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文檔簡介
1、循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)回料不穩(wěn)原因分析及建議摘要:本文介紹CFB鍋爐飛灰循環(huán)系統(tǒng)在點(diǎn)火過程中循環(huán)回料不穩(wěn)定,對鍋爐運(yùn)行造成影響的原因分析,為鍋爐飛回灰循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定尋找合適的方法和途徑。關(guān)鍵詞:循環(huán)流化床鍋爐 灰循環(huán)系統(tǒng) 循環(huán)回料 1 系統(tǒng)介紹我公司熱電廠有三臺220t/h循環(huán)流化床鍋爐,于2002年建設(shè)施工,2003年投入生產(chǎn)運(yùn)行。鍋爐指標(biāo)參數(shù)、性能概述如下:220t/h循環(huán)流化床鍋爐系高溫高壓參數(shù)(9.81MPa,540)、單汽包、自然循環(huán)蒸汽鍋爐,采用循環(huán)流化床燃燒方式,物料分離采用高溫絕熱旋風(fēng)分離,平衡通風(fēng)。鍋爐主要由四部分組成:燃燒室、高溫旋風(fēng)分離
2、器、自平衡U型密封返料閥和尾部對流煙道。燃燒室位于鍋爐前部,四周和頂棚布置有膜式水冷壁,以保證爐膛氣密性。底部為略有傾斜的水冷布風(fēng)板,布置有大直徑鐘罩式風(fēng)帽。爐膛上部與前墻垂直布置有四片水冷屏和四片二級過熱器,以提高輻射傳熱。燃燒室后有兩個(gè)平行布置的高溫絕熱旋風(fēng)分離器,直徑5160mm,內(nèi)襯耐磨絕熱材料。密封返料閥位于旋風(fēng)分離器下部,與燃燒室和分離器相連接,回料采用自平衡方式,流化密封風(fēng)采用高壓風(fēng)機(jī)單獨(dú)共給。燃燒室,旋風(fēng)分離器和密封返料閥構(gòu)成了物料粒子循環(huán)回路,煤與石灰石在燃燒室完成燃燒及脫硫反應(yīng)。尾部對流煙道在鍋爐后部,煙道上部的四周及頂棚由包墻過熱器組成,其內(nèi)沿?zé)煔饬鞒桃来尾贾糜腥夁^熱器
3、和一級過熱器,下部煙道內(nèi),依次布置有省煤器和臥式空氣預(yù)熱器,、二次風(fēng)分開布置。鍋爐采用單段蒸發(fā)系統(tǒng),下降管采用集中與分散相結(jié)合的供水方式。過熱蒸汽溫度采用二級給水噴水減溫調(diào)節(jié)。鍋爐布置在主廠房DE間隔,爐本體采用緊身封閉方式,8m運(yùn)轉(zhuǎn)層下按全封閉設(shè)計(jì),設(shè)有爐頂小間。鍋爐構(gòu)架采用全鋼焊接結(jié)構(gòu),按7度地震裂度設(shè)計(jì)。 鍋爐采用支吊結(jié)合的固定方式,除旋風(fēng)分離器和空氣預(yù)熱器為支撐結(jié)構(gòu)外,其余均為懸吊結(jié)構(gòu)。為防止因爐內(nèi)爆燃引起水冷壁和爐墻的破壞,鍋爐設(shè)有剛性梁。鍋爐分別將爐膛中心線、旋風(fēng)分離器中心線、為部煙道中心線設(shè)置成膨脹中心,以膨脹中心為原點(diǎn)自由膨脹,在分離器、爐膛、回料閥、尾部煙道的連接處設(shè)有非金屬
4、膨脹節(jié),以解決熱位移密封問題,確保鍋爐密封嚴(yán)密。鍋爐燃燒系統(tǒng)采用前墻四點(diǎn)給煤,爐前煤斗里的煤經(jīng)稱重皮帶給煤機(jī)送入爐前刮板給煤機(jī),經(jīng)落煤管進(jìn)入爐膛,為防止正壓煙氣反竄入給煤系統(tǒng),在給煤系統(tǒng)中通入二次風(fēng)正壓密封。石灰石系統(tǒng)采用正壓氣力輸送,由石灰石風(fēng)機(jī)將日用倉內(nèi)的石灰石經(jīng)送風(fēng)管路送入二次風(fēng)管道進(jìn)入爐膛和回料閥斜腿。鍋爐排渣由床面兩個(gè)排渣孔進(jìn)行,高溫灰渣經(jīng)兩臺滾筒冷渣器冷卻,再將低溫灰渣送入除渣系統(tǒng)。鍋爐配風(fēng)設(shè)有一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、高壓風(fēng)機(jī)、石灰石風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī),采用平衡通風(fēng)方式,壓力平衡點(diǎn)設(shè)在爐膛出口。鍋爐點(diǎn)火系統(tǒng)采用床上床下聯(lián)合啟動(dòng)方式,床上布置四支啟動(dòng)燃燒器,床下布置兩支熱煙氣發(fā)生器,具有熱效率
