浅析循环流化床锅炉调试

1.引言

    与常规锅炉相比，循环流化床锅炉（CFB）的调试工作技术性问题比较多，需要充分掌握其核心专业内容。参加调试技术人员尤其是主要负责人，必须做到概念正确、条理清晰、工艺熟悉，做好调试方案的编制和协调工作，合理对调试计划和进度进行安排、统筹，能够正确及时协调各调试专业处理现场可能发生的各种调试、运行与检修问题，从而实现调试目标，奠定锅炉试运行基础。

2.锅炉介绍

    该锅炉为室内布置，由前部及尾部两个竖井烟道组成。前部竖井是炉膛，为悬吊结构，炉膛四周由膜式水冷壁组成。自下而上依次为一次风室、浓相床、悬浮段、一级蒸发管、三级过热器，二级过热器，一级过热器,二级蒸发管及高温省煤器。在炉膛的锥段部分的前后墙布置有二三次风。尾部是尾部受热面烟道竖井，采用支承结构，布置有低温省煤器及管式空气预热器。两个竖井之间由两个并列的旋风分离器柔性连通，分离器下部接回送装置。经旋风筒分离下的回送灰（控制床温）经回送装置从炉后随煤一起送入炉膛。从分离器分离下来的多余的灰经螺旋除灰器排走。一级蒸发管以下的燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬，前部竖井采用敷管炉墙，外置金属护板；后部竖井采用轻型炉墙。由24根型钢柱承受锅炉全部重量。锅炉采用床下点火，分级燃烧，一次风率为50-55％。正常运行时，一次风经一次风机加压，流经一次风的两级空气预热器预热，被加热的一次风经一次风热风道进入点火燃烧器的蜗壳进口，然后再依次经过一次风室，水冷布风板，风帽，进入炉膛，流化床料，并提供密相区燃烧所需的空气。

3.调试前的准备工作

3.1 调试计划的编制

    为了更好的控制调试进度及施工进度，使调试进度与施工进度进行紧密衔接，在调试工作开始前以现场施工进度及施工计划为依据，由调试单位或建设单位组织联合施工单位、工程监理单位等共同制定调试进度计划，用以指导调试工作的开展。在完成了调试计划的编制后，就以调试计划目标为导向逐级开展调试工作，推进调试工作有序进行，必要时调试计划可以起到促进施工进度推进的促进作用。通过调试计划编制可以清晰的梳理出调试过程中已完成和未完成的工作内容，便于清理调试过程中的漏项和缺项，更好的推进调试工作的开展。最好在调试计划中对调试前的准备工作内容、调试内容和系统联调内容等分项梳理和时间编排，将计划做到详尽和细致化。

3.2 设计、设备资料的学习

    不论是锅炉装置调试的参与者、指导者还是运行操作人员，在进行锅炉调试之前必须对锅炉及配套辅机设备和设计资料进行全面学习、梳理和总结，并将相关资料进行整理和标记。特别是部分设备资料与设计资料不符时更应该引起重视和核查，以便在调试过程中进行相应调整。通过对本车间锅炉的调试，个人认为在调试工作开始之前应做好以下资料的学习和整理工作：

    1）锅炉本体及系统资料：锅炉安装说明书、锅炉运行说明书、煤质资料、锅炉热力计算书、烟风系统阻力计算书、汽水系统阻力计算书、安全阀排放能力计算书、膨胀系统布置图册与计算表、锅炉总图、系统布置图、全厂热力系统图、疏放水系统图册、管系与支吊架基本资料、调节阀数据等。

    2）锅炉控制系统及说明：热控基本逻辑、联锁、保护清册与说明、锅炉测点布置图、锅炉控制报警及连锁动作保护参数等。

    3）锅炉辅机配置资料：除灰除渣系统相关数据与图册、给煤机数据、三大风机数据、给水泵及给水系统基本数据、燃料破碎与输送系统基本参数、烘炉工艺资料、锅炉化学清洗措施、主要泵与风机说明书和基本数据、点火系统结构图、表盘DCS画面的基本设置情况、返料系统布置与结构图。

