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摘要:随着人们对能源需求量的日益扩大以及对环境质量要求的不断提高,高效、低污染的清洁燃烧锅炉--循环流化床锅炉得到了迅速地推广。从锅炉的运行情况来看,还存在一些问题。基于此,本文对循环流化床锅炉安全稳定运行制约因素及对策进行探讨。
关键词:循环流化床锅炉;运行;制约因素;对策
1、煤种和煤质的影响及对策
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问题。
煤种、煤质对锅炉系统产生不稳定的危害如下:①由于煤质不稳定,运行中入炉煤量变化大,引起床温、床压、汽温、汽压、料层差压等参数变化大,严重制约锅炉的经济性、甚至出现因调整不及时参数超限导致被迫降负荷或事故停机。②经常出现输、储煤系统设备的堵塞;延长上煤时间、降低设备有效利用小时数,增加维护量及厂用电率。③炉前仓经常棚煤,给煤机频繁断煤,导致炉内燃烧工况波动较大,严重影响了整个机组的稳定性,而且额外增加了人力、物力。
1.2对策
对当天的进煤量进行掌控,特别是要计算煤质的发热量。然后根据计算结果对不同的煤质进行配置;对于高挥发性的易燃煤,因释放过多的热量,应采用比较高的:二次风燃烧掉需要的氧气量。实际运行的情况表明,锅炉下层的床温一般较低,因此在运行调整中要适当降低一次风量,提高床温,保证燃烧在二次风率的前提下保持稳定;对于挥发粉较低的难燃煤种,应该将较多的热量放置在炉膛的下部,使用比例较高的一次风率提供氧气释放到炉膛的上部,增大炉膛下部的燃烧份额。
2、受热面磨损的影响及对策
2.1受热面磨损的影响
循环流化床锅炉受热面磨损是循环流化床锅炉正常运行最大威胁之一,由于受热面磨损爆管造成的停炉事故接近停炉总数二分之一以上。炉膛内水冷壁管磨损主要表现在水冷壁管与耐磨材料交接及以上1~5m处、炉膛四角、返料口上部及绝热式旋风分离器入口等处。循环流化床锅炉炉内受热面磨损机理与煤粉炉有很大的不同,一方面大量烟气和固体颗粒在上升过程中对水冷壁管进行冲刷。
炉内受热面磨损的危害如下:炉内出现磨损,往往容易带来泄漏的问题。高压水蒸气混合物等发生剧烈的冲刷,给水冷壁管带来很大的冲击,使得受热面发生了泄漏,锅炉水位难以维持,床温也发生了较大的温差,停炉的概率大大增加;受热面出现爆管被迫停炉后,床料往往出现了板结现象,风帽也会受到堵塞,较长时间内需要人员对风帽进行清理和疏通,否则再次启动时锅炉的流化和循环受到阻碍,锅炉不能正常燃烧。
2.2对策
①在保证床料充分流化的前提下,尽量降低一次风量。②适当降低密相区高度,延长燃煤颗粒在炉内的停留时间,减小对水冷壁管的冲刷,同时也会降低飞灰含碳量。根据负荷变化选择合适的床层差压、床层密度及烟气流速。提高旋风分离器分离效率,延长固体颗粒在炉内的停留时间。③运行人员要根据锅炉床压情况,及时排放粗渣,减少粗渣对炉内受热面磨损。④在维持氧量的前提下适当调整二次风量,合理搭配上下二次风量,保持合适的过剩空气。⑤在启停炉、事故情况下合理使用高低旁,避免过再热器管内蒸汽不流动得不到冷却,干烧发生蠕变。⑥运行人员要关心来煤质量,根据排渣情况判断煤矸石含量、筛分粒度,利用班前、班后或休息天到到运煤皮带、煤场走一走,了解情况,及时向相关部门提出控制煤矸石和提高煤颗粒均匀度的意见建议,减小煤矸石和大颗粒在来煤总量中的比例。⑦从运行管理方面,可以采用提前预控的办法,通常根据以往锅炉运行周期来判断运行锅炉炉内受热面磨损情况,按计划申请停炉,检查更换磨损严重的管壁,减少非停次数。这种方法对减少非停有非常积极的意义,但也存在弊端,若停炉后检查不彻底,锅炉运行后很短时间内又发生泄漏,被迫停运再次检修,非但没有减少非停次数,还多了一次检修,必然导致大量的电量损失。
3、给料系统的影响及对策
3.1给料系统的影响
