生物质循环流化床炉膛负压波动异常分析
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1000MW机组锅炉炉膛负压波动大原因分析及治理摘要:随着电力建设的迅速进步,新建机组普通向高参数,大容量发展,近几年以来,投产的机组除小部分供热、能源综合利用工程外,投产和在建机组大部分都是1000MW及以上容量机组,如在山东省内,近年内投产或在建1000MW级别机组达30台以上。
设计参数以超临界、超超临界为主。
关键词:1000MW机组;锅炉炉膛;负压波动;原因分析1 概述由于电除尘出口非金属膨胀节可能本身存在强度问题,施工单位也未完全按照设计图纸施工,过大的负压导致该膨胀节被撕开,炉膛负压完全不随引风调节变化,大量保温材料及铁皮进入风机,导致风机叶片严重受损,不得不全部更换。
针对这种状况,为了减小MFT动作后炉膛负压波动,采取了MFT动作后超驰减小引风机动叶开度的方法。
之前,为了探明直接大幅度减小动叶开度对炉膛负压的影响,做了相应模拟性试验。
其试验内容主要有:在平衡通风条件下,试验送风机、引风机动叶开度的对应关系。
在平衡通风条件下,试验引风机调节对炉膛负压的影响。
在保证炉底水封的条件下,测试引风机入口压力所允许的最大值。
1)试验方法A.在平衡通风条件下,送风机、引风机动叶开度的对应关系保持锅炉平衡通风,将送风机动叶分别置于0%、25%、50%、75%的开度,调节引风机、维持锅炉炉膛负压-50Pa左右,记录送、引风机开度、电流、出入口风压等参数。
B.在平衡通风条件下,引风机调节对炉膛负压的影响调节锅炉风量至2000T/H,炉膛负压-50Pa左右,记录炉膛负压、送引风机动叶开度、电流、出入口风压等参数,然后维持送风机动叶开度不变,缓慢关闭引风机动叶,记录炉膛负压、送风机电流、出口风压,引风机动叶开度、电流、出入口风压等参数的变化,当引风机动叶开度减小20%后,维持工况不变,记录各参数。
如果稳定后,炉膛风压仍在正常范围,则继续下一步试验。
调节锅炉风量至2000T/H,将引风机动叶开度直接减小20%,观察并记录炉膛负压的变化。
第一篇:生物质循环流化床锅炉存在的问题及控制措施(定稿)生物质循环流化床锅炉存在的问题及控制措施摘要:循环流化床锅炉是一种非常适合燃烧生物质的锅炉,但是相较煤炭而言,生物质中含有较多的碱金属和氯元素,这给燃烧生物质的锅炉带来了一系列特殊的问题,文章在探讨这些问题的基础上,提出了相应的控制措施。
关键词:生物质循环流化床锅炉;床料烧结控制措施;高温腐蚀控制措施;低温腐蚀控制措施1 循环流化床锅炉简介循环流化床锅炉具有效率高、煤种适用性广、调峰能力强、污染物排放量低、炉渣综合利用性好等特点,自上世纪80年代以来循环流化床锅炉得到了迅速的发展,技术也日趋成熟。
循环流化床锅炉是一种流态化燃烧的锅炉,在炉膛内部存在着大量的循环床料。
一次风从炉膛底部进入锅炉,把大量的床料吹起,使床料在炉膛的中间部分沿炉膛向上运动,而在炉膛的四周,床料则沿着水冷壁下降,并在下降过程中完成热量交换。
循环流化床锅炉的特点是设置了由分离器和返料器组成的物料循环回路。
燃料在炉膛内燃烧生成大量的烟气,这些烟气携带大量的物料从炉膛进入分离器,在分离器内物料和烟气进行气固分离,烟气从分离器顶部进入锅炉尾部烟道,而分离下来的物料则通过返料器再次进入炉膛,参与下一次燃烧循环。
因此循环流化床锅炉具有很高的燃烧效率。
