循环流化床锅炉的特点及运行问题分析

循环流化床锅炉的特点及运行问题分析

(神华新疆米东热电厂新疆乌鲁木齐830019)

摘要:近年来,中国各领域电力需求大幅度上涨,为了更好地满足社会需求,很多煤矸石热电厂引入循环流化床锅炉,这种锅炉机组具有良好的节能环保效益,而且燃烧效率较高。而实际运行过程中循环流化床锅炉也存在一些问题,为了提高循环流化床锅炉运行安全和经济效益,应结合相关运行要求,优化各环节的运行,提高燃料利用率,采取科学、有效的措施,使循环流化床锅炉高效、稳定运行。

关键词:循环流化床锅炉;特点;运行问题

1循环流化床锅炉的特点

一是对于燃烧类型要求不高,所以能够利用各式质量的煤或是其它可燃物作燃料,故而能把以往不能利用的可燃物转废为宝,进而达到保护环境的效果。二是可燃物利用率高。循环流化床锅炉对可燃物利用率在大部分时候均超过97%,利用程度几乎与煤粉一致。三是脱硫程度较大,循环流化床采用的脱硫方法相对来说是性价比较高的,其脱硫率一般都能达到90%以上。四是氮氧化物排放量较低,主要表现为燃烧过程是低温燃烧,在低温燃烧的状况下的氮氧元素是无法产生NOx;燃烧方法为分级燃烧,该燃烧方法能够极大的减少NOx的产生,同时还可以把产生为NOx进行复原,故而能够极大地减少了燃烧过程所释放的NOx的量,从而达到有效减少NOx排放量的效果。

2循环流化床锅炉运行存在的问题

2.1回料阀堵塞

回料阀是循环流化床锅炉中的重要组成部分,如果回料阀出现故障,往往会造成循环流化床锅炉中循环物料不足,其内部气压、气温不断下降,严重影响循环流化床锅炉的运行安全。循环流化床锅炉回料阀堵塞主要有以下几个原因:风压偏小;回料系统发生运行故障;风帽开孔率达不到标准要求,无法达到循环流化床锅炉中物料流化反应所需的返料风量;循环灰落入回料阀下部风室,造成风室流通面积越来越小,导致通风不顺畅。由于这些原因,直接影响循环流化床锅炉物料流化效果,造成回料阀堵塞。

2.2爆管

爆管是循环流化床锅炉运行中一种非常严重的故障,锅炉过热器发生爆管主要是由于以下原因:a)过热器区域积累大量飞灰,这些飞灰反复摩擦管壁,造成爆管;b)过热器管径设计不合理,导致过热器管壁温度急剧上升;c)循环流化床锅炉长时间不间断运行,在高温环境中散热困难,使管壁使用寿命越来越短;d)过热器周围有易燃物品或燃料,在温度、压力适宜的环境下,容易发生二次燃烧,引发爆管;e)过热管内部大量结垢、锅炉蒸汽无法及时散发出来,造成过热器管壁温度越来越高,容易发生爆管。为了保障循环流化床锅炉的运行安全,相关工作人员应全面熟悉引起爆管的各种原因,一旦发生爆管,能够准确分析原因,有针对性地采取有效措施,及时进行处理解决。

2.3结焦

循环流化床锅炉长时间运行过程中很容易发生结焦,其主要是由于以下原因:a)循环流化床锅炉中大量堵灰,炉膛返料器发生大面积结焦;b)通风不良,炉膛温度不均匀,造成结焦;c)输煤量过大,循环流化床锅炉长时间超过规定标准温度运行,从而产生结焦;d)循环流化床锅炉运行过程中,工作人员操作控制不当,造成锅炉局部区域温度过高,造成结焦。

2.4水冷壁管损坏

循环流化床锅炉运行过程中,由于水质较差,造成水冷壁管道发生结垢,甚至容易引起爆管。有些循环流化床锅炉的水冷壁存在设计缺陷,长时间运行过程中,使水冷壁管发生损坏,并且循环流化床锅炉运行中水冷壁管受到大量飞灰反复磨损,使管壁厚度不断减小,造成水冷壁管损坏。

