循环流化床返料器
- 格式:doc
- 大小:29.00 KB
- 文档页数:3
循环流化床锅炉返料不稳、不返料的原因分析及调整方法本文介绍CFB锅炉飞灰循环系统在点火过程中循环回料不稳定,对锅炉运行造成影响的原因分析,为锅炉飞回灰循环系统的运行稳定寻找合适的方法和途径。
1系统介绍我公司热电厂有三台220t/h循环流化床锅炉,于2002年建设施工,2003年投入生产运行。
锅炉指标参数、性能概述如下:220t/h循环流化床锅炉系高温高压参数(9.81MPa,540℃)、单汽包、自然循环蒸汽锅炉,采用循环流化床燃烧方式,物料分离采用高温绝热旋风分离,平衡通风。
锅炉主要由四部分组成:燃烧室、高温旋风分离器、自平衡U型密封返料阀和尾部对流烟道。
燃烧室位于锅炉前部,四周和顶棚布置有膜式水冷壁,以保证炉膛气密性。
底部为略有倾斜的水冷布风板,布置有大直径钟罩式风帽。
炉膛上部与前墙垂直布置有四片水冷屏和四片二级过热器,以提高辐射传热。
燃烧室后有两个平行布置的高温绝热旋风分离器,直径φ5160mm,内衬耐磨绝热材料。
密封返料阀位于旋风分离器下部,与燃烧室和分离器相连接,回料采用自平衡方式,流化密封风采用高压风机单独共给。
燃烧室,旋风分离器和密封返料阀构成了物料粒子循环回路,煤与石灰石在燃烧室完成燃烧及脱硫反应。
中国锅炉门户chinaguolu.mobi尾部对流烟道在锅炉后部,烟道上部的四周及顶棚由包墙过热器组成,其内沿烟气流程依次布置有三级过热器和一级过热器,下部烟道内,依次布置有省煤器和卧式空气预热器,—、二次风分开布置。
锅炉采用单段蒸发系统,下降管采用集中与分散相结合的供水方式。
过热蒸汽温度采用二级给水喷水减温调节。
锅炉布置在主厂房DE间隔,炉本体采用紧身封闭方式,8m运转层下按全封闭设计,设有炉顶小间。
锅炉构架采用全钢焊接结构,按7度地震裂度设计。
锅炉采用支吊结合的固定方式,除旋风分离器和空气预热器为支撑结构外,其余均为悬吊结构。
为防止因炉内爆燃引起水冷壁和炉墙的破坏,锅炉设有刚性梁。
锅炉分别将炉膛中心线、旋风分离器中心线、为部烟道中心线设置成膨胀中心,以膨胀中心为原点自由膨胀,在分离器、炉膛、回料阀、尾部烟道的连接处设有非金属膨胀节,以解决热位移密封问题,确保锅炉密封严密。
浅议流化床锅炉返料异常分析及对策高建华发表时间:2019-06-20T17:22:24.653Z 来源:《电力设备》2019年第3期作者:高建华[导读] 摘要:本文针对流化床锅炉返料异常现象进行了分析,并从入炉煤特性、运行调整、设备维护等几个方面采取了对策,解决了返料异常的缺陷,初步实现了锅炉的稳定运行,也为同类型循环流化床锅炉返料异常问题的解决提供了参考和借鉴。
(神华神东上湾热电厂内蒙古鄂尔多斯市 017209)摘要:本文针对流化床锅炉返料异常现象进行了分析,并从入炉煤特性、运行调整、设备维护等几个方面采取了对策,解决了返料异常的缺陷,初步实现了锅炉的稳定运行,也为同类型循环流化床锅炉返料异常问题的解决提供了参考和借鉴。
关键词:流化床锅炉;返料异常;原因分析;对策流化床锅炉燃烧技术具有燃料适性好、燃烧效率高、气体污染物排放低、负荷调节范围大、飞灰和炉渣可综合利用等优点。
近2O多年,特别是近8~10年来循环流化床锅炉在我国得到了突飞猛进的发展。
但流化床锅炉在运行过程中返料不均出现的频率较大,异常现象如下:(1)返料器出口静压增大;(2)床温迅速下降,主汽温度下降;(3)蒸发量急剧上涨;(4)风室风压上涨,一次风机电流减小,炉膛负压负方向变大,甚至会顶表;(5)返料风母管风压上升,返料风机电流上升。
1.造成返料异常的原因分析1.1水平烟道处可能有浇注料堆积,引起水平烟道内积灰,积聚到一定量时返入炉膛;烟气经过旋风分离器入口时,较大的灰颗粒落到水平烟道,随着锅炉的运行时间越来越长,灰堆积到一定程度后突然塌落到返料阀内,影响正常返料。
1.2入炉煤颗粒度比设计值偏大,造成一、二风比例偏离设计值,一次风量偏大。
