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循环流化床锅炉论文大全11篇

时间:2023-03-02 15:03:21

循环流化床锅炉论文

循环流化床锅炉论文篇(1)

炉膛内水冷壁管磨损主要表现在水冷壁管与耐磨材料交接及以上1~5m处、炉膛四角、返料口上部及炉膛出口烟气转弯等处。炉膛内水冷壁管磨损情况如图1所示。

水冷壁管磨损后造成水冷壁管泄漏,高压汽水混合物直接剧烈冲刷造成更多邻近水冷壁管泄漏,有时汽包水位都很难维持,泄漏处床温急剧下降,两侧床温差大,被迫停炉。现在运行的循环流化床锅炉机组中受热面因磨损爆管的次数为煤粉炉的3~5倍,受热面爆管后处理起来难度较大,而且还要组织人员清理床料,重新加入床料,往往要付出更大的人力、物力才能处理好,是各发电企业最为头疼的难题。循环流化床锅炉的防磨措施正确与否,直接影响循环流化床锅炉机组的可用率,对机组的安全运行威胁也很大。

1.2原因分析

循环流化床锅炉水冷壁管磨损机理与煤粉炉有很大的不同,一方面大量烟气和固体颗粒在上升过程中对水冷壁管进行冲刷;另一方面由于内循环的作用,大量固体颗粒沿炉膛四壁重新回落,对水冷壁管进行剧烈冲刷。特别在水冷壁管和耐火材料层过渡区的凸出部位。因没有上行气流,沿水冷壁管下来的固体颗粒形成涡流,对局部水冷管壁起到一种刨削作用。

影响水冷壁磨损的主要因素有:(1)烟气流速的影响:烟气流速越高磨损越严重,磨损量与烟气流速的三次方成正比。一次风量越大,磨损量越大。另外二次风量越大,对炉内燃烧情况的扰动越剧烈,水冷壁磨损量也越大。(2)烟气颗粒浓度的影响:烟气内颗粒浓度越大,水冷壁磨损量越大。因为颗粒数目越大,对管壁的撞击和冲刷越强烈。在循环流化床锅炉运行过程中,负荷越高,床层密度及床层差压越大,说明颗粒浓度越大,磨损量也越大。循环流化床锅炉由于其特定的燃烧方式,炉内的固体物料密度为煤粉炉的几十倍到百倍以上。(3)燃料性质的影响:燃料颗粒硬度、灰分越大,对水冷壁管壁的切削作用越强烈,磨损量越大。尤其在掺烧煤矸石或其它高硬度燃料时,会大大缩短水冷壁管爆管的运行时间。(4)安装及检修质量的影响:锅炉安装及检修质量不好,例如,受热面鳍片没有满焊,造成大量颗粒外漏,造成对水冷壁管侧面的磨损。或管屏表面留下大量焊接后的凸起部位,形成颗粒涡流加剧磨损。(5)耐磨材料脱落:在炉膛密相区排渣口、二次风口处的异型管,过热器及再热器穿墙管密封盒处管壁都会因耐磨材料脱落造成磨损。风水联合冷却式流化床冷渣器回风口处由于风速过快,将耐磨材料吹落造成磨损。(6)锅炉本身动力场的影响:由于炉膛内烟气流速分布不均匀,四角处的烟气流速比中间大许多,所以磨损情况比其它部位严重。

1.3处理及改造方法

(1)运行调整方面:在保证床料充分流化的前提下,尽量降低一次风量;在维持氧量的前提下适当调整二次风量,合理搭配上下二次风量,保持合适的过剩空气。适当降低密相区高度,延长燃煤颗粒在炉内的停留时间,减小对水冷壁管的冲刷,同时也会降低飞灰含碳量。根据负荷变化选择合适的床层差压、床层密度及烟气流速。提高旋风分离器分离效率,延长固体颗粒在炉内的停留时间。

(2)加强来煤管理,控制矸石含量。及时进行煤质化验,控制来煤的筛分粒度,经常根据燃料颗粒度分布情况调整碎煤机锤头间隙,尽量采用二级破碎系统,提高煤颗粒的均匀度,减小大颗粒在来煤总量中的比例。

(3)检修改造方面:杜绝水冷壁管屏表面的凸起现象,检修结束后将水冷壁管焊口打磨圆滑,水冷壁管鳍片应该满焊,不能留下缝隙或漏洞。在水冷壁管加装防磨护板,应注意防磨护板与水冷壁管间的间隙不能太大以防形成凸台。采用让管技术,如图1-2所示。选择质量较好的耐磨浇筑料和技术水平高的施工队伍,浇筑料软着陆时不能形成斜坡,以免附近水冷壁管的磨损加剧。规范施工工艺,确保耐磨浇筑料在机组正常运行时不脱落。

(4)对密相区埋管以上的水冷壁管进行热喷涂。由于循环流化床锅炉受热面磨损问题比较严重,而一时难以找到有效的手段去彻底解决,目前热喷涂成为一种有效的方法来降低磨损。热喷涂是利用一定热源,例如高温电弧,将用于喷涂的材料加热至熔化,并获得高速度,喷射并沉积到经过预处理的工件表面,形成具有较强耐磨功能并与基体牢固结合的覆盖层的一项表面加工技术。按热源分类,基本上可分为火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂。热喷涂技术具有以下特点:涂层的致密性好;涂层硬度高;涂层耐磨性能高;涂层与管道基体结合强度大。

进行过热喷涂的水冷壁管抗磨损和抗腐蚀寿命可以提高2~4倍。其施工工艺过程为:首先将水冷壁管壁减薄的部位先进行堆焊,然后打磨圆滑,使处理后的水冷壁管壁厚度与正常管壁相同,对处理过的部位焊缝进行圆滑过渡。然后进行喷沙处理,对管壁进行清理和粗化,喷沙处理后短时间内进行电弧喷涂即可完成整个喷涂过程。

(5)在不影响锅炉吸热量的前提下对水冷壁管进行埋管处理。水冷壁衬里是用焊在管子表面上的金属销钉将较密的耐磨耐火材料固定在烟气侧的锅炉管件上,结构见图2。

2屏式过热器、再热器及旋风分离器过热器的磨损

2.1故障现象

屏式过热器、再热器布置在炉膛稀相区内,旋风分离器布置在炉膛出口后,虽然所在空间颗粒浓度比密相区要低,但仍然会造成磨损,尤其当迎风面部位,而且旋风分离器受热面所处位置烟气流动方向发生转变,速度增加,加快了耐磨浇筑料的磨损速度,当外面的耐磨浇筑料因各种原因脱落后会迅速提高磨损速度。炉膛内屏式过热器、屏式再热器管屏的磨损机理与炉内水冷壁管的磨损机理相似,主要取决于受热面的具体结构和固体物料的流动特性。屏式过热器、再热器及旋风分离器过热器因磨损爆管后对床温、烟温影响很大,检修困难,是循环流化床锅炉运行急需解决的难题。

2.2原因分析

(1)屏式受热面穿墙管膨胀受阻,产生热应力造成受热面管屏变形,耐磨浇筑料大量脱落。这是屏式受热面最经常碰到的问题。

(2)炉膛内床温变化大对耐磨材料的影响主要有:一方面是由于温度循环波动和热冲击以及机械应力造成耐磨材料产生裂缝和剥落;另一方面是由于固体物料对耐磨材料的冲刷而造成耐磨材料的破坏。

(3)烟气流速控制不合理,一、二次风量太大,对耐磨材料起到强烈冲刷及切削作用。

3对流烟道内受热面的磨损

对流烟道受热面的磨损主要发生在省煤器和低温再热器两端,磨损部位主要集中在迎风面。这是所有锅炉,包括煤粉锅炉避免不了的问题。

3.1处理及改造方法

(1)采用在受热面迎风面加装金属防磨盖板的方法。如图3所示。

(2)在易磨损的部位采用耐磨性能高的钢材。

(3)将设计省煤器时,将其设计成为鳍片式,一方面减小磨损程度,另一方面可增加省煤器的吸热量,以弥补循环流化床锅炉床温较低,总吸热量不足的缺点。

4案例分析

事故案例1:

2006年5月28日中班23:45左右,某厂#6炉负荷135MW,运行正常,突然炉膛正压力增大,汽包水位下降,给水流量不正常地大于蒸汽流量,西侧床温下降速度为20℃/min,而东侧床温基本不变,锅炉蒸发量下降,负荷快速下降至90MW左右,并且有继续下降趋势。24:00,西侧床温已经下降到500℃时,锅炉运行人员判断为水冷壁管爆破,汇报值长,值长令#6炉停运。

事后检查发现:#6炉西侧17.5米层处有两根水冷壁管爆破,其余四根水冷壁管被吹破。经分析原因为:因这两根水冷壁管鳍片没有满焊,造成大量固体颗粒从漏缝处泄漏,对水冷壁管侧面进行冲刷,管壁减薄,引起管子泄漏。

处理:更换损坏水冷壁管,全面检查其它鳍片,满焊所有鳍片。

事故案例2:

2005年7月4日某厂135MW循环流化床锅炉水冷壁管泄漏。

循环流化床锅炉论文篇(2)

目前,国内中、大型循环流化床锅炉投运数量越来越多,这些电厂一般采用DCS控制系统进行机组运行控制。DCS控制系统应用于煤粉锅炉经验已经很成熟,而且自动化水平、安全性都比较高。对于国内的循环流化床锅炉,目前的DCS控制系统现状基本是套用煤粉炉的DCS控制逻辑,只是稍加改动;另外基于国内电厂基建现状,多数机组都是在抢工期的情况下投运的,所以留给控制系统研究人员的研究时间几乎没有。然而循环流化床锅炉的燃烧机理十分复杂,循环流化床锅炉的设计尚处于经验设计阶段,系统中变量之间的耦合比较紧密,而且具有严重的非线性。循环流化床锅炉热工自动控制,特别是燃烧自动控制方面的问题已成为其进一步推广应用的主要障碍,循环流化床锅炉的运行自动化已成为其走向实用的关键之一。

