譚國斌
摘 要:循環(huán)流化床燃燒調(diào)整直接關(guān)系到機組的運行效率,特別是煤泥和煤矸石在燃燒調(diào)整還沒有成熟經(jīng)驗。介紹陽光熱電廠在在研究燃燒煤泥與煤矸石方面取得的一些運行經(jīng)驗,可為同類型CFB鍋爐的運行提供參考。
關(guān)鍵詞:CFB鍋爐;燃燒調(diào)整;煤泥與煤矸石
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.082
0 前言
循環(huán)流化床鍋爐自問世以來,以其獨特的燃燒技術(shù)以及燃料適應(yīng)范圍廣、燃燒效率高、負荷調(diào)整范圍寬、運行穩(wěn)定、環(huán)保效率高等優(yōu)點得到廣泛的推廣和應(yīng)用,但在燃燒煤泥與煤矸石方面沒有形成一套較成功的運行技術(shù)來指導工作,本人根據(jù)我集團公司的YG-75/3.82-M12型循環(huán)流化床鍋爐在燃燒煤泥與煤矸石的實際運行情況,分析其燃燒和傳熱機理,對運行中的工況控制、參數(shù)調(diào)整以及矸石與煤泥的配比作分析和闡述,愿與鍋爐運行人員交流探討。
循環(huán)流化床鍋爐的燃燒調(diào)整主要是通過給煤量、一、二次風量及配比、料層溫度、料層差壓、爐膛差壓、返料溫度等的調(diào)整和控制,來保證鍋爐安全、經(jīng)濟運行;下面將在這幾方面對CFB機組在燃燒煤泥與矸石方面進行探討。
1 料層溫度的調(diào)整
循環(huán)流化床鍋爐的料層溫度一般設(shè)計控制在850-950℃的范圍內(nèi)運行,它是一個表征煤在燃燒室內(nèi)穩(wěn)定燃燒的參數(shù)。料層溫度過高,在燃用灰熔點低的煤種時,易引起流化床高溫結(jié)焦,造成流化不好停爐。當料層溫度太低時,對煤泥著火和燃燒不利,在投煤泥情況下料層溫度一般不低于850℃,如過低應(yīng)適當增加給煤量,減少一次風量和返料量,提高料層溫度。實踐證明:隨料層溫度的增加,煤泥燃燒更完全,甚至可以在水平煙道內(nèi)燃燒,使機械不完全燃燒熱損失q4略有減少,但隨著負荷的增加,料層溫度增加,煙氣夾帶增多,機械不完全燃燒熱損失q4又有所增加;化學不完全燃燒熱損失q3是隨著料層溫度升高而降低。
影響料層溫度發(fā)生變化的原因有很多,如負荷變化時,風煤的配比未及時調(diào)整,給煤不均勻或煤泥與矸石配比發(fā)生變化;返料量過大或過小;一、二次風配比不當?shù)鹊?。如在正常運行時,給矸石量未增減,而料層溫度發(fā)生變化,說明煤泥量、風量、返料量發(fā)生了變化。運行中要隨時監(jiān)視爐內(nèi)溫度等參數(shù)以及負荷和矸石和煤泥配比的變化,及時調(diào)整。
2 過量空氣系數(shù)的調(diào)整
過量空氣系數(shù)是鍋爐運行的重要指標,它直接影響鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性。在一定范圍內(nèi)增大爐內(nèi)風量可減少燃燒損失(q3和q4),但會引起排煙熱損失q2的增加。最佳過量空氣系數(shù)應(yīng)是使這些損失之和(q2+q3+q4)為最小。
最佳過量空氣系數(shù)與煤種和負荷是對應(yīng)的。例如當鍋爐負荷低時,因為受漏風的影響,最佳過量空氣系數(shù)的值要大些;當煤種發(fā)生變化時,因所需一、二次風量不同,其過量空氣系數(shù)也不同。因此,當煤泥與矸石配比發(fā)生變化時,應(yīng)分別進行過量空氣系數(shù)的調(diào)整試驗。實踐證明:煤泥配比大時,過量空氣系數(shù)較大,反而則較少。