5、高,加熱均勻,啟動(dòng)速度快、點(diǎn)火可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。2 灰循環(huán)系統(tǒng)問題2006年12月16日在鍋爐點(diǎn)火過程中,鍋爐出現(xiàn)回料波動(dòng)。當(dāng)時(shí)鍋爐爐膛中部床溫點(diǎn)溫度過高,鍋爐出口溫度、旋風(fēng)分離器進(jìn)出口溫度偏低,灰循環(huán)回料溫度低,灰料壓力低,且時(shí)有波動(dòng)。3 問題分析3.1 CFB鍋爐物料分析。CFB鍋爐的物料分布可分四種形式:飛灰、底渣、內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)物料。其中,內(nèi)循環(huán)物料和外循環(huán)物料平衡的實(shí)現(xiàn)是CFB鍋爐運(yùn)行的關(guān)鍵,如果回料不穩(wěn)或突然停止工作,會造成爐內(nèi)循環(huán)物料量不足,氣溫、氣壓床溫難以控制,危及正常的運(yùn)行。而造成外循環(huán)回料不穩(wěn)的原因,除澆筑料脫落堵塞外,最為重要是鍋爐循環(huán)灰量不足致使
6、煙氣短路,難以建立連續(xù)穩(wěn)定的外循環(huán)物料平衡。如不加以重視及時(shí)采取措施加以調(diào)整,后果將十分嚴(yán)重。3.2鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)過程分析分析鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)過程中,循環(huán)灰量不足的原因很簡單,因?yàn)楫?dāng)我們在鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)前,爐料是一定的,有700mm厚,鍋爐升溫前5小時(shí)是不投煤的,就沒有介質(zhì)進(jìn)入爐內(nèi),來補(bǔ)充隨煙氣連續(xù)不斷被帶走的循環(huán)灰量,而此時(shí)燃燒室內(nèi)所剩的爐料以大顆粒居多(這也是這一次發(fā)生床溫波動(dòng)的主要原因),加之我們在點(diǎn)火初期一般一次風(fēng)量控制的不夠準(zhǔn)確,使大量飛灰揚(yáng)析隨煙氣又進(jìn)一步被帶走,那么被煙氣被帶走的循環(huán)灰都那里去了呢?都積存在返料閥內(nèi)了,因?yàn)槲覀冊邳c(diǎn)火啟動(dòng)初期返料閥是空的,只有當(dāng)返料閥內(nèi)達(dá)到一定厚度的料位后
7、,才能建立起良好的循環(huán),為什么這樣講呢?讓我們首先來了解一下回料閥、回料立管、高壓風(fēng)機(jī)的作用和運(yùn)行特性。 轉(zhuǎn)貼于 中國論文下載中心 3.2.1 U回料閥實(shí)際是一個(gè)小流化床,回料風(fēng)由下部兩個(gè)小風(fēng)室通過流化風(fēng)帽進(jìn)入閥內(nèi),運(yùn)行中高壓風(fēng)通過、圖1;a1、a2進(jìn)入風(fēng)室通過布風(fēng)板、風(fēng)帽流化U型閥內(nèi)的物料。U型閥屬于自平衡閥,既流出量與進(jìn)入量自動(dòng)調(diào)節(jié),閥本身調(diào)節(jié)流量的功能較弱。它還有一個(gè)最為重要的作用是:用以回料密封。
8、
9、
10、 .2.2回料立管立管的作用是輸送物料、系統(tǒng)密封、產(chǎn)生一定的壓頭避免爐膛煙氣反串,與回料閥、高壓風(fēng)機(jī)配合使物料能夠由低壓向高壓(爐膛)
11、處連續(xù)穩(wěn)定地輸送。3.2.3高壓風(fēng)機(jī)高壓風(fēng)機(jī)是一種高壓頭低風(fēng)量設(shè)備,有較高的壓頭并且具有阻力增加,風(fēng)機(jī)壓頭增加的特點(diǎn)來克服爐堂內(nèi)的高壓,實(shí)現(xiàn)物料連續(xù)穩(wěn)定的輸送。低風(fēng)量是為了避免高溫物料在回料閥內(nèi)結(jié)焦。3.3回料不穩(wěn)原因分析3.3.1回料循環(huán)的建立讓我們再從圖1中分析看、此時(shí)4是空閥沒有一定厚度的料層,也就失去了U型閥本身,其中一條最為重要的作用:“回料密封”,爐膛內(nèi)的高壓5將返竄,造成煙氣短路,從而阻礙正常的飛灰循環(huán)。 B1段為回料立管,當(dāng)外循環(huán)灰進(jìn)入立管中物料的自重B1<B2+5高壓風(fēng)加爐膛內(nèi)的高壓將反串的阻,阻礙了立管中物料向下流動(dòng),當(dāng)立管中的物料堆積到一定重力后、B1>B2時(shí)
