循环流化床锅炉综合技术对策初步探讨.doc

个人资料整理 仅限学习使用循环流化床锅炉地综合技术对策初步探讨程昌业核心提示：循环流化床锅炉地各类技术难题较多,其重要原因之一在于形成循环流化床电站工程地各个环节、部门之间地协调与合作不够,容易出现许多工艺问题,本文将一些关键技术问题加以分析探讨,提出一些解决方案和经验总结,可供专业人士参考.b5E2RGbCAP关 键 字：循环流化床锅炉地综合技术对策初步探讨 循环流化床锅炉 综合技术对策 点火启动 运行调整 初步探讨 p1EanqFDPw0 前言循环流化床锅炉CFB技术在设备制造、工程设计和运行调整等几方面都存在着一些工艺问题,需要加以研究分析,解决好积累地具体问题.这些困惑已关联到制造、设计、调试、监理和运行等各个层面,须综合治理.本文旨在起到抛砖引玉地作用,供业内人士参考.DXDiTa9E3d1制造与设备改造方面地技术对策1.1点火筒地设计思路点火筒混合风即主流化风）与点火中心风、夹层冷却风之间地流体分配关系和导向角度设计,直接关系到点火筒地烧损问题.能否借用预热室低挥发份燃烧器地设计理念加以完善,看来是一个值得思考地问题.这样做便于点火启动中地风量切换过程,对于没有设置点火增压风机地点火筒,甚至可以在适当风门开度下直接无切换加减风量,对料层温度、风室风温和流化程度掌握也十分有利.甚至可以考虑主流化风与点火筒分置地布置方式.见图1所示.此外在合适地区段增加一些筒内夹层和分段温度测点,热偶材料可选择铼钨热偶这样地高温测量元件,以保证筒内中心段烟温水平.RTCrpUDGiT1.2J阀放灰 在多台CFB机组实践中,我们往往通过返料器放灰来解决那些细灰含量过多,产生了循环灰过载恶化产生地问题.其技术手段在于通过少量排放来微量调节主流化床和炉膛地颗粒度分布,适当提高粗颗粒含量,减少总灰量.对于四川攀枝花电厂这样地低床温、多细灰 135MWCFB锅炉来说,将是一个理想地技改方案.此方案关键在于加装细灰放灰管水冷套、耐高温闸板阀和一道转速可调锁气器.5PCzVD7HxA1.3对高温灼烧管路地水冷保护不少CFB锅炉在由风水冷冷渣器改为滚筒式冷渣器后,炉外冷渣器前端排渣管长期处于烧红灼热状态,烧损明显.而返料器在放灰过程中放灰管以及风室内部过渡段垂直排渣管点火期间也存在这一现象,为此应在设备技改和制造中考虑对应部位加装水冷套,以降低该管段温度,减少意外故障.返料器风室放灰管无需冷却.jLBHrnAILg1.4主流化床排渣问题随着CFB大型化,床面积逐渐加大,应注意床中央区域地放渣问题,至少作为事故放渣来考虑.床面粒度地几何分布,对炉内燃烧过程稳定性和床温均匀性会产生明显影响.实践证明,那些具有中间事故放渣管地流化床,只要做到定期排放并且保持住良好地床温,就能够避免运行中地颗粒分布异常所引起地结焦.xHAQX74J0X1.5膨胀节问题 由于CFB磨损、膨胀和耐火砌层布置与选材不同与一般锅炉,应对分离器前后、料腿、回料J阀、燃烧室、风烟道等处地金属与非金属膨胀节认真选型和设计,防止变形与撕裂,尽可能消除这些地带地磨蚀、应力集中和泄漏等问题,考虑出足够地膨胀间隙、耐火性能和材料膨胀系数地不一致影响.在J阀等高温区域地膨胀节上,应当考虑采取冷一次风或者取用返料风源地风冷却方式,这一点很重要,我们已经在一些电厂加以应用,效果良好.LDAYtRyKfE1.6防磨损措施地运用 很多场合下,在完全没有采用特殊防磨处理地水冷壁施工与设计时,一般经验是尽可能地避免表面上出现不平整焊瘤、过渡接口和鳍片毛刺,并且在角部等易磨损区域加以超音速喷涂措施,就能够减少磨损.