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摘要:循环流化床锅炉是最近几年在世界范围内兴起的一种比较高效和环保的燃料清洁技术,主要优势在于能够处理多种类型的燃料,而且对于任何燃料都能做到硫化物以及氮化物低排放,操作流程简单易懂,我国目前也有大批的循环流化床锅炉投入使用。本文主要就循环流化床锅炉的物理结构进行简要分析,并结合床温偏高的原因制定相应的控温对策。
关键词:循环流化床锅炉;床温;控制;调节
1.循环流化床锅炉的物理结构
循环流化床锅炉在结构上与传统煤粉锅炉有着明显的不同,由于物理结构上的不同,导致循环流化床的控制调节与传统煤粉锅炉也有着很大的区别,最明显的差异就是燃烧室的床温控制措施。床温控制是循环流化床独有的特点,其他传统的煤粉锅炉是没有控温功能的。循环流化床正常运行的前提与基本条件就是稳定的温度,也是出于这点要求,循环流化床内的所有控制设计都是为了满足其对稳定温度的要求。循环流化床床温控制相对于传统锅炉 来说复杂程度要高的多,涉及因素涵盖多方面,因此循环流化床必须实现自动控制,尤其是对于功率较大电站锅炉。高效的自动化设计离不开对循环流化床温度控制原理的理解。随着循环流化床锅炉的结构设计已经由最初比较单一发展为多种多样,结构的差异也导致床温控制复杂程度不一。
2.床温偏高因素分析
2.1.启动床料选择不当
根据实际生产经验来说,循环流化床锅炉都是几组在一起共同运行,一台锅炉在启动时可以利用另一台锅炉的炉渣,但是如果只是砂子作床料的话会出现结焦的现象,所以在锅炉启动床料要对床料进行筛分,通常都是选择4MM以下的炉渣,但是简单的筛选也不能完全滤除掉其中比较大的颗粒,如果启动床料中的颗粒分布不均匀,就会导致启动床料中能够进行外循环的颗粒量减少,造成锅炉启动运行中循环效率降低。在锅炉启动过程中,启动床料的选择是至关重要的。
2.2.二次风调节不当
二次风量调节能控制锅炉的总风量,而锅炉總风量的控制原则是根据燃烧室中烟气的含量,这点同传统的煤粉炉相同,通常情况下是控制在百分之四左右,二次风调节不当的情况主要有两种,一种是总风量的控制不能满足正常标准或者是超过,再者就是未能及时的增加二次风。二次风的温度较低,如果一次性大量的使用二次风,就会造成锅炉温度出现较大程度的波动,表现出温度升高的现象。
2.3.床存量过多
造成循环流化床锅炉温度过高的原因还可能是床存量过多。因为每台锅炉在使用前都会在锅炉内加入一定量的床料,锅炉启动后,炉内会出现一定量的床压。但是循环流化床锅炉在使用前都要事先进行许多因素的测试,这样就会造成物料被扬稀,倒是炉内的压强下降,循环产生的流化风会形成穿层,加之循环物料质量又少,导致炉内的热量都集中在密相区,从而表现出床温过高。
3.床温控制对策
3.1.负荷变化时床温的调节
循环流化床的负荷是动态变化的,当锅炉处于低负荷状态运转时,炉内上层的颗粒浓度会逐渐降低,辐射传热增加,从这个角度来说,当锅炉内的负荷发生变化,就不能单纯的依靠调节返料的质量来改变传热量已达到稳定床温的目的了。对于不同负荷下的锅炉,给煤量要根据当时的负荷状态进行相应的调整,保证炉内可燃物量以及床料量在一定比例是维持床温的前提和基本条件。如果锅炉内的负荷降低时,要降低床层的厚度,尽可能减少床料量,同时要降低一次风量,减少一次风量后也减少了带到炉膛上层的热量,也就相应的降低了炉膛的热量。
3.2.点火启动时的床温控制
循环流化床锅炉的启动时控制温度的关键环节,启动过程是将静止的常温状态下的燃烧物转变为流化状态的过程,循环流化床的点火启动比传统煤粉炉要困难的多,过去点火启动常常需要进行多次的点火尝试才能实现,后来随着点火启动技术的不断完善,大型的循环流化床锅炉都采用下烟道燃烧器作为点火启动装置。循环流化床锅炉的启动过程包括三个阶段,其中一个阶段就是底料被加热的阶段,这是炉内升温的第一个阶段,这时要注意增大一次风量,提高温度升高的速度,只有在温度较高的情况下才能进入比较好的的流化。
