?? 通過對某熱電公司一臺高倍率循環(huán)流化床鍋爐在調(diào)試運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的幾個(gè)問題的分析和討論,試圖摸索出高倍率循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行過程中的一些內(nèi)在規(guī)律,并提出相應(yīng)的處理措施,以指導(dǎo)實(shí)際運(yùn)行操作。
1. 鍋爐運(yùn)行情況概述:
1.1. 該鍋爐是由XX鍋爐廠生產(chǎn)的XG-130/3.82-M13型中溫中壓、單汽包、單爐膛、自然循環(huán)、全懸吊全鋼架“M”型布置的循環(huán)流化床鍋爐,物料分離和回送裝置采用蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器和“U”型返料器,鍋爐采用DCS系統(tǒng)進(jìn)行控制、操作。
1.2. 主要設(shè)計(jì)參數(shù)為:
?? 額定蒸發(fā)量變?????????????????? 130t/h,
主汽壓力?????????????????????? 3.82Mpa,
主汽溫度?????????????????????? 450℃,
鍋爐熱效率???????????????????? 90.37%,
物料循環(huán)倍率?????????????????? 25~30,
脫硫效率(Ca/s為2.0時(shí))???????? ≥80%,
燃用設(shè)計(jì)煤種燃料消耗量???????? 20.06t/h,
石灰石消耗量?????????????????? 0.51t/h,
密、稀相區(qū)燃燒份額???????????? 6∶4
1.3. 設(shè)計(jì)燃煤特性:
收到基全水份(My):????????????? 8.22%
收到基揮發(fā)份(Vy):????????????? 26.67%
收到基碳(Cy):????????????????? 47.56%
收到基灰份(Ay):??????????????? 32.11%
收到基氫(Hy):????????????????? 2.5%
收到基氧(Oy):????????????????? 8.34%
收到基氮(Ny):????????????????? 0.77%
收到基全硫(Sy):??????????????? 0.4%
入爐煤粒度范圍:0~10mm,50%切割粒徑d50=1.5mm。
1.4。鍋爐調(diào)試運(yùn)行情況:該循環(huán)流化床鍋爐在調(diào)試運(yùn)行過程中表現(xiàn)出良好的性能,主要表現(xiàn)在運(yùn)行穩(wěn)定、帶負(fù)荷能力強(qiáng),在最高負(fù)荷143t/h時(shí)和最低30t/h時(shí)仍能保持良好的運(yùn)行性能。從整個(gè)運(yùn)行情況看,該爐物料分離器分離效率高,因而確保了鍋爐物料循環(huán)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求,從燃燒效果看,該爐燃燒效率很高,飛灰含碳量、底渣含碳分別在5%和1.5%以內(nèi),實(shí)際燃料消耗量16-18t/h左右。但是,該爐在調(diào)試運(yùn)行中也發(fā)生了諸如床層結(jié)焦、物料將床層和返料器壓死、床層或返料器物料消失、床層返料器結(jié)焦等不正常情況,這些不穩(wěn)定因素嚴(yán)重影響了鍋爐運(yùn)行安全,也造成了較大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。
2.異常情況原因分析:
2.1.從發(fā)生異常運(yùn)行情況時(shí)的工況統(tǒng)計(jì)數(shù)字來看,大多數(shù)都處于升、停爐或加、減負(fù)荷的變工況過程中,正常運(yùn)行過程中發(fā)生異常情況也是在鍋爐負(fù)荷較高或較低時(shí)但次數(shù)較少。也就是說大多數(shù)異常情況是發(fā)生在鍋爐處于一種不穩(wěn)定工作狀態(tài)之中。
2.2.高倍率循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行特點(diǎn):因異常情況主要發(fā)生在升停爐或變負(fù)荷過程中,在對一、二次風(fēng)量、返料量和給煤量進(jìn)行調(diào)整時(shí)發(fā)生的,因而對高倍率循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行特點(diǎn)的把握至關(guān)重要。由于該循環(huán)流化床鍋爐屬高倍率循環(huán)爐,鍋爐廠根據(jù)設(shè)計(jì)煤種屬高揮發(fā)分、高熱值、低灰分的特點(diǎn)選用高倍率循環(huán)的燃燒方式是完全正確、合理的,該爐表現(xiàn)出很高的燃燒效率也證明了這一點(diǎn)。然而,25--30的物料循環(huán)倍率意味著在以16-18t/h的給煤量加入爐膛的同時(shí),約有400-480t/h或更高的循環(huán)灰量在爐膛和主循環(huán)回路中循環(huán),其中爐膛中的循環(huán)灰量份額占絕對優(yōu)勢,即爐膛中的顆粒濃度極高(是一般循環(huán)流化床鍋爐顆粒濃度的2.5-3.0倍),而爐膛上、下部(即密、稀相區(qū))顆粒濃度分配(即燃燒份額)主要是由一、二次風(fēng)量比例及返料量大小決定的(給煤量的變化也有影響但較弱)。因而如果在變負(fù)荷操作過程中,對一、二次風(fēng)量及比例、返料灰量及給煤量的調(diào)整未能把握高倍率循環(huán)爐的特點(diǎn)而造成調(diào)整失當(dāng),勢必引起爐膛內(nèi)上下部顆粒濃度大幅度波動(dòng),當(dāng)這種波動(dòng)影響力達(dá)到使?fàn)t膛上下部顆粒濃度比例嚴(yán)重失調(diào)時(shí),就會(huì)出現(xiàn):或下部顆粒濃度過大物料將床層壓死;或物料大部或全部集中于上部空間床層物料消失。
?????? 同時(shí),爐膛內(nèi)顆粒濃度的大幅波動(dòng)也使?fàn)t膛出口的顆粒濃度發(fā)生大幅波動(dòng),而這種濃度波動(dòng)也引起爐膛出口含塵煙氣溫度和煙氣速度(當(dāng)爐膛出口負(fù)壓值保持不變)的大幅度變化,進(jìn)而對分離器的分離效率產(chǎn)生重大影響。或因爐膛出口顆粒濃度、溫度、速度(此三者的變化方向是一致的,且三者變化值分別都與分離器效率變化值成正比例關(guān)系)大幅上升,分離器效率也大幅度提高(此上升幅度以近三次方速度進(jìn)行),亦即分離器下來的返料量可大幅增加,造成返料器松動(dòng)床所受到的壓力大幅增加,如此壓力增加是瞬間進(jìn)行的,松動(dòng)床將無法承受而被壓死;反之,當(dāng)爐膛出口顆粒濃度、溫度、速度大幅下降時(shí),分離器效率也大幅下降,返料量也隨之減少。如發(fā)生床層壓死等極端情況時(shí),返料進(jìn)入立管中的量幾乎為零,而返料風(fēng)如未被及時(shí)停用,則立管中僅存不多的返料仍將被送入爐膛,當(dāng)立管中存料料位重力不足以抵消返料風(fēng)壓時(shí),立管料層就會(huì)被擊穿,造成返料器空床。由于引風(fēng)機(jī)的抽吸力和分離器阻力的共同影響,爐膛床層中極細(xì)顆粒有可能沿返料通道反竄到尾部煙道。