1、循环流化床锅炉燃烧过程与特点

循环流化床锅炉不同于煤粉炉,其控制回路多,系统比较复杂,控制系统一般包括以下主要回路:汽包水位控制;过热汽温控制;燃料控制;风量及烟气含氧量控制;炉膛负压控制;床层温度控制;料层高度控制;循环灰控制。对于汽包水位控制和过热汽温控制特性与通常的煤粉炉相同,在此不予以分析,只对与循环流化床锅炉燃烧相关的控制系统的特点进行分析。

循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的基本任务是使送入锅炉内的燃煤燃烧所提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的需要,同时还要保证锅炉安全经济运行,燃烧控制系统的任务归纳起来有如下几个方面:

1)、维持主蒸汽压力稳定。汽压的变化表示锅炉的蒸汽量与负荷的耗汽量不匹配,需要相应地改变燃料的供给量,以改变锅炉的蒸发量;

2)、保证锅炉燃烧过程的经济性。改变燃料量的同时,相应地调节送风量,使之与燃料量匹配,保证锅炉燃烧的经济性;

3)、引风量与送风量相配合以保证炉膛压力在正常的范围内,保证炉膛的安全运行;

4)、床层温度是一个直接影响锅炉能否安全连续运行的重要参数,同时也直接影响锅炉运行中的脱硫效率及NOx的产生量。一般情况下860℃左右床温是炉内脱硫的最佳温度,同时NOx的产量也较低。床温过低不但使锅炉效率下降,而且是锅炉运行不稳定容易灭火;床温过高会使脱硫效率下降、NOx产量大大增加,同时容易造成炉膛床料结焦,无法流化燃烧而导致停炉。由此可见,床层温度是循环流化床锅炉运行极为重要的参数;

5)、料层高度控制也与锅炉安全连续运行密切相关,料层太厚,会把一次风的“风头”压住,使炉料不能达到完全流化状态;料层太薄,不仅不满足负荷要求,而且会使一次风穿透料层吹灭炉火;

6)、循环灰控制将直接影响锅炉的循环倍率,也对床温有一定的影响。

2、循环流化床锅炉燃烧过程控制技术的实现

循环流化床锅炉是一个典型的多变量被控对象,但由于对它的系统的研究不够完善,还缺乏经验及深人的了解,所以在设计、分析、研究其控制系统时只能仍采用传统的方法。目前循环流化床锅炉燃烧控制系统设计仍采用常规PID控制,通常由燃料控制、总风量控制、一次风控制、二次风控制、燃烧室负压控制、床温控制、料层高度控制、循环灰控制等几个有机联系的控制单元构成。即人为地把被控对象分成许多单变量系统进行控制,这种控制方法虽然简单、易行,局部分析是合理的,但整体考虑会存在许多问题,对进一步提高自动控制水平将存在很大的局限性,有的甚至不能满足机组的正常运行。对于循环流化床锅炉燃烧的控制,从宏观上看,不管你怎么控制都要首先维持床层温度的稳定。而各个参量是互相耦合在一起的,要想实现自动化控制,靠单纯的PID控制是远远不够的,所以必须把先进的控制理念引进循环流化床锅炉的控制系统,即模糊控制。实践证明,模糊控制能够对时变、非线性和复杂的被控对象进行较为有效的控制。为此,应用模糊控制理论对常规PID进行改进,并与模糊控制有机结合起来,形成一种“综合性控制方案”,再配合多种前馈控制方案,应用于循环流化床锅炉燃烧系统这一非线性复杂对象,将达到满意的效果。

3、循环流化床锅炉燃烧控制及燃烧效率的优化方法

循环流化床锅炉燃烧控制要保证锅炉的安全运行、床温的稳定、灵活的参与机组的协调控制,要达到上述目的,必须要搞清楚几个关系即:燃煤量和负荷的关系;燃煤量和床温的关系;负荷和床温的关系;炉膛受热面吸热量和床温、煤量的关系。另外我们必须要重视循环流化床锅炉的热能蓄能量。进而确定我们要控制的元素,从而采用模糊控制结合DCS功能实现我们的控制目的。其实宏观的看只要搞清楚循环流化床锅炉的热蓄能量,就可以很好的的控制锅炉了,这也是循环流化床炉不同于煤粉炉的控制,但是可惜我们很难知道运行的流化床锅炉到底有多大的蓄能。要想有效的控制好锅炉,引入模糊控制就可以解决这个问题。让控制系统模仿人的经验思维,然后再用理论计算进行校正,最后通过DCS实现自动控制的目的。

举个例子:协调控制现在要降负荷,要是人操作,就会根据经验减煤、减风,考虑到锅炉的蓄能量运行人员肯定会先多减一些煤,等降下来时运行人员会在把煤量加至和当前负荷相匹配的煤量,在这个过程中锅炉的床温、一次风、二次风、氧量、料层高度、循环灰等都会有不同程度的变化,也需要对它们进行调整。搞清楚了这个过程和上面所说的那几个关系,我们就可以通过控制系统来实现控制系统的自动控制了。其他情况诸如升负荷、故障情况和各种不可预见的扰动因素(媒质变化等)都可以用同样的方法实现。

综上所述,国产循环流化床锅炉燃烧过程控制的设计与实现,尚存在很多不完善的地方,根据循环流化床锅炉的燃烧运行特点,对锅炉燃烧过程控制系统进行优化改造,对机组安全、经济运行是十分必要的。供热锅炉作为人们冬季供暖的重要设备之一,受到各种因素的影响,能源利用率较低,需要采取有效的环保节能措施进行改善与优化。同时,在实践过程中还需要管理人员全面把握供热锅炉的各项要素,包括类型、容量、数量、能源消耗、运作情况等,综合考虑,探索出适合实际情况的环保节能措施,降低能源的消耗,提高其利用率,提高企业的经济效益,也为企业创造出更好的社会效益。

循环流化床锅炉论文篇(3)

前言

随着经济与社会的快速发展,300MW循环流化床机组在我国的应用范围不断扩展,该机组的核心大容量循环流化床锅炉技术也不断趋于成熟。不同于传统的煤粉炉,300MW循环流化床机组锅炉中新砌筑的墙衬内往往含有一定水分,这就使得该机组锅炉在实际投入使用前必须进行烘炉,这样才能够避免锅炉裂缝、变形、损坏等问题的出现,300MW循环流化床机组的物理与机械性能也能够由此得到较好保证。

1 锅炉结构及布置

在本文就300MW循环流化床机组锅炉烘炉技术及应用展开的研究中,笔者选择了某国产300MW循环流化床机组作为研究对象,该机组的锅炉由单炉膛、高温绝热旋风分离器、回料阀、外置式换热器、尾部对流烟道回转式空预器组成,表1对这一300MW循环流化床机组锅炉的结构及布置进行了较为直观的展示。

2 烘炉过程

2.1 中低温烘炉

在本文就300MW循环流化床机组锅炉烘炉展开的研究中,笔者选择了热烟气烘炉法这一较为先进的烘炉工艺,这一工艺具备的省工、省时、省钱的优点也使得该工艺能够较好满足300MW循环流化床机组锅炉烘炉需求。在具体的中低温烘炉工艺应用中,这一工艺需要应用设置在机组锅炉外的烘炉机,通过烘炉机产生的热烟气,循环流化床机组锅炉的炉墙就能够实现均匀受热,300MW循环流化床机组锅炉烘炉需求自然就能够得到较好满足[1]。

2.2 烘炉

在应用中低温烘炉工艺进行的300MW循环流化床机组锅炉烘炉中,我们首先需要保证300MW循环流化床机组锅炉上水至正常水位,这样才能够开展具体的锅炉烘炉。在具体的300MW循环流化床机组锅炉烘炉过程中,我们需要依次启动点火风道、冷渣器、外置床、炉膛、回料阀立腿烘炉,而在这些设备都投入正常运行后,我们就可以将中低温烘炉工艺所应用的烘炉机逐渐由小油量低烟温投运转变位大油量投运,这样才能够保证中低温烘炉工艺进行的300MW循环流化床机组锅炉烘炉较好实现[2]。

对于中低温烘炉工艺进行的300MW循环流化床机组锅炉烘炉来说,烘炉机的控制需要得到烘炉过程温度的支持,而在这一烘炉过程温度的测量中,相关工作人员必须避免直接测量耐火材料表面,这样很可能降低烘炉机控制精准性,为此笔者认为相关工作人员应用DCS系统的烟气温度测点测量烟气的温度,这样就能够避免因耐火材料温升滞后于烟气温度所影响的300MW循环流化床机组锅炉烘炉质量。值得注意的是,当300MW循环流化床机组锅炉的压力大于0.175MPa时,工作人员需要关闭除了再热器排气门的所有排气门,这样才能够保证中低温烘炉工艺更好服务于300MW循环流化床机组锅炉烘炉[3]。

3 烘炉结果检验

在对本文研究的应用中低温烘炉工艺进行的300MW循环流化床机组锅炉烘炉取样分析后,我们能够断定该300MW循环流化床机组锅炉中的耐火、耐磨材料中的残余水分已经小于2.5%,这就表明本文所研究的300MW循环流化床机组锅炉烘炉较好满足了烘炉的质量标准,由此可见本文研究的实际价值。