3.3.根据燃烧室后烟气量的床温调节
循环流化床锅炉存在给煤量与调节床温不同步的现象,炉内燃烧室的烟气含量能够反映出床层的燃烧情况,因此可以根据炉内的烟气量变化趋势来观察给煤量的调节情况,如果床温正常,风量也没有发生变化,突然出现氧气量增大的现象,就说明床内的可燃物量少,此时要增加给煤量,相反就是减少给煤量。如果说床温下降而氧气量上升的话,就说明炉内的可燃物燃烧速度较慢,要清理床底的灰渣避免灰渣聚集出现流化不良的现象。
3.4.停炉后的床温控制
循环流化床锅炉的床温控制不仅要在锅炉运行过程中,对于停炉后的炉内温度也要进行控制,如果对停炉后床温进行有效控制就会造成再次启动时出现启动困难的情况,停炉床温的控制正常顺序为,先停止可燃物的输送,当床温温度下降到一定程度后,停止送风,同时停止引风机以及相关设备的运行。值得注意的是压火前的床温不宜太高,床温过高会造成结渣,再者要保证停炉前炉内的燃料要基本燃烧完全,避免不必要的资源浪费。
总结语:
本文通过对影响床温控制的几个因素进行简要分析,并结合与传统煤粉炉的对比,定性说明了在不同运行状态下循环流化床锅炉的床温控制方法,并对二次送风量对锅炉温度的影响特性进行了简要分析。为相关企业中大型的循环流化床锅炉的使用以及床温控制提供了有效的参考性意见。现阶段我国电力部门的循环流化床锅炉的运行和维护技术还不够完善,还需要我们在日常维护中及时的总结经验,不断丰富循环流化床锅炉的床温控制手段和技巧,提高循环流化床锅炉的实际使用价值。
参考文献:
[1]宋长玉.目前国内外开放循环流化床技术概况和我国循环流化床技术发展趋势.中国能源网.2003
[2]尹技虎.神火环保示范电站循环流化床锅炉控制方案.热力发电.2004
[3]郭爽.循环流化床锅炉床温的控制模型及模糊控制系统的研究.华北电力大学.2001
[4]王晓天.基于神经网络辨识的循环流化床锅炉的床温控制研究.昆明理工大学.2005
作者简介:
陈源 男 (1982-)湖南邵东人 学历:本科 专业:热能与动力工程 研究方向:75吨循环流化床锅炉技术改造
关键词:循环流化床锅炉;床温;控制;调节
1.循环流化床锅炉的物理结构
循环流化床锅炉在结构上与传统煤粉锅炉有着明显的不同,由于物理结构上的不同,导致循环流化床的控制调节与传统煤粉锅炉也有着很大的区别,最明显的差异就是燃烧室的床温控制措施。床温控制是循环流化床独有的特点,其他传统的煤粉锅炉是没有控温功能的。循环流化床正常运行的前提与基本条件就是稳定的温度,也是出于这点要求,循环流化床内的所有控制设计都是为了满足其对稳定温度的要求。循环流化床床温控制相对于传统锅炉 来说复杂程度要高的多,涉及因素涵盖多方面,因此循环流化床必须实现自动控制,尤其是对于功率较大电站锅炉。高效的自动化设计离不开对循环流化床温度控制原理的理解。随着循环流化床锅炉的结构设计已经由最初比较单一发展为多种多样,结构的差异也导致床温控制复杂程度不一。
2.床温偏高因素分析
2.1.启动床料选择不当
根据实际生产经验来说,循环流化床锅炉都是几组在一起共同运行,一台锅炉在启动时可以利用另一台锅炉的炉渣,但是如果只是砂子作床料的话会出现结焦的现象,所以在锅炉启动床料要对床料进行筛分,通常都是选择4MM以下的炉渣,但是简单的筛选也不能完全滤除掉其中比较大的颗粒,如果启动床料中的颗粒分布不均匀,就会导致启动床料中能够进行外循环的颗粒量减少,造成锅炉启动运行中循环效率降低。在锅炉启动过程中,启动床料的选择是至关重要的。
2.2.二次风调节不当
二次风量调节能控制锅炉的总风量,而锅炉總风量的控制原则是根据燃烧室中烟气的含量,这点同传统的煤粉炉相同,通常情况下是控制在百分之四左右,二次风调节不当的情况主要有两种,一种是总风量的控制不能满足正常标准或者是超过,再者就是未能及时的增加二次风。二次风的温度较低,如果一次性大量的使用二次风,就会造成锅炉温度出现较大程度的波动,表现出温度升高的现象。
