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文档简介
1、480T/H循环流化床锅炉调试、运行技术探讨山东济矿鲁能煤电公司阳城电厂李秋成 山东济宁 272502 )【摘 要】通过东方锅炉厂DG480/13.7-II2 型循环流化床锅炉在济矿鲁能煤电有限公司阳城电厂安装、调试、运行过程中的技术改造,优化运行取的良好效果, 加以分析,从而探讨大容量循环流化床锅炉长周期、经济稳定运行技术。【关键词】循环流化床锅炉调试运行技改优化一、前言:DG480/13.7-112型循环流化床锅炉是东方锅炉(集团 股份有限公司在消化吸收引进技术的基础上,总结吸收第一、二代135-150MW等级机组循环流化床锅炉的成功经验,自主开发,具有自主知识产权的第三代国产135MW-
2、150MW等级的循环流化床锅炉。济矿鲁能煤电有限公司阳城电厂2X150MW煤矸石综合利用电厂,锅炉为 DG480/13.7-112型循环流化床锅炉,机组从 2009年7月20日开始分部试运,1#机组于2009年10月16日通过 72+24小时考核试运,实验期间负荷率 100% ; 2#机组于2009年12月26日通过72+24小时考核试 运,实验期间负荷率100% ;锅炉实验结果部分技术指标如下表:项目1#锅炉2#锅炉热效率91. 3%90. 6%飞灰含碳量3.5%4.2%底渣含碳量1.05%1.27%用煤发热量20.16 MJ/kg19.3 MJ/kg金属壁温启动低负何存在超温点启动低负何存
3、在超温点最大出力476.5 t/h(150.1MW475.8t/h(150.0MW最低无助燃出力138.5t/h(45.2MW136.0t/h(40MW实验结果表明,锅炉运行达到了设计参数。在实际运行中,锅炉带负荷能力强、变工况运行迅 速稳定,排渣通畅,均能按省调度中心负荷指令曲线运行。运行一年来,锅炉最长连续运行时间100多天。1#、2#锅炉之所以能够运行长期、平稳,主要是锅炉在设计、安装过程中,充分考虑了机组的调试、运 行,进行了相当的技术改造。另外在调试、运行中,现场技术人员认真分析,在试运中针对性的解 决了不少循环流化床锅炉一些老大难问题,也是我厂机组能够正常运行的重要因素。二、锅炉概
4、述(1锅炉简介#1、2炉为480t/h超高压中间一次再热、单汽包自然循环、单炉膛平衡通风、固态排渣、露天 布置的循环流化床锅炉,锅炉型号为DG480/13.7- H 2。由东方锅炉(集团)股份有限公司制造。(2风烟系统锅炉主要由炉膛、高温汽冷旋风分离器、自平衡“ U形双路回料器和尾部对流烟道组成。锅炉采用平衡通风方式,压力平衡点位于炉膛出口,所有门、孔以及管束穿墙处都装有密封盒或焊接密 封,以防止运行时烟气泄漏。燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁,由光管和扁钢焊制而成。水循环采用单汽包、自然循环、 单段蒸发系统。燃烧室底部为水冷布风板和水冷风室。布风板管间鳍片上布置有大直径钟罩式风帽 ,具有布风均
5、匀、防堵塞、防结焦和便于维修等优点。每个风帽由较小直径的内管和较大直径的外 罩组成,外罩与内管之间用焊接连接。炉膛内部布置一片双面水冷屏,与前墙垂直方向布置有四片 屏式再热器 热段再热器)和六片屏式过热器屏 (n级过热器 ,以提高整个过热器系统和再热器系 统的辐射传热特性,使锅炉过热汽温和再热汽温具有良好的调节特性。在燃烧室与尾部对流烟道之间布置2个内径约为 8M 的蜗壳式高温汽冷旋风分离器。分离器外壁由膜式壁制成,内衬绝热材料及耐磨耐火材料,防磨绝热材料采用抓钉固定。分离器采用入口烟道 下倾、中心筒偏置、分离器入口烟道设置加速段、旋风筒上部呈圆形,下部为锥形,中心筒采用特 殊结构 ,有利于气
6、固分离。高温汽冷旋风分离器下布置非机械型回料器,回料为自平衡式,流化密封风用高压流化风机供 给。每个回料器设有两个回料斜管流入炉膛。回料器外壳由钢板制成,内衬绝热材料和耐磨耐火材 料。耐磨材料和保温材料采用管壁抓钉固定。燃烧室、分离器、回料器构成了锅炉的物料热循环回路。煤与石灰石在燃烧室内燃烧及脱硫反 应后,进入分离器的大部分固体颗粒在离心力的作用下,从烟气中分离出来,在重力的作用下下行 至分离器料腿,在回料器的作用下返回炉膛。经过分离器分离过的烟气进入尾部对流区。尾部对流烟道从上到下依次布置川级过热器、I级过热器、低温再热器和过热器并列、省煤器、管式空气预热器。包墙过热器采用膜式壁结构,省煤