4 关键点控制

对于应用中低温烘炉工艺进行的300MW循环流化床机组锅炉烘炉来说,想要较好完成这一锅炉烘炉的一系列操作,工作人员还需要做好烘炉的关键点控制,这一控制的高质量实现需要表现为烘炉的关键部位重视、烘炉温度提升的关注、烘炉过程的温度测量方式合理选择、锅炉和烟道膨胀的检查、膛内出口烟温控制几个方面。

4.1 烘炉的关键部位重视

对于烘炉关键部位重视来说,工作人员需要将自身工作的重点投放到旋风分离器、水冷延伸墙、炉膛出口烟道等设备领域,这样才能够为应用中低温烘炉工艺进行的300MW循环流化床机组锅炉烘炉展开提供有力支持[4]。

4.2 烘炉温度提升的关注

在300MW循环流化床机组锅炉烘炉的温度提升的关注中,工作人员需要严格遵循300MW循环流化床机组锅t烘炉温升曲线要求,这样才能够较好保证耐火材料强度,这一关注需要实现锅炉缓慢和均匀的可控加热。

4.3 烘炉过程的温度测量方式合理选择

在烘炉过程的温度测量方式合理选择中,DCS烟气测点温度是这一测量的最好选择,这对于烘炉过程中烘炉机的燃油量调节将带来较为有力的支持。

4.4 锅炉和烟道膨胀的检查

通过检查300MW循环流化床机组锅炉的尾部竖井和回转式空气预热器。实现锅炉和烟道膨胀的检查。

4.5 膛内出口烟温控制

在膛内出口烟温控制中,工作人员需要结合耐火材料厂家提供的相关资料,以此实现尽可能短时间内膛内出口烟温的合理范围控制,这对于应用中低温烘炉工艺进行的300MW循环流化床机组锅炉烘炉的质量保障也将带来较为有力的支持。

5 结束语

在本文就300MW循环流化床机组锅炉烘炉技术及应用展开的研究中,笔者详细论述了锅炉结构及布置、烘炉过程、烘炉结果检验、关键点控制等内容,而结合这一系列内容我们不难发现,中低温烘炉工艺能够较好满足300MW循环流化床机组锅炉烘炉需求,而想要保证这一工艺最大化自身效用的发挥,相关工作人员就必须深入了解这一工艺的内涵,这样才能够保证300MW循环流化床机组锅炉更好投入到实际生产中,希望这一内容能够引起相关业界人士的重视。

参考文献

[1]刘友宽.300MW循环流化床机组控制技术应用研究[D].昆明理工大学,2008.

[2]李恩.300MW循环流化床锅炉烘炉技术[J].东方电气评论,

2008,04:42-45.

循环流化床锅炉论文篇(4)

目前,循环硫化床锅炉已得到了国内外专业人士的广泛认可。随着循环硫化床技术的不断进步,循环硫化床锅炉的性能也越来越可靠。相比于传统的鼓泡床锅炉,循环硫化床锅炉的动力性、燃烧性以及传热性更为良好,然而不可否认的是,循环硫化床锅炉在具体应用时,还是容易因为某些因素影响,或者某些条件无法满足设计要求而产生锅炉运行故障,严重者还会酿成安全事故。因此本文强调要切实做好循环硫化床锅炉的参数控制,保证其运行的稳定性。

1.循环硫化床锅炉总体结构

循环硫化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分;气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分;对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。

2.循环硫化床锅炉燃烧及传热特性

循环硫化床锅炉属低温燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛,送风一般设有一次风和二次风,有的生产厂加设三次风,一次风由布风板下部送入燃烧室,主要保证料层硫化;二次风沿燃烧室高度分级多点送入,主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬;三次风进一步强化燃烧。燃烧室内的物料在一定的硫化风速作用下,发生剧烈扰动,部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛,其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动,一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置,炉膛内形成气固两相流,进入分离装置的烟气经过固气分离,被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室,经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后,离开锅炉。因为循环硫化床锅炉设有高效率的分离装置,被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛,使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度,因此循环硫化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式,而且还有对流及热传等传热方式,大大提高了炉膛的传导热系数,确保锅炉达到额定出力。

3.循环硫化床锅炉主要热工参数的控制与调整

3.1料层温度

料层温度是指燃烧密相区内硫化物料的温度。它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。料层温度的测定一般采用不锈钢套管热电偶作一次元件,布置在距布风板200-500mm左右燃烧室密相层中,插入炉墙深度15-25mm,数量不得少于2只。在运行过程中要加强对料层温度监视,一般将料层温度控制在850℃-950℃之间,温度过高,容易使硫化床体结焦造成停炉事故;温度太低易发生低温结焦及灭火。必须严格控制料层温度,最高不能超过970℃,最低不应低于800℃。

3.2返料温度

返料温度是指经由返料器返送回燃烧室的循环灰的温度,其主要作用是调节和燃烧室的料层温度。值得一提的是,在循环硫化床锅炉中,应用了高温分离器装置的锅炉的返料温度相对较高,返料器反送回来的循环灰温度大多在20-30℃,这时候的循环灰还能继续燃烧,支持锅炉运行。在锅炉运行过程中,必须严格控制好循环灰的温度,防止返料器在运送循环灰时因其温度影响而产生结焦现象。一般来说,运行时应控制返料温度最高不能超过1000℃。

3.3料层差压

料层差压的基本作用是反映锅炉燃烧室料层的厚度。通常来说,锅炉燃烧室的料层差压多被控制在7000-9000帕之间,燃烧室料层厚越高,其料层差压参数便越大。料层差压也是影响锅炉运行稳定性的一个重要因素。在锅炉运行过程中,如果燃烧室料层厚度过大,锅炉的硫化质量将受到负面影响,严重者还有可能引起锅炉炉膛结焦,乃至灭火,阻碍锅炉运行。因此,用户在使用循环硫化床锅炉时,为了保证硫化床锅炉的硫化质量,务必要做好全方位的工序控制,料层差压作为一项重要的影响因素,其控制工作同样不可忽视。控制料层差压的有效方法是在使用之前,根据添加入锅炉内的煤种特性来设定合适的料层差压范围,确定出料层差压的上限和下限,并以此作为排放底料的开始差压和终止的基准点。

4.锅炉调整中需要注意的几个问题

4.1返料量的控制

与常规锅炉相比,循环硫化床锅炉返料量的控制共多更加复杂。从循环硫化床锅炉的燃烧和传热特性来看,锅炉返料量的多少将直接影响并决定锅炉的燃烧状况。鉴于锅炉炉膛内所存在的返料灰是已汇总热载体们,所以其在锅炉运行时,可能会将锅炉燃烧室的热量带到锅炉炉膛上,使炉膛内部的的温度得以分布均匀,炉膛内部温度均匀稳定之后,会通过多种传热方式实现与炉膛冷壁橱进行热交换,从而是锅炉极有较高的传热系数。从这一点来看,锅炉返料量多少对锅炉传热系数起着耵决定性作用。除此之外,控制好锅炉的返料量还可适当提高锅炉分离装置的分离效率。一般来说,锅炉结构中分离器的分离效率越高,锅炉运行中所所分离出来的烟气便越多,灰量便越大,循环硫化床锅炉对热量负荷的调节工作便越加容易而简便。

4.2意风量的调整

在锅炉的实际应用中,大多数用户在调节锅炉风量时,都仅仅只依靠风门开度。这种风量调节方式可能适用于普通锅炉,但是对于循环硫化床锅炉来说,其风量的调节和控制要求则相对更高。对风量的调整原则是在一次风量满足硫化的前提下,相应地调整上、下二次风风量。因为一次风量的大小直接关系到硫化质量的好坏,循环硫化床锅炉在运行前都要进行冷态试验,并作出在不同料层厚度(料层差压)下的临界硫化风量曲线,在运行时以此作为风量调整的下限,如果风量低于此值,料层就可能硫化不好,时间稍长就会发生结焦。对二次风量的调整主要是依据烟气中的含氧量多少,通常以过热器后的氧量为准,一般控制在3-5%左右,如含氧量过高,说明风量过大,会增加锅炉的排烟热损失;如过小又会引起燃烧不完全,增加化学不完全燃烧损失和机械不完全燃烧损失。

5.结束语

循环硫化床锅炉技术是最近十年来发展起来的一种新型节能技术,当前在国内外已得到了普遍的推广和应用。循环硫化床锅炉技术服务于锅炉,在实际应用中难免会因为各种因素的干扰而影响锅炉的运行。本文通过对循环硫化床锅炉结构、燃烧特性以及传热特性的析,得出控制好循环硫化床锅炉的人工参数,并根据锅炉设计要求及时对其参数作适当的调整,可有效提高并保障锅炉的运行质量。

【参考文献】

循环流化床锅炉论文篇(5)

中图分类号:TK223.7

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2008)09-00149-03

1前言

循环流化床锅炉是国际上20世纪70年代中期发展起来的新型燃烧技术,它的成功应用使循环流化床锅炉获得了迅速发展。由于循环流化床锅炉自身的特点,在运行操作时不同于层燃炉和煤粉炉,一旦运行中不能满足其诸多热工参数的特殊要求,极易造成锅炉出力不足、燃烧效率低、磨损严重、床温偏高、分离效率低、回料器堵灰、结礁停炉等现象,因此,对循环流化床锅炉机组联动协调控制的设计与安装调试进行探讨具有较强的现实意义。

2循环流化床锅炉动态特性分析

循环流化床锅炉在动态特性上不同于煤粉炉,主要表现在循环流化床锅炉燃烧室内流化层大热容量的热平衡特性。这种特性及其随运行工况不同而变化的特性,造成了循环流化床锅炉燃烧过程实现自动控制的困难,据文献:在燃料量扰动下,主蒸汽压力被控对象的特性为:

G(s)=

在燃料量扰动下,床温被控对象的特性为:

G(s)=

在一次风量扰动下,床温被控对象的特性为:

G(s)=

3循环流化床锅炉自动控制系统

循环流化床锅炉与普通锅炉相比耦合关系更复杂,各参数间的耦合关系如表1所示。

从表1可看出,给水流量和减温水流量与循环流化床锅炉其它变量间的耦合关系较弱,可以独立自成系统,因此,循环流化床锅炉的汽包水位控制和减温水控制与煤粉炉一样。燃烧控制一直是公认的难题,循环流化床锅炉燃烧控制的系统如下。

3.1 给煤量控制系统

由于循环流化床锅炉煤粒较粗,燃烧过程复杂,并且由于其燃烧室内的床料具有相当大的热惯性和蓄热能力,因此当给煤量改变后,主蒸汽压力的响应比煤粉锅炉的迟延和惯性要大得多,经实际测算,对于一台125MW循环流化床锅炉,仅纯迟延就有5~15min。循环流化床锅炉的非线性强,又具有时变特性,难以建立有效的预估和补偿手段。锅炉压力调节回路也曾尝试使用“直接能量平衡”的控制结构,但“热量信号”并不比主蒸汽压力信号变化灵敏,所以调节效果不太理想。根据试验结果,即使采用主蒸汽流量前馈的控制结构,变负荷时主蒸汽压力的调节品质也难以得到理想效果。因此建议配备循环流化床锅炉的机组最好运行在“机跟炉”方式下,由锅炉根据机组负荷指令调节给煤量,汽轮机调节主蒸汽压力。

3.2 一次风压控制系统

一次风压力控制系统的目的是为保持一次风压与给煤量相匹配。一次风压通过调节一次风机入口挡板的开度进行调节,一次风压设定值是燃料量指令和床温测量值与给定值偏差的函数。

3.3 床温控制系统

循环流化床一般将床温控制在850~900℃,这是最佳脱硫、脱硝的温度范围。根据锅炉的要求,调节床温的手段一是通过调节一、二次风的配比;二是通过调节给煤量。但是通过调节一、二次风配比来调节床温的调节能力有限,通过调节燃料量调节床层温度,必然使锅炉主蒸汽压力发生波动。因此在调试中对床温自动控制回路进行了修改,仅用一次风量进行调节。为保证床料的良好流化,一次风量必须控制在一定范围内,在床温的控制回路设置了死区,在床温与给定值的偏差大于死区后才调整一次风流化风门。由于一次风流化风门的床温调节只是在±30℃,因此当床温大幅度改变时,需要通过改变一次风压力设定值来进行联合调节。采用一次风流化风门和一次风入口挡板进行床温联合调整的控制结构如图1所示。

3.4 二次风控制系统

二次风控制系统的目的是为了助燃和经济燃烧,包括二次风压、二次风量控制2个部分。二次风压通过调节送风机入口挡板开度进行调节,设定值是燃料量指令的函数;二次风量通过二次风档板进行调节,设定值是燃料量指令和氧量调节器输出的复合函数值。

3.5 引风控制系统

炉膛压力通过引风机入口挡板的开度进行调节。为减少炉膛压力的波动,加快调节速度,在引风控制系统中加入送风机入口挡板和一次风机入口挡板开度的指令前馈信号。

4大型循环流化床机组的联动控制分析

湖南一大型火电厂6号机组由2台125MW循环流化床锅炉、1台200MW联合供热式汽轮机组成,在安装调试过程中,采用了以锅炉调节有功功率、汽轮机调节主蒸汽压力的“机跟炉自动”方式,取得了良好效果。运行结果表明在锅炉基本方式下进行变负荷,虽然速率较慢,但是主蒸汽压力稳定,给煤量的波动也较小,是一种适合于循环流化床锅炉的控制方式(平面设置见图2、3)。

4.1二台循环流化床锅炉、一台汽轮机的联动控制

该火电厂机组的配置采用2台125MW循环流化床锅炉、1台200MW联合供热式汽轮机。这种控制方式在循环流化床锅炉中应用不多,相当于锅炉母管制并列运行。在联动协调控制系统的设计与调试中,除了要设计锅炉主控制器回路,还要设计2台锅炉的负荷分配回路,负荷分配器的输出送至2台锅炉的锅炉主控,既可使2台锅炉同时投动运行,又可只将其中1台锅炉投入运行,另1台锅炉带基本负荷运行。每台锅炉的锅炉主控输出分别送至4台给煤机,可将其中任意1台或4台投入自动。2台锅炉负荷分配的控制结构如图4所示。

在6号机组的安装调试中,首先尝试了“炉跟机自动”方式,因为2台循环流化床锅炉的迟延特性和热惯性单台循环流化床锅炉的要大,造成主蒸汽压力和有功功率的波动,试验过程以失败告终。后来经改进调试方案后,在6号机组的调试中,将协调联动控制系统改成了“机跟炉自动”方式,将2台锅炉投入自动调节机组有功功率,汽轮机调节主蒸汽压力,进行了幅值为l0MW、变负荷速率为lMW/min的负荷变动试验,取得了良好的效果,变负荷过程中机组主要参数的变化情况见表2,机组主要参数的响应曲线见图3。

4.2 抽汽工况下的联动控制

抽汽工况下抽汽量的变化对于有功功率调节回路是一个大的扰动量,会导致有功功率快速变化。如果能将抽汽流量转换成有功功率指令,再叠加到功率调节器给定值上是一个最理想的方法,但汽轮机厂提供的理论数据与实际值总有一定的差异,抽汽流量测量又不可避免地存在一定误差,因此只有当有功功率的测量值与给定值出现偏差后,使锅炉主控制器按比正常调节快1-2倍的速度动作,以尽快补偿因抽汽量变化引起的有功功率偏差。

5125MW循环流化床热水锅炉主要热工测点布设分析

应DCS系统控制需要,125MW循环流化床锅炉主要热工测点布设方式如下(见图2、图3)。DCS中各测点数据能及时、准确反映锅炉运行状况,便于操作人员启、停炉和负荷调整操作,同时,也便对锅炉各系统正常运行进行科学实时监控,为事故分析处理提供技术保证。

5.1温度测点布置

a.床下启动燃烧器内套壁稳1点。

b.冷风室温度2点。

c.炉膛温度采用分层布置,料床温度4点、密相区温度4点、稀相区温度4点、炉膛出口温度4点。

d.每台分离器进/出口、下降管、回料阀各1点。

e.各级省煤器、空气预热器进/出口分左右各布置2点。

f.水系统、风系统视工艺需要布置测点

5.2压力测点布置

a.点火油压1点。

b.冷风室压力2点。

c.料床压力4点。

d.密相区压力2点。

e.炉膛出口压力6点。

f.分离器进/出口、各级省煤器、空气预热器进/出口烟气压力分左右各布置2点。

g.水系统、风系统视工艺需要分布测点。

5.3流量测点布置

5.3.1流量测点

a.一次风2点。

b.上一次风4点。

c.下一次风2点。

d.二次风总风1点。

e.点火风总风1点。

f.供水流量1点。

5.3.2风量仪表选型分析

由于空间限制,工艺管道布置很难满足风量计对测量直管段长度的要求,影响了测量精度,因此,对于循环流化床锅炉风量的测量,根据现场情况考证,不赞成加大投资,刻意追求测量精度,主张在相对准确的前提下保证测量信号的稳定性更为实际。经过对几种流量计的比较,最终选用传统的机翼式测风装置。对于大尺寸风管道,也可以考虑选用热导式风量计,主要是减少压力损失,安装方便,但要注意热导式风量计是点测量,一定要在标定的前提下,找准代表平均流速的测量点,以确定热导式风量计的插入位置。对于直管道很短的风量测量可以考虑选用横截面积式风量计,但要注意横截面积式风量计相对于其它差压式风量计,测量信号很小,必须选用精度微差压变送器;也可以考虑选用V内锥式流量计。无论选用那种流量计,测出的风量最终都要转换成标准状态下的风量显示

5.4其它测点

5.4.1氧量表

烟气含氧量的测量对于指导循环流化床锅炉的运行十分重要,一般在省煤器出口烟道两侧各设一个氧量测点,也可以在空气预热器出口烟道两侧设1点,用于检测空气预热器漏风情况。

5.4.2电动执行器

电动执行器是提高循环流化床锅炉自动化水平必不可少的执行单元。它可以大大减少一线工人的劳动强度,及时应对故障处理。在资金允许的情况先,建议送风机出口风门、二次风机出口风门、引风机入口风门、上下一次风各风门、高压风机出口风门、二次风风门选用电动每年。送风机、引风机、二次风机如选用变频电机,可以考虑取消相应的电动门。由于很少操作回料系统的输送风风门、松动风风门及拨煤风风门等,可以选用手动门就地操作。

5.4.3风机参数监测

风机是电厂的重要主附设备。一旦出现故障,巡检不及时,必然会给电厂造成很大的经济损失且易扩大事故。因此,风机参数的在线监测十分重要。主要监测的参数有风机电流、定子温度、轴承温度和风机振动等。

6结束语

综上所述,循环流化床技术作为高效、洁净、低污染的燃煤技术,在我国将得到越来越广泛的应用。通过对原125MW循环流化床锅炉设计热工测点的设计和两年的实际运行证明,热工测点数量、测点布置及仪表选型基本能够满足生产运行需要。

因循环流化床锅炉燃烧的复杂性和对循环流化床还缺乏经验和深入了解。目前循环流化床锅炉自动控制技术仍存在许多难题需在生产研究和安装调试中逐步完善。

参考文献:

[1] 火力发电厂新设备新技术与发电工程设计、运行、维护及标准规范实用手册.2006.