    4）装置操作手册：包括系统流程说明、操作原理、锅炉启停操作步骤、锅炉正常运行维护操作、锅炉事故处理、锅炉配套的电气和仪表操作控制说明、设备性能参数等。

    对于这些相关资料的关键内容要进行摘要记录在调试记录本上，便于随时能够在调试过程中参考使用。当有些设备和系统出现与厂家或设计院技术资料存在偏差时，需要参与调试或指导人员和运行技术人员一道对现场实际情况加以核对和分析。必要时，需要对一些影响到调试工艺的设计变更进行详细了解，避免调整不当。此外，在充分消化了这些资料之后，在很多情况下需要参与调试或指导人员根据调试经验提出一些必要的系统设备优化意见，在相应阶段调试开展之前予以改进，尤其是那些在以前调试中已被证明存在问题更应如此。作为调试过程中的运行操作人员应对这些资料进行详细消化和吸收。总之，资料的消化整理对于任何一类调试都是十分重要的前期工作，凡是参与调试的各级人员都必须进行仔细学习和研究。

3.3 方案的编制报批

    在对现场进行熟悉后，调试实际工作应正式启动，结合现场联合施工单位、监理单位、调试人员和运行技术人员着手对需要编制的方案进行梳理、讨论和编制。方案编制过程中对关键方案必须组织专题会议讨论确定。在方案编制过程中，必须结合现场实际，避免出现现场施工情况和方案脱节的现象出现，方案应尽可能的做到详细、周密。内容基本包括试车目的、具备的条件、试车物资或备品备件、试车工艺条件及控制指标、操作步骤、紧急事故处理预案、安全预防措施、确认表和记录表附表等基本内容。方案中最好能将试车费用预算、试车时间计划、试车组织和参与人员等内容包含在内。试车方案必须在试车工作开始前1个月全部完成编制、审批和下发，并且在方案编制过程中尽量做到图文并茂，做好优化工作，重点关注事前、事中、事后的影响因素和预防措施。方案审批后应根据现场施工情况的变化进行及时的变更和调整修订，要保证放案的操作性和可行性。

3.4 人员的培训

    一般企业的运行人员的操作培训必须在装置建成之前2年就得开始，最好是与项目建设同步进行。因为人员的培训工作是一个长期的过程，特别是操作知识的学习更是如此，需要经验和阅历的积累。在进入调试开始前，运行操作人员的专业技能应有一定的基础，并且对锅炉操作的运行的原理理解和系统的观念认识有一定的深度。调试准备工作中，运行人员的操作培训可以说是调试工作中的重点、难点和关键点，只有运行人员对即将进行的调试试车工作有了正确的认识和掌握了操作技能，调试工作才能继续开展，否则不论调试单位出多少人，施工单位有多少人配合，都无法进行调试工作。

    在调试方案编制完成后，一个非常重要和关键的工作就是对运行人员进行方案培训。在方案培训中最好紧扣现场进行讲解，并将方案中的重点内容、操作要点作详细说明，甚至通过考试等手段加强培训人员对方案的印象。在培训过程中努力做到充实、详细，注重细节的提醒，并适当结合案例进行分析、讲解，提高培训效果。

3.5 试运组织机构的组建

    根据国家相关行业（电力行业）规程规定，在装置开始试车以前，必须组建好装置试车领导机构，在试车过程中进行统一指挥，协调工作。组织机构应在试车开始前组建完善，定期开试车碰头会，解决试车过程中遇到的问题，组织协调好试车过程中各单位的沟通和配合工作，并根据试车情况讨论试车方案实施与变更，督促试车进度按照预定计划进行，对重大试车方案和计划变更必须在专业组的配合下进行论证后调整。对于大型装置试车而言，建立、健全装置试运组织机构是一件关键重要且对试车工作推动有决定性作用的事件，对推动装置试车有着保障性和积极作用。

4.调试程序优化

    在调试过程中如何进行调试流程或内容的优化，达到既稳定完成调试内容又按时完成调试计划，这就需要在对调试内容进行细致梳理和编排统筹，将工序和时间进行合理组合，对调试程序进行优化，达到调试质量和总体调试计划齐头并进。