锅炉的入炉煤没有经过风热干燥处理,因此煤中的水分等结构无法按照入炉煤的特点进行设计。给很多锅炉运行带来了堵塞的问题。煤的不稳定造成了床温和负荷的波动,出现堵煤、卡煤等情况,煤的水分大,颗粒小带来了一系列的难以下料的棚煤问题。特别是在雨季,一个锅炉的运行班次如果发生多次不畅,就会带来人力物力的浪费。
给煤不畅的危害包括:①锅炉运行工况不穩定,给煤不畅增加了变工况的次数,若出现两条给煤线同时给煤不畅,锅炉将出现大幅度的变工况运行,炉内保温材料将出现频繁的收缩和膨胀,导致保温材料出现裂纹,甚至倒塌,危机锅炉安全运行。②锅炉出力不稳定,不能保证按照中调所给负荷曲线进行负荷接带,给煤不畅时机组出力不足,产生违约电量。③给煤不畅时炉内工况发生激烈变化,导致被迫减负荷,给汽包水位和主、再热汽温的调整增加难度,严重时可能导致机组解列。④运行值班人员疲于应付给煤不畅,在不同程度上影响其它方面的工作,易导致其他不安全情况的发生。
3.2对策
①定期活动煤仓疏松机、振打器。如果煤仓只是棚煤,活动疏松机、振打器有一定的作用;若煤仓贴煤严重,活动疏松机、振打器几乎没有效果。②加强运行中给煤线的检查和维护。重点是称重给煤机皮带是否跑偏,清扫链能否及时将漏入称重机下部的积煤刮走,刮板给煤机传动链咬、润滑是否良好,刮板是否有断裂和长时间运行变长、松脱的情况。③夜间机组负荷较低时停运给煤线,联系检修清理已有明显堵煤迹象的煤仓和给煤机,同时处理给煤线存在的其它缺陷。这是运行方面较为有效的手段,在不影响或少影响机组负荷的情况下解决给煤不畅的问题。此外,运行中过程中要加强对料层温度监督,料层温度控制在850℃~950℃之间;合理的保持炉膛差压、料层差压、流化风量、循环倍率、蒸发量;严格控制入炉煤的颗粒度;在启、停或出力变动时,严格杜绝强行降温、急剧升温、快速升、降压操作都危及到锅炉的安全运行。
4、结束语
经过工作的多次实践,对于锅炉的运行特性有了充分了解后,积累了运行经验,采取了优化对策,保证了循环流化床锅炉安全稳定经济地运行。
参考文献:
[1]循环流化床锅炉故障分析与处理[J].白斌.化学工程与装备.2014(05).
[2]浅谈改进循环流化床锅炉运行效率的方法[J].于季鹏.中国资源综合利用.2017(10).
(作者单位:山西平朔煤矸石发电有限责任公司)
关键词:循环流化床锅炉;运行;制约因素;对策
1、煤种和煤质的影响及对策
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问题。
煤种、煤质对锅炉系统产生不稳定的危害如下:①由于煤质不稳定,运行中入炉煤量变化大,引起床温、床压、汽温、汽压、料层差压等参数变化大,严重制约锅炉的经济性、甚至出现因调整不及时参数超限导致被迫降负荷或事故停机。②经常出现输、储煤系统设备的堵塞;延长上煤时间、降低设备有效利用小时数,增加维护量及厂用电率。③炉前仓经常棚煤,给煤机频繁断煤,导致炉内燃烧工况波动较大,严重影响了整个机组的稳定性,而且额外增加了人力、物力。
1.2对策
对当天的进煤量进行掌控,特别是要计算煤质的发热量。然后根据计算结果对不同的煤质进行配置;对于高挥发性的易燃煤,因释放过多的热量,应采用比较高的:二次风燃烧掉需要的氧气量。实际运行的情况表明,锅炉下层的床温一般较低,因此在运行调整中要适当降低一次风量,提高床温,保证燃烧在二次风率的前提下保持稳定;对于挥发粉较低的难燃煤种,应该将较多的热量放置在炉膛的下部,使用比例较高的一次风率提供氧气释放到炉膛的上部,增大炉膛下部的燃烧份额。
2、受热面磨损的影响及对策
2.1受热面磨损的影响
循环流化床锅炉受热面磨损是循环流化床锅炉正常运行最大威胁之一,由于受热面磨损爆管造成的停炉事故接近停炉总数二分之一以上。炉膛内水冷壁管磨损主要表现在水冷壁管与耐磨材料交接及以上1~5m处、炉膛四角、返料口上部及绝热式旋风分离器入口等处。循环流化床锅炉炉内受热面磨损机理与煤粉炉有很大的不同,一方面大量烟气和固体颗粒在上升过程中对水冷壁管进行冲刷。