[2] 岑可法.循环流化床锅炉理论.设计与运行.北京:中国电力出版社,1998.

循环流化床锅炉论文篇(6)

中图分类号:TH11 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(20IO)012-038-02

1 概述

循环流化床锅炉和链条炉是当前供热企业常用的炉型。

在我国,循环流化床锅炉是在上世纪八十年代后期发展起来的炉型,作为一种清洁燃烧技术,近几年已广泛地应用于生产蒸汽、电力和热电联产。在城市集中供热系统中,29MW(40t/h)、58MW(80t/h)锅炉在上世纪九十年代末开始得到应用,116MW(160t/h)的锅炉已也已有工程实际应用。

和传统炉型链条炉比,循环流化床锅炉具有可以燃烧发热量较低的燃料、燃料适应性好、燃烧效率高,NOX排放低,可以进行炉内脱硫,负荷调节容易,灰渣可利用性好等优点,但也存在锅炉烟尘初始排放浓度高(达不到国标GB13271―2001中限值15000mg/Nm3的规定),磨损严重。风机能耗高(约为链条炉的两倍),运行费用高,燃料制备系统、烟风系统复杂,投资高,对运行人员技术水平要求高等缺点。

两种炉型辅助系统的基本配置如下图所示:

对以供热为主的集中供热锅炉房,具有与发电等常年运行锅炉房不同的特点,其炉型的选择不能只考虑循环流化床炉和链条炉本体所具备的优缺点。具体到每个工程,炉型不同,其配套系统也不同,所以应针对具体项目对两种炉型进行分析比较。

2 工程概况

某市东区为规划新区,用地性质以民用建筑为主,集中供热工程一期热负荷约116MW,需设一座区域供热锅炉房,承担一期供热负荷,该区域规划有热电厂,热电厂投产后,区域锅炉房将作为调峰热源承担高峰负荷。

因用户以民用建筑为主,热负荷为采暖热负荷及空调热负荷,为扩大供热半径,热媒采用高温热水,故锅炉选用热水锅炉。锅炉容量可按2x58MW或4x29MW配置。58MW、29MW两种容量的循环流化床锅炉和链条炉均已成熟运行多年,均可考虑。

3 炉型及锅炉容量选择

下面针对2x58MW热水锅炉及4x29MW热水锅炉的两种炉型在初投资及运行费用上进行比较,其中电价按0.6元/(kw・h)、煤价按500元,t考虑,锅炉房年运行天数按120天计算。

由上表所知,单台29MW循环流化床锅炉比链条炉年燃煤费用节约50万元,但电费要高62.8万元,总运行费用高12.8万元/年。

29MW循环流化床锅炉在设备初投资和运行费用上都要比链条炉高。故29MW锅炉选择链条炉较合适。

由上表所知,单台58MW循环流化床锅炉比链条炉年燃煤费用节约190万元,电费高74.8万元,总运行费用低115.2万元,年,运行10个月就可收回多出的设备投资,故58MW锅炉选择循环流化床锅炉较合适。

循环流化床锅炉论文篇(7)

我国常规锅炉,燃烧的烟气里固体颗粒含量是比较小的,燃烧室内烟气混充比较高,而烟气在对受热面的传热过程中,是以辐射为主的。循环流化床锅炉的固体燃料具有浓度高,烟气温度高的特点。烟气在对受热面的辐射传热中和对流是并重的。

物料浓度作为传热系数的重要因素,传热系数会伴随着物料的浓度加强而增大。这个结论,我们已在实验中得到确认。物料对流会影响传热的系数,而烟气对流直接和流化速度相关,在传热系数中大概所占比较不到五分之一。循环流化床的温度与燃烧室受热面的介质材料温度也会受影响。

1 循环流化床锅炉概述

循环流化床锅炉是我国目前保证煤炭洁净燃烧首选炉型。循环流化床锅炉的传热研究还不成熟,对传热系数的计算存在一些困难。而循环流化床锅炉和其它常规锅炉相比,具有明显的优势,尤其在燃烧室与分离器的部件。一般常规锅炉热力计算已十分成熟,一般应用前苏联的《锅炉机组热力计算标准》,对锅炉传热系数进行计算。循环流化床锅炉烧烧室的传热十分复杂,并不能找到一致的传热模型,尽管大量研究人员已经对循环流化床锅炉燃烧室传热进行了大量的研究,而且有些研究结论对循环流化床的机理可以起到十分重要的作用。

对循环流化床锅炉燃烧室的固体颗粒物理特性的参数进行借鉴。而由于经验的原因,使参数的计算与锅炉燃烧室实际的运行数据存在一定的偏差,所以,要将计算结果实际应用到实际工作中还有很大的距离。

在通过实际工作的经验为循环流化床锅炉的试验与制造提供重要的指导性意见,通过经验的参数值弥补理论计算与锅炉燃烧室实际传热数值的差异,这是解决当前循环流化床锅炉燃烧室传热计算有效的手段。

图1 循环流化床锅炉系统

2 循环流化床锅炉燃烧室受热面传热系数研究

循环流化床锅炉燃烧室受热面的传热系数会随着受热面平均固化物料浓度增大,一般是(100~200)W/(m2・K)。而循环流化床锅炉燃烧室的温度和传热面的高度对传热系数也有重要影响。一般来说,床温升高对传热影响明显,既能提高循环流化床内气体传热的系数,还可以有效提高受热面总的传数系数。

循环流化床的固化物料悬浮高,会沿着燃烧壁下落,而下落的颗粒则会对受热面进行冷却,这种界层温度过低,会严重削弱床温对受热面传热产生影响。小的颗粒则会提高受热面中对流传热系数,对较大受热面,下落的小颗粒则能更好的实现冷却,减少小颗粒对受热面传热的影响。这些颗粒下降流冷却与受热面介质的温度有直接关系。

我国研究人员对循环流化床锅炉进行了深入的研究,也做出了一系列的实际测试和理论成果,在模型建立取得了很大的成就。

循环流化床锅炉燃烧室受热面的传热系数的研究,还处于发展的阶段,距离建立真正的模型还有很大的差距。

图2 分区段的燃烧室传热模型

循环流化床锅炉与其它锅炉在操作时,也有不同之处。循环流化床由于燃烧室燃烧的独特性,返料量对于循环流化床锅炉的燃烧起着重要的作用。燃烧室内的返料是一种热载体,返料使燃烧室内的热量带至燃烧室上方,使整个燃烧室内温度分布十分均匀,通过传热与水冷壁等方式进行传热,具有很高的传热系数,能实现普通锅炉的五倍以上。而返料对燃烧室差压可以进行调节,分离器也是影响返料量多少的决定性因素,分离效率越高,返料则越多,循环流化床锅炉的调节空间就越大,操作也就越容易。

普通锅炉在运行中,一般只靠风门大小进行风量的调节,而循环流化床锅炉要求准确的风量控制,所以要保证一次满足风量的流化,再进行,二次、三次风量的调整,风量的调整会影响到流化的质量。循环流化床锅炉要进行冷态试验后,才开始运行。不同的料层,对风量要做出不同的调整。根据烟气中含氧量,进行锅炉的风量调整,氧量高,证明风量过大,使锅炉的排烟造成热损失。而含氧低,证明燃烧不充分,也增加了不完全燃烧的损失。风量一定要满足燃烧的要求,开展一二三次的风量调整工作,使循环流化床锅炉达到最佳运行系数。

3 结束语

通过上述描述与分析,可以对循环流化床锅炉燃烧室的传热运行有了一定的了解,还要结合具体情况,保证锅炉的安全运行,严格控制各料层的差压与温度等,实现循环流化床锅炉的高效节能优势,达到最佳运行的效果。

参考文献:

循环流化床锅炉论文篇(8)

关键词: 300MW循环流化床;氮氧化物;控制措施

Key words: 300MW circulating fluidized bed;nitrogen oxides;control measures

中图分类号:TK229 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)29-0048-02

0 引言

氮氧化物(NOx)是大气主要污染物之一,对生态系统的危害受全球范围内的广泛重视。循环流化床锅炉是新型高效、低污染的清洁燃烧技术,其不但能达到低NOx排放、90%的脱硫效率和与煤粉炉相近的燃烧效率,而且具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点,因此,在国际上得到了迅速的商业推广,国内对大型循环化床锅炉的研究亦不断深入。云浮C厂两台机组均为上海电气集团具有自主知识产权的300MW循环流化床机组;两台锅炉均配置一套独立的湿法脱硫装置,同时预留脱硝安装位。由于没有配套脱硝装置,导致NOx排放经常超标,本文从300MW循环流化床锅炉燃烧控制和烟气排放现状出发,对300MW循环流化床锅炉NOx排放超标的原因、现状进行深入分析,探讨了控制NOx达标排放的措施,从而为300MW循环流化床锅炉的安全运行、环保达标排放控制提供参考和积累经验。

1 NOx的排放现状

1.1 NOx的生成机理 在火电厂燃料过程中NOx不可避免会生成。其生成机理主要分为三种:热力型、瞬时型、燃料型。

①热力型:热力型的NOx生成主要是因为锅炉炉膛中温度过高,导致空气中的氮气与氧气反应生成。当燃烧区域的温度低于1000K时,NO的生成量很小,随着温度的升高,NOx的生成速度按指数规律增加。一般热力型NOx生成量约占总生成量的20%左右。

②瞬时型:瞬时型的NOx生成一般认为是氮与碳氢离子团在氧浓度较低的情况下发生反应生成的。瞬时型NOx在一般情况下生成量很少,仅约占总生成量的5%左右。

③燃料型:燃料型的NOx生成主要是由于煤中一般含有0.5%-2%的氮,在燃烧时,燃料中的氮会与氧气发生氧化反应生成NOx。燃料型生成量往往很大,约占总生成量的75%-80%左右。

