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循环流化床锅炉床温低的原因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。
这是由于循环物料增多,增加了受热面积的换热系数,造成炉温降低,应放掉一些循环灰,使炉温回升。
循环流化床锅炉返料系统的控制和调整循环流化床锅炉是一种高校低污染的节能产品,其燃烧方式属于低温燃烧,设有高效率的分离装置,被分离下来的颗粒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,大大提高了炉膛的传导热系数,确保锅炉达到额定出力。
返料系统的控制和调整主要包括返料温度的控制和返料量的调整两个方面。
一、返料温度返料温度是指通过返料器送回到燃烧室中的循环灰的温度,它可以起到调节料层温度的作用。
对于汽冷式旋风分离器的循环流化床锅炉,其返料温度一般控制在与出料层温度相差20-30℃,可以保证锅炉稳定燃烧,同时起到调整燃烧的作用。
在锅炉运行中必须密切监视返料温度,温度过高有可能造成返料器内结焦,特别是在燃用较难燃的无烟煤时,因为存在燃烧后燃的情况,温度控制不好极易发生结焦,运行时应控制返料温度最高不能超过1000℃.返料温度可以通过调整给煤量和返料风量来调节。
二、返料量控制返料量是循环流化床锅炉运行操作时不同于常规锅炉之处,返料量对循环流化床锅炉的燃烧起着举足轻重的作用,因为在炉膛里,返料灰实质上是一种热载体,它将燃烧室里的热量带到炉膛上部,使炉膛内的温度场分布均匀,并通过多种传热方式与水冷壁进行换热,因此有较高的传热系数,通过调整返料量可以控制料层温度和炉膛差压并进一步调节锅炉负荷。
另一方面,返料量的多少与锅炉分离装置的分离效果有着直接的关系.返料系统作为循环流化床锅炉重要组成部分,该系统运行是否正常是锅炉能否正常带负荷的关键:1.一二次风的配比一次风比例大,导致密相区燃烧份额较高,此时就要求较多的温度低的循环灰返回密相区,带走燃烧所释放的热量,以维持密相区温度。
如循环灰量不够,就会导致流化床温度过高,无法增加煤量,进而导致锅炉床温偏高。
2.煤的颗粒度大小其影响主要表现在对密相床燃烧份额和物料平衡的影响上。
燃料细颗粒多,密相床燃烧份额小,会有足够细颗粒吹入悬浮段,再次燃烧,传出热量,而且还会使旋风分离器分离出足够多的灰量,用来控制床温。
基于燃料自平衡调节的循环流化床锅炉床温优化控制胡晓安【摘要】循环流化床锅炉床温是影响运行安全性、经济性和环保性的重要参数,而对锅炉给煤量的有效调节是确保床温具有良好运行品质的关键.文中提出一种基于燃料自平衡的循环流化床锅炉床温优化控制方法,这个方法将煤主控制系统划分为给煤主控调节回路和多执行给煤调节回路,给煤主控调节回路接收锅炉主控输出的给煤总指令,输出的指令信号分别输送到多执行给煤调节回路,经过优化计算后将自动给煤指令按一定比例分配到各台给煤机,以实现给煤量的自平衡控制.现场应用测试表明,文中所提方法能够改善循环流化床锅炉床温的控制品质,有效提升机组整体运行性能.【期刊名称】《应用能源技术》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】4页(P20-23)【关键词】循环流化床锅炉;床温控制;燃料自平衡调节【作者】胡晓安【作者单位】大唐武安发电有限公司,河北武安056300【正文语种】中文【中图分类】TK229.4循环流化床(Circulating Fluid Bed, CFB)锅炉燃烧技术是最近30年来发展较为迅速的一种清洁煤燃烧技术,具有燃料适应性强、负荷调节范围宽、燃烧效率高、可以低温燃烧、炉内可实现脱硫等特点[1]。