2 生物质循环流化床锅炉简介煤炭作为一种不可再生的化石能源,在国民生产生活中扮演着重要的角色,但是一方面煤炭是一种不可再生能源,这使得寻找替代能源已成为无法回避的问题;另一方面煤炭也是一种高污染的能源。
当前环境污染已经成为我国面临的重大问题之一,为了治理环境污染,我国出台了一系列的法律法规,燃煤锅炉将受到越来越严格的限制。
生物质的可再生性和清洁性,使它在热电领域成为了煤炭的理想替代者,近年来燃用生物质的锅炉已经得到了广泛的应用。
目前燃烧生物质的锅炉主要有两种,一种是炉排式的层燃锅炉,一种是流化床锅炉。
生物质燃料的一般特点是水分很高、发热值偏低,因此着火和燃尽都比较困难。
循环流化床锅炉结焦的原因分析及措施概述大型CFB锅炉是近几年才发展起来的电站锅炉,它的设计、运行都有待不断积累经验去完善,运行中难免出现一些问题。
通过对我国已投产440t/h级大型CFB锅炉的调研发现,相对于常规煤粉炉,CFB锅炉结焦已是一个最为普遍的且是比较严重的问题。
处理不好势必严重影响CFB锅炉的安全经济运行,也影响到CFB锅炉的进一步发展与应用。
因此对循环流化床锅炉结焦原因的分析并提出解决办法,会不断提高大型CFB锅炉稳定运行水平。
1、结焦现象及原因循环流化床锅炉在运行时出现结焦的现象主要有:⑴ CRT显示床温、床压极不均匀,燃烧极不稳定,相关参数波动大,偏差大。
⑵结焦初期(局部)料层差压下降,结焦严重时,料层差压急剧增加。
⑶氧量快速下降,几乎近于零。
⑷炉膛负压增大,一次风量,风室风压波动大。
⑸负荷、压力、汽温均下降。
⑹排渣不畅,床层排渣管发生堵塞,单个或多个放渣口放不出渣或放渣中有疏松多孔烧结性焦块(局部结焦);⑺观察火焰时,局部或大面积火焰呈现白色。
2、结焦原因分析当床层整体温度低于灰渣变形温度而由于局部超温或低温烧结而引起的结焦称低温结焦,低温焦块是疏松的带有许多嵌入的未烧结颗粒。
床层整体温度水平较高而流化正常时所形成的结焦现象称高温结焦,高温焦块表面上看基本上是熔融的,冷却后呈深褐色并夹杂少量气孔。
运行中的床温、床压和流化都正常情况下出现的缓慢长大的焦块称渐进性结焦,这种结焦是较难察觉的。
炉内结焦是由于高温结焦、低温结焦、渐进性结焦和油煤混燃时间较长以及流化不正常引起的结焦,不论是哪种原因引起的结焦,一旦渣块在床料中存在并随着时间的推移,焦块将越来越大,造成流化困难,堵塞排渣管,最后被迫停炉。
生产运行中结焦可能原因分析:⑴燃煤、床料熔点太低,在床温较低水平下就可导致结焦。
⑵流化风量偏低,常时间流化不良。
一次风量过小,低于临界流化风量,物料流化不好。
炉底风压过低,布风板阻力较低,(一般布风板阻力应为整个料层阻力的25~30%),布风不均,致使炉内流化不良,在床层内出现局部吹穿,而其它部位供风不足,床温偏高,物料产生粘结,从而形成焦块。
循环流化床锅炉运行问题讨论循环流化床概述循环流化床燃烧(CFBC)技术作为一种新型成熟的高效低污染清洁煤技术,具有许多其它燃烧方式没有的优点。
1.循环流化床(CFB)属于低温燃烧,因此氮氧化物排放远低于煤粉炉,仅为200ppm左右,并可实现在燃烧过程中直接脱硫,脱硫效率高且技术设备经济简单,其脱硫的初投资及运行费用远低于煤粉炉加烟气脱硫(PC+FCD)。
以130t/h、220t/h、410t/h循环流化床锅炉测算(按年运行5000小时、脱硫效率80%),每台锅炉每年可分别燃用劣质煤12万吨、19万吨、35万吨;减排二氧化硫2784吨、4560吨、8502吨;节约脱硫费用分别为222万元、364万元、680万元,而且减少了大量劣质煤的占地问题。
2.燃料适应性广且燃烧效率高,特别适合于低热值劣质煤。
3.排出的灰渣活性好,易于实现综合利用,无二次灰渣污染。
4.负荷调节范围大,低负荷可降到满负荷的30%左右。
在我国目前环保要求日益严格,电厂负荷调节范围较大、煤种多变、原煤直接燃烧比例高、国民经济发展水平不平衡、燃煤与环保的矛盾日益突出的情况下,循环流化床锅炉已成首选的高效低污染的新型燃烧技术。
虽然循环流化锅炉以其独特的优点在国内外都得到了极大的发展,但要完全发挥其优势,必须走产业化和大型化的道路,开发制造具有我国自主知识产权的大型循环流化锅炉,并在容量上尽快达到与煤粉炉相当的水平。
一旦这项新技术实现了大型化和国内的产业化,就能切实地体现其重大的经济效益、社会效益和环境效益。
脱硫系统对发电机组的影响一、对锅炉的影响脱硫系统在正常运行时,不会对锅炉产生影响。
只有在脱硫系统故障解列时,以及脱硫系统启停时,会对锅炉产生影响。
1. 一炉一塔,脱硫系统单设增压风机:在锅炉正常运行,脱硫系统启动时,旁路挡板要与脱硫增压风机配合着逐渐关闭,否则会对锅炉内的负压产生冲击,影响锅炉的正常运行。
在锅炉正常运行,脱硫系统解列时,旁路挡板要快速打开,否则也会对锅炉内的负压产生冲击,影响锅炉的正常运行。
精细化管理优化生产影响锅炉带负荷(负压)原素分析锅炉保持一定的负压运行是锅炉运行良好的标志之一,它标示燃烧系统、风烟系统顺畅与否,进而影响烟道受热面的热效率,特别是我厂脱硫系统的投用后吸风机后部的阻力增大,影响了锅炉负压,影响了锅炉带负荷,严重影响了锅炉的经济运行。
根据运行数据,在煤、风不变的情况下,负压状态比正压状态多产10吨多汽,对此保持一定的负压运行对锅炉热经济效益相当重要。
现对影响负压因素进行分析,主要有以下几点:一、尾部烟道吹扫2%现运行声波吹灰器,从设备运行状况及吹扫效果,检查受热面有积灰,效果是比较差的。
建议技改为蒸汽吹扫或其他效果更好的设备。
最起码也要维护好现运行的设备。
二、烟道积灰5%—10%锅炉停运检查发现,在锅炉零米烟道积灰严重,从现场间检查观看,积灰占烟道截面1/2,运行时间越长积灰更多,为此建议:在烟道底部安装放灰斗,运行定期排灰。
此处的积灰对锅炉负压影响很大。
三、静电除尘极板积灰3%运行中由此现象但不严重,但极板下积灰斗积灰过多输灰不畅,造成静电除尘退出运行,进而影响脱硫系统。
建议停运期间彻底维护好,因为停静电除尘就要停脱硫,停脱硫就停锅炉。
四、脱硫系统70%—80%主要原因除雾器的堵塞,由于烟尘、盐泥等在除雾器页面的积结。
建议:增大页面间隙,增大喷淋压力,减少喷淋次数,提高喷淋效果。
五、脱硫烟道设计不合理5%—10%脱硫烟道与水平烟道连接处为垂直直角连接,不利于烟气的流通。
建议:在水平烟道内增设折烟墙,曲线接入水平烟道,减少阻力利于烟气流入。
六、烟囱底部积灰2%运行中检查发现烟囱底部积灰,高出水平烟道近半米,积灰过高一定影响水平烟道的流速。
建议:烟囱底部积灰斗定期防灰。
2011.12.14*********************热电厂。
炉膛负压异常波动变正压的故障分析与处理
周菊华;黄生琪
【期刊名称】《江苏锅炉》
【年(卷),期】2009(000)003
【摘要】炉膛负压是反映燃烧工况稳定与否的重要参数,是运行中要控制和监视的重要参数之一。
炉内燃烧工况一旦发生变化,炉膛负压随即发生相应变化。
当锅炉的燃烧系统发生故障或异常时,最先将在炉膛负压上反映出来,而后才是火检、火焰等的变化,其次才是蒸汽参数的变化。
因此,监视和控制炉膛负压对于保证炉内燃烧工况的稳定、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、分析某些故障、事故的原因均有极其重要的意义。
大多数锅炉采用平衡通风方式,
【总页数】2页(P38-39)
【作者】周菊华;黄生琪
【作者单位】武汉电力职业技术学院;武汉生物制品研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TM621.2
【相关文献】
1.燃煤炉炉膛负压异常变正压的故障分析与处理 [J], 周菊华;黄生琪
2.生物质循环流化床炉膛负压波动异常分析 [J], 易晓坚;
3.炉膛负压异常波动原因分析与对策 [J], 郑福国
4.炉膛负压异常波动原因分析及改造方案 [J], 徐少峰
5.生物质循环流化床炉膛负压波动异常分析 [J], 易晓坚
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循环流化床锅炉常见故障分析及对策我国目前已是世界上在电厂使用循环流化床锅炉(CFB锅炉)最多的国家,已经运行的大小循环流化床电站锅炉有2000 多台,其中410t/h 以上大型循环流化床电站锅炉有近200 多台。
220t/h 以下CFB锅炉更是数不胜数。
经过全国CFB锅炉行业专家及同仁的不断努力和改造,CFB锅炉安全运行周期一天比一天长,取得的经济效益越来越好,CFB锅炉优点越来越明显。
然而同煤粉炉相比还有一定差距。
大型循环流化床电站锅炉因制造、设计、按装、调试等方面存在先天不足,特别是在平时的运行调节、维护以及并备品配备件的选折、防护措施等都存在诸多问题。
CFB锅炉目前仍存在许多锅炉运行不长即出现水冷壁管磨损爆管泄漏;锅炉结焦;原煤斗、落煤管堵煤;分离器中心筒变形;浇注料脱落;非金属膨胀节损坏等影响锅炉正常运行和稳定。
本文重点对以上问题进行分析和应采取的防范措施。
1 循环流化床(CFB锅炉)磨损问题及对策循环流化床锅炉(简称CFB锅炉)在运行中炉内产生自上而下的大流量的紧贴垂直水冷壁管排表面及管间凹槽的贴壁灰流冲刷着垂直水冷壁管排。
理论和实践证明,自上而下的大流量的贴壁灰流碰到垂直水冷壁管排表面及管间凹槽存在的任何的凸起处,甚至是不足1mm的凸起的地方都会造成严重的磨损。
所以必须采取有效措施对垂直水冷壁管排表面进行防磨处理。
1.1 循环流化床锅炉(简称CFB锅炉)主要磨损部位:一般在浇注料与水冷壁管排的过渡区、喷涂层边缘、炉膛四角或(6 角)打有浇注料部位、喷涂层处、水冷壁管更换后鳍片不平滑处、各孔门、测点、水冷壁的让管处、二次风口、落煤口、进渣口、回料口、回风口、密封盒、中间水冷壁通道、销钉等都是经常发生有规律的磨损泄漏问题。
早期CFB锅炉制造设计上在该处无防磨措施或防磨措施不力,因此在这些区域就出现了诸多的磨损问题。
几年来的大型CFB锅炉实际运行也证实了这些区域磨损严重,水冷壁泄漏频繁。
以上图片是水冷壁磨损情况1.2 防止磨损的措施:1.2.1 重点需要做好以下内容:1.2.1.1 运行调节方面:CFB锅炉运行中的调节对防止水冷壁的磨损至关重要,我们在运行调节中要从以下几方面着手。
流化床气化炉烘炉过程中问题分析及优化措施内蒙古鄂尔多斯市 014300摘要:对流化床气化炉烘炉过程中出现的气化炉负压波动导致各开孔处回火、气化炉爆燃等问题进行深入分析,提出优化措施并经过运行效果验证,为流化床气化炉烘炉操作提供参考。
关键词:流化床气化炉烘炉问题分析优化措施1 烘炉简介流化床气化炉烘炉是装置投料之前对气化炉及后系统进行预热的过程。
