定试验、炉膛布风板空板阻力试验以及料层厚度为500 mm的料层阻力试验，确定风量标定系数及料层阻力曲线，找出临界流化风量，同时检查布风板布风均匀性和有关风机的出力特性，确定冷渣器排渣控制参数，为循环流化床锅炉的稳定、正常运行提供依据。
关键词：CFB锅炉；冷态试验；研究；风量标定
保定热电厂技改工程＃8炉为东方锅炉公司根据美国F·W公司许可证技术设计制造的国产首台100 MW等级的CFB锅炉，型号为DG450／9．81－1型。为了检验锅炉循环流化系统及风机整体运行情况，了解循环流化床布风板、冷渣器的流化特性、风机及系统中风门挡板的调节性能，及早发现锅炉在制造、安装方面存在的一些问题，确保锅炉顺利点火启动和正常运行，在首次正式点火前对锅炉进行了冷态空气动力场试验。
1　烟风系统布置概况
循环流化床内物料的循环是由一、二次风机和引风机启动和维持的。从一次风机鼓出的燃烧所需空气，先后经过暖风器、空气预热器加热后，第1路进入炉膛下部风室，通过布置在布风板上的风帽使床料流化，并形成向上通过炉膛的固体循环，该管套上还并联有2只风道点火器，2只点火风道配一台点火增压风机，以保证油燃烧时的用风；第2路经空气预热器后的热风进入冷渣器第1、2室，作为这2个室的渣冷却、流化介质，冷渣器出风作为二次风引到炉内；第3路经空气预热器后的热风经播煤增压风机增压后，送至6台给煤机的出口管；第4路由风机直接向冷渣器第3、4室供冷风，作为这2室渣深度冷却介质。从二次风机鼓出的燃烧空气第1路经暖风器、空气预热器后，直接经炉膛上部的二次风箱进入炉膛；第2路从二次风机鼓出的冷风直接作为给煤机皮带的密封用风。

锅炉主要风机性能参数见表1。

2　试验内容和结果
2．1　主要风量测量装置标定
2．1．1　一次风机系统风量测量装置标定
安装在一次风系统中的流量测量装置包括：一次风机入口流量测量装置，冷渣器冷一次风冷却风风量测量装置，床上油枪配风风量测量装置，冷渣器热一次风冷却风风量测量装置，播煤增压风机入口流量测量装置，点火增压风机入口及出口到各点火风道的流量测量装置，点火风道上主流化风量测量装置，点火风道壁面冷却风量测量装置等共33个测量装置。
试验时，开启2台引风机和2台一次风机（二次风机按联锁条件在试验位置运行），保持炉膛出口压力为－50～＋50 Pa，试验在4个工况下进行。
为确保试验结果的准确，试验过程中及时对试验数据进行处理。若出现偏差较大的结果，要重新进行试验，直到结果满足要求为止。
2．1．2　二次风系统测量装置标定
安装在二次风系统中的流量测量装置包括：二次风机入口流量测量装置，给煤机出入口密封风量测量装置，锅炉四角热二次风总风量测量装置，锅炉四角下层热二次风风量测量装置。
试验时开启引风机和二次风机，保持炉膛出口压力为－50～＋50 Pa，改变二次风机入口挡板开度，在不同工况下进行测量装置的标定，标定工况为4个。
2．2　一、二次风机出力特性测试
2．2．1　一次风机出力特性测试
用一次风机入口挡板调节风机流量，用炉底流化风门改变系统阻力，关闭点火增压风机入口风门，关闭点火风道混合风门、助燃风门，关闭床上油枪配风风门，关闭到冷渣器的热风和冷风风门，关闭播煤风旁路门，关闭播煤风机出入口风门。
开启2台引风机和一次风机，保持炉膛出口压力为－50～＋50 Pa，将每台一次风机入口挡板开度分别定为20％、40％、60％、80％、100％，通过炉底流化风风门调节系统阻力，测试在每一风机入口挡板开度下系统阻力发生变化时风机的出力特性。见图1。

对2台一次风机出力特性测试结果表明，一次风机的最大出力达到了202 775 m3（标准状态下）／h和20 219m3（标准状态下）／h，全压达到了24．107 kPa和23．968kPa，均超过了设计值，可以满足锅炉运行的需要。
2．2．2　二次风机出力特性测试
试验时，关闭二次风系统中二次风机出口风道到给煤机出入口的密封风门和到石灰石输送系统的冷却风风门。


国产首台450 t／h cfb锅炉冷态试验研究 : 　
开启1台引风机和2台二次风机，保持炉膛出口压力为－50～＋50 Pa，用二次风机入口挡板调节风机出力，用炉前四角的热二次风道总风门调节系统阻力，在风机不同出力的情况下，通过改变系统阻力，对风机的出力特性进行测试，风机特性曲线见图2。

测试结果表明，风机的最大出力达到了71 782m3（标准状态下）／h和74 670 m3（标准状态下）／h，全压达到了14．16 kPa和11．82 kPa，超过了设计值，可以满足锅炉运行的需要。
2．3　测定炉膛布风板阻力（空板）
锅炉炉膛布风装置由水冷风箱和具导向喷嘴的水冷布风板构成，布风板有效面积为69．9 m2。布风板阻力的测定在布风板上未铺设任何床料的情况下进行。将炉侧所有人孔门关闭，并将所有排渣管、放灰管堵住。开启引风机和一次风机，保持炉膛出口压力为－50～＋50 Pa，炉底流化风风门保持在合适位置，通过改变一次风机入口挡板开度实现对布风板阻力的改变，如图3所示。
论文国产首台450 t／h CFB锅炉冷态试验研究