1.2 300MW循环流化床锅炉NOx排放现状 云浮C厂两台机组均为上海电气集团具有自主知识产权的300MW循环流化床机组;分别于2010年7月和8月投入商业运行。两台锅炉均配置一套独立的湿法脱硫装置,同时预留脱硝安装位。由于没有配套脱硝装置,导致NOx排放经常超标。我们从锅炉尾部烟气监测装置取得统计数据。通过抽取NOx排放监测数据分析,结合小指标考核数据对比,每天超标时间大于18小时。

1.3 循环流化床锅炉NOx生成特性 燃料在燃烧过程中一部分氮化合物中的氮被氧化生成燃料型NOx。这是锅炉排放的NOx的主要部分,约占总排放的90%。在高温情况下(1100℃)一部分空气中的氮被氧化生成热力型NOx。然而,由于循环流化床锅炉的低温燃烧特性,床温一般情况下约为870℃。在循环流化床锅炉中产生的热力型NOx常少。在循环流化床锅炉的下炉膛中的尚未燃烧的碳和一氧化碳会将NOx还原为氮气。此外,循环流化床锅炉采用分级燃烧方法也有效地降低了NOx的生成。

2 控制措施和效果

通过分析,总结云浮C厂300MW循环流化床锅炉NOx排放超标主要有以下两点原因:

2.1 配风不合理,风量过大。特别是二次风量常保持在大区间运行,氧量在4.1-4.7%。

2.2 床面床料过粗。现场抽样发现床料粒径≥8mm的占据30-48%,且不均匀,粒度过粗,导致床温高和一次风量过大。

结合循环流化床锅炉的特点,实行NOx排放的三个控制措施,实际应用效果明显。

①进行燃烧配风优化,降低二次风量,降低总氧量,控制NOx生成;进行二次风量配风试验,并制作典型工况操作卡指导操作。

通过配风优化,对应负荷床温环比下降5-11℃;一、二次风机电流降低,氧量降低至2.5%左右,厂用电率下降;以一点为例,优化工况风机总电流较调整前分别降低12.4A,43.1A,10.7A;有效地促进了NOx生成的下降。

②从控制床层颗粒度入手,在入炉煤中掺入常规炉渣和高灰分烟煤,以改善炉内床料的均匀性。通过掺烧常规炉渣,进行床料置换,在维持原床温不变的基础上,有效减少一、二次风量,达到降低烟囱NOx排放的目的;风机电耗同步降低,并改善炉管磨损。在床压和床温稳定的情况下,适当掺烧部分高灰分烟煤,以进行床层颗粒置换和控制,特别是蓄高床压后进行排渣置换,将大颗粒床料通过冷渣系统排出,提高床温控制的有效性。

③加强入炉煤粒度控制,确保入炉煤颗粒度符合要求,控制床层温度水平,减少NOx生成。主要有两个控制措施:1)缩小部分床料筛网网眼尺寸,减小大颗粒比例。2)加强采样监测,从单一的筛分采样,增加添加采样、炉内采样,并形成实时报表。

通过对入炉煤粒径的严格控制,使床温进一步得到下降,为进一步降NOx争取空间。

通过以上措施的有效实施,炉内床层颗粒度均匀性得到了明显改善,同时床温也得到了有效的下降。#5、6锅炉NOx排放值由控制前的220-310mg/Nm3下降至70-165 mg/Nm3,符合国家规定的

3 结束语

①研究表明,结合300MW循环流化床锅炉的燃烧特性,通过燃烧优化调整,能够减少NOx的生成,降低NOx排放浓度;②为了降低NOx的排放水平,床温应控制在(850-900)℃,并采用分级送风,可以有效降低NOx浓度;③随着氧量增加,N0x排放浓度提高;对燃用烟煤的云浮C厂300MW循环流化床锅炉,氧量控制在小于2-3.5%的水平是比较理想的运行工况,既有利于NOx排放浓度的降低,也有利于锅炉效率的提高;④通过入炉煤颗粒度、床料颗粒度的严格控制,可以有效地保证床层颗粒粒径的均匀性;既有利于进一步控制床温,也有利于NOx浓度的控制;⑤通过适当的掺烧,可以更好地提高300MW循环流化床锅炉床温、床层颗粒度的可控性和可调节性,提高循环流化床锅炉的调节性能。

参考文献:

[1]岑可法,倪明江,等.循环流化床锅炉理论设计与运行,北京:中国电力出版社,1998.

[2]任建兴,等.火电厂氮氧化物的生成与控制[J].上海电力学院学报,2002,18(3):19-23.

循环流化床锅炉论文篇(9)

一、循环流化床锅炉的现状

循环流化床锅炉自上个世纪八十年代第一台济南锅炉厂生产的35T/H在山东济南明水电厂投运以来,就以其独特的燃烧效率较高、煤种适应性广,运行调整简单,负荷调整范围广、环保、灰渣综合利用率高、脱硫效果明显等优势在电力、化工等行业得到大力的推广。特别是电力行业经过二十年的努力,目前大量大容量循环流化床锅炉投入商业运行,最近四川白马电厂、云南红河电厂300MW连续刷新连续运行记录,云南红河电厂更是创造了连续运行200天的300MW机组的最长运行记录。因此循环流化床锅炉是可以通过运行人员精心调整来确保机组安全经济稳定运行的。这就要求我们电厂生产人员不断的努力学习新知识、积极探索锅炉调整对电厂安全经济运行的重要性,来确保循环流化床锅炉长周期,安全高效经济稳定的运行。

二、运行床温风量的调整

锅炉既是一个蒸发设备又是一个燃烧设备,燃料在炉内燃烧是一个非常复杂的化学反应过程,如何搞好完全燃烧这种化学反应,不但是研究人员、设计人员、制造、安装、调试,监督检验单位的责任,也是使用者的责任。在理论上煤中的炭原子、氢原子、可燃硫原子能和空气中的氧原子发生完全的化合反应,但在实际运行中很难做到。就运行设备而言,在现有的设备基础上通过精心调整,摸索出比较合适的运行工况,按完全燃烧的四个条件(温度、时间、均匀的混合、充分的氧量)来达到最佳的燃烧工况。循环流化床锅炉采用的是低温燃烧技术,由于燃烧稳定相对电站煤粉炉来说温度偏低,而温度是燃料燃烧中最重要的条件,温度越高,反应的速度就越快,燃烧所需要的时间就相对缩短,一般来讲循环流化床锅炉的燃烧效率要低于常规煤粉炉,但在循环流化床锅炉实际运行中,大中型锅炉都接近了常规煤粉炉,150MW和300MW配套循环流化床锅炉的燃烧效率都能达到90%左右。所以说在一个比较低的温度场内能获得一个较高的燃烧效率且减少了污物的排放是循环流化床锅炉能得到大力发展的前提条件,循环流化床锅炉对燃料的品质要求相对较低是其优于常规煤粉炉。

循环流化床锅炉刚入炉的煤和其它炉型一样,先预热逐渐蒸发出内为在水分,而后析出挥发分在炉内密相区进行燃烧。较小的颗粒的煤被强烈的气流送到稀相区继续燃烧,未燃尽的炭粒子被旋风分离器分离出来,通过返料器返回炉膛继续在炉内燃烧。大颗粒的煤在炉膛内被流化风吹到一定高度,靠自由落体从炉膛四周回到床上,这样燃料煤在炉膛内进行多次循环,直至燃尽。这是因为在整个循环过程中,炉内温度场变化很小,有利于可燃物与氧原子的混合而充分燃尽,使得循环流化床锅炉的燃烧效率保持在很高的状态(大型流化床锅炉的燃烧效率>98%)锅炉运行人员在运行调整中,只要将一 、二次风量、风压、给煤量、床温、床压和氧量控制在合适的范围内就可以保证循环流化床锅炉正常的运行。根据近年来的理论研究和各电厂运行的经验,一、二次风量比为燃烧烟煤、褐煤等挥发分较高的煤种时为6:4左右比较合适,燃用挥发分低的煤种时,根据挥发分的含量一、二次风比例为5:5到6:4之间较为合适,这种风量比例下锅炉燃烧效率就比较高。锅炉负荷在50%以下时可停用二次风机以减少锅炉厂用电。为减少锅炉排烟热损失,烟气中的氧量应控制在3~6%之间,燃烧挥发分高的烟煤、褐煤时烟气中的氧量应控制在下线3~5%,挥发分低与10%的燃料氧量尽量提高到5~6%。料层差压根据锅炉设计进行控制,挥发分高的煤种由于燃尽时间短可小些;挥发分低的煤种燃烧较为困难燃尽时间要多些,料层差压可采取高位运行,以增加其在炉内的燃烧时间。炉膛差压控制在1000~1500Kpa较为合适,正常运行时炉膛保持正压运行,炉膛温度尽量控制在950℃以下,尽量不要低于900℃,这样燃烧效率比较高,负荷控制容易,脱硫效率较好,Nox化合物也能符合国家控制标准,锅炉的各项参数就比较正常,锅炉的循环倍率也能和设计值相吻合。相反,锅炉燃烧效率低,锅炉负荷难带外,对锅炉的安全运行带来很大的影响,也对炉内脱硫脱硝效率影响很大,给企业的外在形象和经济效益带来影响。

