解决方案︱循环流化床锅炉主汽温度偏低治理方案
“2016第十一届中国电工装备创新与发展论坛”演讲报告文字版将在“电气技术”微信（微信号：dianqijishu）上陆续发布，请感兴趣的读者关注阅读。
中国平煤神马集团平顶山信息通信技术开发公司的研究人员李自凡，在2016年第4期《电气技术》杂志上撰文，分析了造成某循环流化床锅炉主汽温度偏低的原因，采取的相应治理方案，及系统改造后使用效果等，通过本文的讨论，为锅炉运行中出现的异常现象分析判断及处理提供了参考。
中国平煤神马集团某公司2台循环流化床锅炉分别于2010年10月、2011年4月陆续建成投运。锅炉额定蒸汽压力：5.29MPa，额定流量：130t/h，额定温度485℃。锅炉产汽主要供给该公司120万t/a真空制盐系统生产用汽。
根据制盐系统生产所需，锅炉蒸发量一般保持90t/h左右，主蒸汽温度410℃左右即可满足生产需要。两台锅炉自投运至2013年上半年一直运行平稳。
2013年9月，两台12MW抽气背压汽轮发电机相继投入试运，汽轮机额定进气温度：470℃（+10℃～15℃）。自汽轮发电机投运后，发现锅炉主汽温度偏低，一般维持在390℃～410℃之间，虽采用多种方式调整，但效果不明显。
若主蒸汽温度长期低于正常参数值运行，将给汽轮发电机组的安全稳定运行带来很大隐患：
1）发电机功率不变，主汽温度下降，将会引起蒸汽流量增大，各监视段压力升高，末级叶片过负荷。
2）汽耗增加，经济效益降低。根据公司背压机组的温度对功率的修正曲线图可知，当温度下降5℃，功率降低100kW。
3）蒸汽温度大幅度降低，将会引起末级叶片湿度增加，加剧了末级叶片的冲蚀作用。以汽机背压压力为0.5MPa时为例，对应的饱和蒸汽温度为152℃，要求末级叶片的蒸汽温度不能低于饱和蒸汽温度的过热度60℃，也就是212℃，如果主汽温度降低造成末级叶片温度低于212℃，将有可能造成末级叶片的湿气冲蚀发生，直接威胁到汽轮机的安全运行。
锅炉供汽温度达不到要求，不但对生产造成安全隐患，而且制约了汽轮机发电量，增加了发电成本，没有达到经济效益最优化运行。所以，汽轮发电机组投运后，针对锅炉供汽温度偏低不能满足生产参数需求的问题，该公司进行立项攻关。
经多方研究分析，根据设备特点和煤质特性，采取了行之有效的运行调整方式和改造方案，彻底解决了锅炉供汽温度偏低不能满足安全生产的问题，并在实际生产运营中收到了良好的经济效益和社会效益。
1 原因分析及处理措施
1.1 原因分析
为保证机组安全经济稳定运行，针对锅炉蒸汽温度达不到使用参数的问题，该公司积极组织技术骨干从锅炉运行方式、风煤配比、料层厚度控制、燃料发热量等方面进行全面分析，主要原因有以下几点：
1）运行方式有待调整优化
按照锅炉原来的运行方式，不带汽轮发电机，产生的蒸汽直接供给制盐系统，排烟温度大多维持在150℃～155℃左右，负荷高时，排烟温度可达 160℃以上。而锅炉额定排烟温度为140℃，相比热损失大，降低了锅炉热效率。因此，运行方式有待调整。
2）汽包内的部分汽水分离器加速帽脱落，影响汽水分离效果
汽包内的部分离器采用旋风分离作为粗分离装置，波形板分离器作为细分离。拆开汽包两侧人孔门，对汽包内部全面检查，发现内部有约1/3的上部加速帽脱落，造成汽水分离效果不好，使饱和蒸汽没有完全分离，大量的汽水混合物进入低温过热器，可造成汽包出口到低过进口蒸汽温度低于正常值10℃～20℃。
3）过热器积灰严重
锅炉用煤主要以该集团八矿原煤、田洗、八洗中煤为主，灰份、硫份含量较高，锅炉后竖井吸热管道表面易积灰，且无法及时清理，影响锅炉受热面吸热，造成过热蒸汽温度偏低。
1.2 处理措施
针对以上原因，该公司采取了以下初步调整措施：
1）调整运行方式。加大一次风量，减少二次风量，使锅炉上部减少吸热面积，少产生饱和蒸汽，相对于过热器来说，汽量减少，吸热面不变，温度相应会有所升高。同时，采用打开炉门，用铁锤震打过热器，使粘附到过热器管道壁上的积灰脱落，增加吸热效率。采用此方法，可以相对提高蒸汽温度15℃～20℃，但效果不明显，进一步利用如下3）的措施可提高更多温度。
2）针对汽包内部分离器的问题，组织安装人员对分离器重新定位安装加固分离器上帽和下部分离筒，使分离器效果达到规定值。分离器安装完成后，起动锅炉发现，在负荷相同的情况下，低过进口饱和汽在低过内过热并升温10℃左右，主蒸汽温度提高10℃左右。
