CFB锅炉调试中存在的问题探讨

2009年本科毕业设计(论文)题目：CFB锅炉调试中存在的问题探讨班级级别：号码：姓氏：教员：谭新兴年和月CFB锅炉调试中存在的问题探讨-学生姓名：号码：通信站：班级级别：讲师：完成日期：2009年9月内容摘要1前言2四川锅炉厂150吨/小时流化床锅炉简介3台150吨/小时流化床锅炉冷态试验的相关数据4150吨/小时流化床锅炉调试中的问题及原因分析5台150吨/小时流化床锅炉调试后采取的对策6台150吨/小时循环流化床锅炉调试后的整改建议参考谢谢你CFB锅炉调试中存在的问题探讨摘要某公司自备热电站的一台CG-150/3.82-MXI循环流化床锅炉自2006年7月投产至2006年12月经历了结焦。锅炉运行负荷不能满足设计要求，参数波动大，参数稳定性差。同时，冷渣器不能正常运行，耐火浇注料脱落，造成锅炉停运，给安全文明生产带来很大影响。锅炉燃烧工况调整与冷态试验数据有一定的偏差。经过对问题的认真分析，结合厂家意见和冷态试验数据，将存在的问题逐一解决，基本达到设计要求，实现了正常运行。现在，我想简单介绍一下我的调试经验。关键词：循环流化床锅炉调试焦化浇注料前言(1)循环流化床锅炉的起源和发展循环流化床锅炉的前身是沸腾炉，也叫鼓泡床，是德国人温克勒在1921年发明的。循环流化床锅炉是在20世纪50年代和60年代才真正具有工业价值的。迄今为止，最具代表性的有芬兰奥斯隆公司的循环流化床锅炉、德国鲁奇公司的循环流化床锅炉、美国巴特利的多固体循环流化床锅炉和德国巴布科克的循环流化床锅炉，其中芬兰奥斯隆公司的循环流化床锅炉影响较大。20世纪60年代末，为了提高锅炉的燃烧效率，奥斯隆公司采用了一种高温旋风分离器对运行风速为3m/s的鼓泡流化床锅炉进行分离，将烟气中的细粉回收利用。实验表明，燃烧效率大大提高。随后，奥斯隆公司在芬兰制造了第一台功率为15MW的商用循环流化床锅炉。那时，泥炭被用作燃料。目前，奥斯隆公司已生产了多台循环流化床锅炉，实现了从小规模向大规模发展。(2)循环流化床锅炉的特点1)广泛的燃料适应性由于大量灰分颗粒的稳定循环，循环流化床锅炉中新添加的燃料(煤)仅占床料的一小部分。由于循环流化床特殊的流体力学特性，循环流化床中的质量和热交换非常充分。这为新添加燃料的预热和点火创造了非常有利的条件。然而，未燃烧的煤颗粒不仅增加了它们在炉中的停留时间，而且通过多次循环在床层中多次参与剧烈的质量和热交换，这非常有利于它们的燃尽。这使得循环流化床锅炉不仅能够高效地燃烧烟煤和褐煤等易燃烧的煤，而且能够高效地燃烧无烟煤等难燃烧的煤，还能够高效地燃烧低热值、高灰分或高水分的煤矸石和固体废弃物等各种废弃物。2)锅炉部分具有高热强度和高效率。此外，由于流化床中强烈的质量和热交换，不仅可以在较小的横截面内完成燃烧过程，而且大大提高了炉内床层与烟气流和水冷壁之间的传热效率。这使得循环流化床锅炉炉膛的横截面和体积小于链条锅炉、流化床锅炉甚至同等容量的煤粉锅炉。由于锅炉有循环分离器循环流化床锅炉的床料主要是高温循环灰，为新添加燃料的快速点火和燃烧提供了稳定的热源。因此，循环流化床锅炉的负荷可以很低，如额定负荷的30%左右，不需要辅助液体燃料，不会出现煤粉锅炉难以维持正常燃烧甚至熄火的情况。出于同样的原因，循环流化床锅炉可以适应负荷的快速变化。从国内循环流化床锅炉用户的运行情况来看，在30-110%的负荷范围内运行时，蒸汽温度和压力可以保持在正常范围内。4)脱硫可以通过向炉中加入石灰石来进行循环流化床锅炉的一个突出优点是脱硫剂可用于炉内高效脱硫。常用的脱硫剂是石灰石。