循环流化床锅炉主要热工参数的控制与调整
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循环流化床锅炉正常运行五个调整循环流化床锅炉与常规煤粉锅炉不但在结构上有所不同,而且在其燃烧方式和调节手段也有自身的特点。
循环流化床锅炉正常运行调整的主要参数除了汽温、汽压、炉膛负压之外,还应重点监视床温、床层压力、炉膛压差、旋风分离器灰温、旋风分离器料层高度、冷渣器工作状态、布风板压力、渣温、排渣温度等。
第一床温控制床温是循环流化床锅炉需要重点监视的主要参数之一,床温的高低直接决定了整个锅炉的热负荷和燃烧效果,这是由床温是循环流化床锅炉的特点(动力控制燃烧)所决定的。
根据燃用煤种的不同,床温的控制范围一般在850〜950C左右,对于挥发分高的煤种,可以适当地降低,而对于挥发分低的煤种则可能要在900℃以上。
但不宜过高或过低,过低可能会造成不完全燃烧损失增大,脱硫效果下降,降低了传热系数,严重时会使大量未燃烧的煤颗粒聚集在尾部烟道发生二次燃烧,或者密相区燃烧分额不够使床温偏高而主汽温度偏低;床温过高则可能造成床内结焦,损坏风帽,被迫停炉。
一般应保证密相区温度不高于灰的变形温度IoO〜150℃或更多。
调节床温的主要手段是调整给煤量和一、二次风量配比。
如果保持过剩空气量在合适范围内,增加或减少给煤量就会使床温升高或降低。
但此时要注意煤颗粒度的大小,颗粒过小时,煤一进入炉膛就会被一次风吹至稀相区,在稀相区或水平烟道受热面上燃烧,而不会使床温有明显地上升。
当煤粒径过大时,操作人员往往会采用较大的运行风量来保持料层的流化状态,否则会出现床料分层,床层局部或整体超温结焦,这样就会推迟燃烧时间,床温下降,炉膛上部温度在一段时间后升高。
当一次风量增大时,会把床层内的热量吹散至炉膛上部,而床层的温度反而会下降,反之床温会上升。
当然,一次风量一旦稳定下来,一般不要频繁调整,否则会破坏床层的流化状态,所以很多循环流化床锅炉都把一次风量小于某一值作为主燃料切除(MFT)动作的条件。
但在小范围内调节一次风量却仍是调整床温的有效手段。
循环流化床锅炉燃烧控制与调整摘要:通过分析循环流化床锅炉燃烧及其传热特性,介绍了循环流化床锅炉运行的主要技术参数关键词:循环流化床;锅炉燃烧;控制;调整导言近年来,由于循环硫化床锅炉大容量、高参数、燃用劣质煤、机组适应性较强、项目容易核准等特点,近年来受到电力行业的特别青睐。
但随着循环流化床锅炉容量和参数等级的不断发展,循环流化床锅炉安全稳定运行也成了重要的技术难题,日益引起了人们的高度重视。
目前循环流化床锅炉安全稳定运行受到干扰的因素主要包括原材料的选择、设计理念、制造工艺、安装水平、运行操作技能、燃料的种类和质量等等因素。
虽然目前几大锅炉厂采用的设备都具有世界先进水平的燃烧和流化技术,能耗方面也有了降低,但是对于安全运行的制约因素等依然要加大研究和摸索力度,在对策的寻求上不能掉以轻心。
1.造成循环流化床锅炉不稳定运行的因素循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧技术。
国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用,并向百十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展;国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起,已有近千台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中,未来的几年将是循环流化床飞速发展的一个重要时期。
1.1煤种和煤质的影响循环流化床锅炉运行的动力来源于原煤。
