影响锅炉出力的原因分析及解决措施
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锅炉出力降低原因分析及措施发布时间:2023-02-28T01:38:04.076Z 来源:《中国电业与能源》2022年10月19期作者:王坤[导读] 随着节能环保理念的逐步推进,各个行业都加强了对环保技术的关注度火力,王坤贵州金元集团纳雍发电总厂贵州毕业 551700摘要:随着节能环保理念的逐步推进,各个行业都加强了对环保技术的关注度火力,发电厂也不例外,但是部分环保工艺应用以后,也对锅炉的正常运行产生了一些影响,导致锅炉运行中出现出力降低的现象,严重影响了电厂的运行效率。
基于此,在本文中就针对锅炉出力降低的原因进行了分析,并且探讨了几点有效的解决对策,希望通过本文的研究能够进一步提升锅炉的运行效率,保证电厂的安全稳定发展。
关键词:锅炉出力;降低原因;有效措施引言火力发电厂运行过程中,产生的能源消耗量非常大,电力能源作为人们日常生活和生产中必不可少的能源之一。
随着经济水平的增长,人们对于电能的需求量也在不断的增加,这就要求电力企业能够全面提升能源效率。
随着各种节能技术以及新型工艺的不断升级,电厂运行水平得到了急剧提升,锅炉作为电厂运行中的重要设备之一,在面临能源紧张和生态环境破坏的压力下,各大企业都应该不断的转变以往的生产工艺,有效降低电厂运行中产生的成本,提高电厂运行效率,因此做好锅炉的资源化利用也是非常关键的,在本文中就结合锅炉出力降低的原因进行探讨和分析。
1 设备概况以某火力发电厂为例,该电厂选用1000MW机组设备,机组为其提供了两台35t/h的蒸汽型启动锅炉,锅炉在初期运行阶段,显示单台锅炉的出力仅为25t/h左右而随着锅炉的持续运行,其热吹扫负荷也在不断的提升,发现启动锅炉的出力明显达不到设计的相关要求,与额定出力相比,有着近10t/h的差异,而且其运行状态非常不稳定,很难真正实现自动化运行。
而且这一类型的锅炉并不是全新产品,是某一公司的定型产品,已经销售了近20台,在运行过程中均会出现出力不足的状况。
1煤粉锅炉结焦原因分析及预防措施 摘要在电站锅炉运行中,锅炉结焦是个长期存在并且一直困扰电站锅炉运行人员的主要问题,它的存在不紧影响了锅炉的经济性,并且对锅炉的安全运行也造成一定的影响。
电站锅炉主要以煤作为燃料,其燃烧产物中含有大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物质,这些物质在锅炉运行的过程中有时以各种各样的形式沉积在受热面的表面,造成受热面的结焦。
质在锅炉运行的过程中有时以各种各样的形式沉积在受热面的表面,造成受热面的结焦。
魏桥铝电公司热电厂魏桥铝电公司热电厂#2#2炉自投运来长期存在结焦现象,其结焦区域分布在燃烧器周围,燃烧区域的水冷壁管及三次风喷口上部,在屏过底部也有结焦。
曾多次因锅炉掉焦发生灭火及严重结焦被迫停运的事故,给锅炉安全运行及经济生产带来较大影响。
本文首先通过对锅炉结焦的成因及结焦对锅炉安全运行的危害做了详细的介绍。
再从燃煤煤质、运行氧量、运行燃烧调整、炉膛出口烟温、炉内空气动力场、吹灰情况等方面深入分析魏桥铝电公司热电厂公司热电厂#2#2炉结焦问题,认为锅炉结焦主要是由于运行调整不当、运行氧量偏低、炉膛出口烟温偏高、空气动力场不均、吹灰次数少等原因造成的,针对结焦原因采取相应合理的综合治理措施。
通过一段时间的运行的综合治理措施。
通过一段时间的运行#2#2炉结焦现象明显减少,锅炉运行工况得到改善,锅炉运行效率也大幅提高。
锅炉运行效率也大幅提高。