12、才能使循環(huán)灰進(jìn)入到U型閥內(nèi),但此時(shí)進(jìn)入U(xiǎn)型閥內(nèi)的循環(huán)灰量較少還難以輸送回爐膛內(nèi),只能在U型閥內(nèi)積存,而此時(shí)又將形成上述所講的幾次或十幾次的循環(huán),使U型閥內(nèi)積存一定量的循環(huán)灰量最終只有當(dāng)、B1=B2或、B1B2時(shí)才能建立起良好穩(wěn)定的外循環(huán)物料平衡。3.3.2回料閥的自平衡根據(jù)上述的分析和U型閥的特性,讓我們再次試分析:當(dāng)U型閥內(nèi)如果在圖中B2段存有厚度一定的料層時(shí),在高壓風(fēng)機(jī)的作用下,料位膨脹被流化,(它是決不會被吹空的,我們曾經(jīng)在停爐時(shí)做過實(shí)驗(yàn),兩臺高壓風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行很長時(shí)間后,打開U型閥內(nèi)還是存有B2段厚度的循環(huán)量)假如我們將U型閥B2段內(nèi)原有的存灰比作是被,“膨脹流化的水”、既“連通器”
13、原理。那么當(dāng)分離器被分離下的循環(huán)灰,由圖中3回料立管B1B2連續(xù)不斷地進(jìn)入U(xiǎn)型閥(既“連通器”原理)返回爐內(nèi),從而建立起良好的外循環(huán)回路,實(shí)現(xiàn)其原有的設(shè)計(jì)理念,“U型閥屬于自平衡閥,既流出量與進(jìn)入量自動(dòng)調(diào)節(jié)”3.3.3回料不穩(wěn)現(xiàn)象由此又使我們聯(lián)想到,曾經(jīng)正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)過的幾次回料不穩(wěn)時(shí),主要出現(xiàn)在鍋爐減負(fù)荷過急、過快,原因當(dāng)外循環(huán)灰量突然減少時(shí)立管中物料的自重、B1<B2高壓風(fēng)的阻力從而阻礙了立管中物料向下流動(dòng),當(dāng)立管中的物料堆積到一定重力后、B1>B2時(shí)使高壓風(fēng)機(jī)阻力增加壓頭增高、B1段物料大量返回爐內(nèi),從而使B1段壓力又小與B2段造成返料不穩(wěn),形成惡性循環(huán)。只有當(dāng)、B1=B2或
14、、B1B2時(shí)才能建立起良好穩(wěn)定的外循環(huán)物料平衡,在調(diào)整時(shí)不能急噪要循序漸進(jìn),也許需要數(shù)小時(shí)的調(diào)整才能使外循環(huán)物料平衡穩(wěn)定。3.3.4回料循環(huán)不穩(wěn)定的影響通過在點(diǎn)火啟動(dòng)過程中,旋風(fēng)分離器入口溫度比較低并且溫升緩慢,也可以證明被分離器分離的循環(huán)灰,滯留在U型閥內(nèi)沒能回送爐膛燃燒室參與灰循環(huán),如果有循環(huán)灰來參與灰循環(huán),旋風(fēng)分離器入口溫度勢必將隨著床溫度的提高而提高,因?yàn)槭茄h(huán)灰將溫度帶到旋風(fēng)分離器入口,而在我們點(diǎn)火啟動(dòng)初期,未投煤時(shí)分離器入口與床溫偏差極大,不利于分離器溫升控制,也勢必造成分離器開裂、脫落情況的發(fā)生。3.3.5其它電廠鍋爐循環(huán)回料系統(tǒng)情況根據(jù)其它電廠鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)過程的經(jīng)驗(yàn),也可以證明
15、我們在點(diǎn)火啟動(dòng)過程中造成回料不穩(wěn)定,是和回料閥清空沒有一定厚度料位是有關(guān)系的。以吉林市東關(guān)電廠、遼寧大連香海電廠、遼寧盤錦電廠的點(diǎn)火啟動(dòng)過程來看。吉林市東關(guān)電廠點(diǎn)火啟動(dòng)過程及正常運(yùn)行時(shí)從未出現(xiàn)過,回料波動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生,他們一般鍋爐小修情況時(shí),對U型回料閥內(nèi)的存灰,是從不進(jìn)行清理的,全部留著再次點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)使用,所以從未發(fā)生過回料不穩(wěn)定情況的發(fā)生,盤錦電廠也是如此進(jìn)行的。大連香海電廠,點(diǎn)火床料比較細(xì),一般都在5mm以下,并且在點(diǎn)火啟動(dòng)過程中還得根據(jù)床壓表計(jì)變化,對鍋爐進(jìn)行兩次補(bǔ)裝床料,來補(bǔ)充循環(huán)灰量的不足和床料的缺失,大連香海電廠,自行設(shè)計(jì)了床料補(bǔ)裝口,鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)過程中即可進(jìn)行補(bǔ)料工作,十分方便,