2．4　临界流化风量试验
在锅炉说明书中对设计燃料有临界流化风量（风速）的要求。临界流化风量试验是在以0～8 mm的流化床炉渣作为点火床料的情况下进行的，试验在静止床层高度500 mm时进行，实测选用该粒度床料时床层压力与风量的关系。
开启1台引风机和1台一次风机，保持炉膛出口压力为－200～0 Pa，改变一次风机入口挡板开度，用炉底流化风门调节系统阻力。表2记录了500 mm料层时的有关试验参数，图4列出的是相应的料层阻力曲线。

注：＊在标准状态下。

从图4可以看出，起初随着风量的增大料层阻力增大，但从85 000 m3（标准状态下）／h开始，随着风量的增大，料层阻力几乎保持不变，由此可以确定：选用粒径为0～8 mm的炉渣作为床料时的最小流化风量约为85 000 m3（标准状态下）／h。当床料（或燃料）粒径增大或减小时，应参照此试验值适当增大或减小临界流化风量，以确保炉内随时都保持良好的流化状态，避免结焦。
2．5　布风板布风均匀性检查
试验方法采用加料观察法，试验床料为粒径0～8 mm干燥的炉渣。
对于静止床层高度为500 mm、粒径为0～8 mm的床料，在仅供入一次风的情况下，当确信炉内床料达到完全流化状态后（一次风量在900 000 m3（标准状态下）／h左右），迅速停止引送风机，观察整个床面料层的平整程度，同时实测床层料位高度，对布风板的布风均匀性做出评价。
结果表明，床料停止流化后，床面基本平整，无凸凹部位，表明布风板布风均匀，流化良好。
2．6　冷渣器冷态调试
做为锅炉排渣设备的冷渣器能否正常运行，直接关系到整个锅炉能否正常运行，因此需要对冷渣器在热态时进渣、排渣过程中的有关控制参数加以确定。冷渣器结构形式如图5所示。
2．6．1　冷渣器布风板阻力（空板）
启动引风机、一次风机，保持炉膛出口压力为－50～＋50 Pa，将冷渣器选择室和各冷却室的风门全开展，将炉底主流化风风门开度固定在40％，一次风系统的其它风门关闭，通过调节一次风机入口风门的开度来改变到冷渣器的风量，测量冷渣器布风板阻力与流量的关系。图6列出了其中1台冷渣器的试验结果。

2．6．2　冷渣器进渣和排渣试验
启动引风机、一次风机、J阀风机，保持炉膛出口压力为－50～＋50 Pa，根据料层实际厚度，通过调节一次风机入口风门开度使炉内床料达到完全流化，并予以保持，通过调整冷渣器选择室和冷却室的风门开度使冷渣器的选择室、冷却1室、冷却2室、冷却3室分别建立1 811 m3（标准状态下）／h、1 952 m3（标准状态下）／h、2 712 m3（标准状态下）／h、3 445 m3（标准状态下）／h的流量。


国产首台450 t／h cfb锅炉冷态试验研究 : 　
保持炉内为流化状态，控制炉膛床压比冷渣器选择室床压高1～2 kPa，逐渐开启冷渣器进渣管的排渣风，通过选择室的人孔门观察炉膛向冷渣器的排渣情况。试验发现，当排渣风风门开度达到30％或排渣风风压达到4．0 kPa左右时，炉膛内的渣开始向冷渣器流动，随着排渣风压的进一步提高，排渣量逐渐增大，然后再适当减小排渣风量，排渣量并无明显减少。通过对4台冷渣器的排渣进行试验发现，当排渣风压力达到4．0 kPa左右时，炉内的渣就可以连续、稳定排出。同时，通过调节旋转排料阀的开度以维持冷渣器内的床压。
试验还发现，在冷渣器各风室的四周，床料不能流化，床料只在中间部位流化和流动。因为在冷渣器各风室四周采用蘑菇型风帽，中间部位采用定向风帽，这2种风帽相比，蘑菇型风帽阻力较大，此处流化风量小，不能实现床料的正常流化。在通过改变风帽的组合形式后，问题得到解决。
3　结论
冷态试验是循环流化床锅炉调试的一个重要环节。通过本次冷态试验，对锅炉各风量测量装置进行了标定，保证了入炉风量测量的准确；测定了锅炉主要风机的出力特性，对风机的基本性能有了较为全面的认识；测定了炉膛布风板在空床和添加床料后的阻力特性，确定了在不同料层厚度时的临界流化风量，掌握了炉膛布风板的布风均匀性，为锅炉实现成功投煤、防止床层结焦有重要作用；测定了冷渣器各风室的阻力特性，确定了冷渣器进渣的基本条件，找出了临界排渣参数，解决了冷渣器流化不均匀问题，为锅炉在热态时实现正常排渣创造了条件。通过本次冷态试验，还发现了诸如测量系统连接错误、风门挡板开关不到位等缺陷，及时进行了消除。因此冷态试验是实现流化床锅炉稳定运行的基础，是顺利点火和稳定运行的保证。
　
河北电力技术


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