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南阳电厂循环流化床锅炉调试及运行

2011-12-30孔令晓

中国新技术新产品 2011年7期
关键词:床温排渣料器

孔令晓

(中电投河南电力检修工程有限公司监理分公司,河南 郑州 450000)

1 循环流化床锅炉炉型情况

锅炉由1个膜式水冷壁炉膛、1个汽冷式旋风分离器和1个由汽包墙包覆的尾部竖井(HRA)组成。燃烧系统配以风室、布风板、燃烧室、炉膛及给煤系统等;旋风分离器配以2台进口的定容式阀风机。燃烧产生的高温烟气夹带着物料通过炉膛向上流动,进入气冷式旋风分离器,粗的物料经过与旋风分离器底部相连的阀回料器,返回位于布风板上的炉膛密相区,实现循环燃烧。烟风系统配以2台引风机、1台一次风机、1台二次风机、1台点火增压风机及2台播煤增压风机,采用床下点火方式。排渣系统采用在炉膛两侧各配以1台选择性排灰冷渣器。

锅炉参数如下:额定蒸发量为120t/h;过热蒸汽出口温度540℃;过热蒸汽出口压力为9.81Mpa;给水温度为215℃;冷风温度为20℃。

2 锅炉燃烧的控制

循环流化床的燃烧控制是整个锅炉调试的重点,直接决定整个机组的运行状况。

2.1 循环流化床锅炉燃烧理论

床下点火的循环流化床燃烧的原理是:利用床下预燃室内燃油燃烧后形成的高温热烟气来加热炉膛床料,当料达到一定温度后,投入部分燃烧煤。当煤点着后,床温快速升高,开始大量投煤,达到升负荷条件。

2.2 底料准备及燃煤颗粒的控制

2.2.1 底料的良好状况是正常流化的基础

据国外先进经验及国内研究成果,底料颗粒度维持在0-10mm,发热量为3200-4000 kcal/Kg,配上合适的一次风,就能基本保证炉内正常流化。若颗粒太粗,则直接影响炉床的流化品质,易造成炉内结焦。试运发现,如果底料颗粒度太小,仅为0-5mm时,锅炉启动初期易出现料层很快被吹空而影响炉床流化的现象。因为点火初期,由于没有用煤来补充床料,而底料过细,很长一段时间内细灰会被风吹走,形成料层的逐步降低,这将大大影响料层的流化。因此,底料颗粒的大小配比要适度,既不可过细,也不要过粗。经验表明:如果控制好流化风量,底料的颗粒可以增大到0-12mm,粗细料各含20%-40%,仍可保证炉内不结焦。

2.2.2 燃煤颗粒的控制

入炉燃煤颗粒要尽可能介于0-10 mm。颗粒过大,一会造成水冷壁、旋风分离器的磨损面积扩大,磨损速度加快,降低锅炉使用寿命;二会造成炉床的流化性变差,颗粒过大加之混合杂物磨损风帽,极易导致炉床局部流化不好,局部床温升高而造成高温结焦;三若颗粒过大,会造成一次风机出力增加,高负荷时若炉内排渣不及时,会造成风机过负荷或炉内结焦。

2.3 风帽的检查

该锅炉炉床风帽的走向是由制造厂直接确定安装的,试运中曾出现炉床结焦,在排除其它原因后,进入炉膛反复核对风帽走向,发现有几排风帽的走向与设计不符,还漏装了一排风帽,还有部分风帽内有积灰渣现象。

2.4 床温的控制

床温的控制主要指燃烧室密相区内流化物的温度控制,它直接关系到锅炉的安全、稳定运行。

点火初期温升不可过快,可将床温控制在400-500℃、1-2h(通过控制点火风道的热风温度来实现)。投煤带负荷后,床温的调整、控制主要根据负荷和煤质的变化,及时调整给煤量与配风,并保持一定的料层厚度,使床温维持在最佳的范内运行。运行中当发现床温、汽压有变化时,要及时按变化趋势相应调整给煤量。

试验表明:当床温变化时,调整一次风量比调整给煤量效果好。

3 循环回料的控制

循环回料是循环流化床锅炉的特色,回料量对燃烧起着重要的作用。在炉膛里,回料实际上是一种热载体,它将燃烧室的热量带到炉膛上部,使炉内温度场分布均匀,通过多种方式与水冷壁、过热器进行换热,有较高的换热系数,可以保证炉床温度的稳定和带满负荷的顺利实现。