关键词:锅炉,燃烧,结焦,灭火1. 1. 引言引言魏桥铝电公司热电厂魏桥铝电公司热电厂#2#2炉是武汉锅炉厂生产的WGZ WGZ——240/9.8-2型锅炉,为高压、单锅筒、集中下降管、筒、集中下降管、自然自然水循环、“∏”型布置的固态排渣煤粉锅炉。
设计燃用淄博贫煤,燃料特性为:挥发份1313﹪含碳量﹪含碳量5353﹪灰分﹪灰分35.1235.12﹪硫份﹪硫份1.051.05﹪。
采用中储式钢球磨煤机﹪。
采用中储式钢球磨煤机制粉系统,制粉系统,1212台给粉机,两台排粉机,四角切圆水平浓淡型直流燃烧器,两台送风机,两台引风机。
影响锅炉效率的因素及处理一、锅炉热效率(%)1、可能存在问题的原因1.1排烟温度高。
1.2吹灰器投入率低。
1.3灰渣可燃物大。
1.4锅炉氧量过大或过小。
1.5散热损失大。
1.6空气预热器漏风率大。
1.7煤粉粗。
1.8汽水品质差。
1.9设备存在缺陷,被迫降参数运行。
……2、解决问题的措施2.1降低排烟温度。
2.2及时消除吹灰器缺陷,提高吹灰器投入率。
2.3降低飞灰可燃物、炉渣可燃物。
2.4控制锅炉氧量。
2.5降低散热损失。
2.6降低空气预热器漏风率。
2.7控制煤粉细度合格。
2.8提高汽水品质。
2.9根据情况,调整锅炉受热面的布置。
2.10必要时改造燃烧器,使之适合燃烧煤种。
……二、锅炉排烟温度(℃)1、可能存在问题的原因1.1炉膛火焰中心位置上移,排烟温度升高1.1.1投入上层燃烧器多,层间配风不合理。
1.1.2上层给煤机给煤量过大。
1.1.3燃烧器摆角位置发生偏移,造成火焰中心位置上移。
1.1.4燃烧器辅助风门开度与指令有偏差,氧气不足,煤粉燃烧推迟。
1.1.5一次风机出口风压高,风速过大,进入炉膛的煤粉燃烧位置上移。
1.1.6锅炉本体漏风,炉膛出口过剩空气系数大。
1.1.7煤粉过粗,着火及燃烧反应速度慢。
1.1.8煤质挥发分低、灰分高、水分高,着火困难,燃烧推迟。
1.1.9磨煤机出口温度低,使进入炉膛的风粉混合物温度降低,燃烧延迟。
1.2因锅炉“四管泄漏”进行堵管,造成过热器、再热器或省煤器传热面积减少。
1.3送风温度高。
1.4烟气露点温度高。
1.5吹灰设备投入不正常。
1.6受热面结焦、积灰。
1.7空气预热器堵灰,换热效率下降。
1.8水质控制不严,受热面内部结垢。
1.9给水温度低。
……2、解决问题的措施2.1运行措施2.1.1机组负荷变化,及时调整风量和制粉系统运行方式,保持最合适的炉内过剩空气系数。
2.1.2及时调整炉底水封槽进水阀,保证水封槽合适的水位。
2.1.3煤质发生变化,及时调整燃烧,保证燃烧完全和炉膛火焰中心适当。
1.锅炉启动时省煤器发生汽化的原因与危害有哪些?如何处理?锅炉点火初期,省煤器只是间断进水时,其内的水温将发生波动。
在停止进水时,省煤器内不流动的水温度升高,特别是靠近出口端,则可能发生汽化。
进水时,水温又降低,这样使其管壁金属产生突变热应力,影响金属及焊口的强度,日久产生裂纹损坏。
当省煤器出口处汽化时,会引起汽包水位大幅度波动和进水发生困难,此时应加大给水量将汽塞冲入汽包,待汽包水位正常后,尽量保持连续进水或在停止进水的情况下开启省煤器再循环门。
2.水位计的平衡容器及汽、水连通管为什么要保温?保温的目的主要是为了防止平衡器及连通管受大气的冷却散热,使其间的水温下降,与汽包内的水相比产生较大的重度差,而这种重度差越大,水位计的指示与汽包内的真实水位误差越大,所以要在这些部位保温,以减小指示误差。
3.锅炉运行中为什么要控制一、二次汽温稳定?锅炉运行中控制稳定的一、二次汽温对机组的安全经济运行有着极其重要的意义。
当汽温过高时,将引起过热器、再热器、蒸汽管道及汽轮机汽缸、转子等部分金属强度降低,导致设备的使用寿命缩短。
严重超温时,还将使受热面管爆破。
若汽温过低,则影响热力循环效率,并使汽轮机未级叶片处蒸汽湿度过大,严重时可能产生水击,造成叶片断裂损坏事故。