通常，循环流化床锅炉的床温保持在800-1000之间。如果过高，床层中的焦炭和炉渣可能会破坏正常的流化条件。如果太低，就很难保证必要的燃烧温度。这是脱硫反应效率最高的温度范围。因此，在适当的钙硫比和石灰石粒度下，脱硫率可达80%-90%。同样，由于较低的燃烧温度和分级供气，循环流化床锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物远低于煤粉锅炉。这样，燃煤循环流化床锅炉的二氧化硫和氮氧化物的排放量远低于未进行烟气脱硫的煤粉锅炉，且易于控制在低于标准允许排放量的水平，符合环保要求，属于清洁燃烧技术。5)易于实现灰渣的综合利用循环流化床的燃烧过程属于低温燃烧。同时，炉内良好的燃尽条件使锅炉灰渣含碳量低，灰渣活性好，可用作水泥掺合料或建筑材料。同时，托雅的低温燃烧有利于提取灰渣中的稀有金属。2.四川锅炉厂150吨/小时流化床锅炉简介Cg-150/3.82-mxi循环流化床锅炉由四川锅炉厂生产，是单锅筒卧式自然循环，“水冷旋风分离器”中间布置，膜式炉墙前挂后支撑，全钢架型结构，室外布置，床下点火锅炉。锅炉框架采用钢结构，焊接成一体。整个锅炉由放置在框架顶部的一个大板梁悬吊着。锅炉操作层标高为7米。高温过热器、低温过热器、中间省煤器、下省煤器、上空气预热器和下空气预热器自上而下布置在锅炉竖井烟道内。省煤器蛇形管均水平布置，炉膛和旋风分离器均被膜壁包围。锅炉设置两个热烟气发生器作为点火热源，分别布置在锅炉前的左右风室内。该炉在炉前给煤，返回炉后返回。该炉配有一台一次风机、一台二次风机和两台引风机。回风由一次出风口直接供给，播煤风由二次风供给。该炉配有两个由武汉高雄公司生产的水-空气冷却槽冷渣器。主要设计参数表1锅炉主要设计参数序列号项目名标志单位数据1锅炉蒸发量Dt/h1502过热蒸汽压力P兆帕3.823过热蒸汽温度t4504给水温度tgs1505冷空气温度弓浆虫淋巴因子306排气温度1387锅炉热效率%89.3燃料特性表2锅炉设计和检查燃料特性序列号项目标志单位设计煤检查煤炭类型1碳汽车%47.7743.502氢Har%4.762.853氧桨%4.410.814氮一种双浮体小艇%0.60.885硫磺特别行政区%1.501.66含灰量Aar%10.526.987水分瑕疵%30.4713.388挥发物Vdaf%35.1637.519低位发热量Qnet.ar兆焦耳/千克20.8316.7从3 150冷试验中获得的相关数据在调试过程中，有三种焦炭，前两种是本地焦炭，第二种是大型焦炭。局部焦化在着火阶段发生一次，在负荷增加阶段发生一次。正常运行时，大面积结焦发生在断煤过程中。1)循环流化床锅炉结焦原因分析结焦是由于燃烧温度过高，超过灰渣的变形温度，使料层颗粒结块的现象。结焦后形成的大渣块破坏了正常的流化燃烧，迫使运行的锅炉停止运行，造成事故。结焦的直接原因是床料的局部或整体温度超过了灰熔点或烧结温度。循环流化床锅炉正常运行时，炉温一般控制在850-950。在实际运行中，无论是点火升温阶段还是正常运行阶段，都有可能引发结焦事故。一旦发生结焦，将严重影响锅炉设备的安全经济运行，结焦过程中容易损坏布风板、风帽、炉墙、水冷壁管等部件。焦化可分为两种类型：高温焦化和低温焦化。高温结焦是点火和加热阶段的常见事故。当温度上升时，煤会燃烧，导致床温迅速上升。当温度达到灰熔点以上时，炉膛将形成完整的焦炭块表面。当床层整体温度低于灰分变形温度时，局部超温引起的结焦称为低温结焦。低温结焦通常发生在启动和灭火过程中的床层中，也可能发生在高温旋风分离器的灰斗中。