220吨cfb锅炉运行规程

2024-08-28

220吨cfb锅炉运行规程(精选3篇)

220吨cfb锅炉运行规程 第1篇

山东海益化工科技有限公司

蒸汽锅炉(四吨)安全与技术操作

规程

(试行)

编制: 审核: 批准:

第一章 蒸汽锅炉安全操作规程

蒸汽锅炉是生产、生活不可缺少的重要设备之一。锅炉房是我公司的一个要

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害部位。蒸汽锅炉在使用中具有高温、高压的特点。如管理不善,就会发生事故,造成人员伤亡,生产中断,给公司带来严重损失。因此每个司炉人员在工作中时刻保持高度责任心,保证锅炉正常运行。

一、严格遵守司炉工岗位责任制度,发挥团结,互助友爱的精神。

二、搞好锅炉及设备的保养,保持锅炉房整洁,注意力争节约煤、水、电。

三、在锅炉运行中保持规定压力、温度,不得超压。要注意辩别假水位。牢记管道系统,阀门分布位置及运行中的开阀状况。开闭阀门时应在手轮的侧面逐渐开或闭。时刻关注锅炉运行失常和事故前兆,应了解其发生原因及预防处理方法。必要时采取紧急停炉和紧急处理。牢记配电盘各按钮作用,停炉时不留有余压并切断总电源。

四、煤斗提升或下降时,煤斗下边严禁站人,鼓风机吸风口、引风机、出渣机、减速机传动部分附近,要特别小心注意安全生产,杜绝事故发生。司炉工必须坚守工作岗位,违者罚款处理。

五、认真选煤,防止易爆物〈如雷管等〉危险物品入炉。冬季刨煤防止冻煤层塌落砸伤。运煤防止碰、扭、压伤,使用工具平时排列整齐。

六、配电盘周围严禁堆放金属及易燃易爆物,并注意防尘,注意防火。要按时排污,及时清理除尘器里的烟灰。

七、锅炉运行中如发生故障或电火等情况时,应采取紧急措施,并立即报告班长与主管领导。

八、要合理供气,节约供气,杜绝跑、冒、漏,防止烫伤。

九、当锅炉房发生事故、故障,在处理事故、事故及责任不清时,司炉人员不得离开锅炉房。

十、对违章作业造成事故者,分别情况给予批评及其他处分。

十一、班长是兼职安全员,严格监督执行安全生产规程,执行安全员岗位责任制。

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第二章 蒸汽锅炉技术操作规程

一、启动前的检查与准备

1、首先查看上一班的《锅炉运行记录表》内的记录,了解锅炉的运行状态,如果锅炉处于停炉状态,应了解停炉的原因和时间。

2、检查所有的设备是否完好(例如:给水泵、离子交换器、阀门等)。

3、电源电压是否正常,电源开关应关上,电压应正常。

4、汽水系统所有阀门是否处于正确的工作位置。

5、锅炉本体仪表是否正常,水位表水位是否正常(若水位表稍低于正常水位为正常)。

6、检查水泵、鼓风机、引风机、炉排、除渣机等转动是否灵活,润滑油是否按要求加注。

二、机组启动

1、锅炉启动时先开引风机。

2、引风机正常启动约1~3分钟后开启鼓风机。

3、开动除渣机。

4、转动炉排,并调节适当档位。

三、供水

1、开启给水泵入口阀门。

2、打开给水泵放气阀排出泵体内空气。

3、检查各水、汽系统阀门开关符合上水要求。

4、启动水泵,待压力上升即可开启出口阀门向锅炉供水。

5、给锅炉进合格的软水。

6、上水时注意监视水位计水位。

7、当炉水水位上升至低水位时停止上水。

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四、点火与升压

1、全部检查正常后开始点火,待煤层正常燃烧后调整好鼓风和引风的风量,保持一定的炉膛负压(-15~-30Pa)。

2、升火时温度增加不宜太快,从点火到供汽所需时间不少于2小时。

3、当排空气阀有蒸汽冒出时应关闭排空气阀。

4、当锅炉升压到0.1~0.2MPa时,要冲洗水位表和压力表存水弯管。

5、当锅炉升压到0.2~0.3MPa时,要检查各人孔、手孔、阀门等是否有泄漏,螺丝是否有松动(若螺丝有松动,则必须及时拧紧螺丝)。

6、当锅炉升压到0.3~0.4MPa时,开启下锅筒的排污阀排污一次,减少上下锅筒的温差,促进水循环。

7、当锅筒汽压逐渐升高时,要注意锅炉各部件有没有特殊响声或异常现象发生,若有以上异常现象,应立即检查,必要时可停炉检查,待故障消除后再继续运行。

8、锅炉升火期间,必须监视省煤器出口水温,防止省煤器内的水汽化,必要时可关闭省煤器通往锅筒的阀门,开启省煤器通往水箱的再循环阀门,对省煤器单独进水,但在供汽前要恢复正常位置,防止缺水。

五、供汽

(一)暖管

1、检查主汽管疏水器阀门是否打开,必要时打开旁路疏水。

2、当锅炉压力上升至0.5~0.7 MPA时,缓慢开启主汽管阀门向主管线输入少量蒸汽。

3、暖管过程中开启阀门速度一定要慢,逐扣开启。如果发现水击或泄漏现象应立即关闭阀门停止供汽,待查明原因后再次暖管。(二)供汽

1、暖管结束管道内无异常响动后即可开始供汽。

2、供汽时逐渐开大阀门,至阀门全开。阀门全开后必须回转半圈,防止阀芯受热膨胀后卡死。

3、供汽时密切监视锅炉压力和水位,防止骤然泄压导致汽水共腾。

4、正常供汽后关闭省煤器回水阀门。

六、锅炉的运行

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(一)水位调节

1、锅炉的正常水位在水位计的中间。运行中随负荷的大小进行调整:低负荷时保持高水位,高负荷时保持低水位。上下变动不宜超过40毫米。

2、运行中要对两组水位计进行比较,若显示水位不同应及时查明原因加以纠正。

3、锅炉给水要做到均衡连续,勤给水、少给水,保持水位在正常水位线附近轻微波动。

4、负荷变化较大时,容易出现假水位。要注意判断,以免误操作。(二)汽压调节

1、锅炉运行时,必须经常监视压力表的指示。保持汽压稳定,压力不可超过锅炉设计工作压力。

2、锅炉负荷增加:锅炉负荷增加时汽压下降,此时如果水位较高,应先减少给水量或暂停给水,增加给煤量和送风量。在强化燃烧的同时逐渐增加给水量,保持汽压和水位正常。

3、锅炉负荷减少:锅炉负荷减少时汽压上升,此时如果水位较高,应先减少给煤量和送风量,减弱燃烧。再适当减少给水量或暂停给水,使汽压和水位稳定在额定范围。然后再按正常情况调整燃烧和给水量。如果锅炉内实际水位较低,应先加大给水量,待水位恢复正常后再根据汽压变化和负荷需要适当调整燃烧和给水量。

(三)燃烧调整

1、燃烧指标 :锅炉正常燃烧包括均匀供给燃料、合理通风、调整燃烧三个基本环节。

1.1维持较高的炉膛温度 燃烧层上部温度以1100~1300℃为宜,火焰颜色为橙色。火焰颜色偏红则表明给风量不够,颜色发白表明风量过大。应适当予以调整。1.2降低灰渣可燃物 灰渣中可燃物含量应在10%以下。1.3降低排烟温度 锅炉排烟温度应当控制在200℃以下。

1.4保持炉膛负压 锅炉过剩空气系数为1.2~1.4,通过对鼓引风机的平衡调节维持炉膛负压为2~3mmH2O。

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1.5提高锅炉热效率 锅炉热效率应当保持在60%以上。

2、燃烧调整

2.1燃料送入量和燃烧所需空气量的合理配送。增加燃料时应该首先增加通风量,减弱通风量时则应该首先减少燃料供应量。2.2炉排速度和煤层厚度的配置

煤层厚度为80~120mm 炉排速度可适当调节。常用的几种配置方法: a.薄煤层快速燃烧

b.厚煤层低速燃烧

c.中厚煤层中速燃烧 2.3分段送风

配风原则: 烧中间促两端。即,煤入煤闸板后开始预热,起火线在前拱,主要燃烧区在炉排中部,炉排后部为燃尽区域。

正常的燃烧工况为:燃料在离煤闸板300mm处开始着火,火苗均匀,火床平整,在距炉排末端300~500mm处结束燃烧。a.保持适当的炉膛温度,避免结焦。b.保持火床均匀燃烧,避免火床烧斜。c.燃料在炉排上停留时间不少于30分钟。

(四)清灰

1、清灰剂的投加 清灰剂的投加时机是锅炉负荷较大时,投加前强化炉内燃烧(投加量为1kg/10T)。

2、炉排下方清灰 每班应及时清理炉排下方积灰坑。(五)排污

1、排污目的

1.1降低炉水含盐量,避免发生汽水共腾,保证蒸汽品质; 1.2排出积聚在锅筒和下集箱底部的泥渣、水垢;

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1.3当锅炉水位过高时,通过排污调节水位。

2、定期排污

2.1定期排污应当选在锅炉负荷较低的时候,每班至少一次。

2.2每次排污必须在高水位、低负荷时进行。每个排污点的排放时间不超过10秒。

2.3排污时先缓慢开启靠近锅炉的排污阀,无冲击

声时即可全开。然后打开二道排污阀,无冲击声时即可全面开、关几次进行排污。排污完毕,先关闭二道阀,再关一道阀。

2.4排污时要密切监视锅炉水位,当水位降低时应暂停排污。2.5定期排污流水量不超过给水量的5%。

2.6当炉水品质恶化时,可通过水位计排放部分表面浓缩炉水以改善炉水水质。2.7排污的原则为: 勤排、少排、均衡排。

七、锅炉的停炉与保养

锅炉的停炉分为压火停炉、正常停炉、紧急停炉。

(一)压火停炉

压火停炉适用于暂时停止蒸汽供应,使锅炉处于停炉压火热备用状态。

1、压火前先适当降低锅炉负荷,然后根据停炉时间长短把煤层加厚,(不超过200mm)加快炉排速度,当煤层送至距煤闸板1.5米左右时停止炉排转动。

2、停止鼓引风机,适当调小分段送风挡板,依靠自然通风维持微弱燃烧。

3、进行排污,将锅炉水位上到最高允许水位。

4、定期扬火,转动炉排防止炉内火床熄灭。扬火前先排污进水,然后冲洗水位计。

(二)正常停炉

正常停炉适用于采暖期结束,锅炉倒火降压转入检修或保养。

1、停炉前做好运行中存在问题的记录,以便停炉后处理。

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2、将煤斗内存煤用完,减少鼓引风量。3.停止鼓风机,再停引风机打开炉排下灰门。

4、停止向外供汽后,向锅炉进水使锅炉保持较高水位。

5、关闭主汽阀,如果压力上升要开启空气阀适当排汽泄压。

6、停止向锅炉供水,并注意监视省煤器水温变化,必要时开启回水管。

7、炉膛内火床倒尽后4~6小时内,炉排继续转动冷却。锅炉各处风门、炉门应保持密闭。使之自然冷却。

8、适当开启给水泵,向锅炉进水,并排污。当压力降至零后,开启空气阀。

9、当锅炉内水温低于70℃时,可以放尽炉水。停炉完成。

10、停炉过程不少于24小时。停炉过程避免降温、降压速度过快。

(三)紧急停炉

紧急停炉适用于锅炉发生事故时,为了阻止事故扩大而采取的紧急措施。

1、锅炉正常运行中遇有下列情况之一时,应当紧急停炉:

a.锅炉汽压迅速上升,超过最高许可工作压力,虽经采取加强给水,减弱燃烧等降压措施,安全阀已排汽但汽压仍继续上升时;

b.锅炉水位迅速下降,虽经加大给水,仍不能保持正常水位时; c.锅炉严重缺水,水位下降到锅炉最低安全水位以下时;

d.锅炉水位迅速上升,超过最高可见水位线,虽经加强放水,仍看不见水位时; e.给水设备全部失灵或给水系统故障,不能保障锅炉给水时; f.水位计、压力表或安全阀失效时;

g.燃烧设备损坏,炉墙倒塌或锅炉构架被烧红等,严重威胁锅炉安全运行时; h.锅炉受压元件发现严重变形,泄露,危及安全运行时;

i.烟道发现气体爆炸或二次燃烧,严重危及锅炉和运行人员安全时; j.其他异常情况危及锅炉安全运行时。

2、紧急停炉操作步骤

a.立即停止给煤和鼓风,减少引风;

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b.迅速转动炉排,将燃煤倒入渣坑或用砂土、湿炉灰在燃煤上使火熄灭,但不得往炉膛里浇水;

c.将锅炉空气阀、安全阀打开迅速排放蒸汽,降低压力;

d.炉火熄灭后,停止引风机,打开灰门和炉门,促进空气流通加速冷却;

3、紧急停炉注意事项

a.因缺水事故而紧急停炉时,严禁向锅炉给水,并不得进行开启空气阀或安全阀等有关排汽工作,防止锅炉受到突然的温度或压力变化而扩大事故; b.因满水事故而紧急停炉时,应立即停止给水,减弱燃烧,并开启排污阀放水,使水位适当降低,同时开启主汽管、分汽缸和蒸汽母管上的疏水阀,防止蒸汽大量带水和管道内发生水冲击。

机电部

2014-12-10

CFB锅炉运行故障分析 第2篇

关键词:CFB锅炉,故障,给煤系统

引言

CFB锅炉是近几十年来发展起来的新型环保节能锅炉, CFB锅炉燃烧技术是一种低污染的清洁燃烧技术, 可以大幅度减少NOX的排放, 具有煤种适应性广、可以燃用劣质燃料、灰渣易于综合利用、锅炉负荷调节性好、炉内加入脱硫剂后易于实现脱除SO2的技术等优点, 也被广泛地应用。此外, CFB锅炉燃烧技术也有一些弊端, 一些国产循环流化床在设计、安装和运行中也逐渐暴露出了某些问题。如受热面易磨损、物料循环系统不畅、锅炉易结焦等都是常见的运行故障。

一、CFB锅炉运行的基本原理及特点

(一) C F B锅炉运行的基本原理

CFB锅炉以携带大量高温固体颗粒物料的循环燃烧为重要特征, 并处于强烈掺混的燃烧方式, 炉膛出口的分离器将炉膛出口的绝大部分高温的固体颗粒收集, 下部的回料阀可以将它们再次的送入炉内参与燃烧。这种循环的燃烧方式, 可以延长燃料在炉膛内的燃烧时间。CFB炉膛内的颗粒浓度远大于煤粉炉, 不同于煤粉炉的气力输送式的煤粉悬浮燃烧。采用这样的燃烧方式, 颗粒与烟气间的相对速度大, 料层温度过高, 炉膛内的温度水平也会受到煤燃烧过程中灰熔点的限制, 不利于煤的稳定燃烧。从这些情况看, CFB炉膛温度应该控制在850~900℃左右, 这样才能保证其温度范围和石灰石脱硫剂的脱硫反应最佳温度范围相一致。

(二) CFB运行的基本特点

1、在高的颗粒浓度和固体物料循环过程、高强度的热量传递过程中, 可以通过操作, 来改变物料循环量, 以适应不同的燃烧工况, 确保整个炉膛高度的温度分布均匀。

2、蓄热量大, 对煤种的适应性好。CFB炉内有大量高温固体颗粒物料, 包括高温床料及少量的新燃料。C F B锅炉在煤种变化时, 会对调节带来影响, 导致在更换煤种时, 要调节分段送风和床温, 以此来适应煤种的变化。由于一些CFB炉事根据某一特定燃料设计的, 因此, 并不能完全适应差别特性较大的燃料。

3、良好的负荷调节特性。CFB炉内燃烧不存在火焰中心, 无论锅炉负荷如何变化, 炉内温度始终保持均匀且变化不大。CFB炉内燃烧温度和热负荷沿炉膛高度分布较煤粉炉均匀得多, 这对锅炉的炉膛水循环和金属是安全有利的。床温在很大负荷范围内总保持一定, 通过改变燃煤量、循环灰量及送风量就可以实现负荷的调节。

4、比较高的厂用电率。CFB锅炉风机的数量多于煤粉炉, 风机的电耗大、压头较高, 但是实现了炉内脱硫。因此, 目前的情况是, 绝大多数的CFB都燃用的煤含硫量不高, 不添加脱硫剂运行, CFB比煤粉炉的厂用电率高。

二、CFB锅炉运行故障的可预测性

锅炉是由汽水、燃烧及烟风等子系统组成的复杂多层次系统, 同时每个子系统又可以划分为若干次级子系统和部件, 由于每一个子系统都是相互关联的, 一旦其中的某一个子系统出现异常或失效, 将使其它子系统产生功能异常或失效, 最后导致系统级故障发生。锅炉故障一般具有一定的时延性, 从原发性故障到系统故障的发生、发展与形成, 是一个渐变的过程。可以以高温过热器壁温为例做研究, 影响高温过热器壁温的因素很多, 其中包括负荷、主蒸汽温度及烟气温度等, 它们之间是相互联系的。除此之外, 锅炉运行中还受一些不确定因素的影响, 因此, 故障预测具有一定的随机性, 这种随机性就决定了高温过热器壁温值小能准确地预测。预测误差满足一定的精度要求时, 能从统计意义上做出最佳预测。因此, 故障预测是故障诊断的一部分, 科学的进行锅炉故障预测, 不仅对指导运行和维修提供依据, 也对提高锅炉现代化运行水平和机组可用率具有重要意义。