若汽温大幅度突升突降,除对锅炉各受热面焊口及连接部分产生较大的热应力外,还将造成汽轮机的汽缸与转子间的相对位移增加,即膨胀差增加,严重时甚至发生叶轮与隔板的动静摩擦,造成剧烈振动。
此外汽轮机两侧的汽温偏差过大,将使汽轮机两侧受热不均匀,热膨胀不均匀。
因此,锅炉运行中对汽温要严密监视、分析、调整,用最合理的方法控制汽温稳定。
4.锅炉运行中引起汽温变化的主要原因是什么?(1)燃烧对汽温的影响。
炉内燃烧工况的变化,直接影响到各受热面吸热份额的变化。
如上排燃烧器的投、停,燃料品质和性质的变化,过剩空气系数的大小,配风方式及火焰中心的变化等,都对汽温的升高或降低有很大影响。
循环流化床锅炉运行中影响锅炉出力的主要原因分析循环流化床锅炉在运行中有时达不到额定出力,分析原因,主要有两方面的问题,即设计制造方面的问题和运行调整方面的问题,设计制造方面的问题如分离器、受热面参数或燃烧份额的设计以及风机的选择不合理;运行调整方面的问题如燃料粒度分布或运行参数不合适等,下面就以下几个方面进行简要分析。
一、锅炉达不到出力的主要原因1、分离器达不到设计效率锅炉达不到额定出力的一个重要原因是分离器运行效率低于设计要求值。
实际运行中分离器效率受很多因素影响,例如气体速度、温度、颗粒浓度与大小及负荷变化等,一旦某个因素发生变化,就可能影响到分离器的运行效率。
若运行效率低于设计值,将导致小颗粒物料飞灰损失增大和循环物料的不足,因而造成悬浮段载热质及其传热量不足,使锅炉出力达不到额定值。
分离器效率下降可能造成飞灰可燃物含量增大,使锅炉效率下降。
2、受热面布置不匹配悬浮段受热面与密相区受热面布置不恰当或有矛盾,特别是燃烧煤种和设计煤种差别较大时,受热面布置会不匹配,锅炉负荷变化时导致循环灰各处温度变化从而影响安全运行,因此,也就限制了锅炉出力,带不上负荷。
3、燃料的粒径分布不合理循环流化床负荷的调整,从某种意义上来说就是对循环物料的调整即:煤,床料,返料量。
锅炉点火后需要相对长的时间才能带满负荷,其根本原因就是锅炉点火后,炉内料层较薄,蓄热量小和炉内内衬材料的制约,是循环物料少,循环倍率低,物料难以建立有效地的循环。
当循环物料达到一定的浓度,床温比较稳定时,锅炉内物料建立了正常的循环,燃烧效率就高,飞灰和炉底渣的可燃物就少,锅炉运行就越经济,负荷也就带得上去,这就要求我们控制入炉煤粒度。
例如我厂的#3炉设计的入炉煤粒度为1~~8mm,但是我们厂的煤粒度,从排出的渣料来看,最大渣料粒度大约50mm。
由于煤质得不到保证,煤中大颗粒和矸石含量多。
床料粒度不均,大颗粒偏多,反映在燃烧上则表现为密相区床温高,锅炉达不到额定出力,由于大颗粒或煤粒不能被流化风扬析到更高的床层上燃烧,只能在中下部燃烧,炉膛上部燃烧的份额较小,从而导致密相区床温较高,炉膛上下部床温温差偏大,锅炉出力因床料粒度达不到要求而受到了限制。
锅炉出力降低的原因及措施摘要:本次例举工程锅炉型号DG-1025/18.2-II6。
锅炉型式为一次中间再热、自然循环单汽包、单炉膛、平衡通风、摆动燃烧器四角切圆燃烧,固态排渣煤粉炉,锅炉全钢结构,全悬吊结构,紧身封闭,炉顶带全金属防雨罩,整体呈π型布置。
制粉系统为正压直吹式冷一次风机制粉系统,配5台HP843中速磨煤机。
制造厂商为东方锅炉厂(集团)股份有限公司,与东方汽轮机厂和东方电机厂生产的C300/235—16.7/0.35/537/537汽轮发电机组相配套。
本文介绍了锅炉脱硝副产物硫酸氢铵堵塞和脱硫塔运行不良造成烟气系统阻力增加,引风机出力不足,降低锅炉带负荷能力的原因分析和解决措施。
关键词:环保;锅炉;烟气阻力;引风机改造1背景火力发电厂锅炉环保改造后,环保工艺对锅炉运行产生了不利影响。