将气化炉底部温度升至1000℃左右,气化炉顶部温度升至800℃,并利用烘炉热气体将旋风分离器及料腿温度烘至750℃以上。
以上温度满足后,一方面可以保证气化原料入炉后炉温保持在着火点以上,及时将原料点燃,实现气化炉点火启炉。
另一方面可避免投料后因粗煤气温度低导致焦油析出,影响系统稳定运行。
2 工艺流程高压流化床气化炉共设置三台开工燃烧器,气化炉下部设置两台,上部设置一台。
流化床气化炉烘炉初期首先需要建立气化炉为负压环境。
随后引入驰放气,此时现场即可启动开工烧嘴点火系统,进行点火操作。
升温曲线具体见图1。
图1 烘炉曲线图3烘炉过程中常见问题及原因分析3.1流化床气化炉负压波动导致气化炉回火,从各开孔处喷火在流化床气化炉在烘炉过程中,气化炉底部温度显示550℃,流化床气化炉全床温度不稳定,出现逐渐下降趋势,在不断调节过程中。
此时现场人员巡检时发现现场有微少明火,并伴随着火焰有喷出之势,现场立刻通知中控人员,中控操作人员随即对三套开工烧嘴进行紧急停车操作。
经过分析,造成气化炉负压波动导致回火的主要原因为:1)在高压流化床气化炉烘炉过程中,抽引气源压力出现大的波动,出现瞬间压力降低的情况,因此在调节过程中,导致气化炉出现短暂性的正压情况,从而导致气化炉回火;2)流化床气化炉在烘炉预热过程中,出现三套开工烧嘴先后熄火的情况,在开工烧嘴熄火后未及时进行紧急停车操作或者关闭驰放气阀门;因此,在重新点火过程中,气化炉内部积聚大量了驰放气,重新进行点火操作时出现气化炉出现瞬间性爆燃,并伴随明火喷出;3)在高压流化床气化炉烘炉过程中,多次对空气蝶阀、抽引阀门进行调节操作。
循环流化床锅炉常见故障分析及对策一、缺乏循环流化床床料问题1.故障原因:床料缺乏主要是由于给料系统故障、燃烧室气密性差或烟气倒灌等造成。
2.对策:对于给料系统故障,需要进行维修或更换部件;对于燃烧室气密性差的问题,需要检查密封性并进行修补;对于烟气倒灌问题,可以安装防火器或增加排烟风机。
二、床温异常问题1.故障原因:床温异常主要是由于给料不足、循环泵故障、排污系统堵塞等问题引起的。
2.对策:对于给料不足的问题,需要检查给料系统是否正常运行,并及时补充床料;对于循环泵故障,需要进行修理或更换;对于排污系统堵塞,可以进行清理或疏通。
三、颗粒物排放超标问题1.故障原因:颗粒物排放超标主要是由于床料损耗或循环系统漏风等问题引起的。
2.对策:对于床料损耗的问题,可以适当调整给料速度,减少床料的消耗;对于循环系统漏风的问题,需要检查系统密封性,并进行修复。
四、烟气温度异常问题1.故障原因:烟气温度异常主要是由于给料不足、过量喷煤、烟道风扇故障等问题引起的。
2.对策:对于给料不足的问题,需要检查给料系统是否正常运行,并及时补充床料;对于过量喷煤的问题,需要调整喷煤量;对于烟道风扇故障,需要修理或更换。
五、化学腐蚀问题1.故障原因:化学腐蚀主要是由于水质不理想、操作不当或加热表面负荷过大等问题造成的。
2.对策:对于水质不理想的问题,需要定期进行水质测试,并进行合适的处理;对于操作不当的问题,需要加强操作培训;对于加热表面负荷过大的问题,需要合理调整锅炉运行参数。
六、过热器结渣问题1.故障原因:过热器结渣主要是由于燃料品质不好、过热器清洗不及时等问题引起的。
2.对策:对于燃料品质不好的问题,需要优化燃料选择,并合理调整燃烧参数;对于过热器清洗不及时的问题,需要定期进行清洗。
总之,循环流化床锅炉在工作过程中会遇到多种故障,但只要能够及时发现并采取相应对策,就能够保证其正常运行。