一次风量的增加会使炉膛内密相区压力增加,返料阻力增加;并且一次风量的增加会使烟气携带灰尘的颗粒度增大,参加外循环的物料粒度增大,影响了返料器松动风室与返料风室正常工作,导致返料异常。
同时,由于一、二次风配比不当,炉内物料扰动差,返料量瞬间加大,料层过薄或断煤后,调整不及时,一次风量大,穿透能力强,造成床料中细灰瞬时大量抽走后进入返料系统,造成返料量增大。
燃料由给煤口进入炉内,而助燃的一次风由炉床底部送入,二次风由二次风口送入。
燃料在炉内呈流化状态燃烧,燃烧产物——烟气携带一部分固体颗粒离开炉膛进入物料分离器。
物料分离器将固体颗粒分离出来,返送到炉内再燃烧,烟气排出进入烟道。
如此反复循环,形成循环流化床锅炉。
摘要:循环流化床锅炉技术是目前迅速发展起来的一项高效、清洁燃烧技术。
结焦就是循环流化床锅炉运行中较为常见的故障,它直接影响到锅炉的安全经济运行。
本文结合循环流化床锅炉的运行特点,根据本人几年来的流化床锅炉调试和运行经验,分析流化床锅炉结焦的主要原因,并对如何预防循环流化床锅炉结焦进行了探讨。
<br> <br> 关键词:循环流化床锅炉结焦原因措施<br><br>概述<br> 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CF B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C FB锅炉的安全经济运行,也影响到CF B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。
<br><br>1、结焦现象及原因<br><br> 循环流化床锅炉在运行时出现结焦的现象主要有:⑴CRT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。
209第八章 回料器回料器是CFB 锅炉主循环回路的重要组成部件。
它和分离器下的立管一起有以下三个方面的作用:(1) 将循环物料从压力较低的区域(分离器)送到压力较高的区域(炉膛);(2) 起密封作用,保证立管、回料器中的气固两相流向炉膛方向流动,防止炉膛烟气短路进入分离器,破坏物料循环;(3) 在有外置换热器时调节物料循环量,适应锅炉负荷的变化需要。
8.1 回料器的种类现代大型CFB 锅炉中一般都采用非机械型回料器,非机械型回料器分为阀型和自动调整型两大类。
阀型回料器的物料靠重力以非流态化状态沿立管下流,如送入松动风,则以移动床型式流入阀型回料器,如L 型阀,见图8-1,然后送入炉膛燃烧。
自动调节型回料器,见图8-2,靠流化空气自动将物料送入炉膛。
回送装置包括料腿和回料阀。
料腿的结构尺寸取决于循环回路的压力分布。
回料阀是回送装置的主要部分,其性能决定了物料的稳定回送、防止气体反窜效果。
循环流化床锅炉中一般采用密相输送阀,比较成熟的回料阀有V 型阀、U 型阀、L 型阀、H 型阀、N 型阀、密封输送阀、流动密封阀等。
人们对V 型阀进行了详细的研究,该阀的最大特点是可以应用在较大压力差条件下。
U 型阀的结构类似于V 型阀。
H 型阀含有两种流态。
流动密封阀由下行立管移动床和上行鼓泡床构成,密封输送阀与此机理相同。
N 型阀的中间立管的流化状况是启停开关,物料的回送量与其供风量有关。
L 型阀作为典型的可控回料阀为人们高度重视,冷态实验的良好线性和重复性鼓励人们在循环流化床锅炉应用,但工业热态装置上发现松动风量与输送能力的关系并非一一映射,出现输送的稳定性和气体反窜问题,破坏了物料循环系统的可靠性。
J 型阀是由V 型阀演化而来,并进行工程简化,其良好的输送能力和简洁的整体结构比较适合循环流化床锅炉的布置。
图8-1 L 型阀图8-2 自动调整型回料器2108.2 回料器工作原理阀型回料器结构简单,输送能力强,可以通过改变松动风量的大小来调控循环飞灰粒子的流率;自动调整型回料器没有调控物料流率的功能,只有自动适应需送物料的能力。
炉运一班九月份培训讲义(一)返料系统常见事故及处理循环流化床锅炉属低温燃烧。
燃料由炉前给煤系统送入炉膛,送风一般设有一次风和二次风,有的生产厂加设三次风,一次风由布风板下部送入燃烧室,主要保证料层流化;二次风沿燃烧室高度分级多点送入,主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬;三次风进一步强化燃烧。
燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下,发生剧烈扰动,部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛,其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动,一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置,炉膛内形成气固两相流,进入分离装置的烟气经过固气分离,被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室,经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后,离开锅炉。
因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置,被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛,使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度,因此循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式,而且还有对流及热传等传热方式,大大提高了炉膛的传导热系数,确保锅炉达到额定出力。
1.旋风分离器采用切向进气方式,可保证分离效率≥99.5%。
由于分离效率高,可保证炉膛内有足够的循环灰量,减少尾部烟气含灰量,有利于尾部受热面的防磨。
2.旋风分离器下接有返料器,均有钢外壳与耐火材料衬里组成。
3.返料器内的松动风、返料风采用高压冷风,由小风帽送入,松动风与返料风风帽开孔直径有差别,返料风量大,松动风量小,并采用分风室送风。
正常运行时总风量6620Nm3/h,其中一个返料器返料风量1986Nm3/h,松动风量1324Nm3/h。
返料器的布风板还设有一根φ159mm的放灰管。
4.为降低返料温度,降低炉墙重量、缩短启炉时间、增加密封性及运行的可靠性,在旋风分离器设置了两个水冷套。
其特点:a 耐火材料用量降低,从而使锅炉承重减轻,用户耐火材料费用减少。
b 锅炉启动时间明显缩短。
每个水冷套由水冷套管和上下两个环形联箱焊接而成,水冷套管上焊有销钉以敷设高强度浇注料,整个水冷套由下联箱支撑在返料器耐火材料上整体向上膨胀,上联箱与锥体固定耐火材料处设有膨胀缝且上联箱引出管与护板设有膨胀节以保证密封。
循环流化床锅炉燃烧控制与哪些因素有关由于循环流化床锅炉的操作运行与其它炉型不同,运行中除了按《运行规程》对锅炉水位、汽压、汽温进行监视和调整外,还必须对锅炉的燃烧进行调整。
(1)床温的控制:运行应加强床温监视,炉温过高时结焦,过低时息火,一般控制在850℃-950℃左右,如烧无烟煤,为使燃料燃烧完全,可提高炉温,控制在950-1050℃(应低于煤的变形温度100-200℃)最低不低于800℃,否则很难维持稳定运行,一旦断煤很容易造成灭火。
烧烟煤时炉温控制在900-950℃,如烧高硫烟煤需进行炉内脱硫,床温控制在850-870℃,最多不超过900℃,否则降低石灰石的利用率,当炉温升高时,开大一次风门。
炉温低时,关一次风门,超过1000℃时,停煤、加风;低于800℃时,应加煤减风。
但风量最小也要保持最低流化状态。
若温度继续下降,立即停炉,查明原因再启动。
炉温的控制是调整一次风量、给煤量和循环灰量来实现的。
常规下主要调整给煤量。
流化床温高或床温低引起的原因和控制方法:1、床温升高一般由下列因素引起A、煤质变好,热值升高,烟气氧量降低(一般控制过热器后正常运行时烟气含氧量3-5%),表明煤量过多,应减少给煤量。
B、粒度较大的煤,集中给入炉内,造成密相区燃烧份额增加,引起床温升高。
从含氧量看不出变化,用增加一次风量,减少二次风量的方法,控制床温。
C、由于没有及时放渣,料层加厚,造成一次风量减少引起床温升高。
应及时放渣保持料层厚度在一定范围内。
2、床温降低一般由下列原因引起:A、煤质差、热值降低,烟气氧量增加,应增加给煤提升床温。
B、燃料粒度小。
煤仓一部分较小的煤集中给入炉内,细煤粒在密相区停留时间较短造成密相区燃烧份额减少,而床温降低,正确的调整应减少一次风量,增加二次风量,不应增加煤量,以免引起炉膛上部空间燃烧份额增多,造成返料器超温结焦。
C、氧量指标不变,床温缓慢降低,而且整个燃烧系统都在降低,锅炉负荷不变。
锅炉安全操作规程一.简介赤峰焱邦锅炉工业有限公司的循环流化床锅炉产品是与清华大学合作,采用卧式水冷漩涡内分离技术及壁式半自流回料阀对传统流化床进行结构创新、完善和性能扩展开发而成的。
该型锅炉结构紧凑,具有高效节能、低污染,已与采用微机控制等特点。
测试鉴定结果表明,内循环流化床锅炉的燃烧效率达96%-99%以上,热效率达86%-88%。
在该产品中,卧式水冷漩涡内分离、惯性分离、浓相段循环等技术的应用,实现了分级分离循环流化燃烧的方式,使各方面性能指标获得了大幅度的提高。
二.锅炉的冷态实验1. 冷态试验的目的循环流化床锅炉建成投运前,为了充分了解锅炉整体性能,掌握设备运行的基本参数,为热态运行提供可靠的参考数据,进行冷态试验是十分必要的。
冷态试验是循环流化床锅炉顺利点火启动和安全稳定运行的基本保证。
2.冷态试验的内容①标定一、二次风的风量,核实一、二次风量是否能满足锅炉点火启动和运行的需要。
②测量不同风量时的布风板阻力,作出布风板阻力随风量变化的特性曲线。
③作出料层阻力风量变化的特性曲线,由该曲线得出临界流化风量的热态运行最小风量。
3.冷态试验应具备的条件和要求①锅炉整体安装完,水压试验和风压试验及砌砖保温工作全部做完,并经验收合格。
②一、二次送风机、引风机、给煤机经分部试运行合格。
与燃烧系统有关的系统设备安装完备,且试运行合格。
③引风机、一、二次风机联锁、报警、保护动作试验合格。
④所有看火孔、人孔门安装完毕,密封良好。
⑤烟风系统内部清理干净,确认无杂物且封闭严密。
⑥所有风档板、表计等标志齐全,方向正确,指示无误,挡板开关灵活平衡,无开关方向的应标出。
⑦流化床床面清理干净,确认小风帽无堵塞。
⑧风系统流量计、风压表、差压计等安装调试完,并且要求可靠能随时投入使用。
⑨给煤系统分部试运行合格。
煤斗清理封闭,并可随时投入使用。
⑩炉体照明、现场照明完备。
4.冷态试验方法及程序①标定一、二次风的风量核实一、二次风量是否能满足锅炉点火运行的需要,同时检查各门的严密性及烟系统是否有泄漏。
循环流化床锅炉异常返料及预防措施发表时间:2018-12-03T15:55:59.610Z 来源:《防护工程》2018年第24期作者:秦勇[导读] 目前,大型CFB(循环流化床)锅炉燃烧技术的应用得到快速发展,本文结合我厂(赤峰热电厂)2台440t/hCFB锅炉的投产以来,就设备稳定运行暴露的一些问题进行探讨。
秦勇赤峰热电厂有限责任公司内蒙古赤峰 024000摘要:目前,大型CFB(循环流化床)锅炉燃烧技术的应用得到快速发展,本文结合我厂(赤峰热电厂)2台440t/hCFB锅炉的投产以来,就设备稳定运行暴露的一些问题进行探讨。
关键词:CFB锅炉燃烧床温床温变化率床压返料器一、前言赤峰热电厂440t/hCFB锅炉采用超高压参数中间再热设计。
该锅炉主要由炉膛、汽冷旋风分离器、自平衡“U”形返料器和尾部对流烟道组成。
此返料器出口采用了一分为二的结构,返料器用风由3台罗茨风机供给,每台出力50%,两用一备。
在机组调试期间及运行初期多次出现返料不畅,多发生燃烧劣质褐煤,床压高时发生间歇性返料的问题,特别机组带三分之二负荷时,极易发生返料器间歇性返料,所以在此负荷下需要快速升降负荷。
二、循环流化床锅炉总体结构我公司的两台440T/H循环流化床锅炉是由哈尔滨锅炉厂生产的,主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。
其中燃烧系统包括:风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分;气固分离循环系统包括高温绝热分离器、双路自平衡“U”形回料阀两部分;对流烟道布置:过热器、再热器、省煤器、空气预热器。
三、循环流化床锅炉燃烧及传热特性循环流化床锅炉属低温燃烧。
燃料由炉后给煤系统送入炉膛,送风设有一次风和二次风,一次风由布风板下部送入燃烧室,主要保证料层流化;二次风送到上下环形风箱,在由环风箱上引出30个二次风风口,分上中下三层,上层15个、中层9个、下层6个将二次风送入燃烧室,主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬;物料在一定的流化风速作用下,发生剧烈扰动,部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室下部密相区进入炉膛上部,其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动,形成炉膛的内循环回路,一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入分离器,炉膛内形成了气固两个流向,进入分离器的烟气经过固气分离,被分离下来的颗料沿分离器下部的返料装置送回到燃烧室,经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后,离开锅炉。
循环流化床锅炉返料中断的原因分析及解决肖琪(无锡华光环保能源集团股份有限公司,江苏无锡214028)摘要:本文针对某循环流化床锅炉运行时出现的返料中断进行了原因分析,并给出了解决方法。
关键词:循环流化床锅炉;返料;布风装置1.背景介绍某能源股份有限公司原有我公司制造的260t/h高温高压循环流化床锅炉(X-MX2型),由于生产需要以及国家最新环保排放要求,该用户对锅炉进行了低氮改造。
此次改造维持原锅炉主要技术参数不变,对锅炉炉膛布风板、二次风、返料装置和分离器进口结构进行改造。
通过改变一二次风配比、降低炉内过量空气系数、提高分离器分离效率等措施,以期达到降低原始NOx排放量的目的。
锅炉改造完成后即投入运行,然而运行过程中经常发生返料中断,具体体现为炉室差压降为零,床温大幅升高,锅炉被迫停炉或降负荷运行,严重影响经济效益。
据用户反映,锅炉改造前从未出现过如此情况。
2.锅炉改造结构介绍为了找到返料中断的原因,现将此次锅炉改造的结构给予详细介绍。
2.1炉膛水冷壁原炉膛设计截面尺寸8770mm x6610mm 维持不变。
2.2高效蜗壳式旋风分离器炉膛出口并列布置两个绝热旋风分离器,分离器直径*4800mm,用610mm钢板作为旋风分离器的外壳,并采用蜗壳进口的方式形成结构独特的旋风分离器。
本次锅炉改造,对炉膛出口(分离器进口)处内侧面局部浇筑料进行了重新浇筑,将原进口烟道适当缩小,以提高分离器进口烟气流速。
通过增加流速的措施提高分离效率,增加炉内循环灰量,以利于降低床温和减少NOx的生成。
原分离器进口尺寸4500mm x1490mm,烟气流速24.4H1/S;改造后的分离器进口尺寸为4500mm x1250mm,烟气流速29m/s o2.3燃烧设备改造前,布风板的横断面为8770mm x3440mm,布置有996只风帽。
一次风通过这些风帽均匀进入炉膛,流化床料。
风帽采用耐磨耐高温铸钢,风帽横向、纵向节距分别为160mm、175mm。
流化床锅炉返料、排渣异常调整措施1、调整“J”阀原则。
一般全开上升段(流化风),调整下降段(松动风)风门开度反馈在70%左右或全开,吹扫风一次门全开、二次门开度保持5%;注意观察返料灰温、风压、床压的变化趋势及返料系统各风门开度反馈与实际是否相符,对于部分风门反馈出现大幅度摆动或与实际开度相差较大应及时联系热工人员处理。
并根据当班入炉煤煤质情况可做适当调整,确保燃烧物料循环良好稳定。
2、调整床压原则,在负荷、给煤量、一次风量未变的情况下,床压高应加大排渣量,若四台冷渣机排渣和链斗机运行在最大负荷下排渣正常时床压仍然只升不降,(尤其煤质太差,同负荷下维持一定参数而煤量增加过大时),应紧急采取减煤减风减弱燃烧,减负荷运行,维持料层差压在9-11KPa运行,一次风室压力保持在10-12KPa左右。
严禁采用加大一次风量方法降低床压来维持燃烧勉强带负荷。
运行中炉膛负压保持微正压,避免返料器返料波动大,床温保持在820~900℃3、机长根据来煤和燃烧参数情况,及时汇报值长调整入炉煤煤质掺配,确保来煤正常,物料循环稳定。
4、加强给煤机运行维护,及时处理断煤、堵煤,尽可能避免同时多台给煤机断煤情况。
5、发生断煤时,及时增大相邻给煤机出力,并关小一次风机挡板,二次风机转速,防止风量因床压下降自动增大。
6、加强对排渣系统、输渣线巡回检查,确保安全稳定排渣。
若冷渣机喷渣、漏渣及喷火时应保证床压在可控范围内降低转速至5转运行或紧急停止排渣,检查无大问题后方可再次启动排渣,并调整至较低转速5转运行。
并及时处理排渣系统堵塞积渣,确保锅炉运行排渣正常,输渣顺畅。
7、为缓解落煤管及炉膛给煤口处烟气泄漏,锅炉调整应保持负压0~±50pa左右运行,全开下层播煤风,及时投运给煤机密封风,根据负荷、煤质保持合适一次风量。
8、如发生返料器大量返料,一次风压低现象,立即开大下排二次风开度及二次风总风量,增加炉膛扰动,以确保流化风量不低于临界流化风量,同时开大一次风挡板开度确保物料正常流化。
循环流化床锅炉工作原理,技术结构特点循环流化床锅炉的工作原理如下:燃煤和空气进入一个流态化燃烧室,发生掺混和着火燃烧,夹带着大量细颗粒物料的烟气在炉膛出口以后的气固分离器中把所夹带的固体物料分离下来,烟气进入尾部受热面,而被分离器收集下来的物料通过返料器被送入燃烧室循环在燃烧。
循环流化床锅炉的技术特点:1.燃料适应性广在循环流化床锅炉中,燃料仅占床料的3%左右,其余是不可燃的固体颗粒。
循环流化床锅炉特殊的流体动力特性使得气固和固固混合非常好,因此燃料进入炉膛后很快与大量床料混合,燃料被迅速加热至着火温度,而同时床层温度没有明显降低。
因此所有煤种均可在其中稳定高效燃烧。
运行中变换煤种时,燃烧设备和锅炉本体不做任何修改也可取得较高的燃烧效率。
2.燃烧效率高循环流化床锅炉与其他种类锅炉的根本区别在于燃烧系统。
循环流化床锅炉的燃烧系统是由燃烧室,物料收集器和返料器组成。
高温物料在气流的夹带下进入物料收集器,被收集下来的物料进入返料器,再经返料器送回燃烧室,进行多次循环燃烧,因此燃烧效率很高。
3.负荷调节范围大,负荷调节快锅炉运行中经常会出现负荷的变化,当负荷降到70%以下时,其它类型锅炉燃烧率和热效率会明显降低且燃烧很不稳定,有时甚至不能维持正常的燃烧;而循环流化床只需调节给煤量,空气量和返料循环量,故而其负荷可在30%-110%之间调节;此外由于截面风速高和吸热控制容易,循环流化床锅炉负荷调节速率也快,一般可达每分钟4%。
4.洁净的燃烧技术循环流化床锅炉在炉内加入石灰石,可在炉内进行简单脱硫,当钙硫摩尔比为2时,脱硫效率可达80%以上;由于运行中采用分级送风和低温燃烧,故NOx 生成量极低。
因此大大减轻sOx与NOx排放量,改善大气与环境质量。
5.易于实现灰渣的综合利用循环流化床锅炉属于低温燃烧,同时炉内优良的燃尽条件是的锅炉的灰渣含炭量低,属于低温烧透,易于实现综合利用。
6.床内不布置埋管受热面循环流化床锅炉的床内不布置埋管受热面,因而不存在埋管受热面的磨损问题。
谈循环流化床锅炉的返料中止故障
【摘要】循环流化床锅炉的物料循环系统对锅炉的安全稳定和经济运行起着决定性的作用。
返料中止是制约循环流化床锅炉实现长周期运行的关键问题,运行操作人员必须监视控制好返料器的稳定运行。
1、前言
循环流化床燃烧作为一种新型的洁净、高效燃烧方式,最基本的特点之一是大量的固体颗粒在燃烧室、分离机构和回送装置所组成的固体颗粒循环回路中循环再燃烧。
固体物料回送装置是循环流化床锅炉的关键部件,直接影响锅炉安全稳定运行。
运行中返料器正常工作是实现物料循环的关键;锅炉要达到其额定出力必须保证炉膛稀相区物料的平衡,因此循环灰量的多少决定着锅炉带负荷能力。
一旦返料器运行异常,诸如堵灰、结焦等,只有停炉压火处理,影响循环流化床锅炉长周期连续安全运行。
2、返料器的结构
回送装置必须保证产生足够的压差来克服负压差,既起到气体的密封作用,又能将固体颗粒送回床层。
我厂循环流化床锅炉为中科热物理研究所与济南锅炉厂联合开发的75t/h次高压循环流化床锅炉。
设计为两级高温分离,第一级为惯性分离;第二级为旋风分离,回送装置为U型回料阀。
U型回料阀结构如图1所示。
U型阀是非机械阀中的一种,阀的底部布置有一定数量的风帽,阀体由隔板和挡板分成三部分。
隔板的右侧与立管连通,左侧为上升段,两侧之间一长方形孔口使物料通过,它实际上是一个小流化床,并起着灰封的作用。
回料风由下部风室通过流化风帽进入阀体内。
这种阀主要是将固体颗料从低压处送到高压处,而对固体颗粒流量的调节作用很小,阀和立管依据自身的压力平衡自动地平衡固体颗粒的流量,当空气作用于颗粒上的作用力大于弯段阻力时,颗粒就开始流动。
图1U型回料阀结构
1.挡板
2.回料口
3.立管
4.隔板
5.风帽
6.返料风室
3、运行控制最佳循环倍率
物料循环倍率是循环流化床锅炉独有的概念,它是由物料分离器捕捉下来且返送回炉内的物料量与给进的燃煤量之比,它直接影响锅炉的燃烧和传热,影响它的因素主要有:
(1)一次风量:一次风量大小,将直接影响物料回送量。
尤其是一次风量过小,炉内物料的流化状态将发生变化,燃烧室上部物料浓度降低,进入分离器的物料量也相对减少,这样不仅影响分离器效率,也必然降低分离器捕捉量,回送量也自然减少。
(2)燃料颗粒特性:运行中煤的颗粒特性(即粒度、粒比度)发生变化,也将影响回料量的多少,如果入炉煤的颗粒较粗,且所占份额较大(与设计值比),在一次风量不变的情况下,炉膛上部的物料浓度也降低。
(3)分离器效率:分离器效率对物料回送量的影响是很大的,实际上循环倍率在很大程度上是靠分离器的效率来保证的。
分离器效率提高后,有更多的物料被送回炉内,炉内颗粒浓度增加,受热面传热系数增加。
影响分离器效率的因素有旋风筒进口风速,内套筒的高度及内套筒是否变形裂缝等,旋风筒的进口风速与引风机出力及烟道、除尘器漏风量有关。
(4)煤质的优劣:该炉设计燃用烟煤,烟煤的灰份大部分在炉渣中,飞灰量相当
小,而我厂实际燃用是贫煤,挥发份低Vf=11%~13%,灰份Af=25%~35%,渣少而飞灰多,尤其是烧劣质贫煤时>40%,循环灰量将成倍增加,不是分离器的效率提高了,而是燃用煤质变差。
运行中炉膛灰浓度的控制是靠炉膛差压表来鉴别的,炉膛差压是炉膛下部压力与炉膛上部压力的差值,它从一个侧面反映了循环灰量的大小,只有保持稳定的炉膛差压值,才能保证燃烧的稳定以及蒸汽参数和水位的稳定。
鉴定炉膛灰浓度及控制好炉膛差值是预防返料中止故障的关键。
目前运行中要根据负荷情况、煤质的优劣有效地控制炉膛差压值在一定范围内,同时它受到返料温度的制约,根据我们的运行经验,将运行主要控制点列表如下:
项目床体温度返料温度炉膛差压炉膛下部压力炉出口烟道负压
单位℃℃Pa Pa Pa
低负荷区35~45t/h 800~850 860 300 -50 1950
中负荷区45~65t/h 850~900 930 450 -50 2000
低负荷区35~45t/h 950±20 980 600 -100 2200
4、返料中止的故障分析
循环流化床锅炉回料系统若不稳定可靠,即便物料分离器捕捉到一定的物料量,也将不能稳定及时回送炉内,而形成返料中止。