三、燃料粒度级配比的调整

循环流化床锅炉负荷的调整,在某种意义上就是说对循环物料的调整即:煤、床料、返料量。锅炉点火后需要相对长的时间锅炉才能带满负荷,其根本原因就是锅炉点火后,炉内料层较薄,蓄热量小和炉内内衬材料的制约,使循环物料少,循环倍率低物料难以建立有效的循环。当循环物料达到一定的浓度、床温比较稳定时,锅炉内物料建立正常的循环后,锅炉负荷就比较好控制。研究和实践证明,进入炉内物料颗粒度比较均匀且颗粒度较小时,锅炉内物料循环就好,燃烧效率就高,飞灰和炉底渣的可燃物就越少,锅炉运行就经济。这就需要我们生产运行人员控制合适的入炉煤粒度,经科技人员研究和在循环流化床锅炉上多次实践给出,比较合适燃料的级配比为,无烟煤入炉煤的粒度应控制在8mm以下,烟煤入炉煤的粒度应控制在13mm以下,褐煤等挥发分高的煤可适当提高入炉煤的粒径控制在30mm以下(云南红河电厂燃烧褐煤最大粒径为50mm)。无烟煤比较合适的级配比为0~0.45mm约占40%,0.45~1mm的约占30%,1~5mm的占20%,大于5mm的约10%。尽量不要出现大量的超过8mm煤粒。燃烧烟煤时比较合适的级配比为0~0.45mm约占35%,0.45~1mm的约占20%,1~8mm的占40%,大于8mm的约5%,尽量不要出现大量的超过13mm煤粒。燃烧褐煤时由于褐煤煤中灰分较少、热爆性强,成灰密度较小,灰质软易磨损飞失等特性,在排渣允许的情况下,为保住床压维持炉内平衡,可适当提高入炉煤的粒度,对褐煤的级配比可适当的放宽。因此无论燃烧那种煤种都要积极的探索,摸索出适合自己锅炉的燃料的级配比和颗粒度,来保证我们的循环流化床锅炉能安全稳定经济运行。每个电厂燃烧的煤种都不可能相同,建议各个电厂要在条件许可的情况下,尽量燃烧可磨性系数较大或成灰性较好的煤,这对锅炉的安全经济稳定运行是有好处的。进入炉膛的煤粒度偏大且不均匀(级配比不好)原煤的可磨性系数偏小,成灰性差,不但造成炉膛料压高,炉内流化不好,灰渣可燃物上升,循环倍率偏离设计值,还造成锅炉燃烧效率降低,热效率降低。强化送风量、风压还易造成炉内磨损加大,连续运行时间缩短,就难以达到循环流化床锅炉安全、稳定、经济运行。因此煤的粒度、粒度的级配比、一、二次风量的比例、送引风量、原煤的可磨性系数、循环倍率、炉内气固两种物质运行的速度、烟气中的含氧量、炉内温度等参数的优化是保证循环流化床锅炉安全、经济、稳定运行的基础。

四、结束语:循环流化床锅炉运行调整相对常规煤粉炉来说较为简单,但要调整好,以达到最安全、最经济稳定的工况却较为困难。安全和经济有时是很矛盾的。我们生产管理人员一定要充分认识这种矛盾,决不能回避矛盾,才能去解决这种矛盾,安全和经济矛盾的相对解决就能保证循环流化床机组的安全经济运行。生产管理人员的职责就是知道和解决生产中存在的各种矛盾,生产运行人员的职责和工作就是要做到精心操作调整好处理好安全和经济的矛盾。也就是说在确保安全的前提下保证机组在最经济的工况下运行。让燃料的可燃元素在炉内的燃烧反应过程中与空气中的氧原子有一个最佳的混合和配比,使其充分的燃烧,就是根据蒸汽的压力、温度、负荷、炉内燃烧各部温度、煤质情况、循环倍率物料浓度、料层差压和返料温度,返料量等工况,调整好一、二次风的比例和引风量。 参考文献:

岑可法等:循环流化床锅炉原理设计及运行.中国电力出版社.北京.1998

刘德昌:《流化床燃烧技术的工业应用》。中国电力出版社,1999。

循环流化床锅炉论文篇(10)

中图分类号:TK229文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)21-0113-02

由于CFB锅炉燃烧技术全面应用时间不长,作为新技术的应用,管理经验少,CFB锅炉运行过程出现的问题很多。这些问题引起国家热力科研机构、各CFB锅炉制造厂、使用单位的高度重视,他们在总结大量试验、研究、设计、制造、运行经验及技术创新的基础上,吸取国内外的先进经验后逐步加以改进,管理及技术水平逐步提高,部分技术已处于世界先进水平。但国内外目前已运行的CFB锅炉现实表明,CFB锅炉运行周期普遍不长,实现长周期运行是CFB锅炉推广应用一个急需解决的问题。

1CFB锅炉长周期运行概述

中国是开展流化床燃烧技术较早的国家,早在60年代就开始发展流化床技术,80年代起全国各主要大学和科研院所全面开展了循环流化床(CFB)技术的研究工作。近几年来,国家大力推广循环流化床技术的应用,国内有关动力工程的主要科研机构非常重视循环流化床技术的研究,通过国际学术交流活动加强与国际间的合作,使国内循环流化床锅炉的理论研究发展非常快,运行调整技术日趋成熟,运行水平稳步提高。

1.1循环流化床锅炉理论

当气体或液体以一定的速度向上流过固体颗粒层时,固体颗粒层呈现出类似于液体状态的现象称为流化状态。流化床的概念最早出现在化工领域,60年代未循环流化床正式进入工业应用阶段。循环流化床锅炉是由一个床加一个闭路循环系统组成,如锅炉的燃烧系统由燃烧室、高温旋风分离器及飞灰再循环回送装置组成。

循环流化床锅炉的燃烧为低温动力控制,一般为850℃~900℃,远低于煤粉炉的温度;锅炉内固体物料高速度、高浓度、高能量循环,炉内热量、质量、动量高强度传递。因而循环流化床锅炉内燃料的燃尽度很高,通常,性能良好的循环流化床锅炉燃烧效率可达95%~99%以上,锅炉效率达90%左右。

循环流化床锅炉作为一种承受高压、直接受火的特种设备,它经受到煤渣、石灰石粉、水、蒸汽、烟气以及空气中各种有害物质的侵害,并长期受到煤烟气冲刷,使钢材逐渐腐蚀、磨损甚至变质,若处理不当,有时会使钢材过热,局部发生裂纹,鼓泡变形,甚至开裂;因而对循环流化床锅炉的使用与运行管理有特别要求。

1.2循环流化床锅炉的运行研究

锅炉运行周期是指锅炉连续运行的时间,是从锅炉检修后重新点火产生蒸汽并入管网丌始,连续产生蒸汽到下一次锅炉停炉检修的时间,运行期间锅炉一些故障跳停,如果能够迅速恢复,时间不超过24小时,一般还算锅炉连续运行。锅炉长周期运行时间是一个相对概念,是以国内外同类锅炉连续运行时间相比、与本锅炉以往运行周期相比而言的,当连续运行时间超过国内、外同类锅炉的平均运行时间可算是长周期运行,达到国内、外同类锅炉的运行时间的先进水平是长周期运行。

2005年循环流化床锅炉运行周期统计的基本数据:135MW级机组最长连续运行139天,最短连续运行33天,平均连续运行时74天;50MW及以下等级机组最长连续运行218天,最短连续运行81天,平均连续运行142天。

国内目前在运的大小循环流化床锅炉有近两千台,由于循环流化床锅炉在我国应用时间不长,有关人员对循环流化床理论技术的研究缺乏,对循环流化床技术了解掌握不多,运行和管理经验积累不足,导致循环流化床锅炉在运行应用过程事故频发,严重影响锅炉的长周期运行和效益。如设备安装、设计、运行管理不协调,安全运行规程不完善或执行不正确,控制保护系统不完善或运行特性不良可引起循环流化床锅炉非计划停工;设备出现问题如锅炉受热面磨损泄漏,冷渣器结焦与堵塞,主燃料保护动作,输煤堵塞断煤等将导致循环流化床锅炉停炉,影响锅炉长周期运行。

循环流化床锅炉在几年来运行的实践中发现大量的缺陷与问题,用户进行了不少改进与革新,这些对锅炉产品的改进、提高运行水平创造了很好的条件。循环流化床锅炉因其技术有独特性,各供热单位在管理及运行的水平上有较大的差距,且运行周期普遍不长。我国在循环流化床锅炉推广应用、运行研究方面做了大量工作,但这些研究大多数局限于工程技术问题,是对循环流化床锅炉运行过程出现的具体问题进行具体分析研究,解决的是局部问题。未从管理上对影响循环流化床锅炉长周期运行的因素进行深层次的分析研究,未能系统地研究影响锅炉长周期运行的问题,对存在的问题采取有效措施加以解决,以提高循环流化床锅炉运行水平。

2影响锅炉长周期运行的管理原因分析

2.1锅炉事故的原因

锅炉炉管直接受火焰辐射、高温烟气冲刷,烟气灰垢、水中杂质等对锅炉都有较大的腐蚀性,锅炉内形成的水垢严重堆积时会造成受热面过烧、变形、甚至破裂。如炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损原因:一是在过渡区域内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反,因而在局部产生涡旋流;另一个原因是沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变,因而对水冷壁管产生冲刷。炉内床料结焦的原因是床温偏高和炉内流化工况不良,局部或整体温度超出灰熔点或烧结温度造成的。当给煤量过大,而风量又未及时调整、低温循环物料返料量少对床温冷却减弱、冷渣器内含可燃物多或冷却风量过低时常会出现高温结焦。当床料中含碳量过高时,如未能适时调整风量或返料量抑平床温,也有可能出现高温结焦。