因此,用户在使用循环流化床锅炉时,需要定期检查设备状态,同时加强维护和管理,以保障其高效、稳定的运行。
关于炉膛负压波动较大的原因和炉膛负压保护定值进行修改的分析报告在工业生产过程中,炉膛是一个至关重要的元素,负责提供热能和保持特定的工艺参数。
然而,有时我们会遇到炉膛负压波动较大的问题,这可能对生产效率和燃料利用率产生不利影响。
针对这一问题,本报告将分析负压波动的原因,并提出修改炉膛负压保护定值的建议。
一、负压波动的原因负压波动较大可能是由以下原因引起的:1. 炉膛进气量过大或过小炉膛进气量是影响炉膛负压的主要因素之一。
如果进气量过大,会导致炉膛内部的气体流速增大,从而引起负压波动。
相反,如果进气量过小,会导致炉膛内部气体流量不足,也会影响炉膛负压的稳定性。
2. 燃料质量与供给不均匀燃料的质量和供给是另一个导致负压波动的潜在原因。
当燃料的供给不均匀或燃料质量存在差异时,会导致炉膛内燃烧过程的不稳定性,从而引起负压波动。
3. 炉膛结构或系统参数不合理炉膛结构和系统参数的设计不合理也可能导致负压波动。
例如,炉膛内部的风道设计不良、风速过大或过小等问题,都会对负压稳定性产生影响。
二、负压保护定值的修改建议为了解决负压波动较大的问题,我们可以考虑修改炉膛负压保护定值。
以下是一些建议:1. 定期检查炉膛进气量设定值确保炉膛进气量设定值合理,并定期进行检查和校准。
如果发现进气量偏大或偏小,应及时进行调整,以保持负压的稳定性。
2. 优化燃料供给系统对燃料供给系统进行优化,确保燃料质量均匀、供给稳定。
可以采用先进的供给设备和控制技术,如使用质量稳定的粉煤炭和自动供给系统等,来提高燃料供给的稳定性。
3. 优化炉膛结构和系统参数对炉膛结构和系统参数进行优化,确保风道设计合理和参数设置合适。
可以通过风道和炉膛结构的改进,以及参数的精确控制来提高负压的稳定性。
4.引入自动调节控制系统引入自动调节控制系统可以实时监测负压波动,并根据监测结果自动调整进气量、燃料供给和系统参数等。
这种系统能够准确地感知变化,并及时作出相应调整,从而稳定负压。
生物质循环流化床炉膛负压波动异常分析
作者:易晓坚
来源:《科技与创新》2014年第23期
1; 生物质循环流化床锅炉概述
1.1; 生物质循环流化床的燃烧机理
循环流化床的燃烧与普通燃烧最大的区别在于原料颗粒燃烧时的状态,流化床颗粒是处于流态化的燃烧反应和热交换过程中的。
高速气流通过流化床底部的布风板将流化床颗粒(包括生物质颗粒和床料)吹起,气流速度控制在恰好能使颗粒浮起但不被吹走,质量大的颗粒多集中在床底部(形成密相区),经过干燥、分解和燃烧后,质量较小的颗粒会被气流抬升至床上部(形成稀相区)继续燃烧,烧完的质量最小的颗粒最后被气流吹出炉膛。
为了提高燃烧效率,将飞出的颗粒通过旋风分离器收集后,重新送回密相区继续燃烧,而烟气会从分离器上部被排出。
这就是所谓的“循环流化床燃烧”。
1.2; 循环流化床锅炉燃料燃烧的过程
循环流化床锅炉燃料燃烧的过程如图1所示。
图1; 循环流化床锅炉燃料燃烧的过程
1.3; 生物质燃料与常规燃料的区别
生物质燃料与常规燃料(比如煤)有较大的区别,主要表现在以下3个方面:①生物质燃料的成分在不同季节会有所差别,燃料的质量也会随着季节的变化而改变,这就要求锅炉具有较好的适应性,以适应燃料的变化。
②生物质燃料具有挥发分高、含氧量高、灰量偏少、灰密度低、易燃(300 ℃左右便
可燃烧)、燃烬率低和CO排放量较大的特点,燃烧特性总体劣于煤。
同时,还存在流化不稳定、循环物料量不足和容易发生积灰和堵灰等问题。