这一规律,确实符合很多燃用褐煤、贫煤等优质原煤地CFB用户地规律.但是对于那些分布在华北、西北和东北地区煤源丰富地省份,矸石类硬质、多灰分、低热值燃料地CFB用户,就不太适用这样地简单处理.Zzz6ZB2Ltk情况恰恰相反,这些用户地CFB水冷壁鳍片上,需要加装图 3所示地防磨削旋片,这一点在1992年山西电力技术第一期作者编译地流化床一文中已经有所交待.而且考虑在旋风分离器入口烟窗截面突变区域地顶部,即屏式过热器、屏式再热器、大屏式水冷壁和双面曝光水冷壁炉顶穿墙管用耐火浇注料砌成光滑流体力学过渡型炉顶,同时从上部根部起将 5001400mm等辅助用风地设计又要提高功效 设计中为了达到尽量减少辅助风量地目地,应重视密封风、播煤风等地设计工艺,在喷嘴形式、管径、切入角度和引用风源上多加考虑.大多数地辅助风源,一般都推荐采用压力冷风lzq7IGf02E2.11冷渣器地选择对于物料中8mm以上粗大颗粒较多、且细粉成分适中地多数用户来说,推荐选择使用国产地松灵式等类型地滚筒式冷渣器.该型冷渣器是解决排渣难问题地一种很好地解脱方式,同时可以明显降低厂用电率、减少检修维护工作量、降低运行操作强度,能够实现稳定可靠地料层排渣自动控制.但其缺点在于由于缺少风力选择,细灰回料性稍差,启动中建立灰循环地速度略慢一些.个别品牌地该型冷渣器出现动静结合部地泄漏、旋转卡涩和出渣冷却不足问题.zvpgeqJ1hk而对于那些无粗大料层颗粒、煤质碎裂程度较高、燃用灰分相对较低燃料地CFB锅炉,如不考虑厂用电率地问题,也可以使用国外通用地风水冷冷渣器.但一定要对除渣困难地问题足够重视,采用具有自滚动坡度、风力或机械）助推、事故短路排渣等改进型设计地产品,对内部热交换器地磨损泄漏、粗颗粒沉积、流渣不畅和运行调整等难点要有明确可靠地措施.NrpoJac3v12.12防爆设计目前地设计中,基本上没有做尾部烟道和风系统地防爆燃装置设计.国内数台CFB锅炉爆炸、尾部对接部撕裂或空气预热器爆燃烧损等事故严肃地证明,尾部烟道和一、二次风风箱和风道容易在压火、启停等过程中出现瓦斯返窜爆燃事故,这一点防范工作必须提前考虑.一是增加瓦斯放散设计；二是各区域防爆设计完善.低温燃烧同样存在防爆问题.1nowfTG4KI3 CFB运行调整要点3.1 点火启动要点3.1.1冷态实验通过料层与空板阻力实验,可以全面地了解CFB基本地布风均匀性、料层阻力、空板通风阻力和热态模拟等情况,对于预见性地判断未来热态地调整行为有着非常重要地意义.fjnFLDa5Zo启动调试地冷态实验中,应当完成：点火风、主流化风和主流化风+点火风这样三种风量组合下地料层实验与前两种状态下地空板阻力特性实验.tfnNhnE6e5一般情况下,对应各料层厚度地冷态最低临界流化风量出现时,会在逐步加风升压过程中突然发生风室风压0.150.35kPa地下降值凹陷情况,此点极为重要.为此,建议在一次风机或增压风机作为流化风源料层实验时,在该拐点出现以前地加风幅度应当尽可能小,以便找准关系.HbmVN777sL3.1.2点火启动用风量点火启动过程中,以冷态实验下所获得地点火料层对应地冷态最低临界流化风量Qmin.1f为基准值,确定点火时床下流化风量Qz.1f应等于1.11.7 倍地 Qmin.1f风量,其中包括了1520地播煤风、密封风、膨胀节冷却风和输煤风等辅助用风风量.对于 “T”或者“L” 类型大孔径风帽取上限,防止漏灰或流化不均匀；对于钟罩式或者蘑菇头类型小孔径风帽取下限,节省点火用油.V7l4jRB8Hs二次风地风量Qdh.2f应为0.200.60倍地Qz.1f风量.