硫化床运行应注意的问题.doc

硫化床的运行参数循环流化床锅炉是一种高效、低污染的节能产品。自问世以来，在国 内外得到了迅速的推广与发展。但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，如果运行中不能满足其对热工参数的特殊要求，极易酿成事故。而目前有关循 环 流化床锅炉操作运行方面的资料还较少，笔者根据几年来锅炉设计及现场调试的经验，对循 环流化床锅炉运行参数的控制与调整作了一下简述，希望能对锅炉运行人员有所启发。1 循环流化床锅炉总体结构 循环流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 循环流化床锅炉燃烧及传热特性 循环流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，主要保证料层流化；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流化风速作用下，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。因为循环流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，因此循环流化床锅炉不同 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 循环流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流化物料的温度。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，容易使流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。在锅炉运行中，当料层温度发生变化时，可通过调节给煤量、一次风量及送 回燃烧室的返料量，调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过970时， 应适当减少给煤量、相应增加一次风量并减少返料量，使料层温度降低；如料层温度低于80 0时，应首先检查是否有断煤现象，并适当增加给煤量，减少一次风量，加大返料量，使 料层 温度升高。一但料层温度低于700，应做压火处理，需待查明温度降低原因并排除后再启动。3.2 返料温度 返料温度是指通过返料器送回到燃烧室中的循环灰的温度，它可以起到调节料层温度的作用 。对于采用高温分离器的循环流化床锅炉，其返料温度较高，一般控制返料温度高出料层温 度 20-30，可以保证锅炉稳定燃烧，同时起到调整燃烧的作用。在锅炉运行中必须密切监视 返 料温度，温度过高有可能造成返料器内结焦，特别是在燃用较难燃的无烟煤时，因为存在燃 料后燃的情况，温度控制不好极易发生结焦，运行时应控制返料温度最高不能超过1000。 返 料温度可以通过调整给煤量和返料风量来调节，如温度过高，可适当减少给煤量并加大返料 风量，同时检查返料器有无堵塞，及时清除，保证返料器的通畅。3.3 料层差压 料层差压是一个反映燃烧室料层厚度的参数。通常将所测得的风室与燃烧室上界面之间的压 力差值作为料层差压的监测数值，在运行都是通过监视料层差压值来得到料层厚度大小的。 料 层厚度越大，测得的差压值亦越高。在锅炉运行中，料层厚度大小会直接影响锅炉的流化质 量，如料层厚度过大，有可能引起流化不好造成炉膛结焦或灭火。一般来说，料层差压应控 制在7000-9000Pa之间。料层的厚度(即料层差压)可以通过炉底放渣管排放底料的方法来调 节。用户在使用过程中，应根据所燃用煤种设定一个料层差压的上限和下限作为排放底料开 始和终止的基准点。3.4 炉膛差压 炉膛差压是一个反映炉膛内固体物料浓度的参数。通常将所测得的燃烧室上界面与炉膛出 口之间的压力差作为炉膛差压的监测数值。炉膛差压值越大，说明炉膛内的物料浓度越高， 炉膛的传热系数越大，则锅炉负荷可以带得越高，因此在锅炉运行中应根据所带负荷的要求 ，来调节炉膛差压。而炉膛差压则通过锅炉分离装置下的放灰管排放的循环灰量的多少来控 制，一般炉膛差压控制在500-2000Pa之间。用户 根据燃用煤种的灰份和粒度设定一个炉膛 差压的上限和下限作为开始和终止循环物料排放的基准点。此外，炉膛差压还是监视返料器是否正常工作的一个参数。在锅炉运行中，如果物料循环停 止，则炉膛差压会突然降低，因此在运行中需要特别注意。