布风系统制造和安装质量不好。给煤粒度太大,甚至给煤中存在大块。当燃煤、床料熔点太低,在床温较低水平下就可导致结焦。给煤系统堵塞是因为CFB锅炉的入炉煤未经热风干过,仅一、二级破碎而已,因而煤中的水分多,粘度大,加之煤仓结构不按CFB锅炉入炉煤特点来设计,如煤仓内衬不良等原因导致煤仓下料不畅,发生堵煤。锅炉的工作条件恶劣,容易发生损坏。一些由于运行操作不当或长期使用、维修保养质量不良造成的锅炉故障,如法兰之间的泄漏、阀门不严、连接水位表或压力表的旋塞漏水漏汽、安全阀阀心被粘住等。这些故障可以在不停炉的情况下经过处理即可恢复正常运行,但若不及时处理,可能造成严重事故。

2.2锅炉故障的管理原因

锅炉的设备管理包括对锅炉及其配套设备的全过程管理,是通过一系列的技术、经济、组织措施,对项目进行研究,对设备的规划、设计、制造、选型、购置、安装、使用、维护、修理、更新、直至报废的全过程进行科学管理。设备管理工作贯穿CFB锅炉管理的全过程,各个环节对锅炉投产后的安全长周期、高效生产都起至关重要的作用。

2.2.1投资原因锅炉能否长周期运转,设备投资是关键。设备的选择应满足生产实际的需要,结合企业长远生产经营发展方向全面考虑,这样,可以使企业有限的设备投资,用在生产必需的设备上,发挥投资的最大经济效益。一般说来,技术上先进,经济上合理,安全节能,满足生产需要是投资选择设备时应共同遵守的原则。对于设备计划投资值,有保证的投资是锅炉安全长周期生产的基础。过高的投资可能令一个建设项目因还贷、支付利息过重而影响项目的效益,甚至失去存在的意义,因而每一个新的工程建设项目严格控制投资是必要的。但过份压缩投资往往使工程项目的安全性能大幅下降,大幅度影响锅炉产生的经济效益。例如,因资金不足,在选择锅炉的技术时,一些先进、效益好的技术没能应用;技术力量好的设计单位,资质好、管理水平高的施工单位往往选不到;在设备的选择招投标过程,往往质量好,技术成熟的名牌产品因价格偏高而落选,最后中标的大多是质量不太好,价钱相对较低的设备供应单位。

2.2.2质量管理原因工程建设过程的质量管理是影响锅炉能否长周期运转的重要因素,锅炉的建设质量管理包括对设备制造、安装过程的监督管理,要坚持“质量第一,预防为主”的方针和“计划,执行,检查,处理”循环工作方法,不断改进过程控制。满足工程施工技术标准和设计的要求。质量控制是建设工程中最重要的工作,是工程建设控制的中心,工程质量控制需按质量管理体系控制。严格把好材料设备质量关,施工过程必须完全贯彻设计思想,严格按有关规范施工建设,任何一方面差错、把关不严都可能造成重大损失。现实上,工程建设过程直接控制的指标有三个:时间、质量、费用,这三个目标有一定的排斥性,很难同时达到最优,适度的均衡加快施工进度,可以在计划工期内得到合理的提前,可以保证施工质量。严格控制质量,可以避免返工,进度则会加快,反之则会因返工造成工期延后,施工成本增加。投资与质量的关系是质量好要增加施工成本,但严格控制质量,可以避免返工提高承包商的施工效益,减少建设项目的经常性维护费用延长工程使用年限,降低投资成本,提高效益。CFB锅炉及其相关系统处于高温、高压、粉煤灰充斥的环境,设备制造、设计、安装质量有特殊要求,必须严格按标准规范执行。

2.3运行过程管理原因

CFB锅炉运行过程出现的各类设备问题大多数与运行过程的管理有关,按因果连锁模型,各种事故的直接原因有人的不安全行为和物的不安全,事故的深层次原因是管理问题。生产过程影响锅炉长周期运行的因素有管理制度不完善,设备管理制度执行不严,违规操作或误操作,设备出现的问题调整、分析诊断、处理不及时等,均可导致事故的发生,影响锅炉长周期运行。

3结语

设备管理不完善、现场生产管理不深入和员工管理不到位是影响CFB锅炉长周期运行的三大重要因素。加强设备、生产和员工管理是保证CFB锅炉长周期运行的有效办法。

参考文献

循环流化床锅炉论文篇(11)

1 引言

本文结合第二热电厂锅炉各热力参数从运行调整等方面进行分析,总结提高循环流化床锅炉经济性的有效节能改造措施,为循环流化床锅炉的安全、经济运行提供经验参考和借鉴。

2 锅炉概况

第二热电厂75t/h循环流化床锅炉DGG75/3.82-2型锅炉是单汽包自然循环,高温“气-固”旋风分离,全钢结构炉架的循环流化床锅炉。布置方式为露天布置,由前部、尾部两个竖井及连接两个竖井的一个旋风分离器组成。

2.1 运行技术措施

在确保循环流化床锅炉能够安全稳定运行前提下,对机组主要经济指标(如厂用电率、供电煤耗、锅炉效率等)加强了管理,通过搜集资料、多次研讨优化运行调整的方案,制定多项运行调整措施,并在实际运行中加以验证后再次改进,总结一系列针对循环流化床锅炉燃烧调整的经验,提出了四项有效的燃烧措施,详述如下:

2.1.1 低床压燃烧措施

床压的大小是反映炉内床料量多少的参数,也是炉床料量多少的唯一判断依据,其数值又受到负荷、风量、床料粒度、煤质、煤种等多因素的影响,因而床压是循环流化床锅炉燃烧技术中最重要而又复杂的参数之一。

2.1.2 低氧量燃烧措施

在循环流化床锅炉运行初期,对其燃烧控制经验不足,对氧量的控制大多沿袭传统煤粉炉的燃烧经验及运行设计说明书,采用了较大的过量空气系数,氧量O2控制值在3-4%,引起一系列不利影响,如:磨损大、床温低、飞灰大、风机电耗大等。经过认真分析及总结经验,打破固定思维,考虑到循环流化床锅炉炉膛的密封性好,漏风系数极小,氧量随烟气流向逐渐降低,与传统煤粉炉的氧量随烟气流向因漏风的增加而变大正好相反,因此降低氧量运行是可行且有利的,在经过多次运行分析对比,更加证实其正确性。在采用低氧量燃烧技术后,风量的减少使风机电耗降低;床温的提高使锅炉燃烧效率升高、飞灰含碳量降低;风速的降低使磨损减弱。因此低氧量燃烧技术的采用大大提高了锅炉的燃烧经济性。

2.1.3 优化煤粒粒径级配措施

循环流床锅炉的床料内循环及外循环方式增加了灰粒(煤粒)在炉内停留时间,有利于煤粒燃尽。我厂加大对细碎机的设备管理,提高细碎机效率,增加煤粒取样化验次数,对煤的粒度提出了更高的要求:入炉煤粒度为0-7mm;中位粒径d50=0.6mm(d50=0.6mm代表的意义是煤的粒度以0.6mm为分界各占50%);煤的粒度小于200μm的不大于25%。

通过这些措施合理调整且优化了煤的粒度级配,减少煤粒中过大过小的成份,使煤在炉内的燃尽程度有了较大提高,有效降低了飞灰可燃物和底渣含碳量,大大提高了循环流化床锅炉的燃烧经济性。

2.2 经济指标分析

2.2.1 降低飞灰可燃物

飞灰可燃物是循环流化床锅炉主要性能指标之一,我厂试运初期,飞灰含碳量较高,常常达到15%左右,以至锅炉热效率低于保证值,降低飞灰可燃物的措施有以下几点:

(1)采用四项有效的燃烧措施即:低床压、低氧量、高炉膛压力、优化煤粒粒径级配措施,提高锅炉燃烧效率的同时也降低了飞灰可燃物。

(2)提高炉膛温度:循环流化床锅炉的飞灰中,粒径d=40~50μm的灰粒含碳量最高,d>70μm灰粒的飞灰含碳量则比较低。d=40~50μm的灰粒多为分离器分离不下来而一次通过分离器的灰粒,与煤粉炉中的灰粒直径为一个数量级,其含碳量与炉膛温度有很大关系,在确保SO2及NOx排放指标合理的前提下,适当提高床温是降低飞灰含碳量的有效措施,将控制床温由试运初的860℃提高到900℃。

2.2.2 降低供电煤耗

机组试运初期,其供电煤耗较大,且明显高于同级别的煤粉炉,经一系列措施采取后供电煤耗有所降低。其主要措施有以下几点:(1)机组低负荷时采用滑压运行方式:因循环流化床锅炉机组运行调峰能力强,机组经常在低负荷运行,采用滑压运行即可降低节流损失,又可降低给水泵电耗,机组经济性得到提高;(2)煤质:在煤源紧张的情况下,尽可能的保证煤质稳定,保持锅炉燃烧的稳定性,另外保证细碎机的可靠运行,使煤粒粒径级配在合理要求内;(3)经济性实验:积极对机组进行经济性实验,通过实验寻找提高经济性的措施,另外对机组做最大出力试验,通过试验对机组出力进行扩容,由3.5MW扩容为4MW,机组的出力得到有效提高。

3 结语

针对循环流化床锅炉炉内燃烧这一个非常复杂的过程,通过对燃烧的理论研究和大量运行经验总结,针对每一问题、每一环节,从设备改造和运行调整两方面积极探索解决方法,使我们较准确地把握了炉内燃烧工况,较精确地对燃烧进行了调整,既提高了运行水平,又保证了循环流化床锅炉的安全、稳定、经济运行,在国内同类型机组运行评价中达到领先水平,4#锅炉热效率由试运前的90%提高到目前的93.2%。

参考文献: