甄长红 版权所有
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烧过循环流化床锅炉的人都知道,循环流化床锅炉对燃煤粒径的要求都比较高,燃煤粒径达不到要求,对循环流化床锅炉的安全、经济运行影响很大。燃煤粒径粗会出现很多不正常现象。比如水冷壁管、风帽等的磨损、锅炉达不到额定出力等。我国对循环流化床锅炉燃煤粒径的要求同我们电厂一样经历了由粗到细的认识过程。我们电厂因为燃煤粒径粗,而吃了很多的苦。下面结合我们电厂的一些实际情况,从理论上分析一下燃煤粒径粗对循环流化床锅炉的影响,与大家共勉。
首先,燃煤粒径粗对燃烧份额的影响。 燃烧份额是指每一燃烧区域中燃烧量占总燃烧量的比例。在同样的流化速度下,粒径粗的燃煤在密相区的燃烧份额大。我们都知道燃烧份额的分布是循环流化床锅炉设计和运行中的一个重要环节。因为循环流化床锅炉燃烧主要发生在密相区和稀相区,所以这二个区域的燃烧份额之和接近于1。而密相区的燃烧份额会影响到料层温度控制、炉内传热以及锅炉连续安全运行。所以控制密相区的燃烧份额相当重要。在其他条件不变的情况下,粒径粗的燃煤量增加,密相区的燃烧份额必然增加。则密相区出口烟温提高,即带入稀相区焓增加。如果这部分热量不能有效地被密相区受热面吸收或被烟气带走,则密相区的热平衡遭到破坏。从而使密相区温度升高,为防止结焦,运行人员只能减少进煤量或增大一次风量来控制床温。我们电厂出现的现象也是如此,由于燃煤颗粒太粗(10—40mm占30%),为了控制床温和保证流化质量,一次风机变频开度有时到47HZ,二次风机变频开度40HZ。床温还有980度,返料温度超千度。既增加了电耗,又降低了锅炉的热效率。
其次,燃煤粒径粗对水冷壁、风帽等磨损的影响。 由于燃煤粒径粗,一次风量大,烟气流速大。而冲蚀磨损与烟气速度的N次方成正比。加之部分粗颗粒在炉膛内破碎分裂后,粒径相对减小,但大多在5—15mm之间,这对卫燃带处的水冷壁管和风帽的磨损相当严重。象我们电厂运行不到三个月,卫燃带处水冷壁上的防磨涂料下面全部磨损,严重的四个角,涂料磨损不说管壁也磨得凹了进去。炉膛内的浇注料磨损也严重。风帽运行半年,更换80%。由于风帽磨损严重,导致风室漏渣量增加(我们的炉子风室无放渣管),风室内的浇注料磨损更严重,拉钩钢筋都被磨得露出3mm。有次压火再启动后,风室内的渣打再燃,熔掉主风管钢板而被迫停炉。
第三,燃煤粒径粗对炉内传热的影响。 粒径对传热的影响很大,不同直径的颗粒对应着不同的的传热系数。因此流化床床料粒径分布不同必然会导致床内传特性的不同。燃煤粒径大,传热系数小。小颗粒床对埋管和水冷壁的传热系数高于大颗粒。由于燃煤粒径粗,密相区床料的间隙率小,,也就是沉浸入床内的埋管面积小,使埋管的总平均传热系数减小,也会使密相区床温升高。
第四,燃煤粒径粗对燃烧室内热平衡的影响。 当燃料进入燃烧室后,在一定的烟气流速下,较粗的颗粒落入下部,细小颗粒悬浮于中部,微小颗粒被烟气带入上部。各粒径的燃料在上、中、下部燃烧放热,各段释放的热量与各段受热面吸收热量达到平衡,炉内才有一个较均匀、理想的温度场。一般循环流化床锅炉燃烧室内温度差(纵向、横向)在20度左右,最大不超过50度。只有在一个较理想的温度场下,炉内各部才能保证实现设计的放热系数,工质才能吸收到所需足够的热量,保证锅炉出力。但由于燃煤粒径粗,一、二次风配比难合理,密相区燃烧份额大大超过设计值,这样锅炉下部的热量不能很快的或不能完全被受热面吸收、带走。密相区必然超温。调整方法:减少进煤量。则导致锅炉出力为足;增大一次风量。电耗、煤耗大大提高,锅炉安全得不到保证。象我们电厂,夏季由于受外网电量的限制,必须加强燃烧,保证电量。造成高煤耗、高电耗。渣量多且含C量超过10%,厂用电率13%以上。比以前抛煤炉的效率还低。另外,燃煤粒径粗对横向热平衡影响很大。象我们电厂,由于单边出渣,用螺旋给煤机给煤。出渣那边底部沉积粗颗粒少,流化好,床温相对平衡;但不出渣那边,由于底部粗颗粒沉积,阻力增大,流化质量差。横向温度差大,最大超过100度。而且由于炉膛二边阻力不同左右进风量相差也很大,最大相差40%。这样的结果造成炉膛出口温差大(超过50度)、二只分离器分离效率有高低。还造成尾部烟道二边温差超过70度。低过出口烟温一边超温。虽然通过调整上排二次风门开度可能控制炉膛出口烟温在10度内,但尾部烟道温差很难调整过来。减温器进口二侧主汽温度相差也超过50度。对锅炉安全运行构成很大威胁。燃烧调整好多次均不见好。后来通过找资料、请专家分析原因。找到原因后,在燃煤粒径还没调整好之前,我们采取一边连续排渣,一边每隔二、三小时人工放沉积在炉膛底部的大颗粒渣。效果相对不错。
最后,我还想说一点。当燃煤粒径调整后,燃煤颗粒度的配比就显得相当的重要。要保持炉内热量平衡、燃烧份额分布均匀,燃煤粒度一定要合理配比。曾有一位搞了十几年循环流化床锅炉设计工作的工程师说过:入炉煤的颗粒配比要象枣核一样。小颗粒(1mm以下)和大颗粒(6mm以上)象枣核的二端,量要少;中间部分的颗粒量要大。当然颗粒度的配比还与煤种和运行条件有关。高循环倍率的小颗粒适当多点;低挥发份的煤,颗粒也是相对细一点好。总之要烧好循环流化床锅炉,一定要多观察、多比较、多摸索。
写得已不少,但说得不是很清楚。一来能力有限;二来有些是只能意会不能言传。燃煤粒径粗对循环流化床锅炉的安全、经济运行相当不利。希望能够引起大家的重视。同时也希望各位师傅在循环流化床锅炉运行操作中多几个心眼、多动脑、多交流。有些厂家的流化床烧得的确好。在我刚接触循环流化床锅炉时,印象最深的是磨损严重。但有些厂家的循环流化床锅炉烧了近十年,磨损量很小。有些厂家虽然开始时磨损较重,但通过技改和调整燃烧方式,运行三、四年基本不磨损。了不起!现在已有更多的师傅在燃烧方式上一、二次风的配比倒了过来,一次风40%、二次风60%。效果相当好。
希望大家多提意见!也希望大家有好的经验写出来多交流。让我们共同提高!
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