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鍋爐有五個運行調整你知道嗎?

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點擊次數:5090  更新時間:2022-12-27

循環流化床鍋爐與常規煤粉鍋爐不但在結構上有所不同,而且在其燃燒方式和調節手段也有自身的特點。循環流化床鍋爐正常運行調整的主要參數除了汽溫、汽壓、爐膛負壓之外,還應監視床溫、床層壓力、爐膛壓差、旋風分離器灰溫、旋風分離器料層高度、冷渣器工作狀態、布風板壓力、渣溫、排渣溫度等。


第一 床溫控制

床溫是循環流化床鍋爐需要監視的主要參數之一,床溫的高低直接決定了整個鍋爐的熱負荷和燃燒效果,這是由床溫是循環流化床鍋爐的特點(動力控制燃燒)所決定的。根據燃用煤種的不同,床溫的控制范圍一般在850950℃左右,對于揮發分高的煤種,可以適當地降低,而對于揮發分低的煤種則可能要在900℃以上。但不宜過高或過低,過低可能會造成不完全燃燒損失增大,脫硫效果下降,降低了傳熱系數,嚴重時會使大量未燃燒的煤顆粒聚集在尾部煙道發生二次燃燒,或者密相區燃燒分額不夠使床溫偏高而主汽溫度偏低;床溫過高則可能造成床內結焦,損壞風帽,被迫停爐。一般應保證密相區溫度不高于灰的變形溫度100150℃或更多。

調節床溫的主要手段是調整給煤量和一、二次風量配比。如果保持過??諝饬吭诤线m范圍內,增加或減少給煤量就會使床溫升高或降低。但此時要注意煤顆粒度的大小,顆粒過小時,煤一進入爐膛就會被一次風吹至稀相區,在稀相區或水平煙道受熱面上燃燒,而不會使床溫有明顯地上升。當煤粒徑過大時,操作人員往往會采用較大的運行風量來保持料層的流化狀態,否則會出現床料分層,床層局部或整體超溫結焦,這樣就會推遲燃燒時間,床溫下降,爐膛上部溫度在一段時間后升高。當一次風量增大時,會把床層內的熱量吹散至爐膛上部,而床層的溫度反而會下降,反之床溫會上升。當然,一次風量一旦穩定下來,一般不要頻繁調整,否則會破壞床層的流化狀態,所以很多循環流化床鍋爐都把一次風量小于某一值作為主燃料切除(MFT)動作的條件。但在小范圍內調節一次風量卻仍是調整床溫的有效手段。二次風可以調節氧量,但不如在煤粉爐當中那么明顯,有時增加二次風后就加強了對爐膛上部的擾動作用,會出現床溫暫時下降的趨勢,但過一段時間后因氧量的增加,床溫總體上會呈現上升勢頭。在中溫分離器的循環流床鍋爐中,往往通過采用改變返料量來控制床溫。在高溫分離器的循環流鍋爐中,由于回料器的灰溫與床溫相差不大,所以效果不明顯。如果突然大量返料則會造成大量正在燃燒的煤顆粒來不及燃盡就被床料掩埋,這時床溫會大幅下降。加入石灰石時也會造成床溫降低,其原因是石灰石在煅燒時先會吸收一部分熱量。床層厚度也會給床溫的調節造成很大影響。當床層厚度很低時,蓄熱能力不足,床溫降低,與此同時爐膛出口溫度也升高,這是因為密相區的燃燒分額的下降和稀相區燃燒放熱的增加。床層厚度低還會使整個床層溫度十分不均勻,加入煤量多的地方床溫會很高,而加入煤量少的地方床溫很低,這樣易局部結焦。且平均床溫水平較低,負荷加不上去。當煤的水分增大時會使床層整體溫度水平降低。

一般來說,床溫是通過布置在密相區和爐膛各處的熱電偶來監測的,床溫測點位置對床溫值影響很大。因為床內料層表面溫度高,而下面的溫度低,所以床溫測點須布置在合適位置。密相區上、中、下三個高度上布置測溫熱電偶。點火時由于利用床下點火器產生的熱煙氣的作用,上部溫度不能代表床料溫度,要以中下部的溫度為準。沒有外熱源時,密相區上下溫度差小于或等于5080℃。當溫度計異常時,可利用觀火孔和臨時觀察孔以床料顏色判定其溫度。據經驗判斷,當床料顏色發暗紅時,床溫大約為500℃左右;當床料顏色為紅或亮紅時,床溫大約為800900℃左右;當床料顏色發亮、發白時,床溫可能超過1000℃。