4.1 调试流程梳理

    对于一套新的装置在调试工作开始之初就应该对装置的调试内容和条件进行梳理，如果没有调试经验，可以借鉴同类型装置的调试过程进行经验总结，结合即将调试装置的特点进行有效利用。对于循环锅炉或热电联产的装置经过多年的发展调试流程已经相当的成熟，只是不同装置存在一定的系统配置差异，在调试流程梳理时进行区分和重点关注、求同存异。在进行调试流程梳理过程中建议使用网络拓补结构图或方块流程图将调试工作内容进行编排和清理，图表内容应尽可能的详尽，将调试的时间计划在图表中进行标识，图表在明显位置张贴起到警示和提醒作用，也便于相关人员对调试内容进行进度跟踪和推进。

    在调试流程梳理过程中除借鉴同类型装置调试试车经验外，更应该体现出本装置系统特点，在调试过程中加强对同类型装置异同点和影响装置未来试车的关键点进行跟踪和落实，部分内容的调试必须反复推敲、讨论和尝试，保证试验结果的准确性和减少试验误差，为试车顺利进行和调整做好铺垫。在实际操作中以调试流程为基础调整和修订调试计划。

4.2 方案修订和流程优化

    无论如何完善的方案，在实际实施过程中，难免存在不同的偏差，必须考虑在试车开始和推进过程中根据实际工况对试车方案做适当的修正和调整。对于方案与实际情况有较大偏差的必须的报试运组织机构进行讨论后进行方案变更，部分方案甚至要通过相关主管部门进行商讨后审批进行。方案修订后也必须对参与调试的运行人员或相关单位进行方案技术交底和技术学习，只有各单位相关技术人员都全面掌握了变更后的方案内容才能进行具体实施，保证方案落到实处，避免虚与委蛇，出现过程差错，影响调试进度。

    在调试过程中的一个关键的工作除检验设备和系统工作是否正常外，就是对系统或流程存在的问题和缺陷，不能满足设计需要和运行要求的地方进行指出，并提出改进建议，进行流程优化，在试车结束后进行系统改造和完善。部分流程的优化必须在系统试运一段时间的基础上开展，所以在调试过程中必须做好数据记录和统计，并作为系统流程优化的依据，第一手原始数据（如锅炉布风板阻力、料层阻力、布风室压力和临界流化风量等）不仅对于流程优化有重要作用，同时也是装置故障处理分析的关键因素，具有很高的参考意义。

5.锅炉调试过程控制

5.1 流化床锅炉烘炉

    经过烘炉阶段的工作，使锅炉炉墙保温耐火层的水分充分排除。高温耐火浇筑料最终通过自然养护和烘烤阶段，达到符合原材料设计的强度和硬度，具有良好的耐磨损、防破损、抗疲劳性能，而且必须同时保证耐火表面无明显热应变裂纹、无塌陷、抗热振性能良好，可以适应运行要求。

    常见的烘炉方式有蒸汽烘炉、烟气烘炉、柴油烘炉、木炭烘炉等几种。一般情况下，对于9.8MPa及以上的锅炉所讲的烘炉过程通常指专门雇请的烘炉公司用烘炉机进行低温烘炉工艺。通常对于采用烘炉机进行柴油烘炉的过程控制关键温度点有三个：一是105～125℃的表面水份析出过程；二是240～260℃的结晶水份析出的基本硬化过程；三是340～420℃的基材硬化形成足够硬度的过程（各浇注料材料配比不一样，实际过程中略有差异，可以根据浇注料厂家要求进行调整）。在这三个过程中均需要一两天的恒温，实现低温烘炉目标。在整个烘炉过程中，烟温控制一般选择在炉膛和分离器中间耐火材料敷设密集区域的某一炉内烟温测点。每天的温升控制不宜超过45～55℃，每个小时不超过5℃；第一天最高温度不超过60～70℃，这一低温烘炉过程最高温度在最后两天要求达到中温烘炉的355～420℃初始阶段目标。烘炉必须严格按照烘炉曲线进行温升曲线控制，烘炉过程中应控制好汽包液位，防止干锅，同时由于使用柴油作烘炉燃料，相应的安全防护措施和事故应急预案应有充分准备。低温烘炉结束后，需要联合施工、监理、建设单位各专业检查组进行全面细致的耐火浇筑料检查，发现问题及时补救。如大面积局部区域出现大的耐火材料脱落、纵深宽大裂缝，则必须进行全面整修和局部再次进行烘炉处理。

