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黄智敏
（广东粤电湛江生物质发电有限公司，广东湛江524300）
摘要：床温是循环流化床锅炉稳定、经济运行关键影响因素之一。本文针对一起生物质循环流化床锅炉运行中床温异常波动事件，从入炉燃料品种配比，燃料质量、冷渣设备运行情况、天气等方面系统分析了事件发生的原因。从入炉燃料品质控制，运行调整，设备消缺等方面入手，提出处理和预防措施，机组运行情况得到明显改善，为避免同类型生物质流化床锅炉发生类似事件有良好的借鉴作用。
1概述
国内某生物质电厂为2×50MW纯燃生物质发电机组，两台HX220-9.8-IV1型循环流化床锅炉为高温、高压、单汽包、汽水自然循环、平衡通风锅炉。炉膛出口布置两台绝热式旋风分离器。炉膛底部布置两台膜式滚筒冷渣器。炉前给料系统采用承载螺旋机、一级给料机、二级给料机共三级的给料系统。设计燃料为按树皮、叶、根、枝、木材边角料等农林废弃物。
2异常运行经过
电厂#2锅炉自启动运行50天以后，多次出现因锅炉床温大幅波动，燃烧不稳出现负荷大幅波动的情况。2018年9月18日夜间，发生了一次锅炉床温异常下降，机组被迫降幅负荷的事件，现场数据采集如表1所示。
21：00分开始，锅炉炉床温缓慢下降，机组负荷随之下降。21：30，负荷下降至30MW，最高床温均值从755℃降至645℃，降幅110℃。在这期间风量、给料机运行台数及转速不变，锅炉氧量从0.8%上升至3.2%，锅炉SO2排放指标从21.5mg/m3上升至445mg/m3。这说明当时炉内燃烧开始变差，燃料燃烧不完全造成炉内CO急速上升，从而导致锅炉SO2指标严重偏高。
21：40开始，运行人员判断入炉燃料过湿，品质变差，于是开始减风减料，在这期间，一次风量从86Km3/h减至80Km3/h，给料机减为6台运行，转速降至15-23%，但由于床温继续下降，燃料无法烧着，表现为床温下降，床压升高，锅炉氧量急速上升，在富氧的情况下，锅炉SO2排放指标仍然严重超标。这些也是燃料太湿，烧不着的表现。
22：13，机组负荷下降至最低值8.73MW，床温下降至最低566℃，锅炉氧量上至10%以上。随后，运行人员投油助燃，床温开始回稳，至22：19分，运行人员增加给料量，给料机变为8台运行。但这时SO2指标仍为居高不下。
22：32，床温回升至626℃，锅炉床压下降，氧量下降，SO2指标下降，说明炉内燃烧好转，机组负荷回升至11.15MW。运行人员退油。床温继续回升，床压开始下降，机组负荷继续上升，氧量继续下降，SO2指标继续下降。
22：54分，机组负荷上升至37MW，床温上升至685℃以上，锅炉床压降至9kpa以下，锅炉氧量保持在3%左右，运行人员继续加风加料，锅炉恢复正常运行。
3异常原因分析
3.1蓄热能力下降
3.1.1当天入炉燃料配比为散树皮30%+碎树皮30%+废木料20%+木尾10%+破碎树头10%。入炉燃料综合加权水分为43%，较满负荷时入炉燃料加权水份偏大约3%，造成炉膛整体床温较满负荷时低约40℃。
3.1.2受条件限制，生物质燃料在收、储过程中，携带部分大颗粒不可燃的杂质（如石块、金属块等），在燃料预处理过程无法根除而进入锅炉[1]，导致冷渣器进渣管堵塞及风帽损坏。自9月8日，该锅炉出现一台冷渣器进渣管堵塞，多次疏通也只能短时间正常运行。单台冷渣器未能满足锅炉运行的需要，经常要人工进行热渣直排来保证床压稳定，造成合格床料定期添加工作无法正常开展，锅炉排渣热损失增大，锅炉效率下降，炉膛蓄热能力下降。床温稳定性下降，适应高水分燃料适应性变差。
3.2流化不良
3.2.1随着单侧冷渣器进口管堵塞时间变长，该侧的风帽上积聚较多的大块杂质无法正常排出而不断积聚，造成局部流化不良。受限于生物质燃料蓬松不一的情况，当炉前给料机两侧给料不均匀时，导致流化不良的现象加剧。
3.2.2自9月开始，因连续雨天，作为该厂主要燃用燃料的树皮类燃料水分偏高，为平抑综合入炉燃料水分，该厂在燃料调度使用上，将废木料的配比量从8月的10%增加至9月的20%。废木料为建筑工厂收集回来的木质边板，板面上钉附着较多的钉子、铝片等不可燃尽金属的杂质。按照以往的停机检查经验，这些金属杂质在炉内被加热至750-850℃，热熔后沉积并堵塞风帽风口，造成床层流化不均匀，从而引起床温波动大。
4防范及处理技术措施
4.1入炉燃料品质控制
4.1.1加强入炉燃料的上料前的混料操作，要求干、湿燃料必须充分混合均匀后才能上至炉前，确保入炉燃料水分在40%以下。
4.1.2严格控制含金属杂质燃料（废木料）的使用量不超10%。
4.1.3加强燃料品质源头管控，提高入炉燃料品质，避免大块杂质进入炉膛引起冷渣器进渣管堵塞。
4.2运行调整
4.2.1为了增加锅炉床层的储热能力及保证燃烧情况，维持锅炉床压在8.5-9.5kpa，一次风量维持80-90Km3/h，二次风量在氧量足够时维持70-80Km3/h运行。
4.2.2每天定期增大一次风量至100Km3/h对床层强扰动5min，以促使沉积的大块杂质能被流化，甚至通过排渣系统排走，以减少杂质集中沉积的情况，改善床层流化状况。
4.2.3切实落实定期对锅炉添加合格床料的工作制度，在冷渣器堵塞的情况下，应采用少量多次的方式添加床料，确保能在炉内充分混合。
4.2.4当发现床温下降速率大于5℃/min，床压升速率大于0.05kpa/min时，要观察下料口燃料颜色的变化，观空锅炉氧量的变化及SO2、NOx指标的变化，提前预判，及时调整确保燃烧稳定。床温下降时应设两道防线：650℃停一台返料风机，580℃投油助燃，以确保床温的稳定。
4.3设备维护
作为循环流化床锅炉的重要辅机，灰渣冷却装置的正常运行至关重要[2]。加强冷渣系统运行情况的监视，出现冷渣器堵塞的情况要坚持组织力量疏通，至少要确保能短暂正常排渣，避免因冷渣器长时间堵塞引起床层局部流化不良的情况。
5结论
流化不均及蓄热能力下降是本次床温异常波动的主要原因。对于生物质燃料的品种多，含杂大，受天气影响大的特性，要通过加强入炉燃料品质控制，严格执行床料定期添加制度，把关排渣系统消缺质量，提高运行调整水平等多方面入手，才能将同类事件发生的概率降到最低，确保生物质流化床锅炉长周期稳定运行。
参考文献
[1]陈伟，毕武林等.生物质锅炉炉渣热量回收系统研究及工程应用[J].广东电力，2017，（11）：12-16.
[2]刘德昌,陈汉平等.循环流化床锅炉运行及事故处理[M].北京：中国电力出版社，2006：245. |
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