當床溫出現波動時,應首先確認給煤量是否均勻,然后再查給煤量的多少。給煤量過多或過少、風量過大或過小都會使燃燒惡化,床溫下降。在正常運行調整床溫時一定要保持給煤量和風量均勻,遵循先加風后加煤先減煤后減風的原則,調節幅度盡量小,要注意根據床溫變化趨勢,掌握好提前時間量。

第二 床壓控制

床壓即床層壓降,是指布風板處的靜壓力與密相區與稀相區交界處壓力差。布風板壓降一般占爐膛總壓降的20%25%,少數情況下可適當增減,保證流化質量的要求。在流化風量一定的前提下它直接反映了床層高度。維持相對穩定的床壓和爐膛壓力是鍋爐運行中十分必要的,對保證正常運行至關重要。若床壓過低,則爐內燃燒就變成懸浮式燃燒,加煤量增加床溫迅速升高,而負荷帶不上,并且整個床層的溫度懸殊很大,易局部結焦;若床壓過高,就需要更多的一次流化風,否則也會導致床料流化不起來,同樣會引起局部結焦。另一方面,水冷風室壓力會隨床壓的升高而升高,一次風系統所承受的壓力升高,容易損壞風機及風系統的管道。更有甚者,在實踐中表明,床壓過高即床層厚度過高時,還會阻礙回料器的正?;亓?。床料落在水冷風室中阻礙一次風系統暢通,從而影響一次流化風總量。

正常運行中控制床壓的主要手段是調整排渣量。本鍋爐排渣方式采用底部放渣。在連續放渣情況下,放渣速度是由給煤速度、燃料灰分和底渣分額確定的,并且與排渣設備或冷渣器本身的工作條件相協調。每天學習鍋爐知識,關注微信公眾號鍋爐圈,在定期放渣時,一般是設定床層壓力或控制點壓力的上限作為開始放底渣的標準。設定床層壓力或控制點壓力的下限作為停止放渣的標準。連續排渣也是通過調節冷渣器的轉速來控制床壓在一定范圍內。

進行排渣時,排渣量的大小是通過調節冷渣器滾筒的轉速來控制。對于滾筒式冷渣器來說,如何控制排渣量的穩定至關重要,否則會使排渣系統溫度過高變形或燒壞。如果是間斷性排渣的話,有可能造成灰渣結塊,使冷渣器堵塞。對于底部排渣來說,一些大塊或密度比較大的耐磨材料與保溫材料或殲石、焦塊等會排出來,當這些塊太大時可能堵塞排渣管或冷渣器,造成排渣不暢。

第三 汽溫調整

一般來說,循環流化床鍋爐主汽溫度隨床溫的升高而升高,隨床溫的降低而降低。由于循環流化床床料蓄熱能力很大,當負荷發生大幅度變化時床溫變化并不很大,所以循環流化床鍋爐的汽溫相對來說比較容易控制。當負荷增加時,床溫有上升趨勢,汽溫也上升;當負荷降低時,床溫有下降趨勢,汽溫也隨之下降。當然這不是絕對的,這跟機組的結構特點和容量大小有關系:如果鍋爐過熱器以對流過熱器為主,負荷升高時,顆粒濃度增大,對流受熱面吸熱量增加,過熱器汽溫上升;但輻射式過熱器吸熱量只與溫度水平成正比,只要爐膛上部懸浮空間的溫度不上升,其汽溫就不會上升。改變一、二次風配比也可以改變爐膛內密相區和稀相區的燃燒份額,從而改變床溫以達到調節汽溫的目的。

過熱器用混合式減溫器來調節汽溫,而且也可以用此消除兩側管壁的溫度差。過熱器采用二級減溫器,第一級為粗調,布置在低溫過熱器出口與屏式過熱器入口管道上;第二級布置為細調,位于高溫過熱器低溫段與高溫過熱器高溫段之間的連接管道上。

第四 負荷調整

循環流化床鍋爐負荷調節性能好是其顯著優點之一。在正常運行時的關鍵是建立穩定的物料循環,大量的循環物料起到傳遞質量和傳遞熱量的作用,將大量熱量帶到整個爐膛,從而使爐膛上下溫度梯度減少,增大了負荷調節的范圍。

