【摘 要】對循環(huán)流化床鍋爐簡單介紹,分析生產(chǎn)運行中床壓、床溫、爐膛差壓這幾個主要參數(shù),提供參數(shù)控制處理辦法。
【關(guān)鍵詞】循環(huán)流化床鍋爐 生產(chǎn)運行 床壓 床溫 爐膛差壓 分析 處理辦法
近年來,隨著高效、低污染等特點越來越被人們認(rèn)可,循環(huán)流化床鍋爐在我國和世界上都得到了迅速的發(fā)展。循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化的低溫燃燒方式,是一種國際公認(rèn)的潔凈煤燃燒技術(shù),以其燃料適應(yīng)性廣、脫硫效果好、NOx排放量低、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點在我國燃煤電站中廣泛采用。但是,我國循環(huán)流化床鍋爐的生產(chǎn)過程中也產(chǎn)生了各種各樣的問題。床壓、床溫、爐膛差壓的控制上,不像煤粉爐有那么明確的調(diào)整方向和控制手段,本文為這些參數(shù)的控制,提供分析和處理辦法,供廣大循環(huán)流化床鍋爐用戶提供參考。
一、床壓
床壓指氣固(流態(tài)化)兩相流體在單位布風(fēng)板面積上的壓力,床壓的高低,在一定程度上反映了爐膛內(nèi)固體物料的多少。
每個不同的循環(huán)流化床鍋爐都有最佳床壓范圍,這個范圍與燃料特性、石灰石特性、配風(fēng)方式、布風(fēng)板阻力特性等都有關(guān)系,應(yīng)由燃燒調(diào)整試驗確定,并在運行中積累經(jīng)驗逐步調(diào)整完善。A電廠兩臺循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計床壓5.3kpa,實際運行中逐漸調(diào)整到7kpa左右,運行正常;后改造布風(fēng)板風(fēng)帽以后,布風(fēng)板阻力增加,兩臺機組經(jīng)過長時間摸索嘗試,分別將床壓穩(wěn)定控制在8kpa和10kpa左右運行,取得較好效果。目前因摻燒劣質(zhì)煤,及為滿足環(huán)保要求入爐石灰石量的增大,造成鍋爐物料細(xì)顆粒份額增加,爐膛差壓增大,床溫降低,循環(huán)灰量大幅增加,偶爾還會造成間斷回料故障。針對此現(xiàn)象,分析因物料顆粒分布發(fā)生較大改變,鍋爐燃燒狀態(tài),流化狀態(tài)都產(chǎn)生較大變化,所以逐步降低床壓,目前一臺機組保持9kpa左右運行,運行情況得以改善。
所以,床壓控制的原則就是分析鍋爐運行情況,以安全穩(wěn)定運行為主要目標(biāo),兼顧環(huán)保及指標(biāo),在不同的運行方式、負(fù)荷率、煤質(zhì)、設(shè)備狀況下,靈活采取不同的床壓,并在運行中不斷調(diào)整修正,而不能把床壓范圍固定,容易產(chǎn)生各種各樣的問題。反向考慮,當(dāng)鍋爐出現(xiàn)各種各樣問題的時候,分析是不是與床壓控制的高低有關(guān),適當(dāng)改變床壓控制范圍,可能將問題輕易解決。
二、床溫
實踐證明,合理的調(diào)整一二次風(fēng)比率,是控制床溫的主要調(diào)節(jié)手段。降低一次風(fēng)率(床層流化風(fēng)),使一次風(fēng)從床面帶走的熱量減少,通過提高二次風(fēng)率保證燃料燃燒需要的充分氧量,可以有效提高床溫,反之亦然。其實,床溫高低的水平主要影響因素還有床料的粒徑分布。由于爐膛換熱的主要途徑是細(xì)顆粒物料對水冷壁的換熱,當(dāng)細(xì)顆粒物料較多時,水冷壁換熱量足夠滿足蒸發(fā)量要求,床溫水平相對可以保持低一些,粗顆粒物料偏多時,床溫水平被迫保持高一些。A電廠設(shè)計床溫896℃,當(dāng)床料粒徑分布不平衡時,帶同樣的蒸發(fā)量,最高床溫達(dá)950℃左右,最低床溫低至860℃左右,由此可見床料粒徑對床溫控制的重要性。各電廠應(yīng)該根據(jù)自己鍋爐的設(shè)計值、煤種和實際運行中的經(jīng)驗,合理的確定入爐物料的粒徑分布。