对锅炉进行了脱硫、脱硝、除尘改造,改造初期锅炉负荷能够维持在1025t/h以上,随着运行时间的增长,锅炉带负荷能力逐渐下降。
目前,受到引风机出力等因素的影响,锅炉出力只能达到160t/h左右,且排烟温度达到了145℃以上,严重影响了发电厂的安全经济运行。
2设备概况锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环单汽包、单炉膛、平衡通风,摆动燃烧器四角切园燃烧,固态排渣煤粉炉,锅炉为全钢构架,全悬吊结构,紧身封闭,炉顶带金属防雨罩,整体呈П型布置。
自然循环,集中下降管“П”型布置,按室内布置,锅炉前部为炉膛,四周布满膜式水冷壁,炉膛出口处布置屏式过热器,水平烟道装设了两级对流过热器。
炉顶、水平烟道两侧及转向室设置顶棚管和包墙管,尾部竖井烟道中交错布置两级省煤器和两级空气预热器。
脱硝采用SCR工艺,使用20%氨水作为还原剂;空预器后布置电袋复合除尘器;脱硫采用石灰石石膏-湿法脱硫工艺,单炉单塔。
脱硫脱硝改造工程中为了克服新增系统阻力,更换了较大出力的引风机,型号YKK710-6,电机功率2400kW,全压7.5kPa,处理烟气量113.7万m3/s。
¨§•’’••™1˜•¬#¹-‘•型£¦¢锅炉出力不足原因´ÈÅ£ÁÕÓÅÓÏÆ¯ÕÔÐÕÔ¤ÅÆÉÃÉÅÎÃÙÏÆ¨§•’’••™1˜•¬#¹-‘•´ÙÐÅ£¦¢¢ÏÉÌÅÒ吴强吴颖强Œ李心国ˆ大连香海热电厂Œ辽宁大连‘‘–•’‘‰摘要š大连香海热电厂’台¨§•’’••™1˜•¬#¹-‘•型循环流化床锅炉在试运过程中曾出现锅炉不能够带额定负荷问题Œ当锅炉负荷升到˜•…-£²时Œ锅炉床温!旋风分离器入口温度及回料腿温度严重超温Œ高于‘•••e的设计值"后经多方调整终于将锅炉负荷升到‘••…-£²并可长期运行Œ且床温等各项指标基本达到设计要求Œ现将原因作一分析以供参考"关键词š循环流化床锅炉›超温›燃烧调整»中图分类号½´«’’—Œ´«’’™Ž•‹’»文献标识码½¢»文章编号½‘••”•—™‘“ˆ’••’‰‘•••••‘••’大连香海热电厂装有’台’’•Ô•È£¦¢锅炉Œ采用国内外合作设计和制造的方式Œ以美国¦·°¹²¯°¯·¥²公司做基础和技术设计Œ哈尔滨锅炉厂有限责任公司根据国内现行标准!材料进行技术转化及施工设计和制造"‘号!’号锅炉分别于’•••年‘‘月’“日及’••‘年’月’–日通过‘–˜È试运"在试运过程中曾出现锅炉不能带额定负荷问题ˆ‘••…-£²!’’•ԕȉŒ当锅炉负荷升到˜•…-£²时锅炉床温!旋风分离器入口温度及回料腿温度严重超温Œ高于‘•••e的设计值"后经多方调整终于将锅炉负荷升到‘••…-£²并可长期运行Œ且床温等各项指标基本达到设计要求"1设备规范及运行情况大连香海热电厂燃料情况见表‘"表1大连香海热电厂燃料情况一览表项目设计燃种校核煤种CÁÒ•…•“1‘•˜1•–HÁÒ•…’1”’“1“–OÁÒ•…’1–•—1—˜NÁÒ•…•1˜‘•1—™SÁÒ•…’1—™•1–“AÁÒ•…’™1”‘™1’—WÁÒ•…˜1˜“™1–‘QÁÒŽÎÅÔ•ˆ-ª•ËÇ•‘‰’•1™™’’1”’台炉各项设计指标与实际运行值见表’Œ以示对照"2出力不足原因211实际燃煤粒度大实际燃煤粒度大Œ筛分特性不能满足要求"设表2各项设计指标与实际运行值参数设计值实际运行值燃料设计煤种蒸汽流量•ˆÔ#È•‘‰’’•1•’’•1•过剩空气•…’•’•£Á•Ó摩尔比’1•’1•*’1•总风量•ˆ@‘•”®Í“#È•‘‰‘™1‘‘™1’过热蒸汽压力•-°Á™1™™1’*™1•炉膛出口烟气温度•e˜™—˜™•*™••一!