由于我国一次能源以煤炭为主,燃煤发电比重大(约占年发电量的70%),发电用煤的品质多变、劣质煤产量大、污染物含量高,使得CFB燃烧技术在我国大型火力发电机组上得到迅速推广[2]。
床温是表征CFB锅炉燃烧状况的重要参数,其运行品质直接影响锅炉效率、NOX 排放量、脱硫效率以及锅炉的安全性。
通常情况下,CFB正常运行的最佳温度范围为850℃~900℃[3],床温过低不但使燃烧不稳定,而且锅炉效率也随之下降;床温过高则会使得脱硫效率下降[4]、NOX产量增加,同时还容易使床层熔化,造成炉膛结焦,使床料无法正常循环流化[5]。
因此,床温控制是CFB锅炉燃烧控制的难点,而给煤量正是影响床温的关键因素。
循环流化床锅炉床温偏差大原因及分析循环流化床锅炉是一种常用的工业锅炉设备,它具有高效、节能、环保等优点,被广泛应用于发电、化工、石化等领域。
循环流化床锅炉在运行过程中常常出现床温偏差过大的问题,这不仅影响锅炉的燃烧效率和安全运行,还可能导致设备损坏和生产事故。
分析循环流化床锅炉床温偏差大的原因,并采取相应的措施进行调整和改进,对于确保循环流化床锅炉的正常运行具有重要的意义。
本文将结合工程实际,对循环流化床锅炉床温偏差大的原因进行分析,并提出相应的解决方案。
1. 受燃料品质影响燃料的品质对循环流化床锅炉的运行有着重要的影响,如果燃料中的挥发分和灰分含量不均匀,会导致床层温度分布不均匀,从而导致床温偏差过大的问题。
特别是在燃料含有高含量的挥发分和灰分的情况下,更容易引起这一问题。
2. 风量分配不均匀循环流化床锅炉的床温受到风量的控制,如果风量的分配不均匀,就会导致床温的分布不均匀,出现床温偏差大的问题。
通常表现为床层的某些部位温度偏高,而其他部位温度偏低。
3. 过热器受热面结垢在循环流化床锅炉的过热器受热面上堆积了大量的结垢,会导致受热面的传热性能下降,从而导致床温偏差过大的问题。
结垢主要是由于过热器长时间运行以及受热面温度过高造成的。
4. 床层流速不均匀床层的流速不均匀也是导致床温偏差大的一个重要原因。
如果设备运行时,床层中的固体颗粒流速不均匀,会导致床层温度分布不均匀,从而产生床温偏差大的问题。
5. 运行参数稳定性差循环流化床锅炉的运行参数稳定性对床温的影响也非常大,如果运行参数的稳定性差,比如主汽压力、给水温度、燃烧条件等参数波动较大,都会导致床温的变化,从而产生床温偏差大的问题。
二、解决循环流化床锅炉床温偏差大的措施1. 优化燃料品质为了解决床温偏差大的问题,需要优化燃料的品质。
首先要对燃料进行采样分析,了解其挥发分和灰分含量等物理化学性质,并加强对燃料的筛分和配比,保证燃料的均匀性,减少燃料品质对床层温度的影响。
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850~950℃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100~150℃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。
二次风可以调节氧量,但不如在煤粉炉当中那么明显,有时增加二次风后就加强了对炉膛上部的扰动作用,会出现床温暂时下降的趋势,但过一段时间后因氧量的增加,床温总体上会呈现上升势头。
精品文档 精品文档 环流化床锅炉是一种高效、低污染的节能产品。自问世以来,在国 内外得到了迅速的推广与发展。但由于循环流化床锅炉自身的特点,在运行操作时不同于层 燃 炉和煤粉炉,如果运行中不能满足其对热工参数的特殊要求,极易酿成事故。而目前有关循 环 流化床锅炉操作运行方面的资料还较少,笔者根据几年来锅炉设计及现场调试的经验,对循 环流化床锅炉运行参数的控制与调整作了一下简述,希望能对锅炉运行人员有所启发。 1 循环流化床锅炉总体结构
循环流化床锅炉主要由燃烧系统、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物料分离装置 和返料装置两部分;对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。
2 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。
3 循环流化床锅炉主要热工参数的控制与调整 3.1 料层温度 料层温度是指燃烧密相区内流化物料的温度。它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数 。料层温度的测定一般采用不锈钢套管热电偶作一次元件,布置在距布风板200-500mm左右 燃 烧室密相层中,插入炉墙深度15-25mm,数量不得少于2只。在运行过程中要加强对料层温度 监视,一般将料层温度控制在850℃-950℃之间,温度过高,容易使流化床体结焦造成停炉 事 故;温度太低易发生低温结焦及灭火。必须严格控制料层温度最高不能超过970℃,最低不 应低于800℃。在锅炉运行中,当料层温度发生变化时,可通过调节给煤量、一次风量及送 回燃烧室的返料量,调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过970℃时, 应适当减少给煤量、相应增加一次风量并减少返料量,使料层温度降低;如料层温度低于80 0℃时,应首先检查是否有断煤现象,并适当增加给煤量,减少一次风量,加大返料量,使 料层 温度升高。一但料层温度低于700℃,应做压火处理,需待查明温度降低原因并排除后再启 动。
3.2 返料温度 精品文档 精品文档 返料温度是指通过返料器送回到燃烧室中的循环灰的温度,它可以起到调节料层温度的作用 。对于采用高温分离器的循环流化床锅炉,其返料温度较高,一般控制返料温度高出料层温 度 20-30℃,可以保证锅炉稳定燃烧,同时起到调整燃烧的作用。在锅炉运行中必须密切监视 返 料温度,温度过高有可能造成返料器内结焦,特别是在燃用较难燃的无烟煤时,因为存在燃 料后燃的情况,温度控制不好极易发生结焦,运行时应控制返料温度最高不能超过1000℃。 返 料温度可以通过调整给煤量和返料风量来调节,如温度过高,可适当减少给煤量并加大返料 风量,同时检查返料器有无堵塞,及时清除,保证返料器的通畅。
3.3 料层差压 料层差压是一个反映燃烧室料层厚度的参数。通常将所测得的风室与燃烧室上界面之间的压 力差值作为料层差压的监测数值,在运行都是通过监视料层差压值来得到料层厚度大小的。 料 层厚度越大,测得的差压值亦越高。在锅炉运行中,料层厚度大小会直接影响锅炉的流化质 量,如料层厚度过大,有可能引起流化不好造成炉膛结焦或灭火。一般来说,料层差压应控 制在7000-9000Pa之间。料层的厚度(即料层差压)可以通过炉底放渣管排放底料的方法来调 节。用户在使用过程中,应根据所燃用煤种设定一个料层差压的上限和下限作为排放底料开 始和终止的基准点。
3.4 炉膛差压 炉膛差压是一个反映炉膛内固体物料浓度的参数。通常将所测得的燃烧室上界面与炉膛出 口之间的压力差作为炉膛差压的监测数值。炉膛差压值越大,说明炉膛内的物料浓度越高, 炉膛的传热系数越大,则锅炉负荷可以带得越高,因此在锅炉运行中应根据所带负荷的要求 ,来调节炉膛差压。而炉膛差压则通过锅炉分离装置下的放灰管排放的循环灰量的多少来控 制,一般炉膛差压控制在500-2000Pa之间。用户 根据燃用煤种的灰份和粒度设定一个炉膛 差压的上限和下限作为开始和终止循环物料排放的基准点。
此外,炉膛差压还是监视返料器是否正常工作的一个参数。在锅炉运行中,如果物料循环停 止,则炉膛差压会突然降低,因此在运行中需要特别注意。