原煤首先作为一种不能循环利用,且损耗较大的燃料,进入燃烧系统后,容易出现煤质的变化,与设计的煤种的要求发生偏离。
例如煤种的发热量按照锅炉的设计热量应为5323KCAL/KG,但是真正进入锅炉后,实际的煤质发生了变化,发热量大幅度降低。
这是由于煤中的杂质等较多,因此不同煤质的煤种燃烧的特性也不同,呈现了不同的挥发份,导致炉内的燃烧工况出现了问题,受到的影响较大。
煤种、煤质对锅炉系统产生不稳定因素的危害如下:由于煤质的不稳定,投入锅炉后,出现了很多参数的变化,如床温、床压、蒸汽温度、气压、料层的差压等,由于参数的变化影响了锅炉的稳定性和经济性,导致了一些参数由于调整的不及时出现了超限的情况,被迫降低负荷,或者停机。
循环流化床锅炉,顾名思义,一要流化,二要循环。
流化不正常,锅炉无法运行,不循环或循环量少,就会导致锅炉出力达不到。
在循环流化床锅炉的运行中,床温、风量、燃料粒度、料层厚度和返料器温度的控制是几个最为关键的参数。
从根本上来讲,就是调整锅炉的物料平衡和热量平衡一致。
一、床温的控制:1、床温是通过布置在密相区各处的热电偶来检测的,一般床温控制在900±50℃,调整方法有三种:1)调整一、二次风量的搭配送入炉膛的风量是由实际燃料成分决定的,控制流化床温密相区的温度,可以通过调节一、二次风配比来实现。
密相区的温度高低是由密相区的燃烧份额决定的。
由于一次风由密相区送入,一次风比例控制密相区燃烧份额,调节一、二次风比例,可有效控制密相区燃烧份额,从而有效控制密相区的温度。
具体来讲,当一次风比例增大时,更多的颗粒被抛向床层上方离开密相区,使密相区的温度降低。
一旦因断煤造成床温下降,立即减小一次风量,可减缓床温的下降。
有时,在运行中给煤粒度过大,会造成密相区温度升高,运行人员往往采用加大一次风量,减少二次风量,总风量不变,来平抑床温。
否则,容易造成大颗粒沉积,由于此时燃烧效率不高,投煤量相对该负荷较大,因此,容易造成过热蒸汽超温现象。
由此看来,保持合理的燃料粒度,更有利于床温较好的控制。
2)风量不变调整给煤量锅炉在正常运行时,负荷确定以后,风量一般不变,床温的波动,可以通过改变给煤量来调整。
当煤质变化不大时,用“前期调节法”来控制,即床温有上升或下降的趋势时,提前控制给煤量适应床温的变化,调整的原则少调、勤调,使床温控制稳定。
当煤质变化较大时,用“冲量调节法”,应及时调整给煤量,保证输入热量不变,采取瞬间多量增加或减少给煤量,先控制住床温下降或上升的趋势,再稍加调整,使床温控制稳定。
3)控制循环灰量在循环流化床锅炉密相区内不布置受热面,循环流化床锅炉密相区的放热靠循环灰来吸收。
在密相区内,燃料燃烧放热,其中,一部分用来加热新燃料和空气,其余大部分热量必须被循环物料带走,才能保证热量平衡,保证床温的稳定。
循环流化床锅炉循环流化床锅炉(Circulating?Fluidized?Bed?Boiler,CFB)作为近年来国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧锅炉,具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣综合利用等优点,因此在电力、城市供热、工厂蒸汽生产中得到越来越广泛的应用。
但由于循环流化床锅炉的燃烧及汽水变化过程十分复杂,受影响的因素多,给煤、一、二次风,返料耦合性强,而且燃烧与汽水也存在复杂的耦合关系。
此外,过程的非线性和大滞后也使对象更加复杂,难于建立精确的数学模型,这样对控制就提出了更为严格的要求。
这包括两层意义:一是控制系统要有很高的可靠性;二是控制方案要有很好的控制实效。
基于这样两点,CFB锅炉都选择先进的DCS控制系统,特别是运用先进的控制方案,能够实现锅炉燃烧的完全自控。