    关于烘炉阶段的耐火浇筑料、保温层的自然养护期、最终的局部最高温度和每个温度阶段所需要的时间，需要根据耐火材料厂家的要求具体掌握。在自然养护期结束以后才能进行正式的烘炉操作，以免发生由于非正常加温带来的墙体脱落、开裂。自然养护期一般至少为8天以上，但也不宜过分延期。

    在烘炉操作过程中，没有必要专门制定高中温烘炉阶段的特殊要求。也就是说，伴随着锅炉点火启动和蒸汽管线吹扫、安全门整定、蒸汽严密性试验、汽轮机冲转和带负荷连续试运行过程自然地完成了高中温烘炉过程。只是在锅炉点火启动后应按照厂家要求进行一段时间的中温烘炉，保证烘炉效果。在保证了低温烘炉质量的条件下，按照基本锅炉启停曲线控制温升率，控制好恒温时间就可以良好地实现340～950℃的中高温烘炉过程，形成耐火表面坚硬的珐琅质，产生较完全的硬度和强度。

    在烘炉过程中应做好烘炉记录工作，通过记录一是掌握烘炉过程原始数据和检查过程记录数据是否满足烘炉方案规定，是否存在问题，便于及时调整；同时也作为以后浇注料脱落或影响脱落原因分析的依托。烘炉记录工作必须连续完整，及时记录，及时更新，在烘炉结束后必须对数据进行整理、分析偏差和存档，提交烘炉报告。

5.2 化学清洗

    锅炉在储运、安装和制造过程中，不可避免地会在锅炉水容积侧承压部件即水冷壁、省煤器、导水管内表面上积存各种油脂、铁锈和污垢。化学清洗过程就是利用在炉水中加入适量的化学清洗药品，按照酸洗公司基本工艺要求进行化学清洗，达到清除残留在锅炉水容积部分的杂质的目的。

    化学清洗方式有多种，但污染性较大的氢氟酸、硫酸或盐酸法现在已不多用。这些清洗方式均需要很好的废液处理系统，至少要有专门的中和池。目前多采用柠檬酸、EDTA或专用管道清洗剂方式，实现较好的环保特点。清洗过程前后的大流量水冲洗、冲洗过程适当的正反循环和多回路反复洗涤、理想的介质温度控制、合格的炉水水质是达到理想效果的关键。

    目前锅炉化学清洗主要由专业的化学清洗公司进行，清洗过程中重点控制清洗溶液配药浓度、清洗液的PH值、Fe离子总含量、废液的处理排放和临时管的泄漏控制问题。化学清洗后的锅炉结束后必须加大给水流量换水，等到炉水置换合格，锅炉完全冷却后将炉水放尽，彻底清理汽包、冲洗各处水冷壁下联箱，将杂质完全清理干净后恢复炉本体受热面及汽包，检查锅炉排污管道是否有堵塞，检查式样清洗情况，做好废液的中和排放工作。

    化学清洗时，汽包的汽水分离器一般事先在另外的清洗罐中除锈和清理，等到化学清洗结束后再回装到汽包中。在锅炉系统进行化学清洗结束临时管道恢复后，最好使用合格脱盐水对锅炉在进行再次大量的冲洗，并控制好冲洗水的温度在50-80℃之间，避免化学清洗冲洗的不彻底，在锅炉集箱内造成药液沉积，造成锅炉受热面局部腐蚀或影响锅炉点火后蒸汽吹扫品质。

5.3 管道冲洗

    锅炉所有水系统等在制造、运输、安装过程中，不可避免在设备、管道内留有泥砂、焊渣、铁屑等杂物。这些杂物如果不给予清除，锅炉运行时会导致有关阀门、管子和仪表管线堵塞，影响锅炉系统的安全运行和蒸汽品质。因此，新安装的锅炉在投运前必须进行水冲洗，以清除系统设备和管道内的杂物。

    管道冲洗应注意遵循以下基本原则：①排水管口应选择在便于监视的地方，临时排水管内截面积应不小于被冲洗管道的总流通截面积的60%；②将法兰连接的管道转折点、进设备前的最后一道法兰处、设计的排放点作为冲洗分段的终点或排放点；③水冲洗按“顺流程方向、先主管后支管、先近后远、先管线后设备”的原则进行，冲洗时除入口控制阀门外，全开冲洗管线上直至排放点的所有阀门；④管路冲洗前管路上或与管路相连的所有阀门处于关闭状态；⑤槽、罐、容器及水泵滤网，在冲洗结束后必须再次打开检查，必要时进行机械清扫和冲洗。

