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135MW循环流化床锅炉的优化运行分析
发布时间:2011/11/10  阅读次数:4007  字体大小: 【】 【】【
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近年来大量循环流化床锅炉投入运行,但由于大型的循环流化床锅炉是近几年才发展起来的,运行技术尚不够成熟,个别电厂还在摸索阶段,在这里就从连州发电厂两台循环流化床锅炉的运行情况探讨一下如何优化运行。
一、锅炉整体介绍
       连州发电厂#3、4炉是HG-440/13.7-L.WM9型循环流化床锅炉,循环物料的分离采用高温绝热旋风分离器。锅炉主要由炉膛、高温绝热分离器、自平衡“U”形回料阀和尾部对流烟道组成。燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁。布风装置采用水冷布风板,大直径钟罩式风帽,燃烧室内布置双面水冷壁来增加蒸发受热面。燃烧室内布置屏式二级过热器和屏式热段再热器,以提高整个过热器系统和再热器系统的辐射传热特性,使锅炉过热汽温和再热汽温具有良好的调节特性。
原煤从原煤斗下落至第一级耐压计量皮带给煤机,经二、三级刮板式给煤机,送入锅炉回料阀给煤口进入炉膛。助燃系统由床下四支油枪和床上六支油枪组成,油枪为机械雾化内回油式。一次风机供风分为两路,第一路经空气预热器加热后成为热风进入炉膛底部的布风板上,第二路未经预热的冷风直接进入风道燃烧器。
燃用煤种主要来自湖南临武、宜章、嘉禾、白沙等地的产的无烟煤以及连州本地产的无烟煤,以一定比例混合参烧。进炉煤要求粒径≤7mm,d≤0.75mm为50%,d<0.35mm不大于10%。
煤种特性
煤   种
设计煤种
校核煤种
备注
收到基碳分Car(%)
66.10
53.29
设计煤种为鹤壁贫煤;校核煤种为山西璐安贫煤。最大允许粒径≤7mm
d50=60mm
d?200um不大于25%
收到基氢分Har(%)
2.77
2.69
收到基氧分Oar(%)
3.67
5.50
收到基硫分Nar(%)
1.14
1.06
收到基灰分St.ar(%)
0.51
1.22
收到基全水分Aar(%)
18.46
31.29
收到基全水分Mt(%)
7.35
4.95
干燥无灰基挥发分Vdaf(%)
15.24
18.60
收到基低位发热量Qnet.v.ar(kJ/kg)
25492
21012
灰熔点DT(℃)
1470
1470
ST(℃)
?1500
?1500
FT(℃)
?1500
?1500
  
二、循环流化床锅炉的运行调整
1、 循环流化床的升炉
       循环流化床锅炉由于畜热量大,内部保温耐磨砖很厚,所以要求升温速度慢<100℃/min。机组较适合滑参数启动。点火前锅炉先上好水,加床料至4kpa左右,由于冷态点火到产生蒸汽需要大概3小时,所以汽机在点火后两小时左右再起循环水泵,给水泵,抽真空,可以省厂用电。点火应逐支点床下油枪,用回油调整油枪出力控制温升,在不超温的前提下床下油枪出力应尽量大些,因为床下油枪对床料的加热更快更均匀更安全。直到温升很慢后再点床上油枪,并且控制一次风量在10万m3左右(保证流化良好),二次风尽量少,4万m3左右就够了,减少风带走热量。点床上油枪要更加注意流化情况,要注意油枪的油量是否正常,防止未燃尽油滴粘在床料上燃烧,引起床料熔融结焦。防止床上油枪出力过大并出现贴壁燃烧,对流动相对较慢的床料直接烘烤引起结焦。连州电厂曾经出现过几次由于长时间点床上油枪在没投煤之前就出现较多几厘米大的焦块,后来调整了出力,调整了#1、6床上油枪的角度之后,这一问题就得到了解决。达到汽机冲转参数以后稳定汽温汽压,汽机冲转汽温汽压按汽机要求调整。刚开始投减温水时一定要小,并且不能大起大落,防止气温急降,或造成水塞。汽机并网后全关旁路低负荷暖机,按汽机要求升温升压。在升炉过程中较关键的一步是投煤,做得不好容易出现结焦,一定要谨慎。在投煤之前要保证床压3到4kPa左右,目的是使煤容易被均匀加热,当床料过少时投煤易使落煤口处床温迅速下降,煤一时难以着火,这时若投入过多的煤,煤一旦被点燃后就会迅速升温,由于没有足够的床料带走热量,就很容易造成局部超温引起高温结焦,出现这种情况一定要加大一次风量,把着火的高温煤堆吹散,控制住床温,不能让任何一点超过熔点温度。加负荷过程中一般负荷20MW多床温650℃开始试投煤,初次投煤应脉动少量投入,当氧量下降较快,床温稳步上升,证明煤已着火,可以连续少量投煤。投煤正常后按加负荷曲线加负荷,床压升至5kPa应投入排渣系统少量排渣。当床温800℃逐支退去床上床下油枪。退油枪,应先减少油量,再退出。退油枪过程中床温不应下降,否则容易引起床温较大的波动。机组启动过程中,为了宿短暖机时间,高低加应在冲转时随机投入,适时投入汽机汽加热系统。