4 需要特别说明的几个问题 4.1 返料量 控制返料量是循环流化床锅炉运行操作时不同于常规锅炉之处，根据前面提到的循环流化床 锅炉燃烧及传热的特性，返料量对循环流化床锅炉的燃烧起着举足轻重的作用，因为在炉膛 里，返料灰实质上是一种热载体，它将燃烧室里的热量带到炉膛上部，使炉膛内的温度场分 布均匀，并通过多种传热方式与水冷壁进行换热，因此有较高的传热系数，(其传热效率约为煤粉炉的4-6倍)通过调整返料量可以控制料层温度和炉膛差压并进一步调节锅炉负荷。另一方面，返料量的多少与锅炉分离装置的分离效率有着直接的关系，也就是说，分离器的 分离效率越高，分离出的烟气中的灰量就越大，从而锅炉对负荷的调节富裕量就越大，操作 运行相对就容易一些。4.2 风量的调整 在锅炉运行过程中，许多用户往往只靠风门开度的大小来调节风量，但对于循环流化床锅炉 来说，其对风量的控制就要求比较准确。对风量的调整原则是在一次风量满足流化的前提下，相应地调整二次风和三次风量。因为一 次风量的大小直接关系到流化质量的好坏，循环流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)下的临界流化风量曲线，在运行时以此作为风量调整的下限 ，如果风量低于此值，料层就可能流化不好，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q2；如过小又会引起燃烧不完全，增加 化学不完全燃烧损失q3和机械不完全燃烧损失q4。如果在运行中总风量不够，应逐渐加 大鼓引风量，满足燃烧要求，并不断调节一二三次风量，使锅炉达到最佳的经济运行指标 。笔者认为，以上参数对循环流化床锅炉安全稳定运行是非常关键的。在运行中还要结合所燃 用煤 质及当时负荷的情况，严格监控料层差压、温度、炉膛差压和返料温度，通过不断调整给煤 量、风量及返料量，使锅炉达到最佳的运行效果，最大限度的发挥循环流化床锅炉高。运行过程中应注意的问题3.1控制适宜的风量 循环流化床锅炉的运行基于流态化的高温物料悬浮燃烧。风量的大小将直接影响到锅炉的安全运行。理论上讲，运行风量略高于最小流化风量即可。但在实际操作中，操作工为了提高保险系数，常以过大风量运行，造成烟气含氧量超标。这将增加动力消耗，加大锅炉的磨损。当然，也不能走上另一极端，造成风量过小结焦停炉。32控制适宜的负荷 根据实际运行情况来看，循环流化床锅炉的负荷最好不要超过额定负荷，以控制在8095为理想。在此负荷下，操作稳定，效率较高，磨损较轻，运行周期较长。因为，在超负荷情况下，循环倍率增加，流化风量加大，存在后燃现象，造成后部高温，甚者造成返料器结焦，危及锅炉的安全运行。3.3杜绝野蛮开停炉 强行降温、急剧升温、快速升压都危及到锅炉的安全运行。锅炉故障停炉后，急于检修，强制通风降温，由于各部位的膨胀系数不一致、温度不一致，很容易造成炉墙，炉管的损坏。另外，在锅炉启动时，急于求成，快速升压、升温，膨胀不到位，损坏锅炉。特别是点火初期，过早投煤造成煤炭爆燃，床温骤然升高。强大的热冲击，造成耐火材料快速膨胀，产生皲裂或金属焊缝拉伤。3.4控制好入炉煤 由于循环流化床锅炉的燃料适应性广，可以燃用劣质煤，人们常以为该炉只适宜于燃用劣质煤。实则不然，如果燃用优质煤，循环流化床锅炉的优势则更明显，操作工况更好，消耗低，排渣热损失小，燃烧效率明显提高。若燃用劣质煤，由于其比重大，操作风量降高，动力消耗高，磨损加剧。所以，燃用优质煤，有利于延长运行周期，经济效益明显。为此，建议在条件允许的情况下，尽量燃用优质煤。 再者，入炉煤的加工粒度不可太大，含沫率不可太高。3.5运行过程中的参数调整 基于循环流化床的燃烧机理，需要合理的控制炉膛差压、料层差压、流化风量、循环倍率、蒸发量。如果炉膛差压过低，有可能是返料量不够，分离效率低造成的。这将同时造成尾部受热面的加速磨损，过热器、省煤器的磨损泄漏。料层差压偏低，则炉膛蓄热量少，一旦给煤出现问题，容易灭火。如果料层差压偏高，则需较大的流化风量，又增加动力消耗和磨损。事实证明，超负荷运行，得不偿失，将付出巨大的代价。4关于循环流化床锅炉的防磨问题4.1水冷壁的防磨 根据循环流化床锅炉的运行机理，炉膛内是典型的气固两相流，高强度的物料反混，对膜式水冷壁产生冲刷磨蚀。通常的处理办法是在卫燃带覆盖耐火材料，结果造成磨损区域上移，只好次覆盖耐火材料，如此反复，最终以传热面积减少更换水冷壁管而告终。另一种办法是进行喷涂耐磨材料，但喷涂材料的上部区域磨损较严重。目前，尚没有发现经济实用的解决办法。4.2分离器的防磨 在炉膛出口处，为了达到较高的气固分离效率，对高温烟气进行节流加速，对中心筒和分离器的产生磨损。使中心筒变形穿孔和旋风分离器耐火材料的损坏。为此，在旋风分离器耐火材料的