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300MWCFB鍋爐冷態(tài)啟動中爆燃原因及預(yù)防措施

文檔作者：孫后軍張衛(wèi)志文檔來源：安徽馬鞍山發(fā)電廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月05日
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2009年第3期
浙江電力
ZHEJIANG ELECTRIC POWER 5l
300 MW CFB鍋爐冷態(tài)啟動中爆燃原因及預(yù)防措施
孫后軍。張衛(wèi)志
(安徽馬鞍山發(fā)電廠，安徽 馬鞍山 243021)
摘要：國產(chǎn)300MW循環(huán)流化床鍋爐在冷態(tài)啟動階段，因爐內(nèi)外循環(huán)物料少、爐內(nèi)燃燒工況不穩(wěn)定，在
爐膛內(nèi)各部分溫度偏差較大時大量投煤易發(fā)生爐膛爆燃。通過分析其原因及危害，從合理選用啟動床
料、正確控制啟動過程中的相關(guān)參數(shù)和投煤時間等方面，提出了切實可行的控制措施，取得了較好的效
果，可供同類型機組調(diào)試運行參考。
關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；爆燃；預(yù)防
中圖分類號：TK227 文獻標識碼：B 文章編號：1007—1881(2009)03—0051—03
Analysis and Preventive M easures of 300 MW CFB Boiler Deflagration in Cold Start-up Phase
SUN Hou-jun，ZHANG Wei-zhi
(Ma anshan Power Plant，Ma anshan Anhui 24302 1，China)
Abstract：This paper analyzes the deflagration reason of Chinese 300 MW CFB boiler in cold start—up phase，
because of less recyclable materials，boiler combustion instability condition and SO on．Th e preventive mea‘
sures are put forward from bed material selection，parameters control，coal-toss temperature and SO Oil．The
effect is good，and can be reference for the kind of other units．
Key words：CFB boiler；deflagration；preventive measures
循環(huán)流化床(CFB)機組以其優(yōu)良的環(huán)保性
能、良好的煤種適應(yīng)性和高效的劣質(zhì)煤燃燒等優(yōu)
勢，在國內(nèi)外得到了迅速發(fā)展。在我國，采用先
進潔凈煤燃燒技術(shù)的大型CFB鍋爐，短短幾年
就從試用轉(zhuǎn)入了推廣應(yīng)用階段。比較傳統(tǒng)燃煤鍋
爐，CFB鍋爐有其自身的特點，國內(nèi)在自主設(shè)
計、生產(chǎn)、調(diào)試、運行方面的經(jīng)驗尚顯不足。目
前正在推廣的300 MW容量CFB鍋爐，在冷態(tài)啟
動過程中，由于爐膛點火和投煤方面控制不好易
發(fā)生爆燃，成為威脅機組安全運行的隱患之一。
以下對安徽電網(wǎng)首臺300 Mw CFB機組整組
啟動中的一次鍋爐爆燃作一分析，探討同類型鍋
爐冷態(tài)啟動中爆燃事故的預(yù)防和控制措施。
1 鍋爐基本參數(shù)和物料熱循環(huán)
鍋爐型號為HG1025／17．4一L．MN36， 由哈
爾濱鍋爐廠設(shè)計制造，亞臨界參數(shù)設(shè)計、自然循
環(huán)、單鍋筒；整體布置為單爐膛、雙風(fēng)布板；全
鋼構(gòu)架、露天布置；平衡通風(fēng)、一次中間再熱，
主要參數(shù)見表1。
鍋爐由單爐膛、高溫絕熱旋風(fēng)分離器、回料
閥、外置式換熱器、尾部對流煙道、冷渣器和回
轉(zhuǎn)式空預(yù)器等部分組成，基本系統(tǒng)見圖1。單爐
表1 鍋爐主要設(shè)計參數(shù)
52 浙江電力 2009年第3期
膛采用褲衩腿、雙布風(fēng)板結(jié)構(gòu)。在爐膛上部左右
兩側(cè)各布置有2個高溫絕熱旋風(fēng)分離器。每個分
離器回料腿下布置1個回料閥和1個外置式換熱
器。每個回料閥一側(cè)與爐膛相連，另一側(cè)與1個
外置式換熱器相連。分離器分離下來的高溫物料
一部分直接返送回爐膛，另一部分進入外置式換
熱器，通過調(diào)整外置換熱器入口錐型閥的開度，
控制外置換熱器和回料閥的循環(huán)物料分配。在爐
膛兩側(cè)下部對稱布置4個外置式換熱器。靠近爐
前的2個內(nèi)置高溫再熱器和低溫過熱器，主要作
用是調(diào)節(jié)再熱汽溫；靠近爐后的2個內(nèi)置中溫過
熱器用于調(diào)節(jié)床溫。爐膛、分離器、回料閥和外
置式換熱器構(gòu)成了CFB鍋爐的核心部分—— 物
料熱循環(huán)回路。煤與石灰石在燃燒室內(nèi)完成燃燒
及脫硫反應(yīng)，產(chǎn)生的煙氣分別進入4個分離器，
經(jīng)氣固分離凈化后進入鍋爐尾部煙道，依次經(jīng)高
溫過熱器、低溫再熱器、高溫省煤器、低溫省煤
器，最后通過空氣預(yù)熱器排出。
鍋爐設(shè)計燃煤為矸石、煤泥和中煤的混合燃
料，固態(tài)排渣。設(shè)計和校核煤質(zhì)分析情況見表
2
2 CFB鍋爐爆燃原因分析
2．1 事故經(jīng)過
由
表2 設(shè)計和校核煤種分析
注： 設(shè)計煤種的質(zhì)量配比為： 矸石／煤泥／中煤=45％ ／15％ ／32％ ；
校核煤種的質(zhì)量配比為：矸石／煤泥／中煤=53％ ／15％／32％ 。
當(dāng)日2-00鍋爐投油點火機組整組啟動，14：
35床溫約548℃時投煤，3 h后汽輪機沖轉(zhuǎn)。21：
00鍋爐下部、中部床溫部分測點顯示溫度降至
500℃ ，隨后鍋爐跳閘，首出信號為“爐煙道頂
部壓力高高(≥4000 Pa)” ，爐B側(cè)風(fēng)道燃燒器
膨脹節(jié)裂開，鍋爐熄火。
事故前運行工況為引風(fēng)機單臺(B側(cè))、高
壓流化風(fēng)機3臺、一次風(fēng)機2臺、二次風(fēng)機
1臺運行；風(fēng)道燃燒器共3支油槍運行，鍋爐燃
空氣
圖1 CFB鍋爐基本系統(tǒng)
2009年第3期 孫后軍，等：300 MW CFB鍋爐冷態(tài)啟動中爆燃原因及預(yù)防措施 53
煤量約為18 t／h；左、右褲衩腿一次風(fēng)量分別
為150000和190000 m3／h， 氧量約17％ ； 由于
運行中給煤線頻繁故障，鍋爐整體床溫一直不
高，下部約在600oC，中部略高于500o【=，上部
約460cC。但從給煤線跳閘測點信號中反映，
投煤期間上部床溫有一點經(jīng)常超過1000oC，各
部床溫特別是上部床溫溫差較大。事故發(fā)生在
給煤線斷煤后突然恢復(fù)給煤不久。
2．2 事故原因分析
(1)發(fā)生爆燃前，由于密相區(qū)上部溫度偏
高，右側(cè)個別測點溫度顯示達1000％以上，為
避免該點溫度繼續(xù)上升，調(diào)試中采用了加大二次
風(fēng)量的辦法控制溫度。
點火時，爐膛一次風(fēng)量A為140000 rn3／h、B
側(cè)170000 rn3／h，二次總風(fēng)量139000 rn3／h。隨著
負荷增加，一次風(fēng)量A側(cè)增加至150000 ／h、B
側(cè)180000 fn3／h，二次總風(fēng)量250000 rn3／h。大風(fēng)
量運行造成爐內(nèi)平均溫度偏低，遇有突然大量煤
粒人爐后，未經(jīng)充分燃燒即被煙氣攜帶離開爐
膛，在旋風(fēng)分離器出口水平煙道處積聚，到達爆