③稻壳灰中SiO2的含量较高,存在床料易结团、尾部对流受热面磨损严重的问题。
2; 炉膛负压控制的重要性
在锅炉运行的过程中,控制炉膛压力非常重要。
当机组负荷发生变化时,进入炉膛的燃料质量和一、二次风量会随之改变,燃料在炉膛中的燃烧环境也会随之改变,这会对炉膛压力造成非常大的影响。
如果炉膛的压力过低,则炉膛和烟道的漏风量会增大,导致燃烧恶化,燃烧的损失量增大,甚至造成燃烧不稳定或灭火。
此外,还会引起过热器汽温升高和灰粒对受热面、引风机的磨损加大。
如果炉膛的压力过高,则炉膛内的火焰和高温烟气会向外泄露,进而
影响锅炉的安全、稳定运行。
对于生物质自燃循环流化床锅炉而言,因其具有的特性,在生物质燃料燃烧的过程中易出现较大的燃烧波动,尤其是在生物质燃料进入炉膛的瞬间,易出现大量挥发性气体析出的现象,进而引起剧烈燃烧,炉膛负压急剧升高。
但挥发分具有燃烧速度快、持续性差的特点,炉膛负压会快速降低。
炉膛负压的变化范围为±500 Pa,甚至达到±1 000 Pa。
因此,炉膛压力自动控制是十分重要的,它可保证炉膛压力维持在一定允许的范围内。
3; 影响炉膛负压波动的原因
3.1; 生物质燃料热值的变化
生物质燃料热值的变化会导致燃烧工况不稳定,进而影响炉膛负压的稳定。
目前,我国已开始利用的生物质能源主要包括4种:①木材加工业的剩余物。
比如树皮、木屑等。
②农业
生产的剩余物。
比如稻壳、麦秆和棉花杆等。
③城市废弃物。
比如城市垃圾、下水道中的污泥等。
④用于生物质能源利用的特殊木生、草本和水生植物。
凯迪绿色能源开发有限公司1×30 MW机组工程采用杭州锅炉股份集团有限公司生产的KG120-540/13.34-FSWZ1型锅炉,使用的燃料主要包括树皮、木材加工废料、农作物秸秆和稻壳等的生物质燃料。
表1; 生物质燃料和灰品质分析资料
15 835
14 485
2 964
9 939
12 472
从表1中可看出,不同生物质燃料的化学特性不尽相同。
在机组实际的运行过程中,选取多种燃料并按比例掺烧,但仅是在料棚中使用铲车粗略地将各种燃料混合,导致燃料发热量的波动很大,燃烧工况极不稳定,这是造成炉膛负压波动大的主要原因。
3.2; 生物质燃料中水分质量的变化
生物质燃料中水分质量的变化较大,导致燃烧工况不稳定,进而影响了炉膛负压的稳定。
水分是生物质燃料中的易变的因素,它受天气和环境的影响很大。
燃料破碎前都是露天堆放的,在湖南省,尤其是在春、秋季的梅雨时节,生物质燃料中水分的质量可达到70%以上;而在夏季,燃料中水分的质量在30%~40%之间。
在燃烧反应的过程中,燃料中水分过多会使相
当多的热量被用来干燥燃料,水分吸热后变为水蒸气随烟气排入大气,进而导致锅炉燃烧的效率降低,甚至起火困难。
水蒸气会增加烟气的体积,进而导致炉膛压力降低。
表2是某生物质电厂机组试运行阶段的生物质燃料化验单。
表2; 某生物质电厂机组试运行阶段的生物质燃料化验单
3.3; 生物质燃料颗粒度的均匀性较低
生物质燃料颗粒度的均匀性较低,导致燃烧工况不稳定,进而影响了炉膛负压的稳定。
颗粒度直接影响着生物质燃料挥发分的析出速率和析出量。
挥发分的析出会受到温度、停留时间、压力、水分和原料种类的影响。
其中,颗粒度对挥发分析出的影响较大——在其他条件相同的情况下,挥发分析出与颗粒度的关系为颗粒度越大,挥发分析出的速率越低;颗粒度越小,挥发分析出速率越高,析出量也越大。