3）利用停炉时间，人工进入锅炉后竖井，用压缩空气对吸热管道进行清灰，采用该方法在锅炉起动后，蒸汽温度可以提升到470℃左右，但是经过2～3天的运行后，温度又逐渐回落420℃左右，并持续保持该状态。
4）选派专技人员去河北邢台等同类型电厂参观学习，聘请专家教授进行研究、分析。经多次调试和探索，结合实际运行经验，得出结论：
由于公司锅炉物料循环倍率高，所用的煤质灰分含量高，造成烟气含灰量大，致使高低温过热器表面大量积灰，传热效率下降。现两台锅炉没有装吹灰器，无法及时清灰造成蒸汽温度偏低。原因查找清楚后，经公司研究决定对锅炉尾部烟道系统进行改造，加装吹灰器。
2 吹灰器的工作原理及安装后运行效果
方案确定后，经筛选该公司选择了气脉冲吹灰器。
该吹灰器利用可燃气体爆燃原理，在气体爆燃瞬间形成的高能冲击波和伴随爆燃产生的剧烈声响以及热清洗效应等，作用在预热器冷段的受热面上，这样不仅能将预热器表面的积灰吹掉，还能造成波形板之间的振动，避免了因结露引起的波形板之间粘连、结垢和堵塞现象。
它的主要消耗能源为乙炔气体，罐装高压乙炔气体减压后，经过管道、电磁阀、调节阀、流量孔板和混合器进入到燃烧室，当乙炔气体占混合气体百分比大于可燃气体着火浓度的下限时，点火后形成火焰，能量随即释放。
间隔一定（大约8s左右）时间，燃烧室内将再次充满混合气体，点火后再次燃烧，重复循环。如果点火失败，混合气体则从输出管溢出，随烟气一同排出，不会因积存出现安全隐患。
用气脉冲吹灰器操作方法简便、安全、吹灰效果明显。
2013年3月，该公司利用2号炉停炉机会，在2号炉过热器、省煤器、空气预热器处安装了12组吹灰器。
2号锅炉于3月28日起动，起炉后，蒸汽温度最高达到511℃，而后基本保持在460℃左右，最低降至440℃，随后在运行中起动吹灰器进行吹扫锅炉受热面，汽温再次升至480℃左右。
根据3月28日至5月20日，2号炉的运行状况，锅炉蒸汽基本维持在440℃～480℃，汽轮机机前主汽温度基本保持在430℃～470℃（如果吹扫时间稍长，汽温会高于480℃，两次吹扫间隔稍长，汽温又回落至440℃）。
经过近2个月的实践检验，用脉冲式吹灰器对锅炉间断进行吹灰操作，可以使锅炉蒸汽提升 50℃～60℃左右.维持在420℃～470℃区间，满足了汽轮机对蒸汽的温度要求，保证了机组的安全经济运行。而且，吹灰器投运后，锅炉的耗煤量大幅下降，经济效益显著。
下面是汽轮机投运以来锅炉没有调整（2012年11月）、调整试验（2013年2月）、安装吹灰器（2013年4月）的运行对比数据。
表1 运行参数统计表（统计时间按照30天720h计算）
由表1可以看出，标煤耗在调整前后相差8.36g/（kW·h）。
3 效益分析
3.1 经济效益分析
1）没有进行运行方式调整以前，耗煤量24.96t/h，调整期间耗煤量24.08t/h，安装吹灰器后，耗煤量23.21t/h，调整前与安装后，节省燃煤1.65t/h，年运行时间按照7200h计算，每年可节约用煤11880t左右（发热量为3000大卡/kg），降低成本300万元左右。
2）当主汽温度在410℃～460℃区间，温度每升高10℃，负荷增加200kW左右，照此计算，每小时可多发电800kW·h，每年可多发电576万kW·h，增加效益100多万元。
3）排烟温度降低15℃以上，发电厂能源消耗量和污染排放量相对减少10%左右。
3.2 安全效益分析
1）加装吹灰器后，提高了锅炉主汽温度，使汽轮机进汽温度达到了汽轮机安全稳定运行要求，对汽轮机的安全运行、结构部件性能稳定等提供了保证。
2）吹灰器投用后，能有效、及时地清理了积灰、积垢、可燃物，提高锅炉受热面的传热效率，降低了排烟温度，达到节能目的，保证了锅炉安全稳定运行。
4 结论
本文通过对循环流化床锅炉主汽温度偏低治理方案的多方探索与实践，最后根据设备特点和煤质特性，采用了行之有效的改造方案，解决了锅炉供汽温度偏低不能满足安全生产的问题，在实际生产运营中收到了良好的经济效益和社会效益。
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