2.3.床存量过多
造成循环流化床锅炉温度过高的原因还可能是床存量过多。因为每台锅炉在使用前都会在锅炉内加入一定量的床料,锅炉启动后,炉内会出现一定量的床压。但是循环流化床锅炉在使用前都要事先进行许多因素的测试,这样就会造成物料被扬稀,倒是炉内的压强下降,循环产生的流化风会形成穿层,加之循环物料质量又少,导致炉内的热量都集中在密相区,从而表现出床温过高。
3.床温控制对策
3.1.负荷变化时床温的调节
循环流化床的负荷是动态变化的,当锅炉处于低负荷状态运转时,炉内上层的颗粒浓度会逐渐降低,辐射传热增加,从这个角度来说,当锅炉内的负荷发生变化,就不能单纯的依靠调节返料的质量来改变传热量已达到稳定床温的目的了。对于不同负荷下的锅炉,给煤量要根据当时的负荷状态进行相应的调整,保证炉内可燃物量以及床料量在一定比例是维持床温的前提和基本条件。如果锅炉内的负荷降低时,要降低床层的厚度,尽可能减少床料量,同时要降低一次风量,减少一次风量后也减少了带到炉膛上层的热量,也就相应的降低了炉膛的热量。
3.2.点火启动时的床温控制
循环流化床锅炉的启动时控制温度的关键环节,启动过程是将静止的常温状态下的燃烧物转变为流化状态的过程,循环流化床的点火启动比传统煤粉炉要困难的多,过去点火启动常常需要进行多次的点火尝试才能实现,后来随着点火启动技术的不断完善,大型的循环流化床锅炉都采用下烟道燃烧器作为点火启动装置。循环流化床锅炉的启动过程包括三个阶段,其中一个阶段就是底料被加热的阶段,这是炉内升温的第一个阶段,这时要注意增大一次风量,提高温度升高的速度,只有在温度较高的情况下才能进入比较好的的流化。
3.3.根据燃烧室后烟气量的床温调节
循环流化床锅炉存在给煤量与调节床温不同步的现象,炉内燃烧室的烟气含量能够反映出床层的燃烧情况,因此可以根据炉内的烟气量变化趋势来观察给煤量的调节情况,如果床温正常,风量也没有发生变化,突然出现氧气量增大的现象,就说明床内的可燃物量少,此时要增加给煤量,相反就是减少给煤量。如果说床温下降而氧气量上升的话,就说明炉内的可燃物燃烧速度较慢,要清理床底的灰渣避免灰渣聚集出现流化不良的现象。
3.4.停炉后的床温控制
循环流化床锅炉的床温控制不仅要在锅炉运行过程中,对于停炉后的炉内温度也要进行控制,如果对停炉后床温进行有效控制就会造成再次启动时出现启动困难的情况,停炉床温的控制正常顺序为,先停止可燃物的输送,当床温温度下降到一定程度后,停止送风,同时停止引风机以及相关设备的运行。值得注意的是压火前的床温不宜太高,床温过高会造成结渣,再者要保证停炉前炉内的燃料要基本燃烧完全,避免不必要的资源浪费。
总结语:
本文通过对影响床温控制的几个因素进行简要分析,并结合与传统煤粉炉的对比,定性说明了在不同运行状态下循环流化床锅炉的床温控制方法,并对二次送风量对锅炉温度的影响特性进行了简要分析。为相关企业中大型的循环流化床锅炉的使用以及床温控制提供了有效的参考性意见。现阶段我国电力部门的循环流化床锅炉的运行和维护技术还不够完善,还需要我们在日常维护中及时的总结经验,不断丰富循环流化床锅炉的床温控制手段和技巧,提高循环流化床锅炉的实际使用价值。
参考文献:
[1]宋长玉.目前国内外开放循环流化床技术概况和我国循环流化床技术发展趋势.中国能源网.2003
[2]尹技虎.神火环保示范电站循环流化床锅炉控制方案.热力发电.2004
[3]郭爽.循环流化床锅炉床温的控制模型及模糊控制系统的研究.华北电力大学.2001
[4]王晓天.基于神经网络辨识的循环流化床锅炉的床温控制研究.昆明理工大学.2005
作者简介:
陈源 男 (1982-)湖南邵东人 学历:本科 专业:热能与动力工程 研究方向:75吨循环流化床锅炉技术改造