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锅炉有五个运行调整你知道吗?

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点击次数:12031  更新时间:2022-12-27

循环流化床锅炉与常规煤粉锅炉不但在结构上有所不同,而且在其燃烧方式和调节手段也有自身的特点。循环流化床锅炉正常运行调整的主要参数除了汽温、汽压、炉膛负压之外,还应监视床温、床层压力、炉膛压差、旋风分离器灰温、旋风分离器料层高度、冷渣器工作状态、布风板压力、渣温、排渣温度等。


第一 床温控制

床温是循环流化床锅炉需要监视的主要参数之一,床温的高低直接决定了整个锅炉的热负荷和燃烧效果,这是由床温是循环流化床锅炉的特点(动力控制燃烧)所决定的。根据燃用煤种的不同,床温的控制范围一般在850950℃左右,对于挥发分高的煤种,可以适当地降低,而对于挥发分低的煤种则可能要在900℃以上。但不宜过高或过低,过低可能会造成不完全燃烧损失增大,脱硫效果下降,降低了传热系数,严重时会使大量未燃烧的煤颗粒聚集在尾部烟道发生二次燃烧,或者密相区燃烧分额不够使床温偏高而主汽温度偏低;床温过高则可能造成床内结焦,损坏风帽,被迫停炉。一般应保证密相区温度不高于灰的变形温度100150℃或更多。

调节床温的主要手段是调整给煤量和一、二次风量配比。如果保持过剩空气量在合适范围内,增加或减少给煤量就会使床温升高或降低。但此时要注意煤颗粒度的大小,颗粒过小时,煤一进入炉膛就会被一次风吹至稀相区,在稀相区或水平烟道受热面上燃烧,而不会使床温有明显地上升。当煤粒径过大时,操作人员往往会采用较大的运行风量来保持料层的流化状态,否则会出现床料分层,床层局部或整体超温结焦,这样就会推迟燃烧时间,床温下降,炉膛上部温度在一段时间后升高。当一次风量增大时,会把床层内的热量吹散至炉膛上部,而床层的温度反而会下降,反之床温会上升。当然,一次风量一旦稳定下来,一般不要频繁调整,否则会破坏床层的流化状态,所以很多循环流化床锅炉都把一次风量小于某一值作为主燃料切除(MFT)动作的条件。但在小范围内调节一次风量却仍是调整床温的有效手段。二次风可以调节氧量,但不如在煤粉炉当中那么明显,有时增加二次风后就加强了对炉膛上部的扰动作用,会出现床温暂时下降的趋势,但过一段时间后因氧量的增加,床温总体上会呈现上升势头。在中温分离器的循环流床锅炉中,往往通过采用改变返料量来控制床温。在高温分离器的循环流锅炉中,由于回料器的灰温与床温相差不大,所以效果不明显。如果突然大量返料则会造成大量正在燃烧的煤颗粒来不及燃尽就被床料掩埋,这时床温会大幅下降。加入石灰石时也会造成床温降低,其原因是石灰石在煅烧时先会吸收一部分热量。床层厚度也会给床温的调节造成很大影响。当床层厚度很低时,蓄热能力不足,床温降低,与此同时炉膛出口温度也升高,这是因为密相区的燃烧分额的下降和稀相区燃烧放热的增加。床层厚度低还会使整个床层温度十分不均匀,加入煤量多的地方床温会很高,而加入煤量少的地方床温很低,这样易局部结焦。且平均床温水平较低,负荷加不上去。当煤的水分增大时会使床层整体温度水平降低。

一般来说,床温是通过布置在密相区和炉膛各处的热电偶来监测的,床温测点位置对床温值影响很大。因为床内料层表面温度高,而下面的温度低,所以床温测点须布置在合适位置。密相区上、中、下三个高度上布置测温热电偶。点火时由于利用床下点火器产生的热烟气的作用,上部温度不能代表床料温度,要以中下部的温度为准。没有外热源时,密相区上下温度差小于或等于5080℃。当温度计异常时,可利用观火孔和临时观察孔以床料颜色判定其温度。据经验判断,当床料颜色发暗红时,床温大约为500℃左右;当床料颜色为红或亮红时,床温大约为800900℃左右;当床料颜色发亮、发白时,床温可能超过1000℃

当床温出现波动时,应首先确认给煤量是否均匀,然后再查给煤量的多少。给煤量过多或过少、风量过大或过小都会使燃烧恶化,床温下降。在正常运行调整床温时一定要保持给煤量和风量均匀,遵循先加风后加煤先减煤后减风的原则,调节幅度尽量小,要注意根据床温变化趋势,掌握好提前时间量。

第二 床压控制

床压即床层压降,是指布风板处的静压力与密相区与稀相区交界处压力差。布风板压降一般占炉膛总压降的20%25%,少数情况下可适当增减,保证流化质量的要求。在流化风量一定的前提下它直接反映了床层高度。维持相对稳定的床压和炉膛压力是锅炉运行中十分必要的,对保证正常运行至关重要。若床压过低,则炉内燃烧就变成悬浮式燃烧,加煤量增加床温迅速升高,而负荷带不上,并且整个床层的温度悬殊很大,易局部结焦;若床压过高,就需要更多的一次流化风,否则也会导致床料流化不起来,同样会引起局部结焦。另一方面,水冷风室压力会随床压的升高而升高,一次风系统所承受的压力升高,容易损坏风机及风系统的管道。更有甚者,在实践中表明,床压过高即床层厚度过高时,还会阻碍回料器的正常回料。床料落在水冷风室中阻碍一次风系统畅通,从而影响一次流化风总量。

正常运行中控制床压的主要手段是调整排渣量。本锅炉排渣方式采用底部放渣。在连续放渣情况下,放渣速度是由给煤速度、燃料灰分和底渣分额确定的,并且与排渣设备或冷渣器本身的工作条件相协调。每天学习锅炉知识,关注微信公众号锅炉圈,在定期放渣时,一般是设定床层压力或控制点压力的上限作为开始放底渣的标准。设定床层压力或控制点压力的下限作为停止放渣的标准。连续排渣也是通过调节冷渣器的转速来控制床压在一定范围内。

进行排渣时,排渣量的大小是通过调节冷渣器滚筒的转速来控制。对于滚筒式冷渣器来说,如何控制排渣量的稳定至关重要,否则会使排渣系统温度过高变形或烧坏。如果是间断性排渣的话,有可能造成灰渣结块,使冷渣器堵塞。对于底部排渣来说,一些大块或密度比较大的耐磨材料与保温材料或歼石、焦块等会排出来,当这些块太大时可能堵塞排渣管或冷渣器,造成排渣不畅。

第三 汽温调整

一般来说,循环流化床锅炉主汽温度随床温的升高而升高,随床温的降低而降低。由于循环流化床床料蓄热能力很大,当负荷发生大幅度变化时床温变化并不很大,所以循环流化床锅炉的汽温相对来说比较容易控制。当负荷增加时,床温有上升趋势,汽温也上升;当负荷降低时,床温有下降趋势,汽温也随之下降。当然这不是绝对的,这跟机组的结构特点和容量大小有关系:如果锅炉过热器以对流过热器为主,负荷升高时,颗粒浓度增大,对流受热面吸热量增加,过热器汽温上升;但辐射式过热器吸热量只与温度水平成正比,只要炉膛上部悬浮空间的温度不上升,其汽温就不会上升。改变一、二次风配比也可以改变炉膛内密相区和稀相区的燃烧份额,从而改变床温以达到调节汽温的目的。

过热器用混合式减温器来调节汽温,而且也可以用此消除两侧管壁的温度差。过热器采用二级减温器,第一级为粗调,布置在低温过热器出口与屏式过热器入口管道上;第二级布置为细调,位于高温过热器低温段与高温过热器高温段之间的连接管道上。

第四 负荷调整

循环流化床锅炉负荷调节性能好是其显著优点之一。在正常运行时的关键是建立稳定的物料循环,大量的循环物料起到传递质量和传递热量的作用,将大量热量带到整个炉膛,从而使炉膛上下温度梯度减少,增大了负荷调节的范围。

循环流化床锅炉在负荷调整时应着重搞好两个平衡,即物料平衡和热量平衡。物料平衡是指进入炉膛的煤、石灰石及其他物料与排出炉膛的炉渣、飞灰和从回料器回来的循环物料之间的平衡。热量平衡是指进入炉膛燃料的发热量加上循环物料所携带的热量以及物料中未燃烧完全的煤颗粒燃烧产生的热量,与水冷壁管、循环物料、一次风吹走形成烟气所吸收的热量相等。在这三部分热量中,一次风加热形成烟气带走的热量最大;循环灰量带走的热量其次;四周水冷壁吸收的热量最小。如果密相区的燃烧分额确定后,对于给定的床温,一次风带走的热量及密相区四周水冷壁吸收的热量也就确定了,为达到该床温所确定的热量平衡就是循环灰带走的热量。

当外界负荷增加时,锅炉需要的总吸热量增加,如果燃烧不进行调整,则汽温、汽压就相应降低。为了维持汽温、汽压的稳定,运行人员就会增加投煤量和一、二次风量,加强燃烧,提高床温水平,循环灰量也相应增加,旋风分离器分离效率大大提高,对于蒸发面来说,由于床层温度和稀相区的燃烧加强了,蒸发面的吸热量增加;对于屏式过热器来说,由于炉膛上部燃烧加强,其温度水平也有一定程度地提高,吸热量增大;对于尾部烟道内布置的对流受热面,随着烟速的增加,吸热量也增加。每天学习锅炉知识,关注微信公众号锅炉圈,这样整个锅炉受热面的吸热量就比原来增大,促使汽温、汽压重新恢复到正常值,至此,锅炉蒸发量适应了整个机组发电负荷增加的需求,达到新的平衡。当外界负荷减少时,炉膛内的颗粒浓度和炉膛上部燃烧分额都下降,并向鼓泡床的运行工况接近。床内颗粒浓度的下降进一步使水冷壁热流密度下降,从而对传热造成影响。旋风分离器的分离效率随入口颗粒浓度的下降面降低。分离效率的下降反过来又使悬浮颗粒浓度和循环倍率难以维持,炉膛总体吸量下降,但密相区的燃烧分额却因循环倍率的下降面有所升高,在某种程度上减缓了床温的降低。其他过程与负荷增加时相反。

当各种参数变化时均会对循环流化床锅炉运行产生一定的影响。其中:

1.当煤的发热量对负荷的影响,但煤的发热量发生变化时,床内热平衡的改变会影响床温也就会影响负荷,发热量越高,理论燃烧温度越高,在密相区燃烧分额不变的前提下,床温就会越高,汽温、汽压会升高,负荷升高。

2.煤的粒度变化时对负荷的影响。给煤粒度越大,则从床料中逸出的颗粒量减少,带到后部受热面的热量减少,这样锅炉不能维持正常的返料,循环物料所应该携带的热量下降。这样物料平衡和热量平衡都被打破并且相应地减弱,造成锅炉负荷下降。

3.煤的含水量对负荷的影响。当水分增加时,由于蒸汽所吸收的汽化潜热增加,床温会下降,但水分可以同时促进挥发分析出和焦炭燃烧,扣除添加水分造成的排烟损失后,总的趋势是床温下降,负荷下降。

总的来说,循环流化床锅炉负荷与风量、风速、物料浓度的变化方向一致,随负荷的增减自动增减,具有良好的自动适应性。

第五 回料器调整

由于大部分机组的回料装置都采用非机械J阀,靠下料腿与上料腿的物料差来实现炉膛至回料器之间的密封。如何使其料位差维持在一定范围内,物料能够连续稳定地回到炉膛,对于床温、床压的控制十分重要。其结构如图1-10所示。

返料风由高压风机提供,J阀回料器内布置有压力测点和灰温测点,其中在下料腿上的有压力测点,用以间接监视料位高度,因为整个回料器系统料位以上均为负压,所以如果哪一点压力为正值的话,就表示此点所在的位置就是料位高度,在正常运行过程中,须至少保证上一点压力值为负,否则就无法监视料位高度,可能会造成J阀回料器堵塞,无法返料。