3 一、二次風量及配比
一、二次風量的配比,對循環(huán)流化鍋爐的正常運行是非常重要的,這是因為一、二次風配比直接決定著密相區(qū)的燃燒份額,在同樣的條件下,一次風比大,必然導致高的密相區(qū)燃燒份額,此時就要求有較多的低溫循環(huán)物料返回密相區(qū),帶走燃料燃燒所釋放出的熱量,以維持密相區(qū)溫度。如果循環(huán)物料量不足,必然會導致床溫過高,無法多加煤,負荷帶不上去。一、二次風配比的調(diào)整方法為:保持料層差壓和爐膛差壓在一盡量小的變化范圍內(nèi)運行,煙氣含氧量在最佳變化范圍運行,取負荷一定,分別改變一、二次風配比,列表看一、二次風量與給煤量之間的關(guān)系,給煤量最小的那個一、二次風組合就是在該負荷下燃用該煤種的最佳一、二次風配比。
4 料層差壓的調(diào)整
料層差壓是指運行中風室壓力與密相區(qū)床層上頂之間的壓力差,它反映了密相區(qū)內(nèi)料層的厚度。實踐證明:當燃燒煤泥較多時,需要更多的二次風,一次風只需達到流化狀態(tài),而當燃燒煤矸石較多時,二次風相對較少,煤矸石燃用時間較長,一次風需要較大。
對于燃用煤泥與矸石不同配比,料層差壓的變化范圍也是不同的,因為燃燒煤泥份額較大時,料層差壓幾乎不會上升,而全用煤泥時料層差壓還會下降,這主要是因為密相區(qū)大,顆粒在不斷減少。如燃料顆粒大于設(shè)計值,在這種狀態(tài)下,燒煤泥運行時間過長,在密相區(qū)就會形成死料區(qū),各床溫測點相差較大,甚至出現(xiàn)結(jié)焦,而當燃燒煤矸石份額較大時,由于矸石發(fā)熱量低,給煤量較大,料層差壓上升很快,放渣量較大,而床溫低,負荷帶不上去,造成機械不完全燃燒損失q4增加。通過我廠長時間總結(jié)經(jīng)驗,煤泥與矸石配比為1:1為最佳配比,這樣能保持料層差壓穩(wěn)定運行。
5 爐膛差壓的調(diào)整
循環(huán)流化鍋爐其爐膛差壓設(shè)計值為在500—2000Pa間運行,而在我廠實際運行時,如煤泥投入較大時,爐膛差壓會超過2000Pa,所以我廠返料風采用高壓流化風機,出口壓力高達16kPa。平時,通過觀察料腿立管外的觀察孔,調(diào)整流化風量,如煤矸石投入較多時,則爐膛差壓相對較少,如不及時調(diào)整會造成料腿內(nèi)吹空,我廠在鍋爐啟動過程中就發(fā)生了一次返料吹空現(xiàn)象,解決辦法是將返料風停止運行30分鐘,再投入即運行正常。
以上對床溫、過量空氣系數(shù)、料層差壓、爐膛差壓的調(diào)整都反映出煤泥與矸石在配比對其影響最大。我廠結(jié)合實際運行經(jīng)驗,再加上燃燒煤泥對鍋爐磨損少,延長設(shè)備使用周期,總合考慮將煤泥與矸石配比定為1:1,最為經(jīng)濟。這種配比,既能使鍋爐在滿負荷情況下,床溫、料層差壓、爐膛差壓都比較接近設(shè)計值,運行比較平穩(wěn)。
總之,循環(huán)流化床鍋爐的燃燒調(diào)整,特別是燒煤泥與矸石,與其他燒中煤CFB機組有很大差別,其參數(shù)的變化受影響因素較多。在運行中應(yīng)根據(jù)煤種及負荷的變化情況,及時調(diào)整料層溫度、一、二次風配比、料層差壓和爐膛差壓,使循環(huán)流化鍋爐的運行達到最佳效果。以上是本人從實際運行中得出的幾點調(diào)整方法,不對之處請各位專家及同行指正。
參考文獻:
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[3]遼寧省電力工業(yè)局.鍋爐運行[M].中國電力出版社.