2、流化床锅炉运行中如何调整,使机组安全经济环保运行。
风量的调整:为了减少排烟损失同时保证减少化学不完全燃烧损失,一般控制烟气氧量在2~3%。当负荷变化时应根据烟气含氧量适当按比例调整一二次风量。调节一次风量是不会引起结焦的,当然一次风量在调节时应不低于临界风量。一次风改变主要是调节密相区的高度。一次风除了流化床料外,还起着控制床温的作用,当相同的总风量时,一次风所占的比例越大床温就越低,因为一次风比二次风更能带起物料增大物料循环量,加强了换热。锅炉正常运行过程中,一次风量远远大于床料流化所需要的流化风量,它的主要作用是控制床温,当床温在适宜范围内,床中和床下温差在10℃以内,不再继续扩大,则一次风量是适当的,这时可通过调节二次风来调整燃烧。另外,尽量用加大二次风来满足氧量要求,还有两个好处,一是能节约厂用电。因为一次风比二次风的压头要高的多,当提供相同的风量时一次风机的出力是大于二次风机的出力的。二是减少风冒磨损。一次风大,风帽出口风速就相应提高,风的刚性加强,对周围的风帽磨损就增大。另外,二次风射流的刚度应尽量加大,有利于炉膛下部中心缺氧区的减小。
3、床温和烟温的控制。
       控制好床温和烟温对运行的经济性和SO2的排放及NOx的排放都有较大影响。床温在850~890℃,脱硫剂的脱硫效果最佳,这一温度也正是锅炉正常运行的床温范围。当床温控制在790~900℃之间时,NOx的排放量最低。而对煤的燃烧来说,在相同的床压下则床温越高越容易燃尽。但床温过高容易造成结焦,同时各非金属膨胀节的运行温度不能超过1000℃。所以应尽量控制床温在900~920℃左右。上面已经说过一二次风量的调整如何影响床温了,另外,在相同负荷下影响床温的重要因素还有床压和床料粒度。相同负荷下床压越高床温越低。床温和床压都会影响燃烧,床压偏低煤进炉后由于加热的物料少,下煤口的床温就会偏低,使着火推迟且床温不均。所以要控制床压合适,在负荷80~135MW之间一般床压相应在5~8kPa之间变化,当然随煤种的不同和煤粒度的不同床压也应相应调整。床压的调整已床温尽量控制在900~920℃,且各测点床温均匀,下煤口床温不偏低为宜。床压调整一般通过控制排渣量来完成。全关排渣也无法提高时可以适当加入床料。有时然用的煤发热量太低且小石子较多时会出现密相区下部某个小区域床温逐渐下降,最后降到300~400℃。点相应油枪把它烧起来以后过一段时间又降。这时可调整相应的床上油枪冷却风量,加大床料的横向扰动,加强密相区的横向换热,使床温均匀。当煤的发热量比设计值高很多时,会出现旋风分离器燃烧份额增多,出口烟温高。这时,我们加大一次风量会有一点效果。
       床料的粒度对床温的影响也很大。床料过粗,密相区高度降低,循环物料减少,换热减少,床温就会升高。当床料过细,循环物料增多,床温降低。所以必须控制床料粒度合适。在升炉过程中最明显,由于长时间没排底渣,床料粗大化,常常出现床温过高而带不上负荷的事,运行两天后就自然会好了,这也与加入床料的粒度、密度有关。运行中可以通过置换床料来控制床料粒度。      
4、SO2排放量的控制一般都是通过自动和手动控制石灰石的给料速率,即增减钙硫摩尔比。但影响循环流化床锅炉脱硫效率还有床温,石灰石粒度等。改变粒度合格的石灰石量,可控制SO2的排放量,在一定范围内,随石灰石给料量的增加,SO2的排放量明显降低。床温在850~890℃,脱硫剂的脱硫效果最佳,这一温度也正是锅炉正常运行的床温范围。所以锅炉运行时的床温控制也是对SO2排放量的控制。石灰石在炉内的停留时间决定了石灰石的利用率,在锅炉运行条件不变的前提下,石灰石在炉内的停留时间取决于石灰石的粒径大小,所以选择合适的石灰石粒径是至关重要的。粒径在100~500mm范围内的石灰石在炉内停留时间最长,大于或小于这个粒径范围都将缩短其在炉内的停留时间。另外,合适粒度的石灰石分解形成的CaO和硫酸盐化形成的CaSO4都是极好的床料。石灰石的结构特征也影响脱硫效果。
5、停炉操作
逐渐减少燃料和风量的输入,将负荷降于50%,保持床温稳定。
降负荷过程中,保持汽包的上下壁温差小于50℃。在降负荷时,保持炉内任意烟气侧温度测点的变化率小于100℃/h,以保护炉内的耐磨耐火材料。当床温低于760℃时之前,视具体情况可投启动燃烧器,同时继续降低给煤量直到最小值。保持石灰石给料处于自动状态,当停止给煤时,石灰石输入也停止。继续流化床料,以冷却整个系统,控制启动燃烧器的燃烧率,以保护要求的降温率。当床温550℃,汽温450℃,汽压2MPa左右,停床上启动燃烧器,汽机开启一二级旁路减负荷到零打闸停机。减少风量,停床下油枪,关闭一次风机和二次风机控制挡板,停风机。
  
三、小结
以上是我们经过两年的运行所得到的一些经验,现在连州电厂的两台循环流化床机组运行较正常,经济性也不错。
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