炉内受热面磨损的危害如下:炉内出现磨损,往往容易带来泄漏的问题。高压水蒸气混合物等发生剧烈的冲刷,给水冷壁管带来很大的冲击,使得受热面发生了泄漏,锅炉水位难以维持,床温也发生了较大的温差,停炉的概率大大增加;受热面出现爆管被迫停炉后,床料往往出现了板结现象,风帽也会受到堵塞,较长时间内需要人员对风帽进行清理和疏通,否则再次启动时锅炉的流化和循环受到阻碍,锅炉不能正常燃烧。
2.2对策
①在保证床料充分流化的前提下,尽量降低一次风量。②适当降低密相区高度,延长燃煤颗粒在炉内的停留时间,减小对水冷壁管的冲刷,同时也会降低飞灰含碳量。根据负荷变化选择合适的床层差压、床层密度及烟气流速。提高旋风分离器分离效率,延长固体颗粒在炉内的停留时间。③运行人员要根据锅炉床压情况,及时排放粗渣,减少粗渣对炉内受热面磨损。④在维持氧量的前提下适当调整二次风量,合理搭配上下二次风量,保持合适的过剩空气。⑤在启停炉、事故情况下合理使用高低旁,避免过再热器管内蒸汽不流动得不到冷却,干烧发生蠕变。⑥运行人员要关心来煤质量,根据排渣情况判断煤矸石含量、筛分粒度,利用班前、班后或休息天到到运煤皮带、煤场走一走,了解情况,及时向相关部门提出控制煤矸石和提高煤颗粒均匀度的意见建议,减小煤矸石和大颗粒在来煤总量中的比例。⑦从运行管理方面,可以采用提前预控的办法,通常根据以往锅炉运行周期来判断运行锅炉炉内受热面磨损情况,按计划申请停炉,检查更换磨损严重的管壁,减少非停次数。这种方法对减少非停有非常积极的意义,但也存在弊端,若停炉后检查不彻底,锅炉运行后很短时间内又发生泄漏,被迫停运再次检修,非但没有减少非停次数,还多了一次检修,必然导致大量的电量损失。
3、给料系统的影响及对策
3.1给料系统的影响
锅炉的入炉煤没有经过风热干燥处理,因此煤中的水分等结构无法按照入炉煤的特点进行设计。给很多锅炉运行带来了堵塞的问题。煤的不稳定造成了床温和负荷的波动,出现堵煤、卡煤等情况,煤的水分大,颗粒小带来了一系列的难以下料的棚煤问题。特别是在雨季,一个锅炉的运行班次如果发生多次不畅,就会带来人力物力的浪费。
给煤不畅的危害包括:①锅炉运行工况不穩定,给煤不畅增加了变工况的次数,若出现两条给煤线同时给煤不畅,锅炉将出现大幅度的变工况运行,炉内保温材料将出现频繁的收缩和膨胀,导致保温材料出现裂纹,甚至倒塌,危机锅炉安全运行。②锅炉出力不稳定,不能保证按照中调所给负荷曲线进行负荷接带,给煤不畅时机组出力不足,产生违约电量。③给煤不畅时炉内工况发生激烈变化,导致被迫减负荷,给汽包水位和主、再热汽温的调整增加难度,严重时可能导致机组解列。④运行值班人员疲于应付给煤不畅,在不同程度上影响其它方面的工作,易导致其他不安全情况的发生。
3.2对策
①定期活动煤仓疏松机、振打器。如果煤仓只是棚煤,活动疏松机、振打器有一定的作用;若煤仓贴煤严重,活动疏松机、振打器几乎没有效果。②加强运行中给煤线的检查和维护。重点是称重给煤机皮带是否跑偏,清扫链能否及时将漏入称重机下部的积煤刮走,刮板给煤机传动链咬、润滑是否良好,刮板是否有断裂和长时间运行变长、松脱的情况。③夜间机组负荷较低时停运给煤线,联系检修清理已有明显堵煤迹象的煤仓和给煤机,同时处理给煤线存在的其它缺陷。这是运行方面较为有效的手段,在不影响或少影响机组负荷的情况下解决给煤不畅的问题。此外,运行中过程中要加强对料层温度监督,料层温度控制在850℃~950℃之间;合理的保持炉膛差压、料层差压、流化风量、循环倍率、蒸发量;严格控制入炉煤的颗粒度;在启、停或出力变动时,严格杜绝强行降温、急剧升温、快速升、降压操作都危及到锅炉的安全运行。
4、结束语
经过工作的多次实践,对于锅炉的运行特性有了充分了解后,积累了运行经验,采取了优化对策,保证了循环流化床锅炉安全稳定经济地运行。
参考文献:
[1]循环流化床锅炉故障分析与处理[J].白斌.化学工程与装备.2014(05).
[2]浅谈改进循环流化床锅炉运行效率的方法[J].于季鹏.中国资源综合利用.2017(10).
(作者单位:山西平朔煤矸石发电有限责任公司)