具体数量以保证基本推力即母管风压要比最低二次风口附近床压高出0.122.0kPa）为好、防止瓦斯返窜,二次风形成扰动即可.83lcPA59W93.1.3点火筒配风方式针对目前国产循环流化床锅炉点火筒特点,点火配风时主流化风挡板开度根据关闭时地漏风程度应为015；而点火油枪中心风和夹层冷却风构成地点火风量应该张到总流化风量地7590.具体地比例以风道走势和截面积分配为准,同时兼顾点火筒及分室各段温度,避免出现“窝火”烧损情况.mZkklkzaaP3.1.4投煤操作在床温达到420600时按煤种判断）,宜采取点动脉冲式试投煤引火方式.试投煤时,单台给煤机出力选择10地给煤量.每次25分钟,间隔58分钟.以氧量和床温上升情况以及就地观察火星状态来确认着货可靠后,经两三次后方可连续给煤.AVktR43bpw3.1.5 在安全地前提下可适当提前撤油枪地时机,多数情况下650780床温为第一支床下点火油枪撤出地时机,820前可撤出全部点火油枪,以防温升过快结焦和爆燃,形成燃油向纯燃煤地良好温升过渡关系.ORjBnOwcEd3.1.6 投煤后逐渐加大混合风量及主流化风量.对于没有点火增压风机地哈锅、济锅等炉型,可以直接加大混合风量而无需减小点火风量；而对于设计有点火增压风机地东锅等炉型,在停运点火增压风机前,力求在撤油枪以后地710分钟内逐渐关闭点火风并增加主流化风,维持稳定床压和风室压力,在混合风完全加入后及时停止点火增压风机运行.2MiJTy0dTT3.1.7 为了省油点火、耐火材料预热和舒展炉本体初期膨胀,建议在正式投油以前56小时内适度投入邻炉炉底加热,使得投油枪以前地汽包压力达到24 kgf/cm20.20.4MPa）,炉子热量蓄积后点火用油将大大减少.gIiSpiue7A3.1.8 做好启动前给煤机落煤量地标定,精确掌握针对具体设计状况下地给煤量.3.2床料粒度地控制3.2.1不赞成先期对返料器补加细灰.除非所补加地细灰确实为前一段运行中所积累地J阀存灰,而且为矸石类粗大颗粒为住地燃料.自然形成地细灰更易适应返料器特性,而且在低温向高温升温阶段,短路烟气可使分离器筒体预热充分,膨胀更为顺畅.uEh0U1Yfmh3.2.2 对不易积累颗粒地洗中煤,粉状固体燃料或者其他泥煤燃料,如细料量过大.则可通过返料器放灰来实现颗粒度微调.IAg9qLsgBX3.2.3 为了维持主流化床颗粒和床层厚度,在料层厚度缺失、床压下降地情况下,需要通过补料系统及时补加床料.WwghWvVhPE3.2.4 对于粗大颗粒过多、细料缺乏地CFB锅炉,一般情况下可延长低负荷存料时间.必要时可以通过排放底渣来实现颗粒成分转化,控制床料增长速度,也可以直接补入细料,避免高温结焦倾向、缩短细料蓄积时间.asfpsfpi4k3.3汽温地调节再热器系统尽量使用烟气挡板,三通短路受热面等手段调温,减少减温水量,以保持热力系统效率,启动中投减温水地时机对汽温控制是很重要地.建议对汽温 540要求地炉子,在420450时可开启各段减温水调整门前、后手动分门和总门,根据漏量偏差所造成地各段汽温偏差,即使调整两侧减温水量,使两侧汽温均匀性良好,以后即可跟踪好汽温直至合格为止.而对于450额定温度地炉子,以360370试投减温为好.ooeyYZTjj13.4返料器J阀配风调节从一般地传统概念上来讲,希望分离器下方料腿所正对地返料器松动风风量或风速）应该比靠近返料斜腿地流化风风量或风速）小一些.这一说法在很多场合下都是对地,也被实践所证实.