二次风空气阻力•˰Á‘•1‘”•˜1‘™‘•1••™1•排烟温度•e‘”™‘••*‘–•计粒径为•*‘•ÍÍŒ而实际入炉粒径为•*‘”ÍÍŒ燃料平均粒径偏大Œ与受热面碰撞次数减少Œ传热面积减小ˆ指在相同的颗粒浓度和流化速度与细颗粒比较而言‰Œ使床内粒子浓度和传热系数沿床高分布偏离设计值太远Œ达不到设计出力"适当的燃料粒径和级配是£¦¢炉正常运行的前提和保证条件"大量的试验证明Œ£¦¢炉的入炉燃料中较大颗粒应只占很小份额Œ而且要求较细颗粒ˆœ“Í͉占一半或更多一些"大连香海热电厂‘号!’号锅炉通过改变入炉煤的粒度和入炉煤的粒度分布Œ提高了锅炉的出力"另外Œ煤的筛分范围过宽Œ在浓相区稀相区的燃烧份额!一!二次比例选取设计的传热数值不协调等Œ同时Œ随着燃料粒度的相应增大Œ一次流化风量相对减少Œ流化速度较低Œ都是该炉因燃煤粒度大而达不到设计出力的主要原因"212返料器分离效果差循环流化床锅炉炉内较高流速的烟气将大量固体物料携带出炉膛Œ为了延长这些物料中碳的燃烧时间Œ使其燃尽Œ更主要的是为了维持炉内较高的‘•’••’年第‘•期东北电力技术固体颗粒浓度Œ以使循环流化床燃烧的化学反应和传热特性较好Œ需采用气固分离装置将固体物料从烟气中分离出来Œ返回炉膛Œ促成固体物料的循环利用"循环量对负荷特性影响较大Œ分离器性能的好坏直接关系到能否建立起循环流化床足够的物料循环Œ因而分离器是£¦¢炉的重要部件"许多£¦¢锅炉设计时采用的分离器效果往往是套用小型冷模试验数据而定的"然而实际运行时Œ由于热态全尺寸规模有较大差异ˆ如温度!物料特性!结构设计!二次夹带等因素‰Œ以及负荷率变化等影响Œ使分离器实际效率明显低于设计值Œ导致小颗粒飞灰损失大和循环物料量不足Œ因而悬浮段载热体ˆ灰量‰及其传热量不足Œ炉膛上!下部温差大Œ使锅炉出力不足Œ同时还造成飞灰可燃物含量大Œ影响燃烧效率"213流化速度低流化速度的改变可以改变整个循环系统的循环量Œ改变燃烧室内不同高度的粒子浓度Œ从而改变燃烧室内的换热系数Œ适应负荷变化"214给水温度低给水温度低Œ影响锅炉汽压Œ将给水加热为饱和水所需要的热量增加Œ在燃烧没有变动的情况下Œ用于蒸发的热量就减少Œ导致蒸发量不足Œ汽温汽压下降"3改进措施ÁŽ改进燃料制备系统Œ减小粒径Œ改善级配Œ增加小颗粒份额"ÂŽ加强密封Œ减小漏风Œ尤其减小分离器的漏风"ÃŽ提高风机压头"ÄŽ改进分离器的结构Œ提高分离效率"ÅŽ增设飞灰复燃系统Œ一方面增加炉内粒子浓度Œ提高出力Œ更主要的是提高锅炉燃烧效率"作者简介š吴强ˆ‘™—’•‰Œ男Œ工程师Œ学士Œ从事电厂生产技术管理工作"ˆ收稿日期’••’••˜••‘‰ˆ上接第‘•页‰因此在冷渣器内不会发生复燃现象Œ无需事故喷水ˆ根据用户的要求也可设计事故喷水‰"风水联合式冷渣器冷却灰渣能力强Œ非常适合煤种多变的特点"排渣量控制采用锥形阀控制"314再热器系统设计锅炉再热器分两级布置Œ低温再热器布置在尾部烟道内Œ高温再热器布置在炉膛内"再热蒸汽温度通过控制布置在两级再热器连接管道上的喷水减温器控制"目前在国外流行的再热器控制方式是将一级再热器布置在外置式换热器内Œ通过控制流经外置式换热器的循环灰量调节再热蒸汽的温度"但是外置式换热器设计使得物料循环系统和风系统更复杂Œ运行操作水平要求高Œ并增加了事故点和检修工作量"喷水减温器具有结构简单!操作方便Œ而且技术成熟可靠!成本低等优点Œ因此Œ根据我国用户的特点和要求Œ选择了喷水减温器控制再热蒸汽温度"315床上+床下联合启动方式为加快启动速度Œ节省燃油Œ采用了床上和床下联合的启动方式"”只床下启动燃烧器布置在水冷布风板下面一次风室前的风道内"”只床上启动燃烧器布置在布风板以上“Í处"启动燃烧器采用简单机械雾化Œ油枪雾化比为‘B“"在锅炉启动过程中Œ首先投入床下热烟发生器Œ产生的热烟气直接流过床料Œ当床温达到一定的温度后Œ投入床上启动燃烧器"为了保证启动过程的安全性Œ每只启动燃烧器均配有火焰检测器"这种启动方式哈锅在’’•Ô•È循环流化床锅炉上已成功应用"316风系统锅炉配风采用并联系统Œ即各个风机均单独设置"锅炉共设有一次风机!