三、CFB锅炉的磨损

CFB锅炉的烟气流速较高, 颗粒粒径大, 烟气中灰的浓度大, 对炉墙的冲刷十分严重。在CFB锅炉中, 承压部件、旋风分离器、内衬、水冷风室都是容易磨损的部位。影响磨损的因素有:床料特性、燃料特性、运行参数、受热面结构等。针对CFB锅炉的磨损, 可以采取一些有效措施:采用合理的结构设计;选择合适的防磨材料及浇注料;运行人员加强对锅炉燃烧参数的调整, 控制床温变化幅度在允许值;锅炉磨损严重部位应增加防磨衬垫。锅炉内的浇筑料应根据炉内不同部位的温度、磨损条件、抗震特性、价格因素进行综合的考虑, 选择具有较强结合强度材料, 并由专业施工队伍进行。

四、给煤系统故障

(一) 给煤系统故障主要原因

1、CFB锅炉燃料的颗粒较粗, 而煤粒间的黏附力增加, 煤的流动性较差, 燃料中的细微颗粒在煤质中有较大水分时极容易黏结, 从而造成了煤仓和给煤线堵塞;

2、给煤机入口电动挡板对煤下流起到了阻碍作用, 煤粒在给煤机中堵塞、挤压, 导致了给煤机链条爬坡, 甚至断链而无法正常启动, 影响了运行;

3、入厂煤湿度大, 颗粒度又太小。

(二) 给煤系统故障解决措施

1、燃煤根据煤的物理特性和现场实际, 做好干煤措施, 减少贴煤的可能性, 防止煤的过度粉碎。还应该根据各厂燃煤的实际情况, 对锅炉煤仓加装可靠的松动装置, 达到给煤的连续性和均匀性;

2、对给煤系统、给煤线做好选型, 并不断加强给煤系统、给煤线运行中检查的力度;

3、入炉煤应采用两级破碎系统, 由于劣质煤中含矸石量大, 就应该设有除去大块的设备, 以防止撕裂皮带或阻碍原煤仓下煤。此外, 还应加强燃料的管理和质量控制, 以防止不易破碎的杂物进入到给煤系统;

4、充分利用晾煤棚的作用, 在掺烧煤泥时先进行烘干或充分晾晒, 最后合理地掺烧各种劣质煤。

五、选择室结焦

(一) 选择室结焦的主要原因

1、在床压较高情况下, 排渣量突然增加, 选择室流化状态被破坏, 使未燃尽的高温燃料在选择室燃烧结焦;

2、冷渣器中的床料未冷却到设计温度就进行排渣, 造成冷渣器内部的部件变形, 影响了冷渣器的流化;

3、冷渣器长时间停用或长期选择单个冷渣器排渣, 停用的冷渣器中的床料在水蒸气作用下黏结, 形成低温焦。

(二) 选择室结焦的解决措施

1、树立锅炉物料动态平衡的概念, 控制锅炉的运行床压在正常值, 尽量避免锅炉大量排渣;

2、运行人员加强对锅炉运行工况的了解, 及时调整锅炉参数, 发现堵塞风帽应疏通, 应控制好燃料的粒径;

3、对进入冷渣器的灰渣进行充分冷却, 保证冷渣器的运行工况, 并对冷渣器流化风室风量进行经验总结, 保证冷渣器在任何负荷下的正常流化。

六、结束语

综上所述, CFB锅炉运行中存在着一些问题。因此, 在锅炉的设计、安装、结构、燃烧调整等方面要不断地完善, 对燃料预处理做出优化设计, 同时还需努力提高运行人员锅炉技术的理论水平。多借鉴同类机组的运行经验, 从而降低故障, 提高运行可靠性, 为CFB锅炉锅炉继续发展做出贡献。

参考文献

[1]党晓军.论CFB锅炉的燃烧技术.北京电力高等专科学校学报.2001年06月

220吨cfb锅炉运行规程 第3篇

摘要:从目前国内在建的600MW CFB锅炉的结构上看,形似300MW裤衩腿型CFB锅炉,因此在运行工况和操作调整上二者必然有相通之处。总结了300MW裤衩腿型CFB锅炉在燃用风氧化煤、煤矸石和煤泥等恶质煤时存在的一些现象,以此来分析600MW CFB锅炉在运行调整中可能会遇到的问题,并对其结构设计提出了几点建议。