如下控制方案:一、循环流化床锅炉工艺流程本工艺流程的主要设备如下:循环流化床锅炉、一次风机、二次风机、引风机、螺旋给煤机、电除尘器二、?循环流化床锅炉的自动控制系统??锅炉的自动控制系统主要包括以下几个控制子系统:1.??????燃烧自动控制子系统2.??????炉膛负压控制子系统3.??????汽包水位控制子系统4.??????主汽温度控制子系统5.??????汽水协调控制子系统6.??????料层差压控制子系统7.??????锅炉安全联锁保护子系统下面将针对以上几个控制子系统进一步的描述:1、燃烧自动控制燃烧控制的目标首先是保证锅炉安全燃烧且主汽压力应稳定在设定值,其次是经济燃烧(体现为空气过剩系数恰当),对循环流化床来说安全燃烧尤为重要。
安全燃烧的一个主要指标是炉膛温度分布,特别是料床温度应稳定在960℃左右,防止床温过高结焦或床温过低熄火事故。
CFB锅炉燃烧控制手段通常是给煤、一次风、二次风及二次返料。
一般35t/h?CFB锅炉采用高温返料方式,二次返料量对炉膛温度影响不大,故不作为控制手段。
控制方案采用基于人工操作经验的专家智能控制系统,较好地解决了燃烧过程的强耦合、大滞后、时变性等难题。
浅谈循环流化床锅炉调整分析发布时间:2022-01-20T07:00:18.373Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第17期作者:常粒[导读] 随着国家对燃煤锅炉技术节能降耗指标要求越高,锅炉绿色节能环保排放,是锅炉安全经济运行发展的方向。
锅炉燃烧技术是复杂多变,要不断的提炼与总结技术性问题。
本文主要以循环流化床锅炉的现存问题分析探讨,并提出了对循环流化床锅炉运行调整建议措施。
晋能控股电力集团阳高热电公司山西阳高 038100【摘要】随着国家对燃煤锅炉技术节能降耗指标要求越高,锅炉绿色节能环保排放,是锅炉安全经济运行发展的方向。
锅炉燃烧技术是复杂多变,要不断的提炼与总结技术性问题。
本文主要以循环流化床锅炉的现存问题分析探讨,并提出了对循环流化床锅炉运行调整建议措施。
【关键词】循环流化床锅炉运行调整1、超临界循环流化床的优势与特点循环流化床锅炉具有高性能、低能耗的优势,主要是因为其内部独特的的燃烧特点,其燃烧原理是通过高温所带来的烟气以及气流扰动来提升颗粒之间的接触效果,同时,有不少的颗粒返回到流化碳燃烧工作当中。
在锅炉的工作过程中,炉内会不断生产出数量众多的高温固体颗粒,这些颗粒都能够被循环使用,因此,此类锅炉被称为循环流化床锅炉。
相比于其他传统锅炉来说,有着能够有效节约燃烧成本的优势。
循环流化床锅炉床料本身的厚度,以及循环物料的燃烧特性,所以此类锅炉具有极大的蓄热量。
因此,可以部分或完全使用低热值的可燃物。
阳高热电公司锅炉采用哈尔滨锅炉有限公司生产的350MW锅炉,型号为:HG-1207/25.4-L.MG2。
锅炉型式为一次中间再热、超临界压力变压运行直流锅炉,单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、M型布置,采用不带再循环泵的大气扩容式启动系统。
炉主要由单炉膛、3个汽冷旋风分离器、3个双路回料门、尾部对流双烟道、7台滚筒冷渣器和1个四分仓回转式空气预热器等部分组成。
水循环采用二次上升结构,水冷壁引出管汇集成2根下降管引入水冷屏,水冷屏引出后进入2个汽水分离器。
循环流化床锅炉主要参数控制与调整探讨循环流化床锅炉是一种高效、环保的锅炉设备,通过利用流化床技术实现了燃煤、燃气等固体燃料的高效燃烧。
主要参数的控制与调整是确保循环流化床锅炉运行稳定、高效的关键。
本文将从循环流化床锅炉的主要参数入手,对其控制与调整进行深入探讨。
首先,循环流化床锅炉的主要参数包括:床温、床压、氧量、过热器出口温度、风温、风量等。
这些参数相互关联,相互影响,需要通过精确的控制和合理的调整,以确保锅炉的安全、稳定运行。