二次风机!高压风机!冷渣器风机!石灰石风机及引风机"锅炉采用平衡通风方式Œ压力平衡点设在炉膛出口"4结束语该锅炉是哈尔滨锅炉厂国内首台制造的带再热系统的””•Ô•È循环流化床锅炉Œ通过对锅炉结构和特点的介绍Œ为发展国内带有再热系统大型循环流化床锅炉技术提供参考"作者简介š刘恒宇ˆ‘™—’•‰Œ男Œ学士Œ工程师Œ从事锅炉设计及现场调试工作"ˆ收稿日期’••’••˜••‘‰’•东北电力技术’••’年第‘•期。
影响锅炉出力的原因分析及解决措施**环保热电有限公司汤海清摘要:**环保热电有限公司CFB锅炉在掺烧蒙煤和多伦煤出现出力不足锅炉额定蒸发量达不到设计值,进行原因分析提出解决措施。
关键词:出力不足分析、分离效率下降处理措施、烟气返串处理措施、参数调整0 **环保热电有限公司锅炉概况**环保热电有限公司两台锅炉由无锡华光锅炉股份有限公司制造为75t/h次高温、次高压循环流化床锅炉。
其主要技术参数:蒸发量75t/h、过热蒸汽压力5.3MPa、过热蒸汽温度485℃,给水温度150℃、一、二次热风温度150℃、排烟温度140℃、炉膛出口温度930℃一、出力不足产生的问题及原因分析1、煤种的影响煤种指标特性分析,如下表:从上表不难看出多伦煤和蒙煤全水和挥发份都比设计煤种要高的多,发热量都特别低。
其中蒙煤的灰份较设计煤种相当,另外蒙煤的灰份相对比较低。
一般来说,入炉煤量与锅炉容量成正比。
而对于同容量的锅炉,入炉煤量与其灰份含量有很大关系,灰份越大,需要的入炉煤量越大。
因此,对于同容量锅炉相同负荷下,即便炉内灰浓度以及燃烧传热特性不发生变化,随着入炉燃烧灰份的变化,入炉煤量发生变化,循环倍率仍然是一个变化值。
(循环倍率为单位时间内由返料器送回炉膛的循环物料与入炉煤之比)。
对于已经投入运行CFB 锅炉的循环倍率,是设计值已定性。
唯一影响循环倍率变化因数就是入炉煤种。
同时影响炉内物料循环和热平衡。
循环倍率又与CFB锅炉旋风分离器分离效率密切相关,实践证明,高灰份的煤种(A ar=45%)分离效率只需要90%,就能够保持一个炉内相对物料循环和物料浓度,但是对于灰份(A ar=15%),就需要分离效率达到99%,才能够保持炉内物料循环和物料浓度。
因此,如果CFB锅炉旋风分离器效率过低,尤其燃烧低灰份的煤种,会导致锅炉物料循环和物料浓度不足,就会影响锅炉带负荷。
因此,对于燃用低灰份的煤种必须采取措施是一方面设法提高分离效率,另一方面合理配煤灰份达到设计值和向炉内添加床料。
在燃用低灰份煤种,旋风分离器没有足够循环物料分离下来,通过返料器送炉膛,导致物料循环和物料浓度,使得炉膛密相区燃烧份额增大,导致床温偏高,为了防止床温高导致炉膛结焦,不得不减少入炉煤量,导致锅炉带不上负荷。
燃料中的水分、氢含量对锅炉负荷影响。
从煤的燃烧反应可知,每千克碳燃烧需8.89m3理论空气量,生成8.89m3的理论烟气量;煤千克氢燃烧需要26.5m3的理论空气量,生成32.1m3的理论烟气量;因此,对于多伦煤和蒙煤,这两种煤含水份极高,发热量又低,但含水份高,再加上氢的成分亦高,生成的烟气中水蒸汽的含量高,进入尾部对流烟道的热量相对较高,对流过热器吸收热量越多,导致主蒸汽温度偏高,为了避免主蒸汽超温,降低锅炉出力,维持主蒸汽温度正常。
另外随着水分增加,煤的热值减少,烟气量增加,将增加排烟损失。
并且烟气容积变化,会改变炉膛内的气动力特性。
2、分离器达不到设计效率原因分析锅炉达不到额定出力的一个重要的原因是分离器运行效率低于设计要求值。
在实际运行中分离器效率受多方面因数的影响,例如气体速度、温度、颗粒浓度与大小,二次夹带以及负荷变化等,一旦某个因素发生变化,就可能影响到分离器的运行效率。
