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[摘 要]循环流化床锅炉有其它炉型不可比拟的优点,其最大优点是扩大燃料的适应范围,使之能燃用一般燃烧方式无法燃烧的石煤、煤矸石等一些劣质燃料,且循环流化床锅炉负荷变化的适应性范围较大。但是随着循环流化床锅炉使用,在运行方面依然出现各种问题,只有通过实施有效的节能措施,提高了循环流化床的效率,以达到了节能降耗的效果。
[关键词]循环流化床锅炉 安全稳定 长周期运行
中图分类号:TB61+4 文献标识码:TB 文章编号:1009―914X(2013)25―0350―01
循环流化床锅炉具有燃料适应性广、有利于环保、负荷调节性好、燃烧强度大、高效、 低污染、低成本等特点,近年来我国的循环流化床锅炉得到了迅速的发展。但是由于循环流化床锅炉的特殊燃烧方式,运行情况较传统的煤粉炉相比故障率仍然偏高,经济性差。主要表现在给煤系统故障、炉内受热面磨损、物料流化不均匀、点火启动时间长、炉渣含碳量高等。我公司针对以上问题进行了技术改造和燃烧调整,机炉连续运行时间最长的记录。下面分析一下循环流化床锅炉运行中常见的问题,并找出解决办法。
1、循环流化床锅炉磨损问题
循环流化床锅炉炉内固体物料浓度是其他锅炉的几十倍,且颗粒大小不均匀。因此锅炉的金属受热面与耐火材料磨损非常严重。耐火材料可选用质量较高耐磨耐火的新型材料。我厂的循环流化床锅炉在运行3月左右,既能看出部分受热面的磨损痕迹。磨损严重的部位有:
(1)布风装置磨损,包括风帽磨损、炉膛内热电偶磨损。
(2)锅炉水冷壁管磨损,主要是:锅炉下部敷设卫燃带和水冷壁管过渡区域;不规则管壁磨损如穿墙管、弯管;有凸出或凹陷的部位如焊缝等。
(3)屏式过热器迎风面磨损。
(4)烟道内受热面磨损,包括过热器、省煤器、空预器管壁的磨损。
2、应对措施:
(1)降低入炉煤颗粒粒径严格达到8 mm以下。
(2)破坏沿水冷壁向下的固体物流,如在卫燃带和水冷壁管过渡区域浇筑高约10cm的耐磨凸台。
(3)让水冷壁面保持光滑整洁,消除施工过程中的焊缝、焊疤等。
(4)采用金属喷涂工艺对易磨损部位施以喷涂。超音速电弧喷涂,在金属受热面易磨损部位喷施镍铬合金或其他合金,厚度约0.3mm~0.5mm,不影响锅炉传热,保护金属受热面1~3年不受磨损。经过运行测试,8个月左右未发现涂层磨损痕迹。
3、锅炉点火过程中的升温问题
锅炉采用床下、床上热烟气点火,点火由电子打火枪程控打火,油枪喷油燃烧产生大量880℃左右的热烟气来加热床料。我厂在循环流化床锅炉运行初期,每次点火,刚开始升温速度很快,出现了一部分耐火材料脱落现象。在投煤时,由于比较盲目,导致锅炉床温过高,氧量过低,从而加大风量,因煤种致使床温下降太快使锅炉熄火,后根据我厂具体情况和锅炉点火的具体特点,采取以下措施:为了点火期间保护锅炉耐火材料均衡受热膨胀,同时为了锅炉合理的升压,结合我厂使用煤种及燃油情况,我们的运行人员摸索出一套点火升温办法。我厂锅炉从点火到满负荷运行需要6~7小时,其中床温从20℃升到稳定燃烧750℃需要5个小时左右。我厂燃用煤种煤矸石和洗中煤,挥发份少,难着火。我们在床温500℃时开始脉冲投煤,每次尽量启动前墙中部的#2、#3给煤机,每台给煤机给煤量在2T/H左右,运行5分钟后,关闭给煤机,监视氧量和床温以建立一个总体的时间趋势概念。在头几分钟内煤吸热释放出少量挥发份,床温降低,随后挥发份着火,床温开始升高,而氧量在床温升高之前开始下降,当氧量开始上涨时,再次脉冲投煤。如此几个回合,当床温升到680左右时,同时监视氧量下降速率,如果有快速下降趋势,说明煤有可能大规模着火,这时要沉着冷静,适当调整风煤。不要使氧量降的很低,床温升得太快而失去控制,否则容易结焦,也不能吹熄床火。比如在氧量在7%左右,床温在700℃以上,可以少量加风,不动煤,看趋势,如果氧量降低不快,可加大给煤量。床温在750℃左右时,可建立一定负荷的风煤比。调节要有预见性,不能大量同时加减风或者煤,导致床温和氧量无法预料。