关键词:600MW CFB锅炉;300MW CFB锅炉;床温;偏床

作者简介:张宗珩(1966-),男,山西右玉人,中煤平朔第一煤矸石发电有限责任公司总经理,高级工程师;王引成(1971-),男,山西大同人,中煤平朔第一煤矸石发电有限责任公司,工程师。(山西?朔州?036800)

中图分类号:TK229.6?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)27-0147-02

就目前CFB锅炉的发展规模看,不论是单机容量,还是现役机组台数,我国无疑已经走在了国际前列,这主要得益于两点:一是我国丰富的煤炭资源,二是CFB锅炉的燃烧原理可以有效地控制二氧化硫、氮氧化物等有害气体的排放,满足环保的需要。因此,单机容量更大的CFB锅炉的设计研发成了必然。如何避免设计上存在的先天缺陷,使之完美地投入商业运行,是本文首要的立足点。

一、600MW与300MW CFB锅炉的设备配置对比

1.相似之处

300MW与600MW 裤衩型CFB锅炉从结构上看主要有以下几点相似之处:裤衩腿型双床运行;分离器两侧墙布置;外置床两侧墙布置;排渣口两侧墙布置等。

2.不同之处

从结构上看300MW与600MW CFB锅炉的不同之处主要是由于容量扩大、参数的提高而增加的一些设备,比如:

(1)单侧墙布置的分离器数量由2台增加至3台,分离器的外形尺寸及工作量也大幅提升。

(2)单侧墙布置的外置床数量由2台增加至3台,外置床尺寸及其内布置的受热面面积为了满足蒸汽参数同比增加。

(3)为了保证外循环物料的回料畅通,在侧墙增加了一个回料器返料口,对床温的均匀性控制非常有效。

(4)在炉内裤衩腿的上方增加了水冷受热面,由裤衩腿中间上方中空改为水冷受热面隔断,为了满足调整偏床的需求,在水冷受热面上让管开孔。

(5)运行参数由亚临界提升至超临界,炉水循环也由自然循环变为强制循环直流炉。

(6)炉内增加了屏式过热器,满足蒸汽参数的需要。

(7)四分仓回转式空气预热器由1台增至2台,保证排烟温度在设计值。

(8)给煤方式多样化,由单一的前后返料腿给煤增加至侧墙返料腿和外置床回料腿,以及专门为煤泥设计的高压柱塞泵给煤。

(9)由于机组容量增加一倍,炉内正常运行工况下加入的燃料量和产生的烟气量成倍增加,NOx的排放单纯依靠分段配风、分段燃烧不能满足排放量的需要,特设置炉内SNCR烟气脱硝装置。

二、300MW裤衩腿型CFB锅炉运行中的一些现象

1.同层床温存在明显偏差

该炉型原设计每条给煤线沿炉侧墙由前向后有三个给煤点,前后两个给煤点分别布置在前后墙回料器返料腿上,入炉煤随返回的外循环物料送入炉膛,而中间给煤点依靠一次热风作为拨煤风将入炉煤播撒至炉膛。密相区床温测点沿炉高度分上中下三层,每层沿炉侧墙由前向后取三点床温作为运行监视。在实际商业运行过程中发现:当中间给煤点按正常比例给煤时,密相区上中下三层床温的中间床温测点都明显较同层前后两点高出约80~100℃,高出的温度差随煤质的变化不等,入炉煤热值越高偏差越大。另外,入炉煤粒度越大,机组接带负荷越高,中间点温度与前后两点的温度偏差也会明显增大。当燃用热值超过3000kcal/kg的煤时,该偏差更加明显,下部中间床温测点甚至超过1000℃,局部结焦现象频繁发生,导致排渣不畅。采用增加一次风量来降温时,炉膛上部温度普遍升高,分离器出口温度升高,排烟温度升高,回转式空预器电流控制难度增大,锅炉的安全运行受到较大影响。后来放弃中间给煤点,情况有所好转,但中间床温测点与前后之间的偏差仍有30~80℃,见表1。

由上表不难看出:密相区上中下三层床温测点均存在中间点高于其他两点的现象,尤其是当两侧床压发生偏床时,下部床温中间点更是高于其他两点150~250℃,特别容易引起中间部位床面结焦,为正常运行留下隐患。为什么会存在这种现象?大致原因如下:

炉膛侧墙两个外置床返料口之间距离大约6米,分别靠近炉膛前后墙返料口,也就是说,单侧四个返料口聚集在前后墙与侧墙夹角附近。在返料口密集的地方物料浓度相对较大,而在中间区域物料浓度相对较小。这是因为:返回的物料进入炉膛后随即流化,由于高温物料的表观粘度较小、流动性好,在快速流化的过程只有较少部分物料移动至中间区域,所以炉内密相区下部实际的物料浓度是不均匀的,前后大于中间。而随前后返料口送入炉内的原煤由于存在粒比度的问题,部分颗粒较循环物料粒度大得多,且质量较大,尤其是原煤中煤矸石比例较大时,在密相区下部的流化过程中终端沉降速度变大,率先完成了内循环,也就是移动至了中间区域。这样一来,前后返料中携带的较大粒度的物料和原煤集中在了床面的中间区域,物料浓度相对稀薄且含碳量相对较多的中间区域由于富氧燃烧而较前后区域温度高也就不难理解了。

在煤质一定的情况下,机组接带负荷越高,入炉煤量也就越多,中间区域的燃烧份额也会同比增加,另外,入炉煤热值越高相对越容易着火、入炉煤粒度大使中间区域燃烧份额增加,都会导致中间区域床温明显增加。

2.偏床现象

当入炉煤质较差、颗粒大或者排渣系统部分设备故障不能正常运行导致炉内床压较高时,若未及时降低机组出力,排渣量与入炉煤量之间存在不平衡,炉内床压会持续升高。当两侧平均床压达到10kPa左右时,极易发生左右两侧炉室偏床。偏床发生时,床压低侧的粒度较小的循环物料和入炉煤最先被吹到床压高侧,粒度较大的床料和入炉煤此刻留了下来,此时前后两点温度不存在超温现象,充分说明了床压快速降低的一侧依然存在前后区域物料浓度大于中间区域且中间区域燃烧份额相对较多这一现象。此时若一次风量增加的速度和床压低侧入炉煤量减少的速度跟不上偏床的速度,密相区下部彻底进入富氧燃烧状态,导致中间点温度异常升高。

导致偏床的原因很多,比如:裤衩腿两侧一次风量或二次风量手动调整出现较大偏差,未及时调整至正常;床压自动调整失灵;长时间两侧排渣不均或给煤量不均等。此种情况发生的偏床往往导致床温突变、水循环变差、蒸汽参数快速下降、机组出力突降等负面影响,尤其是当入炉煤中煤矸石比例较大时,不但热值低,而且破碎机对粒度不易控制,入炉煤粒度较其他煤种大得多,床压高、排渣量大是正常现象,此时发生偏床,还会导致排渣量突增,输渣系统因超负荷而不正常运行甚至故障跳闸。

当然偏床也不是只有负面影响,比如当单侧给煤不正常或单侧排渣不畅时,两侧床压偏差会逐渐增大,此时可以通过自动或人为调整床压适当偏床,使两侧床压一致,热量均衡,保证两侧床温接近、水循环正常、机组出力不受影响。另外,当床面发生局部轻微结焦或者入炉煤热值很低且粒度大,正常流化风无法将沉积在床面的大渣吹至排渣口,当结焦部位或大渣聚集在靠近某一床温测点时,均会出现该床温测点因取样不到正常床料而快速下降至与流化风接近的温度。如果加大该侧流化风量、人为制造偏床,可以加强该侧床料的流化,加强积渣的移动,加强焦块的流化以及与其他床料的摩擦、破碎,使床温逐渐趋于正常,避免更恶劣的后果发生。

三、600MW CFB锅炉运行

与300MW CFB锅炉相比,600MW CFB锅炉的出力增加了一倍,蒸汽参数也由亚临界提高到超临界,入炉煤量和排渣量之间的矛盾,炉内物料与受热面磨损之间的矛盾,分离器效率与烟道受热面磨损、传热之间的矛盾等会凸显出来。

(1)该炉型由于在侧墙增加了一个外置床返料口和回料器返料口,侧墙共有四个返料口,且每个返料腿都有给煤点,对床温的均匀性控制有很大帮助。由于锅炉侧墙的深度同比增加,返料量和给煤量也同比增加,所以侧墙四个返料口之间的距离依然要尽可能均匀,避免床温不均现象发生。