若分离器运行效率低于设计值,将导致小颗粒物料飞灰损失增大和循环物料量的不足,因而造成悬浮段载热值(细灰量)及传热量不足,炉膛上、下部温差过大,使锅炉出力达不到额定值,另外分离器运行效率下降还可能造成飞灰含碳量增大,锅炉效率下降。
分离器结构参数对分离效率影响,通常,分离器进口宽度和进口形式、中心筒插入长度和直径、筒体直径等对分离器性能影响很大;对于已经设计成型投入运行CFB锅炉,运行中最容易导致结构参数的改变就是分离器进口宽度(俗称老鹰嘴)和中心筒烧坏变形、穿孔、甚至脱落等;分离器进口宽度对分离效率影响:在入口风速一定时,随着分离器进口高宽比的增加,分离器效率会略有增加,而压力损失也会增加。
通常取分离器进口高度为分离器直径与中心筒直径差的一半,即(D-De)/2,高宽比a/b=2~3。
由于分离器进口结构由刚玉可塑料制作成型,且在运行中此处运行环境最为恶劣,磨损最大导致可塑料磨损变形、脱落是的结构参数偏离设计参素,导致分离器效率下降,如下图:中心筒长度和筒体直径对分离效率的影响:由于旋转气流和颗粒在中心筒与壁面之间运动,因此中心筒插入深度直接影响旋风分离器性能。
随着中心筒长度的增加,分离效率提高,当中心筒长度是入口高度的0.4~0.5倍时,分离效率最高,随后分离器效率随着中心筒长度的增加而降低。
中心筒插入过深会缩短出口管与锥体底部的距离,增加二次夹带机会;而插入过浅,会造成正常旋流核心的弯曲,甚至破坏,使其处于不稳定状态,同时也容易造成气体短路而降低分离效率。
中心筒长度对压力损失也有影响。
中心筒过长、过短,压力损失都增加,而当中心筒长度为入口管高度的0.4~0.5倍时,压力损失最小,此时分离效率也最高。
一定范围内,排气管直径越小,分离器效率越高,但压力损失也越大。
一般取De/ D=0.3~0.5。
6如下图:湖州协鑫分离器进口宽度903mm,进口高度2250mm,中心筒插入筒体深度1440mm,直径1280mm,出口管高度680mm、分离器直径3000mm;高宽比为2250/903=2.4916,合符理论分离效率最高的要求,中心筒插入长度倍数1440/2250=0.64,中心筒直径/分离器直径1280/3000=0.4266,均达到设计要求。
在运行中分离器效率如有明显下降循环流化床锅炉示意图1—风室2—燃烧室3—高温旋风分离器4—立管5—U型阀料器6—中心筒原因有:(1)中心筒脱落;(2)分离器内壁浇注料严重磨损、塌落从而改变了其基本形状;特别分离器进口、两侧墙、老鹰嘴等处;如图(3)分离器有密封不严之处导致空气漏入,产生二次携带;3、返料器烟气反串CFB锅炉在运行当中往往出现炉膛烟气反窜进入分离器。
而一旦出现烟气从燃烧室经返料器短路进入旋风分离器的现象,则说明回料系统的正常循环被破坏。
运行中往往不注意返料风的调节,料位降低时易被返料风吹透,从而引起返料阀烟气反窜,飞灰循环被破坏。
破坏炉膛内物料平衡和热平衡,造成床温偏高,带不起负荷。
造成这种现象原因有:⑴回料阀立管料位太低,不足以形成料封,被返料风吹透;⑵返料风调节不当,使立管料柱流化;⑶返料器流通截面较大,循环灰量过少,炉膛烟气会吹进返料器。
二、运行调整和解决途径办法循环流化床锅炉与煤粉炉由于燃烧方式的不同,在运行调节上区别很大,尤其是循环流化床锅炉的运行监视和调节方法更是因炉而异。
因此对循环流化床锅炉不可按煤粉炉的调节方法来进行,也不能盲目照搬别人的经验。
要认真掌握锅炉的流体动力、燃烧、传热、燃煤特性及返料系统的特点,不断总结经验,掌握其调节规律及手段,保证循环流化床锅炉的正常运行。