4、物料流化问题
该锅炉自烘炉结束后开始投入运行,冷态实验床料不流化,成了锅炉启动的难题之一。具体情况如下:冷态实验使用的床料是同型锅炉所排放的渣料。在布风板上铺设的厚度约80cm,冷态实验时,占炉床面积2/3的地方床料无法流化,加大风量至120000Nm3/h左右,仍有1/2无法流化。清除所有床料,发现床料50%以上粒径>10mm。用细筛进行筛分,选取粒径<7mm的床料,重新铺入炉膛,厚度约80cm,流化实验时,风量至100000Nm3/h左右时,仍有少部分床料不流化,采用突增风量的办法来松动床料,停风检查,床料基本平整,点火,不再出现异常。
原因分析:
(1)床料粒径太大。
(2)填充床料通过炉膛入孔门人工添加,进入炉膛人数太多,以至于在填充床料过程中,床料已被压实、压死。措施:
(1)床料粒径7mm,颗粒大小分配均匀。
(2)床料中不能有其他异物。
(3)填充床料时,如需人进入炉膛检查,应限制进入人数。采取措施,尽量不要让人直接踩在床料上。
(4)清除床料后,要仔细检查各风帽堵塞和损坏情况,如有堵塞,及时清理。如有损坏,及时焊补。
(5)每次填充床料后,点炉前,都要做冷态流化实验,确保床料流化。如有流化不良区域,不能点火,要设法消除。
综上所述,循环流化床锅炉运行调整相对常规煤粉炉来说较为简单,但要调整好,以达到最安全、 最经济稳定的工况却较为困难。安全和经济有时是很矛盾的,这一对矛盾的相对解决就能保证循环流化床机组的安全经济运行。生产管理人员的职责就是知道和解决生产中存在的各种矛盾,生产运行人员的职责和工作就是要做到精心操作调整好、 处理好安全和经济的矛盾。也就是说在确保安全的前提下保证机组在最经济的工况下运行。
参考文献
[1] 吕俊复,张建胜,岳光溪.循环流化床锅炉运行与检修.
[2] 岑可法等.循环流化床锅炉原理设计及运行.中国电力出版社.北京,1998.
[3] 刘德昌.流化床燃烧技术的工业应用.中国电力出版社,1999.
[4] 党黎军.循环流化床锅炉的启动调试与安全运行.中国电力出版社,2003.
作者简介
马立斌(1983—),男,辽宁省阜新市人,阜新金山煤矸石热电有限公司,锅炉运行值班员。研究方向:锅炉运行节能减排.
[关键词]循环流化床锅炉 安全稳定 长周期运行
中图分类号:TB61+4 文献标识码:TB 文章编号:1009―914X(2013)25―0350―01
循环流化床锅炉具有燃料适应性广、有利于环保、负荷调节性好、燃烧强度大、高效、 低污染、低成本等特点,近年来我国的循环流化床锅炉得到了迅速的发展。但是由于循环流化床锅炉的特殊燃烧方式,运行情况较传统的煤粉炉相比故障率仍然偏高,经济性差。主要表现在给煤系统故障、炉内受热面磨损、物料流化不均匀、点火启动时间长、炉渣含碳量高等。我公司针对以上问题进行了技术改造和燃烧调整,机炉连续运行时间最长的记录。下面分析一下循环流化床锅炉运行中常见的问题,并找出解决办法。
1、循环流化床锅炉磨损问题
循环流化床锅炉炉内固体物料浓度是其他锅炉的几十倍,且颗粒大小不均匀。因此锅炉的金属受热面与耐火材料磨损非常严重。耐火材料可选用质量较高耐磨耐火的新型材料。我厂的循环流化床锅炉在运行3月左右,既能看出部分受热面的磨损痕迹。磨损严重的部位有:
(1)布风装置磨损,包括风帽磨损、炉膛内热电偶磨损。
(2)锅炉水冷壁管磨损,主要是:锅炉下部敷设卫燃带和水冷壁管过渡区域;不规则管壁磨损如穿墙管、弯管;有凸出或凹陷的部位如焊缝等。
(3)屏式过热器迎风面磨损。
(4)烟道内受热面磨损,包括过热器、省煤器、空预器管壁的磨损。
2、应对措施:
(1)降低入炉煤颗粒粒径严格达到8 mm以下。
(2)破坏沿水冷壁向下的固体物流,如在卫燃带和水冷壁管过渡区域浇筑高约10cm的耐磨凸台。
(3)让水冷壁面保持光滑整洁,消除施工过程中的焊缝、焊疤等。