如果任一返料器突然停止工作,将会造成循环物料量不足,汽温、汽压急剧下降,床温难以控制,危及正常运行。
返料中止分三种故障:旋风筒聚灰、返料器堵塞及返料器结焦。
故障部位如图2所示:
图2循环流化床锅炉结构
1.返风筒聚灰部位
2.返料器堵塞部位
3.返料器结焦部位
4.1旋风筒聚灰
旋风筒聚灰是由于循环灰量瞬时成倍增加,不能稳定地通过旋风筒喇叭口处,在此搭桥聚积。
监盘时发现炉膛差压消失,放灰管只能放下一点灰时,(实际上放不出来,只是灰管中的存灰给人造成一种假象)此时100%是旋风筒喇叭口聚灰了。
观察料腿负压表,哪一侧负压值回零,就能准确地判断出哪一侧堵了。
尽管从料腿观察孔处有负压,但那是从炉膛中抽走形成的,更说明喇叭口处聚灰了,而循环回路不通。
发现旋风筒聚灰放不下来,应立即压火停炉。
否则,另一侧由于炉膛循环物料减少,返料温度升高,延时压火必然造成返料器结焦,扩大了问题的处理范围。
旋风筒聚灰的原因有:
①没有定期放循环灰,盲目地提高炉膛差压,使循环回路中循环灰量增大,遇有特殊情况达到了旋风返料承载的极限。
②煤质低劣,灰份大。
③料层过薄或断煤后,司炉调整不及时,一次风量大,穿透能力强,造成床料中细灰瞬时大量抽走。
④立管内径预制尺寸不符合设计图纸要求。
旋风筒聚灰的处理:锅炉压火后应积极地处理,而不能等炉子完全冷却下来。
否则,在停炉压火的瞬间,很有可能将细煤粉抽入旋风筒,造成旋风筒结焦,更难以清除。
处理时算好疏通管口进入喇叭口的最低位置,开启空压机进行疏通。
随着时间延长逐步升入管子疏通,不可一次插入太深。
2~3h内能将旋风筒聚灰彻底疏通并扬火启动并汽。
疏通时注意安全:
①从放灰管拆开的法兰处上管子时,应戴好长皮手套。
②决不允许用打开返料器入孔门任其塌灰的方法处理,很易造成多人烧伤事故。
旋风筒聚灰的防范措施:
①能正确鉴定并严格控制炉膛灰浓度适应锅炉负荷需要,适时放灰。
②遇有燃用劣质煤时,应重视并加大放灰力度。
③严格控制炉膛下部负压0~-50Pa。
④控制旋风筒进口负压不超过1000Pa。
⑤料腿观火孔必须封闭严密。
⑥返料器流化风帽磨损严重要及时维修更换。
4.2返料器堵塞
U型阀实际上是一个小流化床,阀的底部布置有一定数量的风帽,运行中通入一次流化风。
返料器堵塞的根本原因是由于流化风量不足,造成循环物料大量堆积在返料器而不能顺利通过的现象。
堵塞的部位在返料器。
通风不足的原因有:
①误关返料风门。
②一次风量过小,流化风压不足。
③返料风室落入冷灰使流化风流通面积减小。
④风帽小孔被灰渣堵塞,造成通风不良,不能满足流化物料所需的流化风。
⑤风帽磨损严重,顶被磨掉,风向上直行,破坏了正常的流化工况。
⑥回料系统发生故障,如保温塌落。
⑦引风出力不够,炉顶旋风筒至过热器进口处烟道积灰塌落。
这些因素都有可能造成物料流化不良而最终使回料系统发生堵塞。
回料阀堵塞要及时发现及时处理,其处理的方法是:首先对堵塞侧放灰,且放一半,留一半,否则,堵塞时间一长或放灰失控,物料中可燃物可能会再次燃烧,造成超温、结焦,扩大事故,给处理增加难度。
其次是分析查找原因:按照顺序排查至4、5、6、7时,应及时安排停炉检查,消除隐患。
4.3返料器结焦
循环灰是炉膛的热载体,具有很强的流动性,但当返料温度达到灰熔点的变形温度时,其流动性被破坏,流化状态静止,产生结焦现象。
为防止返料器结焦,必须严格控制返料温度,贫煤不大于1050℃,尤其是:①当一侧返料器堵塞时必须立即压火停炉,进行疏通,防止循环工况破坏后另一侧返料温度升高,造成结焦。
②放循环灰时不能过多,以免破坏流化燃烧状况,造成细粉抽入循环回路二次燃烧。
③当返料温度高停炉时,一定要放净返料器循环灰,不致产生结焦现象。
5、结束语
我厂循环流化床锅炉投产以来,从整体运行状况看制约锅炉连续安全运行的问题是返料中止,最初试运几个月频繁发生,通过分析、研究,制订上述措施并付诸运行实践,近来彻底避免了返料中止问题,实践检查上述措施是可行的。