其次,床温是循环流化床锅炉的重要参数之一、合理的床温可以提高燃烧效率,减少污染物排放。
床温的控制可以通过调整给煤量、给风量、床层压降等方式实现。
需要注意的是,在循环流化床锅炉的运行中,床温的控制范围应适中,过低会导致不完全燃烧,过高则会引起床层冷冻现象,影响燃烧效果。
床压是循环流化床锅炉的另一个重要参数。
床压的控制是通过调整给煤量、给风量、排烟温度等方式实现。
适当的床压可以保证床层稳定,防止床层堵塞或者床层漏风现象发生。
同时,床压的高低还会影响燃烧效率和烟气排放,因此需要综合考虑,选择合适的床压范围。
氧量是循环流化床锅炉燃烧过程中需要关注的另一个参数。
合理的氧量可以提高燃烧效率,减少污染物排放。
氧量的控制一般通过调整给风量和床层压降来实现。
过高的氧量会降低燃烧效率,过低则会产生不完全燃烧的问题。
因此,对于不同燃料的循环流化床锅炉,需要对氧量进行调整和优化,以满足不同工况下的燃烧需求。
除了上述主要参数外,静态过程中的过热器出口温度、风温、风量等也是需要关注的重要参数。
这些参数一般通过调节给煤量、给风量、床层压降等方式进行控制和调整。
过热器出口温度的控制可通过煤粉浓度、煤粉细度、煤量等工艺参数进行调整。
风温和风量的控制一般是通过调节空气预热器和引风机等设备来实现。
总结起来,循环流化床锅炉的主要参数控制与调整是确保其稳定、高效运行的关键。
通过合理控制床温、床压、氧量等参数,以及调整过热器出口温度、风温、风量等参数,可以提高燃烧效率、减少污染物排放,实现循环流化床锅炉的优化运行。
循环流化床锅炉优化调整与控制0 引言循环流化床锅炉技术因卓越的环保特性、良好的燃料适应性和运行性能,在世界范围得以迅速发展。
我国自20世纪80年代开始从事循环流化床锅炉技术开发工作,经过二十多年与国外拥有成熟技术的锅炉设计制造商合作(美国PPC、ALSTOM公司、奥地利AE公司)、引进(ALSTOM(原德国EVT)公司220t/h-410t/h 级(包括中间再热)循环流化床锅炉技术,美国燃烧动力公司(CPC)的细粒子循环流化床锅炉技术)、消化吸收和自主研究,中国已经完成了从高压、超高压、亚临界到超临界的跨越,在大型循环流化床锅炉技术领域已处于世界领先水平[2]。
哈尔滨锅炉厂是我国较早期从事研究、开发循环流化床锅炉厂家之一,现以哈炉2002年设计制造的220t循环流化床锅炉为例,结合运行经验和专业知识,对循环流化床锅炉主要参数的调整与控制作一些浅显的分析论述。
1 设备简介[1]制造厂家:哈尔滨锅炉厂;锅炉型号:HG220/9.8-L.YM27高温高压循环流化床锅炉;锅炉型式:单汽包自然循环、单炉膛、平衡通风、高温旋风分离器、自平衡U型密封返料阀、紧身封闭布置、全钢炉架悬吊方式、固态排渣、水冷滚筒冷渣器。
锅炉容量和参数:过热蒸汽最大连续蒸发量:220t/h;过热蒸汽出口蒸汽压力:9.81MPa;过热器出口蒸汽温度:540℃;给水温度:215℃;空气预热器型式:卧式管式空气预热器;进风温度:35℃;一次风热风温度:190℃;二次风热风温度:190℃;排烟温度:146℃;锅炉效率:90.5%;脱硫效率:>80%;钙硫比(Ca/S):2。
2 主要参数调整与控制2.1 床温调控床温是锅炉控制的主要参数之一,本文所述锅炉额定负荷设计床温873℃,最佳温度控制在850℃~900℃之间,最高不能超过950℃,最低不能低于800℃[1]。
床温过高容易造成锅炉结焦,温度过低容易发生锅炉灭火,因此,锅炉运行过程中必须严格控制床温。
关于循环流化床锅炉床温调整及控制的探讨摘要:循环流化床锅炉运行中,床温是最重要的监视及控制参数之一,目前国内大部分电厂运行中存在的床温波动较大,无法投入自动控制等问题,本文对锅炉启动及锅炉及正常运行过程中手动床温调整方法进行了研究,并提出了几点床温自动控制策略的改进建议。