为避免低温结焦，最好的方法是保证床料良好的流化状态和正常的循环比，使温度均匀，防止局部过热。在锅炉灭火期间，床料处于静止状态。如果少量空气泄漏到锅炉中，热床材料中的可燃材料将获得氧气并燃烧。由于燃烧产生的热量不能及时带走，一些地区的床料过热结焦。2)实践表明，影响循环流化床锅炉结焦的主要因素有：a)炉膛温度过高，不能超过燃料灰的熔点；b)料层过厚或不均匀，导致流化风量过大或过小；c)点火基材的厚度和热值、入炉煤的粒度、灰熔点值等。d)运行风量过低，运行期间给煤量变化大；e)床温计故障操作人员判断失误；(2)冷渣器其结构特征在于，包括渣冷却段和渣输送段，渣冷却段的框架上设有一端高于水平面、另一端低于水平面的倾斜布风板，布风板与水平线的夹角为3 8，布风板上设有开口率为5 15%的小孔， 布风板下方设有带冷气进口的气室，冷渣段设有壳体，壳体宽度为布风板宽度的2-10倍。 热渣入口设置在壳体上，位于布风板的高端上方，布风板的两侧设置有垂直段，壳体另一端的上部设置有预热出风口，冷渣段的壳体内设置有循环冷却水管，热空气直接排入尾部烟道。水气罐冷渣器运行不稳定，锅炉多次被迫停运。失败主要表现在1)电动排渣阀不能很好地控制排渣量，只能通过控制排渣时间来定时开关。如果控制不好，就会出现红渣自流现象，不能达到冷却渣的效果。2)冷渣器进气管和配风板设计不合理。这主要是由于对炉底渣颗粒的特性了解不够。有些颗粒太粗，无法形成气罐。此外，管道系统的布局不太合理，空气分布不均匀1) CFB锅炉风道燃烧器因烧损严重变形。预燃室筒体周围的浇注料完全燃烧，特别是顶部完全燃烧，钢板严重变形。混合进气管末端烧秃变形严重。端面32 mm4 mm冷却风道烧坏；油枪内外套筒之间间隙变小；其他部位耐磨耐火材料的许多部位出现大裂纹；与冷水室连接的膨胀节处的部分耐磨耐火材料脱落；风道燃烧器测温点的末端全部燃烧。2)风道燃烧器设计问题油枪稳燃罩叶轮覆盖系数过大，导致油枪燃烧时呈火轮状，旋流强度过大，导致火焰粘壁燃烧。燃烧室中热烟气的热量不能及时被一次空气带走，从而导致局部区域温度过高。端部分配管节圆直径小，管径过小(32 mm4 mm)，冷气流量小，不能灭火，预燃室内壁不能很好冷却。3)配风不当风道燃烧器有两路进风，均来自一次风机出口。其中之一是油枪的配气，油枪通过稳定的燃烧罩进入燃烧室，为燃油燃烧提供所需的空气。该空气量被认为是=1.1，每个油枪所需的空气分配量为VP=10，618 m3/h(在标准条件下)。另一条路径是混合空气，它在预燃室的内、外气缸之间流动，并对预燃室的内气缸起冷却和保护作用。所需混合空气量VH=16，700m3/h(在标准条件下)。由于油枪配气和混合风道上没有流量测量装置，风量只能根据挡板开度大小来控制，实际风量无法精确控制。4)燃烧器油压取样点不合理的压力取样位置在油角阀后面。当油角阀打开正常点火时，取样点的油压将迅速下降(正常油压为1.8兆帕)。当油压下降到1.4兆帕时，将会发生软起动，导致点火失败。这种现象经常发生，导致油枪周围的局部温度变化很大。5)壁温测点安装位置不当，测点末端未插入内筒壁，无法真实反映内壁温度，导致温度指示失真。6)设备及安装质量问题发现油系统截止阀、油角阀不严，内部泄漏，停止油枪，燃油继续渗入风道燃烧器，使燃油表面周围耐磨耐火。下次点火时，耐磨耐火材料周围的表面油会燃烧。风道燃烧器浇注材料未严格执行材料制造商的施工技术要求和热固化工艺流程，导致耐磨耐火材料表面粗糙，形成多处贯穿裂纹。(4)风系统一次风机风机设计工作点不合理，导致一次风机调节性能差。当达到设计输出时，液力偶合器开度约为40%，而液力偶合器在TB点开