7、器、管式空气预热器的烟道采用护板结构。燃烧室与尾部烟道包墙均采用水平绕带式刚性梁来防止内外压差作用造成的变形。空气预热器与省煤器护板用胀缩接头连接,用以补偿热态下的胀差,且保证良好的密封。 锅炉除分离器筒体、空气预热器为支撑结构外,其余均为悬吊结构。为解决燃烧室与分离器、 回料器之间以及分离器与回料器、尾部对流烟道之间的相对膨胀,在以上各处装有膨胀节。锅炉配引风机、二次风机、一次风机各两台,高压流化风机三台。部分冷一次风经空气预热器 加热后通过点火风道进入水冷风室,提供正常运行时的流化风,一部分热风经播煤增压风机增压后 送至给煤机出口落煤管,以提供播煤风。部分冷一次风提供风道点火器冷却风。部分
8、冷一次风送至 给煤机作为给煤机密封风。经过空气预热器后的热二次风去炉膛二次上、下风环形风箱,作为分层 燃烧用风;高压流化风送至回料器,提供回料流化风。高压流化风有一路引至热一次风管,以调整 高压流化风所需的压力,还有一路作为风道点火器密封风。(3给煤及石灰石系统每台锅炉配有两台煤仓,每台煤仓容积为400m3,每一个煤仓配三台耐压皮带式称重给煤机。每台锅炉配有一套石灰石中转输送系统,配置1台容积200m3的石灰石粉库。厂外罐车装来的石灰石粉送入石灰石粉库。石灰石粉经仓泵管道,经旋转给料机,在石灰石输送风的作用下送至炉前石灰 石接口。煤泥经搓和机 +上料螺旋 +搅拌缓冲仓 +预压螺旋 +浓料泵 +
9、双向高压浓料换向阀 +高压低摩阻复 合管 +管路分流阀 +多功能给料器从锅炉两侧进入炉膛燃烧。(4排渣系统锅炉配有两台滚筒冷渣器,位于后墙。在炉膛后墙底部有四个排渣口两个为事故放渣),为便于排渣,布风板上所敷的耐火材料表面由水冷壁前墙向后墙倾斜,所有风帽底部到耐火材料表面 的距离保持 10mm。(5汽水系统锅炉汽水系统回路包括尾部省煤器、锅筒、水冷系统、汽冷式旋风分离器进口烟道、汽冷式旋 风分离器、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器及连接管道、低温再热器、屏式再 热器及连接管道。锅炉给水首先被引至尾部烟道省煤器进口集箱两侧,逆流向上经过水平布置的螺旋鳍片式省煤 器管组进入省煤器出口
10、集箱,通过省煤器引出管从锅筒右封头进入锅筒。在启动阶段没有给水流入 锅筒时,省煤器再循环系统可以将锅水从锅筒引至省煤器进口集箱,防止省煤器管子内的水停滞汽 化。锅炉的水循环采用集中供水,分散引入、引出的方式。给水引入锅筒水空间,并通过集中下降 管和下水连接管进入水冷壁和水冷分隔墙进口集箱。锅水在向上流经炉膛水冷壁、水冷分隔墙的过 程中被加热成为汽水混合物,经各自的上部出口集箱通过汽水引出管引入锅筒进行汽水分离。被分 离出来的水重新进入锅筒水空间,并进行再循环,被分离出来的饱和蒸汽从锅筒顶部的蒸汽连接管 引出。饱和蒸汽从锅筒引出后,由饱和蒸汽连接管引入汽冷式旋风分离器入口烟道的上集箱,下行冷 却
11、烟道后由连接管引入汽冷式旋风分离器下集箱,上行冷却分离器筒体之后,由连接管从分离器上 集箱引至尾部竖井侧包墙上集箱,下行冷却侧包墙后进入侧包墙下集箱,由包墙连接管引入前、后 包墙下集箱,向上行进入中间包墙上集箱汇合,向下进入中间包墙下集箱,即低温过热器进口集箱 ,逆流向上对后烟道低温过热器管组进行冷却后,从锅炉两侧连接管引至炉前屏式过热器进口集箱 ,流经屏式过热器受热面后,从锅炉两侧连接管返回到尾部竖井后烟道中的高温过热器,最后合格 的过热蒸汽由高温过热器出口集箱两侧引出。汽机高压缸排气由蒸汽连接管引入尾部竖井前烟道低温再热器进口集箱,流经两组低温再热器 ,由低温再热器出口集箱引出,经锅炉两侧
12、连接管引至炉前屏式再热器进口集箱,逆流向上冷却布 置在炉膛内的屏式再热器后,合格的再热蒸汽从炉膛上部屏式再热器出口集箱两侧引至汽机中压缸。过热器系统采取调节灵活的喷水减温作为汽温调节和保护各级受热面管子的手段,整个过热器 系统共布置有两级喷水。一级减温器V左右各一台)布置在低过出口至屏过入口管道上,作为粗调;二级减温器V左右各一台)位于屏过与高过之间的连接管道上,作为细调。再热蒸汽采用尾部双 烟道挡板调温作为主要调温手段,通过控制流经再热器侧和过热器侧的烟气量,达到调节再热汽温 的目的。同时,为增加再热蒸汽气温调节的灵敏性,再热系统也布置两级减温器,第一级布置在低 温再热器进口前的管道上 V左
13、右各一台),作为事故喷水减温器,第二级布置在低温再热器至屏式 再热器的连接管道上 V左右各一台),作为微喷减温器。以上两级喷水减温器均可通过调节左右侧 的喷水量,以达到消除左右两侧汽温偏差的目的。(6吹灰系统介绍锅炉尾部对流烟道的过热器区域、再热器区域、省煤器和空气预热器区域共装有34台激波吹灰装置,现将省煤器前改为蒸汽吹灰器。吹灰器布置在两侧墙的相应位置。三、锅炉设计参数主要设计参数序号项目单位额定工况数据备注1B-MCR蒸发量t/h4802过热器出口蒸汽压力MPa.g13.733过热器出口蒸汽温度C5404再热器蒸汽流量t/h394.45 d再热器进/出口蒸汽压力MPa.g2.914/2.
14、7346再热器进/出口蒸汽温度C332.9/5407给水温度C250.78给水压力MPa.g15.479冷风温度C3510热风温度C25711排烟温度C13012 1过量空气系数/1.213冷渣器出口渣温C15014床温C91415 丁床压KPa7916炉膛出口烟温C89217实际燃料耗量T/h85.318 锅炉计算效率%91.819Ca/S摩尔比220锅炉飞灰量t/h18.321锅炉底灰量t/h1322 1SO2排放值mg/Nm320023NOx排放值mg/Nm320024CO排放值mg/Nm315025不投油稳燃负荷MW45四、设计、制造、安装、调试过程中进行的技术改进和措施1)煤制备及给
15、煤系统我厂煤制备系统采用一级筛分,二级破碎,其设计流程如下:1#输煤皮带2#输煤皮带振动筛 3#输煤皮带4#输煤皮带下原煤10m m以上原煤 卜,破碎到合格粒度粗碎机细碎机给煤系统在试运初期,因为煤质较湿经常存在粗、细碎机下部落煤管堵死,造成破碎机过载停 机,需人工进行长时间清理,严重影响了正常运行。后在转载点落煤管及破碎机下部料斗加装不锈 钢衬板,增强煤的流动性;同时在易积煤处安装了小型空气炮,在运行一段时间后即对上述部位用 空气炮振一下,避免了煤湿将下煤管堵塞的情况。同时,在每个落煤管侧部开清理孔,每次上完煤 后即对落煤管彻底清理,避免积煤长期积累。通过长时间运行证明技改是成功的,保证了正
16、常上煤给煤机采用沈阳施道克皮带称重给煤机,在锅炉安装过程中,吸取很多厂已经多次出现炉膛热 烟气反窜烧毁给煤机的教训,给煤机密封风设计为高压头的一次风机出口。另外在DCS上设计了给煤机保护程序,比如断煤保护、堵煤保护、超温保护、无密封风保护等,有效的防止了给煤机的损 坏。但因为煤质水分较大 水分应10%,煤仓存在搭桥蓬煤情况,多发生在煤仓下煤斗分叉处, 造成机头称重器超温损坏,通过增加上部煤仓空气炮、定期启动下部疏松机等措施,确保了给煤机 运行的安全。2)冷渣器系统每台锅炉配有两台青岛松灵电力环保设备有限公司产LGT-20滚筒冷渣器,位于后墙。冷渣机运行初期,因为厂家设计旋转接头轴承为内置水套中
17、,经常三、 五天轴承损坏振动,需及时更换,每次更换需降负荷运行,严重影响机组正常运行。曾有两次因轴 承损坏更换不及时,将端部压盖备丝带掉,因为出口电动阀远方操作失灵,关闭不及时造成冷却水 大量外溢,因为使用冷却水为汽机凝结水,造成除氧器水位不保而锅炉压火。因此,冷渣机安全运 行严重影响了机组的长周期安全运行。通过和厂家一起研究决定对冷渣机旋转接头进行改造,将旋 转接头轴承内置水套式改为外置式,设计一个独立轴承腔,通过锂基脂进行润滑,大大改善了轴承 工作环境。通过长时间运行,未出现更换轴承及压盖脱落事故,大大增强了机组运行的安全性。 关于屏式受热面超温的现象与风机出力问题引发的情况。在第一次的试
18、运中屏式受热面严重超温 ,致使锅炉负荷带不上去,对于这种情况进行了一些分析,普遍认为是床料太厚的问题。低负荷屏 过超温,炉膛床温750C左右,负荷30MW左右,屏过有几点超温较严重,每侧减温水调门开度100%,屏过壁温严重的达 580多度,低过壁温也有的超温 20C。2)处理措施:一是加大减温水量,关小过热器烟温调门,减少过热器侧烟气通流量,减小过热器 换热量。二是尽量维持低床温运行,降低一次风及下二次风,减少屏过对流换热。三是投煤时进行 给煤机轮换投煤,增加床温整体均匀性,防止某一点投煤量过多床温升高,导致此处屏过超温。启 动中前期一直保持着低床压 7KPa 左右运行,采取多点轮换投煤,经过
19、实验发现屏式受热面的超温 现象有了很大的改善,在运行中仅有几点超温,因为减温水是通过给水管道分支出来,通过給水压 力的调节可以调节减温水量,能把壁温控制在正常范围之内。4) J阀返料问题“ J”阀回料器共两台,对应布置在每台旋风分离器的下方,支撑在构架梁上。它有两个关键 功能:一是使再循环床料从旋风分离器连续稳定地回到炉膛;二是提供旋风分离器负压和下燃烧室 正压之间的密封。 J 阀通过分离器底部出口的物料在立管中建立的料位,来实现这个目的。“J”阀回料器用风由单独的高压J阀风机负责,“ J”阀回料器共配备有三台高压头的德国艾珍罗茨风机,每台风机出力为50%正常情况下两台运行、一台备用。风机为定
20、容式,“J”风母管压力通过“ J”阀风管与一次风管之间的联络管道上的阀门调节。J 阀风通过底部风箱及立管上的四层充气口进入 J 阀, 实现定量送风。一般只调节底部风箱 返料风量,四层充气口只开少许,只有在返料不畅情况下进行调整。J 阀在锅炉正常运行时,在建立灰循环后,一般不作调整。但当回料不正常时应对J阀风进行调整。我厂循环流化床锅炉在试运行过程中存在返料不畅的问题,返料短时中断,形成脉冲返料。通过对返料风进行调整,使返料正常。同时保证“J”阀回料器风帽、充气孔的通畅,也是返料正常运行的关键。5)二次风箱膨胀节撕裂我厂锅炉在试运初期出现过二次风近炉膛处非金属膨胀节撕裂问题。设计院当时可能考虑此
21、处膨胀 量较大,初设计为非金属膨胀节,其调节门在膨胀节外。但因为此处离炉膛较近,启动初期二次风 量及风压较小,因炉内风压较大造成烟气夹杂床料反串,非金属膨胀节内温度过高,蒙皮强度变小 ,在膨胀外力作用下撕裂,造成锅炉被迫停运。后改为金属膨胀节,同时将调门改在膨胀节后,便 于调节及关闭。同时启动初期尽可能关闭上二次风调门维持下二次风风压,避免床料反串。通过上 述措施改造,再没发生膨胀节烧红撕裂问题。6)点火风道技术改造点火风道燃烧器是与 CFB锅炉配套的点火启动设备。根据CFB锅炉的运行特性,CFB锅炉点火风道 燃烧器属于 “间歇运行、允许在合理的时间间隔内进行维修的 ”点火风道燃烧器。根据其它
22、电厂循环 流化床锅炉点火风道,在点火过程,存在坍塌、烧红,而导致点火失败、设备损坏的教训。设计选 用了工作温度上限为1200 C的高强度热面耐火材料,允许油燃烧火焰短时间接触点火风道燃烧器耐 火隔热内衬内壁面。同时,在顶部为防止急冷急热浇注料脱落,采用耐火锚固转吊挂,同时起到膨 胀收缩作用,经运行实践证明是可行的,未出现过烧坏及顶部坍塌事故。(7)#1机组运行中出现因炉膛压力高高,引起机组跳闸的事件。炉膛压力高高的原因尚未确定,采取的措施: 1 、炉膛高高保护解除; 2、在升负荷过程中,先将风 量提高,将氧量提高,在逐渐增加给煤量,防止炉内可燃性气体积聚。3、在升负荷过程中维持较高床压运行,防
23、止返料不均及给煤增加过快爆燃情况发生。通过采取措施,在以后运行中再没出现 炉膛压力高高情况。8)锅炉受热面防磨循环流化床锅炉磨损问题是影响循环流化床锅炉长期安全运行的重大问题。循环流化床锅炉炉内固 体物料浓度是其他锅炉的几十倍,且颗粒大。因此锅炉的金属受热面与耐火材料磨损非常严重。为 降低物料在循环过程中造成的严重磨损,在分离器及料腿内表面、回料器内表面、分离器和对流烟 道之间的连接烟道内表面、下部燃烧室内表面和布风板上表面、过热器屏、再热器屏穿前墙处周围 水冷壁管向炉膛侧外表面、燃烧室出口烟道及出口烟道周围的后墙,侧墙、双面水冷壁下集箱外表 面、过热器屏下部和再热器屏下部外表面等部位采取了防
24、磨措施。内衬绝热材料及耐磨耐火材料,防磨绝热材料采用拉钩、抓钉固定。在过热器吊挂管、省煤器管及空预器采取加装防磨罩防磨措 施。另外我厂在浇注料卫燃带和水冷壁管过渡区域水冷壁管1.5M 高度施以超音速电弧喷涂。在炉膛四角采取防磨台技术。以及双面水冷与水冷壁夹角处沿宽度方向0.5M向上3M施以超音速电弧喷涂。同时采取低一次风运行,一次风量占总风量的40%左右。同时,在运行过程严格控制入炉煤颗粒粒径达到10 mm以下。通过一年多运行实践表明基本没大磨损。9)锅炉启动点火节油我厂厂新建2X150MW机组配两台2X480t/hCFB锅炉,每台炉设计每次启动需燃油20多吨,为了减少启动用油提高机组的经济性
25、,依据电科院及一些兄弟电厂采取的一些启动节油技术措施,结合本 单位实际,做出我厂启动节油的最佳措施方案。锅炉的启动前进行了床层阻力测定,绘制了空床阻 力特性曲线;通过实验,最佳料层厚度选择为600mm,最佳临界流化风量标定为 60000N怦,在保证不结焦的情况下尽可能降低一次风量,达到燃油的最大利用率,降低烟气热量损失,节约启动用 油。启动前通过炉底加热系统对炉水加热至 100多度,减少用油量;同时依据我厂煤质化验,挥发 分高达 35-40%,采取床温450 C时即脉动投煤 设计600C时脉动投煤),在700 C时及时撤油枪,通过实践证 明是可行的,使启动过程缩短了2个多小时,对节油效果明显。
26、在以上最佳控制状态下,每次冷态启动点火用油10t左右,大大节省了用油量。10)锅炉风机减噪技术改造我厂两台 DG480/13.7-II 2锅炉一、二次风机设备,在运行初期设备因为各种原因噪音严重超标,风机一M处噪音达120dB,锅炉9M平台处噪音达108dB,厂区办公楼后达90dB,厂界处也严重超标达 85dB.严重影响我厂办 公区域人员办公及厂区周围居民生活环境,同时对我厂环保情况也构成威胁。根据我厂噪音产生根 源主要是中低频及其控制方法,将风机出口冷风道选择使用10cm厚,容重接近100kg/m3的离心玻 璃棉包覆吸音,同时为了增强隔音效果,采取隔音棉外部加装西班牙进口隔音蒙皮;最后为了保
27、护 隔音蒙皮损坏或雨淋,同时增加装饰美感,在最外部安装彩钢瓦护板进行防护。通过改造,现风机一 M处噪音为90dB,锅炉9M平台处噪音为80dB,厂区办公楼后为70dB,厂界处也达标为60dB.大 大改善了我厂办公区域人员办公及厂区周围居民生活环境,顺利通过了国家环境验收测评,取得了 可观经济效益与社会效益。11)压缩空气系统改造压缩空气系统冬季运行时常因压缩空气带水造成气力输灰管道堵塞,采用在储气罐底部加装电子自 动排水器,并对压缩空气管道进行保温,消除了压缩空气带水造成输灰管道堵塞现象。同时,输灰 管道原设计为普通钢制弯头,运行中极易磨损泄漏,造成漏灰,污染环境,影响机组正常运行。因 此,将
28、输灰管道弯头改为耐磨陶瓷弯头,增强了抗磨性,消除管道频繁磨损泄漏现象,提高仓泵排 灰效率提高了灰尘输送效率,消除了因为输灰管道堵塞及泄露造成的环境污染,杜绝了锅炉冒黑烟 ,改善了环境条件。(12)锅炉启动床料启动系统优化我厂新建2X150MW机组配两台2M80t/hCFB锅炉,两台炉配一座200立方石英砂仓及两套输送系统 ,为了节省空间及石英砂仓,经过与输送厂家、设计院联系协调,将石英砂仓取消,改装在锅炉所 配的渣仓上面。同时,根据实践采用锅炉底渣作为启动床料。经过实践证明是可行的,省去了一个 石英砂仓及上石英砂所需的斗提等设备,节约经费尽百万元,同时结构布置更合理,节约了占地空 间。四、吹灰
29、系统改造我厂吹灰器采用北京嘉德激波吹灰器,锅炉尾部对流烟道的过热器区域、再热器区域、省煤器和空气预热器区域共装有 34台激波吹灰装置。吹灰器布置在两侧墙的相应位置,试运期间效果还可以, 在以后运行中,随着尾部积灰的增多及板结,吹灰效果越来越不好,排烟温度在高负荷时由吹灰前160C只下降至153C,严重超过设计的130C .1#炉曾因低过后烟温长时间超过 580C导致省煤器吊挂烧坏掉落事故。因为循环流化床锅炉在燃烧方式不同于煤粉炉,加之尾部烟道布置了大量的受热 面,积灰会比煤粉炉严重,为了提高循环流化床锅炉经济性,我厂在高低过热器、省煤器部位改用 了蒸汽吹灰器。空预器具调差蒸汽吹灰效果不好,还是
30、沿用原激波吹灰器。正常投入运行至今,蒸 汽吹灰器运行可靠,无明显的机构及电气方面故障,从停炉后炉内检查情况来看,尾部烟道积灰已 明显减少,积灰量很少,也无受热面管道受到吹灰蒸汽磨损的痕迹,清灰效果良好。排烟温度也有 之前吹会后的153C降至目前的135C左右,大大提高了锅炉效率及省煤器吊挂的安全性。五、锅炉启动实验、调试项目我厂CFB锅炉的调试重点主要在以下方面:1 ) 烘炉CFB锅炉中有多处由耐火耐磨材料构成的内衬,大量采用耐火耐磨捣打料和混凝土浇注料。这些炉 内衬都在现场施工,不可避免的存有游离水、结晶水等不同形态的水分。在受热升温过程中,如果 水分迅速蒸发,产生的汽压超过内衬材料的结合力
31、,可能引起炉墙爆裂损坏,甚至可能造成大面积 炉墙倒塌;再如初始热膨胀过快、不均匀,也会因为热应力而使炉墙受到损坏。因此,炉内衬的养 护烘炉是新施工的 CFB 锅炉启动运行前的一项重要工作,烘炉质量直接影响耐火耐磨内衬的寿命和CFB锅炉运行可靠性。我厂 2*150WM机组项目480t/h循环流化床锅炉,是由东方锅炉厂设计制造, 其耐火耐磨浇注料主要分布在点火燃烧器、水冷风室、炉膛、回料器、分离器和分离器出口烟道等 ,这些都是烘炉的关键部位。根据耐磨耐火浇注层的结构需要布置烘炉机15台。分离器进口共布置2台100kg/h烘炉机,每侧分离器进口各 1台,连接管引入炉墙表面 500mm ; 分离器出口
32、共布置2台180kg/h烘炉机,每侧分离器出口各 1台,连接管引入炉墙表面 500mm ; 回料器共布置4台55kg/h烘炉机,从底部的人孔门处引入;炉膛共布置2台180kg/h烘炉机,分别从人孔门口处引入;点火风道共布置4台120kg/h烘炉机、每台点火风道布置 2台,分别从人孔门处引入。炉底水冷风室布置1台75kg/h烘炉机,从人孔门处引入。为使热烟气能集中加热各部位内衬材料,避免被水冷壁过多吸热,同时也为节约燃料,在炉膛密相 区出口临时隔墙在炉内搭设脚手架,在耐磨材料截止线处用脚手杆搭设平台,平台上平铺白铁皮, 白铁皮搭接后用细铁丝捆绑在平台上,这层临时隔断四周不留间隙,并在白铁皮上铺设
33、保温棉板。 后烟井临时隔墙,在过热器水平管上铺设白铁皮,固定牢固,并在表面铺设保温棉,在炉墙四周留 有50mm空隙 排烟气通道)。烘炉前先采用热水进行低温段养护,控制进水的温度 80S,并在此阶段恒温24小时,然后按10C/h升到150C20C恒温24小时;然后逐渐从下向上点燃烘炉机,维持 最低油量烘炉,继续按 15C/h升温,升到250C出0C恒温24小时,再按15C/h升温,升到350C曲0 C恒温36小时,烘炉恒温在35050C时能够充分析出游离水。即完成膜式壁内衬料的低温养护。因 为耐火耐磨材料密度大,内衬具有相当的厚度,水分缓慢均匀析出、并使其体积达到稳定状态极为 困难,均匀缓慢升温
34、、恒温是烘炉控制的关键。烘炉曲线400CF日锅炉的拱炉温升曲线350300250CJX. 200250+207?保温36h 时150150 + 20X:保36h 时:啦时从1509/开高2509dOO50/12小时从釦匸升高lbircISO 209 保温4 2小时/ 3 m小时从250 :t升高35or障温冷却 1 f I I i f I I 1 P I 1 r I I 1 r I I t i I 1 r I I r t I 1 1 1 I 1 f I I I 1 I I9 17 25 33 41 49 57 66 73 61 39 97 105 113 121 129 137 145 153
35、 161 169总计阳时间(小时)低温烘炉结束后,电厂、监理、耐火材料厂家、电建及调试单位共同对烘炉情况进行了全面 检查,一致认为烘炉质量达到要求。在随后的高温烘炉阶段利用锅炉本身所带油枪缓慢升至550C,然后维持在 550C 50C左右一段时间,目的析出浇注料内的结晶水,随后再升温进行安 全阀整定、吹管、蒸汽严密性实验。即完成了整个阶段的烘炉。( 8) 冷态实验 循环流化床锅炉冷态实验主要是为了测试锅炉烟风系统和炉膛冷态下的空气动力特性,摸清烟 风系统、布风板和料层阻力构成情况,检验冷态烟风系统和料层流化的动态参数,为热态运行床压 控制及风量分配提供依据、保证锅炉合理的燃烧工况,满足机组整套
36、启动需要。1)主要风量测量装置的标定 锅炉燃烧风量是运行人员调整燃烧的的重要依据,其测量的准确性直接影响到锅炉的经济安全运行。安装在锅炉风道上的风量测量装置,往往因为安装位置管道直段不能满足设计要求、装 置加工误差等原因使流量系数偏离设计值,为锅炉运行的需要,我们对锅炉主要的风量进行了测 量。按等截面布置测量点,标准测速元件采用毕托管,压差信号用电子微压计读取。因为风量测量 装置厂家的设计数据在试运期间多次修改,根据厂家最后提供的数据,DCS上显示风量与实测值基本相符。2)风量调节挡板检查 风门挡板检查在冲管结束后进行,通过实地检查及在全关、全开状态下风量测量及管道压力判断风门能否关严,并检查
37、判断与指示开度位置、DCS显示是否一致。通过多次反复检查,锅炉风系统有较多的风门挡板实际位置与DCS显示不符,多数调节挡板全关状态下关闭不严等问题在启动前已解决。3)测定炉膛布风板阻力特性;所有风帽检查清理完毕,将一次风量由低到高逐步加大,记录各风量下的一次风量左/右)、一次风温、炉膛负压、风室风压,布风板阻力实验做上行和下行两个工况,在整个实验期间 维持炉膛负压基本稳定。然后绘制风量与布风板阻力曲线。在1#炉测试期间,出现布风板阻力达10000Pa 多,风室风压很大,但风量较低。初步判定风帽可能有堵塞。因为我厂锅炉布风板风帽采 用大直径钟罩式内管带小孔风帽,可能是内管小孔堵塞。因为外罩是焊接
38、的,只能进风室检查内管 情况,经检查确认为烘炉时吹进的保温棉所致。因为烘炉时为防止烘炉机高温烟气直接吹到点火风 道人孔门处耐火材料墙面,在此处用保温棉搭设了隔火墙,因为没固定好导致保温棉吹进风帽内管 眼内,加上油烟熏烤,黏在小孔上。最后利用高压压缩空气对每个风管进行吹扫,启动后测定布风 板阻力在设计范围内。布风板阻力曲线(标态)10.00009.00008.00007.00006.00005.00004.00003.00002.00001.00000.0000250300050100150200总一次风量(kNm3/h)4)观察炉膛布风板的布风均匀性和床料流化特性;床料流化特性及流化均匀性实验
39、采用10mm以下的流化床炉渣,在各冷态实验完成后,快速停止各引风机、一次风机和二次风机,入炉检查床面的平整度 应注意,床料平整不一定代表流化良好。在逐渐增加流化风量时,应打开炉膛人孔门,仔细观察床 料表面是否均匀地冒小汽泡,是否同时逐渐流化,有无松动较晚和不动的区域。若有,则一定要分 析原因并加以处理,否则将来运行中这些地方容易结焦。5)测定炉膛料层阻力特性和床料的临界流化风量布风板阻力实验完成后,在布风板上铺设一定厚度600mm/700mm的合格底料。实验前按厂家推荐颗粒细度在布风板上添加,尽量沿炉膛床面铺放均匀,以免造成不同床压测点测量值偏差很 大,影响实验的准确性。具体实验方法与空板相似
40、。将一次风量由低到高逐步加大,记录各风量下 的一次风量 左/右)、一次风温、炉膛负压、风室风压和料层压力,料层阻力实验做上行和下行两 个工况,在整个实验期间维持炉膛负压基本稳定。然后绘制风量与料层阻力曲线。若条件允许,在 调试阶段应尽量多改变几次料层厚度进行实验,便于今后CFB锅炉运行中根据床压对床料厚度进行准确判断。临界流化风量 速)实验是要找出使床料完全流化的最小风量(速。该实验随料层阻力实验一并进行。其原理基于床料在完全流化后,阻力将趋于平稳甚至略有下降,从床层阻力与流化风量的 对应曲线上找到该拐点,即可得出相应床层厚度的最小流化风量。根据相关资料和经验,在床料的筛分粒径较宽的工业应用实
41、验中,从料层阻力曲线上不一定能得到非常准确的拐点,取值应有一定裕量,并结合流化情况的实际观察结果确定临界流化风量。在今后的运行中,应确保一次风量大于临界流化风量,以保证锅炉的安全运行。随后的临界风量实验测得锅炉的临界流化风量为:60000Nm3/h为方便运行监视,此处给出DCS画面的显示值,而不是修正后的实际值),在运行中,将临界流化风量加上一定的裕量作为运行操作的底线;每100mm后的料层阻力大约为1.2-1.5kPa。料层阻力试验4 )J阀的调试投煤试运前对 J阀内风帽小孔逐个进行了多次清理疏通,因为回料器系统人孔门、连接法兰等处漏风,风压较低,对该问题进行了处理,试运期间,回料器工作正常
42、。5)点火升压及启动投煤锅炉点火时首先投入点火风道一侧出力为560kg/h的油枪,点燃稳定燃烧后再投入另一侧油枪。由冷态实验的结果,炉底流化风总风量应控制在60000 mn 3/h以上,因所用煤的热值为为5000Kcal/kg左右,挥发分在 37%上,根据所燃煤种,当平均床温达到450C时锅炉即开始投煤。投煤时将风量提至80000mn 3/h以上,以保证流化充分,防止低温结焦。初期投煤时先投运12台给煤机且给煤机脉冲运行,当床温有明显升高、炉膛出口氧量有明显降低时给煤机才 能连续运行,根据锅炉汽侧升温升压的要求,适当增加给煤量,随着锅炉汽温汽压的升高,不断投 入其它给煤机,尽量使各台给煤机的出
43、力均衡。在给煤量增加的同时,不断增加流化风总量,控制 床温的升速。当床温升到700 C以上时,适当减小床下油枪的出力,此时床温略有波动,当床温稳定后适时切除其中之一只油枪,然后观察床温变化,若无明显波动,则第二只油枪开始切除。床下 油枪切除后,及时根据床温变化情况调整流化风总量和增加给煤量,将床温稳定制在700850 C之间。6)锅炉热工调试热工控制主要设备 DCS采用艾默生系统项目公司的计算机分散控制系统。热工调试内容包 括:热工信号及连锁保护校验、热工信号逻辑及报警系统实验、锅炉炉膛安全监控系统实验、负责 DCS端子排以外的热控装置的二次调整、锅炉各种自动及保护的投运。7)72+24小时运
44、行机组在经过数次起停试运完善后,#1机组于9月28日进入72+24小时考核运行。运行期间锅炉运行平稳,平均负荷在150.1MW其主要参数均达到或接近设计参数,#2机组于11月26日进入72+24小时考核运行。运行期间,锅炉运行虽然平稳,机组的平均负荷在150MW左右,其主要参数均达到或接近设计参数。六、正常运行控制1)燃料及粒度因为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。循环流化床锅炉可根据各种优劣质燃料进行设计,烧各种燃料,但对某一台CFB锅炉及其煤破碎系统来说,燃用的燃料就应在一定的范围。 另外燃煤颗粒特性对 CFB锅炉燃烧份额、炉内传热、
45、受热面磨损等有一系列的影响。燃煤颗粒过粗,一是增加电耗,二是加剧了受热面的磨损,三是较大矸石及石块随着运行时间的延长,逐渐积 累 在 炉 内, 造 成 炉 内 流 化 不 良。 我 厂#1、2锅炉曾因为入炉煤岩石含量多、颗粒度超标造成锅炉流化不良,排渣不畅,造成炉内床压 过高,燃烧恶化,锅炉难以维持正常运行,锅炉被迫停运。同时, 煤质变化对电厂其他生产系统的影响。一是因来煤含水量高,电厂煤流系统破碎机、振动筛、落煤 管等处容易堵煤,清理困难,影响系统出力及上煤量。因为来煤砂岩比例大,砂岩硬度高,破碎困 难,造成粗、细碎机锤头磨损严重正常情况下使用寿命 6个月,目前使用1个月就要更换),使用寿命
46、大大缩减;细碎机出料粒度达不到锅炉设计要求设计要求入炉煤粒度w 10mm目前实际远远大于此要求,30mm左右的砂岩占很大比例)。二是对排渣系统的影响。入炉煤中砂岩比例大、 粒度大,因为砂岩没有发热量,在炉内燃烧过程中体积、重量不发生变化,造成锅炉运行中料层上 涨速度过快,锅炉排渣量大幅增加 比原来增加 50%上),锅炉排渣管频繁堵塞,冷渣器托辊、轴承磨损加剧,故障率大增。燃煤颗粒过细,实 际运行悬浮段燃料燃烧份额超过设计值。锅炉上部烟温过高,使汽温、排烟温度较高。循环灰量加 大,加剧受热面的磨损,在变负荷时造成床压、回料器料位大幅波动。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
47、好,消耗低,排渣热损失小,燃烧效率明显提高。有利于延长 运行周期,经济效益明显。在条件允许的情况下,尽量燃用优质煤。2)吹灰器吹灰对锅炉排烟温度的影响锅炉第一次带满负荷排烟温度小于 140 C , 在以后运行中,随着尾部积灰的增多及板结,吹灰效果越来越不好,排烟温度在高负荷时由吹灰前 160C只下降至153C,严重超过设计的130C .1#炉曾因低过后烟温长时间超过 580C导致省煤器吊 挂烧坏掉落事故。因为循环流化床锅炉在燃烧方式不同于煤粉炉,加之尾部烟道布置了大量的受热 面,积灰会比煤粉炉严重,为了提高循环流化床锅炉经济性,我厂在高低过热器、省煤器部位改用 了蒸汽吹灰器。空预器具调差蒸汽吹
48、灰效果不好,还是沿用原激波吹灰器。正常投入运行至今,蒸 汽吹灰器运行可靠,无明显的机构及电气方面故障,从停炉后炉内检查情况来看,尾部烟道积灰已 明显减少,积灰量很少,也无受热面管道受到吹灰蒸汽磨损的痕迹,清灰效果良好。排烟温度也有 之前吹会后的153C降至目前的135C左右,大大提高了锅炉效率及省煤器吊挂的安全性。同时,为 了降低排烟温度减少热损失,制定每天两次吹灰。3 )一次风量及床温的调整所谓床温主要是指燃烧密相区内流化物料的料层温度。床温值是由锅炉结构、灰熔点、排放物指标等综合因素决定的,通常控制在850920 C左右。床温过高或过低将造成锅炉结焦灭火。影响床温的因素主要有煤种、给煤量、
49、一/二次风量、返料量。在循环倍率一定时,主要与煤量和风量有关,其中一次风量起主要作用。因为大型CFB 锅炉的热惯性相应增大,建议运行人员除监视床层温度外,更应密切监视氧量变化,根据氧量变化迅速做出床温变化原因的准确判断,进而采 取相应的调整。根据目前经验,通过密切监视氧量变化进行一定提前量调节是大型CFB锅炉维持床温稳定的有效手段。当锅炉负荷和给煤量较稳定时,床温可用流化风量的增减控制;流化风量调整 不力,则应迅速增减相应煤量。同时,投运给煤机故障或跳闸是造成床温大幅变化的主要原因,需 很久才能恢复到正常值,所以很有必要做好事故预想:当床温发生异常变化时,迅速到现场检查给 煤机实际运行及出力情况,与主控室运行状态及参数核对。若给煤机跳闸,应立即强启一次,强启 失败则马上稳定增加其余给煤机煤量;若主控室煤量指示出现偏差,迅速以给煤机就地实际煤量进 行相应调整。当给煤机在锅炉低负荷运行时跳闸,因炉内混合较差,会出现床温不均和较快下降趋 势,若不能迅速恢复给煤机运行,应降低一、二次风量,尽快恢复跳闸给煤机。一次风量的变化对 床温的影响十分明显。在一定的负荷和燃料条件下,一次风量增加,床温降低,反之,床温升高。(4 J”阀的调整锅炉运行过程一般无须对“J”阀风进行调整,只有在较高负荷时“J”阀母管压力偏低 小于35Kpa)或“ J”阀料位偏高及“ J”阀灰温较高
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