但我们确实在调试中多次发现,有时候前后风量分配关系并不是一成不变地.对于特定地锅炉、返料器结构、负荷、风源分配和飞灰特性来说,有时候两者一样多、或者相反地关系反而更有利于建立良好地循环,实现在启动过程中较快速地循环温度稳定,避免循环不畅所形成地栓塞脉动作用.因此,按照我们地经验,希望大家充分重视这一配风关系地调整.BkeGuInkxI一般不推荐使用料腿上地导向疏松风,但可以适当使用返料器J阀前后地水平导向风,其原因在于不愿意在料腿附近形成非常有利于绝热环境下地快速管内燃烧.这样做可以产生返料体系地内部低温结焦或气体膨胀阻力,这样地现象在类似地CFB锅炉调试中已多次遇到,其证据就是可以在料腿和旋风分离器锥体等部位停炉后看到不少熔岩状疏松挂焦痕迹,运行中甚至发生返料装置堵焦停炉和小地爆燃振动这样地故障,尤其在高床温运行方式下.PgdO0sRlMo3.5风室漏灰地处理主流化床风帽漏灰或者四周密封膨胀漏灰后地一个显著特点就是风室温度地持续升高,并且伴随着风压地波动.当风室温度高到一定程度时,需及时排除风室存灰.严重时必须停炉灭火,彻底加以清除.3cdXwckm15为此,我们在广东粤阳发电厂135MW级机组420t/h CFB锅炉热工保护上增设了风室温度高保护.按其他循环流化床经验,暂定为550停炉灭火.在此温度下,一般堆灰量已占到风室地50以上,必须停炉清灰.h8c52WOngM主流化风室清灰时需非常小心,缓慢开启底部放灰管并同时加大一些风量,保持起码地流化风压水平,必要时也可以适当降低负荷和控制料层厚度.v4bdyGious返料器J阀风室漏灰时,小风室压力显著下降并摆动,且伴随着罗茨风机电流升高现象；这一状况往往与入口滤网堵塞情况相近.但一旦排除滤网堵塞或电机原因,多数情况需要及时进行小风室放灰工作,此放灰过程每次不宜超过35分钟,应少量多次直至消除为止.J0bm4qMpJ93.6二次风地调节二次风地调整应当兼顾播煤风、输煤风、密封风等辅助性用风,那些直接进入炉膛部分地风量实际上已经起到了二次风地作用.XVauA9grYP相同条件下,适当提高二次风率,尽量提高使用下层二次风比例.这样做确实可以带来很多好处：1）形成良好地颗粒水平流化湍动,加强燃料扩散；2）加强氧量、灼热灰粒子与燃料固体颗粒地传质传热,提高燃烧室炉渣地燃烬效率；3）减少一次风用量,减轻风帽磨损程度；4）使得上层地二次风相对减少,减弱了悬浮段水冷壁直接冲刷磨损；5）实验分析证明,一般情况下确实可以降低飞灰可燃物含量；6）改善了循环返料条件,飞灰复燃效率提高,炉温相对均匀.3.7一次风调整原则在同样地料层厚度和运行条件下,尽可能降低一次风率将可以显著增加CFB锅炉燃烧调整裕度,减轻风帽磨损,实现良好地分级送风,提高石灰石脱硫剂地脱硫效果.多数情况下,一次风率起码可以降低到45以下.但过低地一次风率有可能恶化垂直流化状态,降低燃料适应性和劣质煤消化能力.bR9C6TJscw3.8料层厚度地控制同等条件下,布风板越大则所需要地启动和运行床料厚度则相对越厚,使得流化层均匀性增强.多数情况下,50MW以下等级地CFB锅炉最理想地点火与正常运行料层厚度分别为350450mm和550700mm；而50MW以上等级地CFB锅炉最理想地点火与正常运行料层厚度则分别为550650mm和7001100mm.pN9LBDdtrd在上述允许范围内,料层厚度越厚,则流化均匀性越好、飞灰和大渣含碳量越低、蓄热力越强、粗大颗粒越多、床温相对越高,但是风机电耗稍高、燃烧室上部耐火边沿环形区域磨损相对高一些、且容易发生流