(2)对任何一种类型锅炉的设计来说,燃料的化学和物理特性都是重要参数,因为它们影响着燃烧空气、烟气流量以及设备的类型和大小。CFB锅炉炉型及运行工况的设计很重要的依据也是入炉煤质。当风氧化煤、煤矸石和煤泥(煤泥量比例较小)混烧的热值不大于2600kcal/kg的情况下,燃烧生成的底渣量较飞灰量大得多。

由于600MW CFB锅炉本体外形尺寸加大,输渣机的工作长度随之大幅增加,大约150℃的“冷渣”会长时间(几分至十几分钟不等)停留在输渣机上,导致输渣机的工作温度与冷渣温度基本接近。尤其是当煤质很差(热值小于2400kcal/kg)、排渣量很大时,由于冷渣器的冷却能力接近极限,冷渣温度可能会超过150℃,接近满出力运行的输渣机塑性变形不可避免。塑性变形后的输渣机运行风险陡增,随时都可能造成输渣机故障停运。这种工况下,除了快速降低机组出力别无他法。可见,排渣系统的备用容量及耐高温性必须满足低热值煤和其他特殊工况的需要。当排渣量与入炉煤量不能达到平衡时,后果可能不仅仅是降低机组出力那么简单,因床面结焦或磨损而受热面泄漏被迫停运的事例比比皆是,因此排渣系统的工作性能是保证该炉型能否安全、经济、长周期运行的关键因素之一。

(3)为了满足产汽量,炉内受热面的增加是不可避免的,比如炉膛高度、宽度和深度均按比例扩大,由于受热面磨损与一次流化风速有直接关系,所以炉膛高度不可能无限延伸。设计上采用垂直管圈技术的螺纹管水冷壁代替光管水冷壁,增加中间隔墙水冷受热面,目的都是为了增加产汽量。

当然,单纯依赖受热面的增大来增加蒸发量是不现实的,炉内热源的增加是必然的。相对于300MW CFB锅炉,600MW CFB锅炉的单位煤耗量几乎成倍增加,循环物料量和循环倍率均成倍增加,磨损加剧无法避免。因此,除了采用受热面金属喷涂、防磨梁设置等措施防磨外,在设计理念上应有所突破。如何克服传热与磨损之间的矛盾是该炉型能否安全、长周期运行的关键因素之一。

(4)由于循环灰量的大幅增加,大功率分离器的分离效率值得关注。若分离器效率不足,烟气中飞灰量增大,飞灰含碳量增大,尾部受热面磨损加大。此种情况下,为了保证烟道受热面吸热、降低排烟热损失、保证回转式空预器安全运行,以及降低飞灰含碳量增大带来的烟道后燃威胁,吹灰次数肯定增加,而吹灰次数的增加对受热面本身就是一种威胁。

另外,分离器入口风速的增大对其周边受热面磨损的不利影响是显而易见的。

(5)当发生单侧排渣不畅或单侧给煤不正常时,由于炉内增加了中间隔墙水冷壁,调整偏床的能力、平衡两侧热量的能力受到制约,锅炉带负荷能力或将大打折扣。

(6)CFB锅炉辅助系统所配风机的总功率较同等出力的煤粉炉要大得多。设计的风机出力和其产生的压头,应考虑到最坏的工况。为了保证可以燃用规定的多种燃料,一般情况下,锅炉最大连续出力时风机应有15%的最小风量余度、25%的静压头余度。可见,所选风机的调整方式要灵活,运行要节能高效,确保厂用电率在可控范围。

另外,该炉型的设计要充分体现出对污染物排放控制的优越性,做到控制方式灵活、多样,控制效果快速、精确。

四、总结

综上所述,为了保证600MW CFB锅炉这个CFB界的庞然大物能安全、健康、稳定、满出力运行,根据风氧化煤、煤矸石等低热值煤的燃烧特性,提出如下几点建议:

密相区返料口的布置一定要力求间距均匀,防止同层床面温度不均,在床温测点的设置上尽可能在每个返料口间隔处都有;

排渣系统备用容量要足够大,排渣量的控制手段要灵活,可操作性要强;

受热面防磨措施一定要得当,并且有所突破;

风机的选型既要满足偏床等特殊工况调整的需要,又要在调整方式上考虑有效节能;

中隔墙水冷壁由于缺乏像水冷壁那样的外钢梁支撑,设计中需充分考虑运行中管道的振动,确保任何工况下管道振动在材料的承受强度范围内,不会因管道振动造成锅炉停运。同时,对中隔墙水冷壁需充分考虑运行中管道的膨胀,确保管道膨胀通畅,不发生管道变形。

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