需要提起注意的是,床溫控制的過程中,要密切監(jiān)視床溫各分布測點、爐膛溫度各分布測點及回料器溫度測點的溫度值。當(dāng)床溫各測點產(chǎn)生較大偏差時,很可能是流化不良的結(jié)果;當(dāng)爐膛溫度高過床溫溫度時,很可能床面已經(jīng)結(jié)焦;當(dāng)回料器溫度逐漸下降時,很可能回料器已經(jīng)堵塞或者結(jié)焦。這些都是從筆者親歷的各種故障或事故中總結(jié)出來,教訓(xùn)深刻。
三、爐膛差壓
循環(huán)流化床鍋爐爐膛差壓的控制除了負(fù)荷高低,風(fēng)量大小有一定影響外,主要是靠調(diào)節(jié)入爐物料粒徑來實現(xiàn)的。如果說總物料量決定了床壓的高低,那么細(xì)顆粒物料量決定了爐膛差壓的大小。
小粒徑物料偏少,大多數(shù)床料沉積在床層,爐膛差壓降低,爐膛中上部熱負(fù)荷減少,運行調(diào)整被迫提高床溫加大總風(fēng)量來增加熱負(fù)荷,造成無謂的流化風(fēng)量消耗,加大排煙損失,增加爐膛和尾部煙道的磨損,使鍋爐運行穩(wěn)定性、安全性降低。小粒徑物料偏多,爐膛差壓升高,爐膛中上部熱負(fù)荷增加,鍋爐帶負(fù)荷能力加強。但極細(xì)顆粒物料極易被流化風(fēng)夾帶飛出爐膛,當(dāng)粒徑小到旋風(fēng)分離器也難于捕捉時,將無法參加物料循環(huán)而無法燃燒完全,造成飛灰可燃物增加,如果這種極細(xì)顆粒足夠多,容易造成回料量減少、物料損失加快使床壓難以維持影響鍋爐穩(wěn)定運行。所以,調(diào)整入爐物料粒徑分布范圍,合理的控制爐膛差壓也是循環(huán)流化床鍋爐運行調(diào)整維持鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運行的重要手段。
控制好穩(wěn)定的爐膛差壓,可以使運行人員可以通過靈活的調(diào)整配風(fēng)使汽溫、排煙溫度、氧量、床溫、飛灰含碳量等其它各運行參數(shù)在各種工況下達(dá)到最優(yōu)從而全方位提高運行經(jīng)濟(jì)性。
A電廠和B電廠都因為粒徑過大爐膛差壓過低出現(xiàn)過無法帶高負(fù)荷,排渣困難甚至流化不良等各種故障。A電廠最近又出現(xiàn)過因細(xì)顆粒物料過多,爐膛差壓過高而造成除塵器故障,回料器間斷回料等故障。鑒于以上分析,應(yīng)該把入爐煤的破碎和篩分作為保證入爐煤質(zhì)的首要工作去做,嚴(yán)格控制入爐煤粒徑滿足設(shè)計要求。由于石塊硬度很高,耐磨又不能通過燃燒過程自我破碎,當(dāng)過多較大石塊進(jìn)入爐膛后對床層流化、床溫控制和正常排渣都會造成威脅,所以當(dāng)入爐煤中有石塊時,更要通過篩分和破碎保證粒徑,尤其要控制粒徑過大石塊進(jìn)入爐膛。
隨著循環(huán)流化床鍋爐的迅速發(fā)展,設(shè)計容量越來越大,設(shè)計參數(shù)越來越高,生產(chǎn)運行中必然會產(chǎn)生新的問題,人們對循環(huán)流化床鍋爐運行技術(shù)的經(jīng)驗積累以及更深入的研究也會相應(yīng)的促使其主要參數(shù)的控制技術(shù)也會發(fā)展變化。希望通過筆者對循環(huán)流化床主要參數(shù)控制技術(shù)的淺顯研究能為廣大循環(huán)流化床鍋爐用戶提供一點借鑒,或能起到拋磚引玉的效果。
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