摘要:循环流化床燃烧调整直接关系到机组的运行效率,特别是煤泥和煤矸石在燃烧调整还没有成熟经验。介绍阳光热电厂在在研究燃烧煤泥与煤矸石方面取得的一些运行经验,可为同类型CFB锅炉的运行提供参考。
关键词:CFB锅炉;燃烧调整;煤泥与煤矸石
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.082
0 前言
循环流化床锅炉自问世以来,以其独特的燃烧技术以及燃料适应范围广、燃烧效率高、负荷调整范围宽、运行稳定、环保效率高等优点得到广泛的推广和应用,但在燃烧煤泥与煤矸石方面没有形成一套较成功的运行技术来指导工作,本人根据我集团公司的YG-75/3.82-M12型循环流化床锅炉在燃烧煤泥与煤矸石的实际运行情况,分析其燃烧和传热机理,对运行中的工况控制、参数调整以及矸石与煤泥的配比作分析和阐述,愿与锅炉运行人员交流探讨。
循环流化床锅炉的燃烧调整主要是通过给煤量、一、二次风量及配比、料层温度、料层差压、炉膛差压、返料温度等的调整和控制,来保证锅炉安全、经济运行;下面将在这几方面对CFB机组在燃烧煤泥与矸石方面进行探讨。
1 料层温度的调整
循环流化床锅炉的料层温度一般设计控制在850-950℃的范围内运行,它是一个表征煤在燃烧室内稳定燃烧的参数。料层温度过高,在燃用灰熔点低的煤种时,易引起流化床高温结焦,造成流化不好停炉。当料层温度太低时,对煤泥着火和燃烧不利,在投煤泥情况下料层温度一般不低于850℃,如过低应适当增加给煤量,减少一次风量和返料量,提高料层温度。实践证明:随料层温度的增加,煤泥燃烧更完全,甚至可以在水平烟道内燃烧,使机械不完全燃烧热损失q4略有减少,但随着负荷的增加,料层温度增加,烟气夹带增多,机械不完全燃烧热损失q4又有所增加;化学不完全燃烧热损失q3是随着料层温度升高而降低。
影响料层温度发生变化的原因有很多,如负荷变化时,风煤的配比未及时调整,给煤不均匀或煤泥与矸石配比发生变化;返料量过大或过小;一、二次风配比不当等等。如在正常运行时,给矸石量未增减,而料层温度发生变化,说明煤泥量、风量、返料量发生了变化。运行中要随时监视炉内温度等参数以及负荷和矸石和煤泥配比的变化,及时调整。
2 过量空气系数的调整
过量空气系数是锅炉运行的重要指标,它直接影响锅炉运行的安全性和经济性。在一定范围内增大炉内风量可减少燃烧损失(q3和q4),但会引起排烟热损失q2的增加。最佳过量空气系数应是使这些损失之和(q2+q3+q4)为最小。
最佳过量空气系数与煤种和负荷是对应的。例如当锅炉负荷低时,因为受漏风的影响,最佳过量空气系数的值要大些;当煤种发生变化时,因所需一、二次风量不同,其过量空气系数也不同。因此,当煤泥与矸石配比发生变化时,应分别进行过量空气系数的调整试验。实践证明:煤泥配比大时,过量空气系数较大,反而则较少。
3 一、二次风量及配比
一、二次风量的配比,对循环流化锅炉的正常运行是非常重要的,这是因为一、二次风配比直接决定着密相区的燃烧份额,在同样的条件下,一次风比大,必然导致高的密相区燃烧份额,此时就要求有较多的低温循环物料返回密相区,带走燃料燃烧所释放出的热量,以维持密相区温度。如果循环物料量不足,必然会导致床温过高,无法多加煤,负荷带不上去。一、二次风配比的调整方法为:保持料层差压和炉膛差压在一尽量小的变化范围内运行,烟气含氧量在最佳变化范围运行,取负荷一定,分别改变一、二次风配比,列表看一、二次风量与给煤量之间的关系,给煤量最小的那个一、二次风组合就是在该负荷下燃用该煤种的最佳一、二次风配比。
4 料层差压的调整
料层差压是指运行中风室压力与密相区床层上顶之间的压力差,它反映了密相區内料层的厚度。实践证明:当燃烧煤泥较多时,需要更多的二次风,一次风只需达到流化状态,而当燃烧煤矸石较多时,二次风相对较少,煤矸石燃用时间较长,一次风需要较大。
对于燃用煤泥与矸石不同配比,料层差压的变化范围也是不同的,因为燃烧煤泥份额较大时,料层差压几乎不会上升,而全用煤泥时料层差压还会下降,这主要是因为密相区大,颗粒在不断减少。如燃料颗粒大于设计值,在这种状态下,烧煤泥运行时间过长,在密相区就会形成死料区,各床温测点相差较大,甚至出现结焦,而当燃烧煤矸石份额较大时,由于矸石发热量低,给煤量较大,料层差压上升很快,放渣量较大,而床温低,负荷带不上去,造成机械不完全燃烧损失q4增加。通过我厂长时间总结经验,煤泥与矸石配比为1:1为最佳配比,这样能保持料层差压稳定运行。
5 炉膛差压的调整
循环流化锅炉其炉膛差压设计值为在500—2000Pa间运行,而在我厂实际运行时,如煤泥投入较大时,炉膛差压会超过2000Pa,所以我厂返料风采用高压流化风机,出口压力高达16kPa。平时,通过观察料腿立管外的观察孔,调整流化风量,如煤矸石投入较多时,则炉膛差压相对较少,如不及时调整会造成料腿内吹空,我厂在锅炉启动过程中就发生了一次返料吹空现象,解决办法是将返料风停止运行30分钟,再投入即运行正常。
以上对床温、过量空气系数、料层差压、炉膛差压的调整都反映出煤泥与矸石在配比对其影响最大。我厂结合实际运行经验,再加上燃烧煤泥对锅炉磨损少,延长设备使用周期,总合考虑将煤泥与矸石配比定为1:1,最为经济。这种配比,既能使锅炉在满负荷情况下,床温、料层差压、炉膛差压都比较接近设计值,运行比较平稳。
总之,循环流化床锅炉的燃烧调整,特别是烧煤泥与矸石,与其他烧中煤CFB机组有很大差别,其参数的变化受影响因素较多。在运行中应根据煤种及负荷的变化情况,及时调整料层温度、一、二次风配比、料层差压和炉膛差压,使循环流化锅炉的运行达到最佳效果。以上是本人从实际运行中得出的几点调整方法,不对之处请各位专家及同行指正。
参考文献:
[1]岑可法等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].
[2]循环流化床锅炉的启动调试与安全运行[M].中国电力出版社.
[3]辽宁省电力工业局.锅炉运行[M].中国电力出版社.
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