关键词:循环流化床;床温控制1 引言循环流化床锅炉(CFBB)是近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染的清洁燃煤锅炉。
它与其他类型锅炉的最主要区别,是其处于流化状态下的燃烧过程,所以相对于煤粉炉比较其炉膛燃烧状况的监视与调整更为复杂也更加困难。
其中床温稳定是锅炉安全、经济运行的关键。
床温过低将导致锅炉出力下降,脱硫效率降低,飞灰和排渣中可燃物增加,锅炉热效率降低,甚至引起锅炉灭火。
床温过高,不仅使排烟温度升高,热效率降低,引起燃烧室和分离器内耐火材料脱落,还会使返料系统产生二次燃烧,燃烧系统和床内结焦,导致出力下降,甚至被迫停炉⋯1。
运行中应尽量减小床温波动,启停及变负荷过程中应尽量防止床温过高或过低。
2 循环流化床床温特性分析影响床温的可调因素主要有给煤量、一次风量、二次风量、炉底排渣量等。
其中影响最大的是给煤量和一次风量。
2.1 给煤量与床温给煤是影响床温最主要最直接的因素之一,给煤量对床温影响存在巨大的滞后性,这个特性增加了床温调节的难度。
启动中开始投煤或增加燃料升负荷过程中,由于燃料颗粒投入后不能即时着火,加之炉膛内床料量巨大,并不能引起床温升高,而是存在很大的延时。
运行中发现这个滞后时间是很长的,开始投煤时甚至有超过20分钟的滞后时间,高负荷运行中也会有一分钟以上的滞后,也就是说开始投入煤燃料时20分钟后床温才开始上升,这个过程中甚至会出现有床温下降的趋势。
在这个过程中如果连续投入煤粉会造成床料中可燃物积存过多,达到着火点后引起爆燃,床温迅速升高且无法控制。
速下降同时床温升高导致可燃物迅速燃烧消耗,可燃物浓度迅,又会导致床温大幅下降,从而床温大幅波动。
450t/h循环流化床锅炉床温控制系统分析及参数优化循环流化床锅炉(CFBB)是新一代环保型燃煤锅炉,具有燃烧效率高,燃料适应性广,低污染燃烧,脱硫效率高,负荷调节性能好等优点,因此在短短几十年内得到了迅速发展。
循环流化床锅炉的燃烧控制与常规煤粉炉相比较为复杂,主要是其燃烧过程是一个具有强干扰、非线性、时变、多变量相关联的过程,其主要被控对象之一的床层温度的控制是整个循环流化床锅炉控制的一个难点。
本文针对循环流化床燃烧的特殊性,设计串级PID控制器来控制流化床锅炉床层温度并进行了仿真,结果表明,该控制器能达到较满意的控制效果。
1主设备概况保定热电厂450t/h循环流化床锅炉为东方锅炉(集团)股份有限公司生产的DG450/9.81-1型高温高压循环流化床锅炉、全模式水冷壁炉膛、单汽包自然循环、岛式半露天布置、汽冷式旋风分离、高温回灰。
锅炉设6个进料口,布置在前墙水冷壁下部的炉膛密相区,燃煤分别经6个计量式给煤机进入气力播煤装置,由给料口进入炉膛。
石灰石也由给料口同时送入炉膛。
系统配置2台播煤风机、2台石灰石粉输送风机、2台高温回灰用J阀回料风机。
锅炉采用二级点火,即:点轻柴油-点细煤。
2台床下风道点火器,4台床上点火器。
汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的CC100-8.83/0.981/0 196型高温、高压、单轴、双缸两排汽、反动式、双抽凝汽式汽轮机。
控制系统采用新华控制工程有限公司XDPS-400实现,具有数据采集系统、模拟量控制系统、顺序控制系统、炉膛安全监控系统和汽轮机数字电液调节系统等5个子系统。
同时实现对电气发变线组、厂用电源系统(含起动/备用电源)和UPS及直流系统的监测和控制。
2锅炉控制对象特性CFB锅炉是一个多变量相关联、非线性、时变和分布参数的控制对象,各控制参数之间存在紧密耦合的关系。
与常规锅炉控制对象相比,CFB锅炉的汽水系统与常规锅炉相似,控制方式也大同小异。
主要不同点在燃烧系统。