(4)采用金属喷涂工艺对易磨损部位施以喷涂。超音速电弧喷涂,在金属受热面易磨损部位喷施镍铬合金或其他合金,厚度约0.3mm~0.5mm,不影响锅炉传热,保护金属受热面1~3年不受磨损。经过运行测试,8个月左右未发现涂层磨损痕迹。
3、锅炉点火过程中的升温问题
锅炉采用床下、床上热烟气点火,点火由电子打火枪程控打火,油枪喷油燃烧产生大量880℃左右的热烟气来加热床料。我厂在循环流化床锅炉运行初期,每次点火,刚开始升温速度很快,出现了一部分耐火材料脱落现象。在投煤时,由于比较盲目,导致锅炉床温过高,氧量过低,从而加大风量,因煤种致使床温下降太快使锅炉熄火,后根据我厂具体情况和锅炉点火的具体特点,采取以下措施:为了点火期间保护锅炉耐火材料均衡受热膨胀,同时为了锅炉合理的升压,结合我厂使用煤种及燃油情况,我们的运行人员摸索出一套点火升温办法。我厂锅炉从点火到满负荷运行需要6~7小时,其中床温从20℃升到稳定燃烧750℃需要5个小时左右。我厂燃用煤种煤矸石和洗中煤,挥发份少,难着火。我们在床温500℃时开始脉冲投煤,每次尽量启动前墙中部的#2、#3给煤机,每台给煤机给煤量在2T/H左右,运行5分钟后,关闭给煤机,监视氧量和床温以建立一个总体的时间趋势概念。在头几分钟内煤吸热释放出少量挥发份,床温降低,随后挥发份着火,床温开始升高,而氧量在床温升高之前开始下降,当氧量开始上涨时,再次脉冲投煤。如此几个回合,当床温升到680左右时,同时监视氧量下降速率,如果有快速下降趋势,说明煤有可能大规模着火,这时要沉着冷静,适当调整风煤。不要使氧量降的很低,床温升得太快而失去控制,否则容易结焦,也不能吹熄床火。比如在氧量在7%左右,床温在700℃以上,可以少量加风,不动煤,看趋势,如果氧量降低不快,可加大给煤量。床温在750℃左右时,可建立一定负荷的风煤比。调节要有预见性,不能大量同时加减风或者煤,导致床温和氧量无法预料。
4、物料流化问题
该锅炉自烘炉结束后开始投入运行,冷态实验床料不流化,成了锅炉启动的难题之一。具体情况如下:冷态实验使用的床料是同型锅炉所排放的渣料。在布风板上铺设的厚度约80cm,冷态实验时,占炉床面积2/3的地方床料无法流化,加大风量至120000Nm3/h左右,仍有1/2无法流化。清除所有床料,发现床料50%以上粒径>10mm。用细筛进行筛分,选取粒径<7mm的床料,重新铺入炉膛,厚度约80cm,流化实验时,风量至100000Nm3/h左右时,仍有少部分床料不流化,采用突增风量的办法来松动床料,停风检查,床料基本平整,点火,不再出现异常。
原因分析:
(1)床料粒径太大。
(2)填充床料通过炉膛入孔门人工添加,进入炉膛人数太多,以至于在填充床料过程中,床料已被压实、压死。措施:
(1)床料粒径7mm,颗粒大小分配均匀。
(2)床料中不能有其他异物。
(3)填充床料时,如需人进入炉膛检查,应限制进入人数。采取措施,尽量不要让人直接踩在床料上。
(4)清除床料后,要仔细检查各风帽堵塞和损坏情况,如有堵塞,及时清理。如有损坏,及时焊补。
(5)每次填充床料后,点炉前,都要做冷态流化实验,确保床料流化。如有流化不良区域,不能点火,要设法消除。
综上所述,循环流化床锅炉运行调整相对常规煤粉炉来说较为简单,但要调整好,以达到最安全、 最经济稳定的工况却较为困难。安全和经济有时是很矛盾的,这一对矛盾的相对解决就能保证循环流化床机组的安全经济运行。生产管理人员的职责就是知道和解决生产中存在的各种矛盾,生产运行人员的职责和工作就是要做到精心操作调整好、 处理好安全和经济的矛盾。也就是说在确保安全的前提下保证机组在最经济的工况下运行。
参考文献
[1] 吕俊复,张建胜,岳光溪.循环流化床锅炉运行与检修.
[2] 岑可法等.循环流化床锅炉原理设计及运行.中国电力出版社.北京,1998.
[3] 刘德昌.流化床燃烧技术的工业应用.中国电力出版社,1999.
[4] 党黎军.循环流化床锅炉的启动调试与安全运行.中国电力出版社,2003.
作者简介
马立斌(1983—),男,辽宁省阜新市人,阜新金山煤矸石热电有限公司,锅炉运行值班员。研究方向:锅炉运行节能减排.