炸極限濃度值后在一定溫度下發(fā)生了爆燃。
(2)由于啟動中僅啟用了引風(fēng)機B，在鍋爐
煙氣流通截面寬大的情況下，單側(cè)引風(fēng)機運行使
煙氣攜帶量不均勻，造成部分未燃盡的煤粒沉積
在煙氣流動相對較緩的右側(cè)煙道內(nèi)壁，加劇了煙
道內(nèi)煤粒積聚現(xiàn)象。
可見爐膛溫度維持在500～700℃ 之間時，
在給煤線頻繁發(fā)生斷煤和跳閘故障的情況下，選
擇大量投煤的時機不適宜，未燃燒的煤粉在爐內(nèi)
積聚導(dǎo)致了爐內(nèi)爆燃。
2．3 事故危害分析
CFB鍋爐爐膛內(nèi)爆燃，容易造成爐膛內(nèi)該區(qū)
域溫度升高很快，超過灰分的熔化溫度，產(chǎn)生低
溫結(jié)焦，造成爐內(nèi)流化不良。若低溫結(jié)焦發(fā)生在
爐膛的一次風(fēng)風(fēng)帽及二次風(fēng)進爐膛的風(fēng)管上，將
進一步惡化爐膛內(nèi)床料的流化情況，嚴重影響鍋
爐設(shè)備及整個汽輪機組的安全運行。
這次事故后經(jīng)停爐冷卻檢查，發(fā)現(xiàn)膨脹節(jié)右
上角破裂，部分床槍點火裝置等設(shè)備被吹損；左
右側(cè)旋風(fēng)分離器出口水平段到尾部煙道膨脹節(jié)破
損，其中右側(cè)膨脹節(jié)上部保溫層材料飛出掛到了
鋼梁上；左、右側(cè)旋風(fēng)分離器出口水平段煙道分
別向外側(cè)發(fā)生位移30和50 mm，并壓壞了膨脹
限位；尾部煙道至空預(yù)器人口段一小部保溫層松
散；4個回料閥內(nèi)床料含碳量較大，其中靠近膨
脹裂開一側(cè)的2只回料閥內(nèi)床料太少，已接近風(fēng)
帽；1只埋刮板給煤機上部蓋板掀走；鍋爐右側(cè)
褲衩腿內(nèi)發(fā)現(xiàn)有大量焦塊。
3 預(yù)防措施
(1)冷態(tài)啟動前，在爐膛4個回料閥和4個
外置床內(nèi)添加足夠的啟動床料，盡可能使用鍋爐
正常運行中排放出來的循環(huán)灰，以便鍋爐啟動后
盡快建立物料內(nèi)循環(huán)及外循環(huán)。在第一次啟動床
料時可以用砂，以后也可以用底渣作為床料。如
果選用砂子做啟動床料，要控制砂子中的鈉、
鉀含量， 以免引起床料結(jié)焦。一般Na z0為
1．0％ ～2．0％ ，K 2O為2．0％ ～3．0％ 。啟動床
料粒度應(yīng)根據(jù)CFB鍋爐運行說明書中提供的粒
度曲線進行控制，99％砂子粒徑應(yīng)小于1 mm，
50％砂子粒徑應(yīng)小于200／-tm，尤其采用底渣
時，應(yīng)盡量滿足粒度分布要求。
(2)在冷態(tài)點火啟動期間，應(yīng)啟用2臺引風(fēng)
機同時運行，盡量保證煙氣攜帶量均勻。等燃燒
工況穩(wěn)定后，再根據(jù)需要選擇引風(fēng)機臺數(shù)。另外
應(yīng)加強對鍋爐尾部煙道吹灰，防止可燃物沉積。
(3)冷態(tài)啟動時，當(dāng)鍋爐中床溫達到投煤允
許溫度350 c【=時，則以最低轉(zhuǎn)速對稱投入2條給
煤線，約60 s后觀察床溫的變化，如床溫有所升
高，同時氧量有所減小時，證明煤已開始燃燒。
床溫將繼續(xù)以5～8~C／min速率上升，氧量持續(xù)
減小，可以較小的給煤量連續(xù)給煤。當(dāng)給煤線故
障停運時，必須查明原因，消除故障后方能恢復(fù)
投煤，避免可燃物在未燃盡的情況下大量積聚。
(4)點火后應(yīng)根據(jù)床溫分布情況對給煤線前
后下煤量及時調(diào)整，以消除床溫分布不均現(xiàn)象。
300 MW CFB鍋爐在500～700oC之間時不宜大量
投煤，床溫達500℃時，應(yīng)按兩側(cè)對稱方式逐一
啟動床槍，避免爐膛內(nèi)在點火后長時間處于平均
溫度較低的情況出現(xiàn)。
(5)在床溫達到600℃左右時，可對稱啟動2
臺高溫再熱器外置床和內(nèi)置低溫過熱器、中溫過
熱器的2個外置床流化，其對應(yīng)的錐形閥開度為
(下轉(zhuǎn)第83頁)
2009年第3期 浙江電力 83
化、集成化、多功能化。