循環流化床鍋爐在負荷調整時應著重搞好兩個平衡,即物料平衡和熱量平衡。物料平衡是指進入爐膛的煤、石灰石及其他物料與排出爐膛的爐渣、飛灰和從回料器回來的循環物料之間的平衡。熱量平衡是指進入爐膛燃料的發熱量加上循環物料所攜帶的熱量以及物料中未燃燒完全的煤顆粒燃燒產生的熱量,與水冷壁管、循環物料、一次風吹走形成煙氣所吸收的熱量相等。在這三部分熱量中,一次風加熱形成煙氣帶走的熱量最大;循環灰量帶走的熱量其次;四周水冷壁吸收的熱量最小。如果密相區的燃燒分額確定后,對于給定的床溫,一次風帶走的熱量及密相區四周水冷壁吸收的熱量也就確定了,為達到該床溫所確定的熱量平衡就是循環灰帶走的熱量。

當外界負荷增加時,鍋爐需要的總吸熱量增加,如果燃燒不進行調整,則汽溫、汽壓就相應降低。為了維持汽溫、汽壓的穩定,運行人員就會增加投煤量和一、二次風量,加強燃燒,提高床溫水平,循環灰量也相應增加,旋風分離器分離效率大大提高,對于蒸發面來說,由于床層溫度和稀相區的燃燒加強了,蒸發面的吸熱量增加;對于屏式過熱器來說,由于爐膛上部燃燒加強,其溫度水平也有一定程度地提高,吸熱量增大;對于尾部煙道內布置的對流受熱面,隨著煙速的增加,吸熱量也增加。每天學習鍋爐知識,關注微信公眾號鍋爐圈,這樣整個鍋爐受熱面的吸熱量就比原來增大,促使汽溫、汽壓重新恢復到正常值,至此,鍋爐蒸發量適應了整個機組發電負荷增加的需求,達到新的平衡。當外界負荷減少時,爐膛內的顆粒濃度和爐膛上部燃燒分額都下降,并向鼓泡床的運行工況接近。床內顆粒濃度的下降進一步使水冷壁熱流密度下降,從而對傳熱造成影響。旋風分離器的分離效率隨入口顆粒濃度的下降面降低。分離效率的下降反過來又使懸浮顆粒濃度和循環倍率難以維持,爐膛總體吸量下降,但密相區的燃燒分額卻因循環倍率的下降面有所升高,在某種程度上減緩了床溫的降低。其他過程與負荷增加時相反。

當各種參數變化時均會對循環流化床鍋爐運行產生一定的影響。其中:

1.當煤的發熱量對負荷的影響,但煤的發熱量發生變化時,床內熱平衡的改變會影響床溫也就會影響負荷,發熱量越高,理論燃燒溫度越高,在密相區燃燒分額不變的前提下,床溫就會越高,汽溫、汽壓會升高,負荷升高。

2.煤的粒度變化時對負荷的影響。給煤粒度越大,則從床料中逸出的顆粒量減少,帶到后部受熱面的熱量減少,這樣鍋爐不能維持正常的返料,循環物料所應該攜帶的熱量下降。這樣物料平衡和熱量平衡都被打破并且相應地減弱,造成鍋爐負荷下降。

3.煤的含水量對負荷的影響。當水分增加時,由于蒸汽所吸收的汽化潛熱增加,床溫會下降,但水分可以同時促進揮發分析出和焦炭燃燒,扣除添加水分造成的排煙損失后,總的趨勢是床溫下降,負荷下降。

總的來說,循環流化床鍋爐負荷與風量、風速、物料濃度的變化方向一致,隨負荷的增減自動增減,具有良好的自動適應性。

第五 回料器調整

由于大部分機組的回料裝置都采用非機械J閥,靠下料腿與上料腿的物料差來實現爐膛至回料器之間的密封。如何使其料位差維持在一定范圍內,物料能夠連續穩定地回到爐膛,對于床溫、床壓的控制十分重要。其結構如圖1-10所示。

返料風由高壓風機提供,J閥回料器內布置有壓力測點和灰溫測點,其中在下料腿上的有壓力測點,用以間接監視料位高度,因為整個回料器系統料位以上均為負壓,所以如果哪一點壓力為正值的話,就表示此點所在的位置就是料位高度,在正常運行過程中,須至少保證上一點壓力值為負,否則就無法監視料位高度,可能會造成J閥回料器堵塞,無法返料。

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