3循环流化床锅炉运行调节策略

3.1床层温度调节和控制

床温调节和控制对于循环流化床锅炉的安全运行至关重要,在循环流化床锅炉中,热电偶设置在炉膛和密相区位置用于监测床层温度,为了提高锅炉传热系数,减少燃料不完全燃烧损失,减少N2O、CO的排放量,床层温度调节较高,但是考虑到为了避免床内结焦、减少污染气体排放量及脱硫效益,床温调节应低一些。对于煤矸石热电厂来说,循环流化床锅炉运行中密相区温度最好控制在830℃~900℃,确保灰初始变形温度适当高于密相区温度100℃以上。同时,循环流化床锅炉运行过程中,应密切观察床层温度变化,如果温度超过1000℃以上,不仅容易造成锅炉结焦,而且会影响脱硫效果和NOx气体排放;如果温度低于600℃,会降低燃烧效率,造成循环流化床锅炉容易灭火。床内温度变化受到多种因素的影响,如一或二次风配比不合理、物料返回量过小或过大、煤质变化或给煤量不均匀、负荷变化影响中煤和风配合不当等,为了有效控制循环流化床锅炉的床层温度,应结合不同影响因素,有针对性地采取有效调节措施:a)物料循环量。物料循环量对于循环流化床锅炉的床温影响非常明显,由于循环灰量比较大时,能够从密相区带走部分热量,因此当床温升高时,应适当增加返料量,从而保持床温的稳定性。根据循环流化床锅炉运行要求,构建可靠、稳定的物料循环,使循环流化床锅炉保持良好的传热和传质,提高炉膛燃烧效率,合理调节炉膛温度梯度变化;b)一、二次风量。通常情况下,一次、二次风量减少时,床温上升;一次、二次风量增加时,床温下降。为了优化循环流化床锅炉运行调节,在压火和点火再启动过程中,合理控制一、二次风量,有效控制床温变化;c)煤质变化和给煤量。煤质变化、给煤不均匀、给煤量过小或过大对于床温变化都有影响。通常情况下,在料层流化良好的条件下,煤质变差或给煤量减少时,床温下降;煤质变好或给煤量增加时,床温上升。但是应特别注意一种情况:当料层流化较差或给煤量过大时,通过增加给煤量,往往会造成床温下降,这是因为大量煤堆积或缺氧燃烧,工作人员应特别注意这种情况,避免循环流化床锅炉发生低温结焦。燃烧室是循环流化床锅炉中的重要部件,和普通锅炉不同,为了有效调节循环流化床锅炉运行,在调整给煤量时,可以采用减量调节法、冲量调节法和前期调节法。减量调节法是指在循环流化床锅炉床温上升过程中,减少给煤量,维持2min~5min,密切观察床温变化,若床温停止上升,再恢复正常的给煤量。

3.2料层高度控制

保持稳定的炉膛压降或床高对于保障循环流化床锅炉安全、高效运行非常关键。循环流化床锅炉运行过程中,床层过低或过高对于流化质量都有直接影响,很容易造成结焦,为了有效稳定床高,可以采取放渣的方法,若对循环流化床锅炉进行连续放底渣,这时要根据底渣份额、燃料灰分、给煤速度等确定合适的放渣速度,并且放渣速度要适应冷渣器或排渣机构的运行条件。若定期放渣,根据控制点压力或床层压降上限及循环流化床锅炉具体运行情况,开始放底渣,按照压力下限或设定压降,停止放渣。定期排渣过程中应坚持少排和勤排。2.3负荷调节通过调节风量和投煤量可以有效调节循环流化床锅炉运行负荷,负荷调节过程中要注意床温变化,结合不同的煤种和循环流化床锅炉运行要求,采用以下方法合理调节负荷:a)调整一次、二次风量配比,改变传热系数,对循环流化床锅炉受热面传热量进行有效控制,实现负荷调节;b)调整循环灰量,利用炉前灰渣斗或循环灰量收集器,通过减灰渣量、减风、减煤等方式减小负荷,反之,增加负荷;c)通过烟气再循环,改变锅炉内供氧量和物料状态,调整物料燃烧率,从而实现负荷调节。

4结论

当前,煤矸石热电厂的循环流化床锅炉运行中还存在一些问题,为了提高其运行效率,实现良好的节能效益,可以采用科学、合理的方法进行调节,坚持少调、勤调,确保循环流化床锅炉的运行安全。

参考文献:

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