4 需要特别说明的几个问题 4.1 返料量 控制返料量是循环流化床锅炉运行操作时不同于常规锅炉之处,根据前面提到的循环流化床 锅炉燃烧及传热的特性,返料量对循环流化床锅炉的燃烧起着举足轻重的作用,因为在炉膛 里,返料灰实质上是一种热载体,它将燃烧室里的热量带到炉膛上部,使炉膛内的温度场分 布均匀,并通过多种传热方式与水冷壁进行换热,因此有较高的传热系数,(其传热效率约为煤粉炉的4-6倍)通过调整返料量可以控制料层温度和炉膛差压并进一步调节锅炉负荷。
另一方面,返料量的多少与锅炉分离装置的分离效率有着直接的关系,也就是说,分离器的 分离效率越高,分离出的烟气中的灰量就越大,从而锅炉对负荷的调节富裕量就越大,操作 运行相对就容易一些。 精品文档 精品文档 4.2 风量的调整
在锅炉运行过程中,许多用户往往只靠风门开度的大小来调节风量,但对于循环流化床锅炉 来说,其对风量的控制就要求比较准确。
对风量的调整原则是在一次风量满足流化的前提下,相应地调整二次风和三次风量。因为一 次风量的大小直接关系到流化质量的好坏,循环流化床锅炉在运行前都要进行冷态试验, 并 作出在不同料层厚度(料层差压)下的临界流化风量曲线,在运行时以此作为风量调整的下限 ,如果风量低于此值,料层就可能流化不好,时间稍长就会发生结焦。对二次风量的调整主 要是依据烟气中的含氧量多少,通常以过热器后的氧量为准,一般控制在3-5%左右,如含氧 量过高,说明风量过大,会增加锅炉的排烟热损失q 2;如过小又会引起燃烧不完全,增加 化学不完全燃烧损失q 3和机械不完全燃烧损失q 4。如果在运行中总风量不够,应逐渐加 大鼓引风量,满足燃烧要求,并不断调节一二三次风量,使锅炉达到最佳的经济运行指标 。
笔者认为,以上参数对循环流化床锅炉安全稳定运行是非常关键的。在运行中还要结合所燃 用煤 质及当时负荷的情况,严格监控料层差压、温度、炉膛差压和返料温度,通过不断调整给煤 量、风量及返料量,使锅炉达到最佳的运行效果,最大限度的发挥循环流化床锅炉高 循环流化床锅炉床温低的原因 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精品文档 精品文档 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。这是由于循环物料
增多,增加了受热面积的换热系数,造成炉温降低,应放掉一些循环灰,使炉温回升。
(2)料层厚度的控制 循环流化床没有鼓泡床那样明显的流化层界面,但仍有密相区和稀相区之分,料层厚度是指密相区内静止料层厚度,对同一煤种,一定的料层差压对应着一定的料层厚度。料层薄,对锅炉稳定运行不利,因炉料的保有量少,入出的炉渣可燃物含量也高。若料层太厚,增加了料层阻力,虽然锅炉运行稳定,炉渣可燃物含量低,但增加了风机的电耗。所以为了经济运行,料层差压控制在7000-8000Pa之间。运行中料层差压超过此值时可以通过放炉渣来调整,放渣的原则是少放、勤放,最好能连续少量放,一次放渣量太多,影响锅炉的稳定运行、出力和效率。
(3)炉膛(悬浮段)物料浓度的控制 循环流化床与沸腾床明显的区别在于悬浮段物料浓度不同两者相差到几十倍到几百倍。循环流化床锅炉出力大小,主要是由悬浮段物料浓度所决定。对同一煤种一定的物料浓度,对应着一定的出力。对于不同煤种,同样出力下,挥发份高的煤比挥发份低的煤物料浓度低。一定的物料浓度,对应着一定炉膛差压值,控制炉膛差压值应可以控制锅炉的出力,正常运行中炉膛差压值维持在700-900Pa,若差值太大,通过放循环灰来调整,放灰原则少放、勤放。
(4)二次风的投入和调整二次风的原则 一次风控制炉温,二次风控制总风量。约在60%负荷时开始投入二次风,在一次风满足炉温需要的前提下,当总风量不足时(过热器后氧气含量低于3-5%时)可逐渐开启二次风,随着锅炉负荷的增加,二次风量逐渐增大。