1、总风量和过量空气系数的控制一般来说,在一定范围内提高过量空气系数(即增加入炉总风量)可以改善燃烧效率,因为燃烧区域氧浓度的提高增加了燃烧效率,但过量空气系数超过1.15后继续增加时燃烧效率几乎不变;过量空气系数过高时,锅炉排烟热损失相应增大,各受热面区域的烟速提高,磨损加剧。
因此,CFB锅炉一般控制炉膛出口过量空气系数在1.2左右。
对于蒙煤和多伦煤煤种宜采用低氧运行,避免烟气量过大,主汽温度偏高带不上负荷,烟气含氧量一般控制为3~5%。
2、一、二次风及配比一次风的作用主要是使床料保持处于良好的流花状态,且提供燃料燃烧所需的氧气。
二次风的主要作用是增大烟气的拢动,减少炉膛内的热偏差,从而降低床温,提高炉膛出口烟温,同时也能提供燃烧所需的氧气。
风对锅炉的影响主要表现在风温、风量及配比。
配比:二次风对锅炉负荷的调节有较大的影响。
一般二次风量为一次风量的40~50%左右。
但这不是固定不变的。
一般来讲风温由锅炉设计确定,运行中风温变化不太大。
但是风量及配比由于煤的种类不同而需适当增减,因而不是一层不变的。
在运行中要根据煤的不同物理特性及化学特性对炉进行调节。
使炉在安全、高效状态下运行。
运行中煤往往达不到设计值。
对于蒙煤煤粉相对较多,运行中可使二次风相应的小些,以免炉膛出口烟温过高,造成主蒸汽超温。
反之对于颗粒较多的多伦煤,运行中相应增加一次风量,以保证良好的流花工况,并增加二次风量,以降低床温,避免高温结焦,提高炉膛出口烟温,增加锅炉出力。
煤的化学特性是影响锅炉负荷的主要因素。
煤质好锅炉出力就大。
对于发热量低的煤,可以通过调节一、二次风量及配比,使煤在炉膛内充分燃烧。
如贫煤其挥发份含量Vr在20~40%易点燃,燃烧火焰长。
运行中可使二次风量小些,避免主蒸汽超温。
因其焦碳有焦结性,因此一次风可适当大些。
3、床温调整床温指燃烧密相区内流化物料是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。
影响床温的因素主要是燃料发热量、返料量和一次风量。
燃用蒙煤时,运行时由于灰份较低造成锅炉循环灰量减少,密相区的温度不能被循环灰带到上部,使锅炉床温可能偏高很容易导致结焦事故发生。
因此需要掺配高灰份的煤和炉渣。
一般不超过1015℃以下,维持正常运行。
4、料层差压的调整料层差压是一个反映燃烧室料层厚度的参数。
在运行中都是通过监视料层差压值来得到料层厚度大小的。
由于灰份低,料层差压偏低,难以上升。
排渣尽量釆取半连续排渣方式,即勤排少排原则,这样可以保证床内料层稳定,防止有效循环颗粒的流失,有利于锅炉的稳定运行。
我们一般控制在9.5KPa左右,维持正常运行。
5、炉膛差压的调整炉膛差压是表征流化床上部悬浮物料浓度的量,炉膛上部空间一定的物料浓度,对应一定的炉膛差压,对于同一煤种炉膛上部物料浓度增加,炉膛差压值越大,炉膛差压与锅炉循环灰量成正比。
流化床内物料粒子浓度是决定炉膛上部蒸发受热面传热强度的主要因素之一,试验表明,床、管之间放热系数随粒子浓度成直线关变化。
因此,锅炉炉膛差压越高,锅炉循环灰量越大,将有更多的循环灰被带到炉膛上部悬浮段参加二次燃烧,锅炉出力也就越大。
对于同一煤种,物料浓度增加,炉膛差压值增大,对炉膛上部蒸发受热传热强度越大,锅炉出力越强,反之锅炉出力越弱。
控制炉膛差压主要靠调整循环灰量来实现,当循环灰量少,炉膛差压小,床温偏高,不能满足负荷的需要时应适当增加二次风量及给煤量,这样炉膛上部颗粒浓度增加,燃烧份额也得到增加,水冷壁的吸热量增加,旋风分离器入口物料浓度增加,物料循环量增加,负荷增加。
有时因燃料含灰量高,循环量逐渐增大,床温过低燃烧无法维持,这时应放掉一部分循环灰,来降低炉膛差压。
一般情况下,炉膛压差应控制在0.3~6KPa。
三、分离器效率下降处理措施存在的漏风及时消除,漏风问题对分离效率的影响远大于一般人的想象。