監(jiān)控終端與防盜器作為城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的
主要設(shè)備，兩者互為補充，不可或缺，都有其廣
闊的發(fā)展空間。隨著監(jiān)控與防盜技術(shù)的不斷改
進，必將在城市照明中取得更廣泛的應(yīng)用，為城
市照明事業(yè)做出新的貢獻。
參考文獻：
『l1 劉躍群，王強．現(xiàn)代道路照明的發(fā)展趨勢【J】．照明工
程學(xué)報，2003，14(1)：33—34．
(上接第53頁)
10％左右，以加熱床料。確保外置床風(fēng)量人口
500 m3／h， 空室1850 rn3／h， 高溫再熱器室7600
／h；低溫過熱器室7600 ／h。逐步開大錐形
閥開度，提高過、再熱汽溫度。床溫控制在
650～700℃之間，逐漸停止床下啟動燃燒器，同
時增加給煤量。在鍋爐床溫等參數(shù)滿足要求的情
況下，盡早向爐膛投煤助燃。在提高床溫的同
時，煤中所含灰分也向爐膛添加循環(huán)灰，有助于
建立鍋爐的熱物料內(nèi)外循環(huán)。
(6)一旦發(fā)現(xiàn)床溫偏差大，或某測點顯示溫
度超過l0oo℃ 時，應(yīng)立即檢查確認該測點顯示
是否正確。當(dāng)確認該點溫度正確時，在采用加大
一次風(fēng)量，調(diào)整上、下二次風(fēng)量比例的同時，應(yīng)
降低該側(cè)的燃油量和給煤量，而不是單純加大風(fēng)
量。
(7)當(dāng)發(fā)現(xiàn)爐膛內(nèi)某個區(qū)域的溫度變化率迅
速上升時，應(yīng)結(jié)合氧量、爐膛壓力、主汽壓力等
參數(shù)進行判斷，如果出現(xiàn)與爆燃現(xiàn)象相吻合的跡
象，即可判斷為爐膛爆燃。此時，應(yīng)當(dāng)迅速采取
措施，適當(dāng)減少給煤量和燃油量，密切監(jiān)視爐膛
壓力自動，當(dāng)爐膛壓力偏離正常值較大時，應(yīng)立
即撤除爐膛壓力自動，手動調(diào)節(jié)2臺引風(fēng)機靜葉
開度。如機組處于運行中，還應(yīng)同時開大汽輪機
調(diào)速汽門，通過增加機組負荷來降低主汽壓力，
同時要密切監(jiān)視主汽溫度的過熱度，防止因主汽
溫度過熱度偏低而威脅汽輪機的安全運行。
【2】 朱則剛．現(xiàn)代智能照明的控制系統(tǒng)【J】．光源與照明，
2007(3)：25—27．
收稿日期：2009—04—07
作者簡介：沈章堯(1975一)， 男，浙江杭州人， 工程師，從
事路燈工程建設(shè)、路燈管理工作。
周蘇健(1971一)， 男，浙江杭州人，工程師，從事路燈
工程建設(shè)、路燈運行維護工作。
(本文編輯：楊 勇)
4 結(jié)語
300 MW 循環(huán)流化床鍋爐冷態(tài)啟動過程較
長，造成爐膛內(nèi)床料越來越少，床壓越來越低，
且回料閥和外置床內(nèi)的物料也很少，還沒有建立
正常的鍋爐內(nèi)外循環(huán)，由于爐膛內(nèi)各處的溫度偏
差較大，投煤進入爐膛后，容易造成燃燒不良。
爐膛內(nèi)的部分區(qū)域積聚一定量的煤粒及煤的揮發(fā)
分后，容易造成急劇燃燒，即發(fā)生爐膛爆燃。但
只要在調(diào)試和運行中加以調(diào)整，采取正確的措
施，就能降低爆燃發(fā)生的機率，保證機組安全運
行。
參考文獻：
【1] 盧嘯風(fēng)．大型循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備與運行【M】．北京：
中國電力出版社，2006．
【2] 哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司．300 MW 循環(huán)流化床鍋爐
運行說明書【G】．2007．
收稿日期：2009—03—24
作者簡介：孫后軍(1975一)， 男，安徽和縣人， 注冊安全工
程師，從事火力發(fā)電廠生產(chǎn)運行管理工作。

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09-05