3.1 回料温度控制

回料温度是指通过回料器返回炉膛的循环灰温度,它可用来调节炉床温度,该锅炉采用高温循环旋风分离器,回料温度较高。为防止回料温度过高而在回料器内结焦,应将回料温度控制在1000℃以下,可通过调整给煤量和阀风来实现。此外,为确保阀风量有效,每次启动前,要将回料器各风管吹一遍,以保证管路畅通。

3.2 回料量的控制

回料量的控制主要取决于炉膛床温和回料温度。它直接与旋风分离器的效率有关,若分离效率高,则分离烟气中的灰量就大,有利于锅炉负荷的调节。控制灰量主要靠调整阀风量。投煤初期,灰量较小,可以使用小风量,等到升负荷时,可以逐渐开大各路阀风量。

3.3 回料层的控制

按燃烧状况来控制回料量,还要同时严密监视回料料层的厚度。要保证料层的正常流化,就必须对料层厚度进行控制。否则,料层过高,就可能造成流化不好,大量的高温热灰产生滞留,如果系统的观察空、测量孔、排放孔不够严密时,便有大量空气漏入产生再燃,致使返料器内结焦、堵塞,无法正常运行。

3.4 回料的投入方式

回料器有两种投入方式,一是点火初期投入;再是带负荷时投入。前者因为回料器投入较早,灰温逐步提高,床温也逐步提高,所需热量较多,时间较长;后者因为回料器冷灰投入较晚,所以前期仅炉床温度较容易提高,但在投入回料器时,因灰温较底,则会引起床温波动较大。因此,建议在试运初期最好采用前者投入方式。

4 排渣的控制

排渣是该循环流化床锅炉调试的重点。料层厚度控制的好坏,直接影响风室压力和风机电耗。料层过厚会使送风量降低,保证不了流化风速,流化质量恶化,可能会导致炉膛结焦或灭火;料层太薄,虽送风量调节范围大,但运行不稳定,负荷较低时风机节流损失大。因此,在运行中,常采用低负荷小风量薄料层或高负荷大风量厚料层运行。下面就对运行中在排渣上遇到的一些问题进行了叙述:

4.1 排料出现结焦

在运行中,如果不能保证锅炉连续排渣,则会在两侧排料管出现结焦。经分析,原因为:由于是间断排渣,高温热渣在排料管作短暂停留,而此排料管上输渣风管风门不严,出现风管漏风,排料管就会有结焦;有时若燃料未燃烬,含碳量过高,会加速排料管结焦的出现。一旦结焦形成。排料管就失去排料功能,导致锅炉排渣不畅,最终因床料过高而被迫停炉。为解决排料管结焦问题,增设了高压风吹送系统,即在每次排料前、后,先用高压空气吹扫排料管,既减少了排料管高温灰渣的堆积,又加大了排渣时的原动力。还增设了事故打焦口。

4.2 冷渣器本身存在的问题

冷渣器本身存在的主要问题如下:

4.2.1 在运行操作中,曾因高温灰渣在此处停留,造成结焦,被迫停炉。

4.2.2 在冷渣器内布置的水冷管束,并没能够提高效率,反而为排渣增设不少阻力。

4.2.3 冷渣器的排渣出口绞龙在更换排渣出口电动闸板门为旋转调节阀后,环境污染情况大为好转,也为连续排渣创造了良好条件,基本能解决排渣的顺畅和环境污染问题。因此建议在完善冷渣器状况的条件下,尽可能采取连续排渣。

除此以外,正常运行时,锅炉负荷及主蒸汽参数均可满足设计要求,但当燃煤变化较大,又没有投入石灰石系统时,锅炉床温、出口烟温、排烟温度都出现不同程度的偏高,过热器减温水量偏大。经分析主要是由于炉内没有及时补充床料,在缺乏适量循环物料时,炉内物料浓度会下降,传热能力下降,若要维持正常锅炉负荷,会出现上述的温度偏高现象。

[1]刘德昌.流化床燃烧技术的工业应用.[M].北京:中国电力出版社,1999.

[2]路春美等.循环流化床锅炉设备与运行.[M].北京:中国电力出版社,2003.

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