    管道冲洗合格标准，以排放口的冲洗水变为清澈无杂质时，即为冲洗合格。然后再恢复管线、设备，继续进行下游管线、设备的冲洗。在冲洗工作开始前对冲洗管路是否配临时管路、冲洗水源、排放渠道等进行统筹。冲洗开始前必须结合现场流程进行管道冲洗方案的编制和管道分段冲洗流程梳理。在冲洗流程梳理过程中努力做到全局统筹，管线梳理应具体详尽，最好在流程图上进行标识和分解。如下图例：

5.4 单体调试

    装置的单体试车前，电气、和仪表安装完毕，设备的安装必须经过三方验收，并办理相关手续。一般设备的单体调试都由施工安装单位负责，工艺运行人员在施工单位技术人员的指导下参与试运操作和记录。在单体试车过程中，对于关键设备必须进行三方签字确认后才能进行，而且运行操作人员在试车过程中严格按照试车方案要求做好条件检查签字确认工作。

5.5 分部试运

    锅炉设计过程中，锅炉本体主设备的选型、计算、受热面布局、燃烧室的设计在煤种确定后一般不会有太大的偏差。但在实际的运行过程中，锅炉系统的整体运行效果的好坏往往取决于那些为锅炉配套的辅助机械和辅助系统设计工艺和设备选型的优劣程度。

    在进行辅助机械和辅助系统调试过程中，要十分关注辅助系统的设计状况，充分认识和掌握其基本性能和实际运用情况，严格按照分系统的调试规定和基本工艺记录要求，调试程序正确、操作方法合理，及时指导运行人员进行必要调整，总结规律，提出必要的运行建议或整改建议。

    调试过程必须十分注意参数的整理记录。在进行系统试运之前，应联合仪表控制、电气、设备、工艺等专业组对系统设备、控制逻辑、联锁测点校核和传动检查合格。失灵的测点要及时消缺，加强多部门人员对设备巡检。分系统试运过程中要保证远方操作的可靠性，如果不能实现DCS远方操作，则表明该系统或辅助部位分系统调试的不合格。当确实因为某种重大问题无法实现理想控制功能时，必须通报相关部门和管理人员，由试运组织机构主要负责人签字认可其特殊的启停、运转方式。

    总之，分部试运在锅炉装置调试过程中扮演着重要的角色，既衔接设备单体试运，又涉及系统联动，起着承上启下的关键作用。只有将分部试运工作开展好，在试运过程中及时发现分系统存在问题，并及时修正和调整，只有分系统试运正常，才能确保锅炉整体启动顺利成功。

5.6 锅炉冷态试验

    通过流化床锅炉冷态试验测定布风装置性能，为锅炉运行提供参考数据。锅炉冷态试验包括布风板阻力特性试验、料层阻力特性试验、布风均匀性试验和临界化风量的确定。布风板阻力试验一般安排在烘炉结束后、向锅炉加床料前进行；紧接着加床料进行料层阻力试验和布风均匀性试验检查；最后整定临界流化风量，通过布风板阻力试验，绘制布风板阻力特性曲线，为锅炉启动时判断风帽是否堵塞提供依据；通过料层阻力试验，绘制料层阻力特性曲线，以此判断床内物料多少。

    对于冷态试验来说，其合格标准实际上就是要求通过实验手段准确、翔实地定量分析研究出锅炉流化床布风均匀性、返料器工作状态、流态化程度的变化规律、料层厚度与颗粒的影响、不同料层厚度下的各流化阶段（局部鼓泡、微沸腾、沸腾、最小（临界）完全流化、湍流流化、快速流化）的各种相关参数，为以后的正式点火与运行取得最基础的可靠试验依据。在做锅炉冷态试验前，必须完成风机风量的标定和锅炉烟风系统严密性试验。