从隆回工程机组运行的情况看,其使用的燃料大部分以树皮、木材等加工业废弃品为主,并掺入了一定比例的锯木屑或稻壳,这导致燃料的均一性极差,进而造成流化风的强度难以控制。
当风压较大时,较轻的燃料在炉膛内停留的时间较短,无法充分燃烧,导致尾部烟温升高、风压减小;较重的燃料不易被吹起,会在锅炉的密相区燃烧,进而造成结焦的情况。
结焦会导致炉膛内的空气阻力增大,进而导致炉膛负压增大。
3.4; 炉前给料系统故障
炉前给料系统故障会导致燃料中断,进而引起炉膛负压波动增大。
从生物质电厂工程锅炉点火冲管阶段到72+24小时试运行阶段,因业主方对料场管理不力,生物质燃料中掺含了钢丝绳、水泥板和角钢等杂物,导致经常性地发生输料皮带停运和堵料现象,这会使机组燃烧工况极不稳定,负荷波动大,进而导致炉膛负压波动增大。
3.5; 负压控制系统中的总风量测量偏差大
负压控制系统中的总风量测量偏差大,影响了炉膛负压控制。
在炉膛压力调节系统中,炉膛负压测量值经过惯性延滞处理后,与给定值一起送入PID中运算,运算结果会引导风机静叶执行动作,从而控制炉膛负压满足机组运行的要求。
当一次风量和二次风量发生变化时,需经过一段时间炉膛负压才会发生变化。
因此,可将总风量的微分量作为前馈信号,从而提高一、二次风量变化时控制系统响应的速度。
在炉膛负压调节系统中,总风量是引起炉膛负压变化的主要因素之一。
因此,取总风量为炉膛负压自动调节的前馈信号,在调节回路中引入总风量的微分导前信号,经死区处理消除信号中的噪声波动后,加入调节偏差中。
这样可以在一、二次风量发生变化时及时调整引风量,从而尽可能地减小炉膛压力变化。
但机组在安装阶段对各风量测点的把关不严,一些风量测量装置没有按照厂家资料和验评规范的要求安装,导致风量测量不准,进而影响了炉膛负压控制系统的调节品质。
4; 调试过程的逻辑修改
为了防止爆燃引起炉膛负压波动增大,进而点燃给料系统的输料皮带,我们采取以下3种方式改善风机和给料系统:①使炉膛出口压力≥600 Pa,延时3 s,联锁关闭所有给料机出口气动闸板门,停运给料机。
②给料机出口气动闸板门关闭15 s后,且炉膛出口压力≥800 Pa时,联锁跳闸一次风机、二次风机。
③使炉膛出口压力≥600 Pa,且使空预器出口压力≥0 Pa,延时10 s,联锁跳闸一次风机、二次风机。
5; 结束语
随着循环流化床技术的进一步发展,循环流化床锅炉已进入大容量、高参数的时代,而与之相应的大容量CFB锅炉自动控制问题也成为了业内讨论、研究的重点。
目前,生物质循环流化床的燃烧技术还不够完善,炉膛负压控制受燃烧工况的影响较大。
我们只有通过测试、研究生物质循环流化床锅炉各控制对象的特性,逐步掌握其基本规律和特点,并经过不断的提高和改进,逐步满足生物质循环流化床锅炉的各项控制要求。
〔编辑:张思楠〕
Biomass Circulating Fluidized Bed Furnace Pressure Fluctuations Anomaly Analysis
Yi Xiaojian
Abstract:By analyzing the impact of biomass circulating fluidized bed boiler combustion conditions on furnace pressure, made a number of targeted solutions.
Key words: biomass fuels; circulating fluidized bed boiler; furnace pressure; combustion conditions。