5.7 点火启动进行蒸汽吹扫

    锅炉在冷态试验完成进行消缺后，就具备点火启动条件。在点火启动前应完成点火油枪的雾化试验及点火系统的在线调试，确定点火油枪雾化压力及控制系统的安全性、可靠性。在锅炉第一次进行点火过程中，可以适当将锅炉流化风量和点火风量控制的稍大些，在锅炉点火成功后根据点火升温要求结合锅炉中高温烘炉曲线进行锅炉升温，升温过程中可以通过点火回油压力和控制一次风量等手段对点火升温速度进行控制，确保烘炉曲线在一个相对稳定的线上。

    在锅炉冷态试验完成后，蒸汽管道吹扫是保证电厂安全运行的一项重要工序。残余在管道内的氧化铁皮，焊渣等杂物将严重影响蒸汽品质、这些杂物随蒸汽高速进入汽轮机时，会严重损害汽轮机通流部分；杂物聚积在过热器中会造成堵塞引起爆管事故，因此为确保设备的安全运行，所以机组启动前必须进行严格认真的蒸汽吹管。根据国标启动验收规范要求，锅炉酸洗工作完成后，必须在21天内点火（最多30天），防止受热面及其所属金属管道的二次生锈。

    对于锅炉本体受热面及其主蒸汽系统，应当进行两次即两个阶段蒸汽吹扫工作。两次吹管工作之间至少进行9～12小时的停炉自然冷却，以促进管内锈皮及杂质的剥落，确保整个吹管工作的效果和质量。蒸汽的吹扫方案根据系统布置的流程具体制定，对于锅炉蒸汽管路一般采取“蓄能降压”吹扫方式进行管道吹扫，但如果蒸汽管路较长，系统较复杂时，建议采用定压蒸汽吹扫方式进行管道吹扫，不论采用“蓄能降压”还是“定压”吹扫都必须严格控制蒸汽吹水时的正确流量、吹扫压力、温度及锅炉汽包液位，汽包上下壁温差不能超过50℃。

    靶板器所用的靶板材料应为铝质或铜质板材，厚度不小于4mm。靶板表面的处理应当非常细致，不能有任何原始斑点、划伤和疤痕，需要有较高的光洁度和平整度，以保证真实地反映每一次的吹扫实际情况和管内的污浊状态。靶板的有效长度应当贯穿整个管道内径，其宽度为管内径的8%。如 ø159×8的管道，其靶板的有效长度为143mm、宽度为11.5mm。吹管所用的靶板的合格指标为：肉眼可辨明显斑点数量≤8点，且最大斑点尺寸≤0.8mm。

    无论采用怎样的吹管工艺，每个阶段的吹管都应当保证良好的吹管效果达到合格要求，并由建设单位、安装、监理和调试四方的有关技术负责人或主管领导共同认可。

6.系统试运

6.1 调试消缺

    在完成锅炉蒸汽管线吹扫工作后，必须停炉对蒸汽吹扫临时管线进行恢复，对锅炉系统在启动过程存在问题进行消缺处理，并总结蒸汽吹扫过程中的操作控制问题及提出改进建议。调试消缺工作必须要在试车结束后一定时间内完成，必要时对系统存在问题进行全面整改。

    在锅炉性能试验过程中提前和锅炉生产厂家协商好性能试验的记录方式和测量方式，做好性能试验记录，在性能试验结束后计算出锅炉热效率进行性能考核。同时也要做好锅炉配套辅机的性能考核记录，便于对设备厂家的设备性能进行考核和评定。

7.调试总结

    在循环流化床锅炉（CFB）机组调试过程中有许多不可预见的难点或意外情况需要参加调试的

    人员去正确处理，而由于此类机组存在着一些不成熟性或不确定的问题，造成实际处理方式和最终结果的不同。经过近几年的发展，循环流化床锅炉的调试已经逐渐成熟，并积累了一定的调试经验可以借鉴，但现在流化床锅炉多用于化工厂提供高温高压蒸汽，锅炉的调试已经进行了拓展和改变。这些都需要各参与调试的人员去学习和总结，在传统经验的基础上结合锅炉系统实际流程去改进和优化。由于本文主要结合金新公司热电装置锅炉试车调试过程进行总结，便于大家相互学习和提高，过程中难免出现不足，不对之处请指正。

参考文献

《化学工业大型装置生产准备及试车工作规定》

《锅炉启动调试导则》DL/T825-2004

《大型循环流化床锅炉设备与运行》卢啸风著.北京中国电力出版社，2006