16、所以他們在點(diǎn)火啟動(dòng)過程中,也從未出現(xiàn)過回料波動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。4 避免回料不穩(wěn)措施建議4.1循環(huán)灰的留用如果未出現(xiàn)分離器、回料立管、U型閥、內(nèi)澆注料脫落現(xiàn)象發(fā)生的情況,對U型閥內(nèi)存灰不進(jìn)行清除工作,留著下次點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)使用。如果有類似回料波動(dòng)的情況,進(jìn)行回料閥清理、修補(bǔ)、檢查后,將細(xì)灰留存,重新投入爐膛使用。4.2啟動(dòng)風(fēng)量調(diào)整對回料閥不進(jìn)行清理工作,再次點(diǎn)火啟動(dòng)過程中,有可能出現(xiàn)的問題是點(diǎn)火生溫速度慢。我們可以采取減一次風(fēng)量,增加點(diǎn)火油壓的方法解決。因?yàn)槲覀儦v次點(diǎn)火啟動(dòng)過程的一次風(fēng)量裕量較大,高溫?zé)煔舛茧S著爐膛負(fù)壓被帶走,存于爐料中用于加熱床料的熱量非常少。5 結(jié)論物料在CF
17、B鍋爐內(nèi)的分布可分為四種形式:底灰、飛灰、外循環(huán)物料和內(nèi)循環(huán)物料。CFB鍋爐的物料平衡可以進(jìn)一步認(rèn)為是內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)物料的平衡。CFB鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)過程中,出現(xiàn)回料波動(dòng)時(shí),在調(diào)整時(shí)不能急躁,要循序漸進(jìn),也許需要數(shù)個(gè)小時(shí)的調(diào)整才能使循環(huán)灰系統(tǒng)的外循環(huán)物料平衡穩(wěn)定。2×440t/h循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)介紹1緒 論 運(yùn)河發(fā)電有限公司兩臺SG?440/13.7?M562循環(huán)流化床鍋爐,分別于2003年9月和2004年2月相繼投產(chǎn)運(yùn)行,由于我公司的兩臺循環(huán)流化床鍋爐屬于上海鍋爐生產(chǎn)的首批循環(huán)流化床鍋爐,屬于典型的“三邊”(邊設(shè)計(jì)、邊制造邊安裝)產(chǎn)品,自機(jī)組投運(yùn)以來曾多次出現(xiàn)問題,影
18、響了機(jī)組的安全運(yùn)行,我們通過對設(shè)備存在的問題進(jìn)行認(rèn)真分析,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),尋找對策解決問題,兩臺鍋爐目前運(yùn)行比較穩(wěn)定。2循環(huán)流化床鍋爐簡介SG?440/13.7?M562循環(huán)流化床鍋爐為超高壓中間再熱,單鍋筒自然循環(huán)、循環(huán)流化床鍋爐是上海鍋爐廠有限公司在引進(jìn)、吸收美國ALSTOM公司循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用了ALSTOM公司驗(yàn)證過的先進(jìn)技術(shù)和幾十臺超高壓中間再熱循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行本鍋爐的全套設(shè)計(jì)。SG?440/13.7?M562循環(huán)流化床鍋爐主要由鍋筒、懸吊式全膜式水冷壁爐膛、絕熱式旋風(fēng)分離器、U型返料回路以及后煙井對流受熱面組成。爐膛上部布置4片水冷屏和16片屏
19、式過熱器,其中水冷屏對稱布置在左右二側(cè)。爐膛與后煙井之間,布置有兩臺絕熱鋼板式旋風(fēng)分離器。旋風(fēng)分離器下部各布置一臺非機(jī)械的“U”型回料器,回料器底部布置流化風(fēng)帽,使物料流化返回爐膛。鍋爐采用兩次配風(fēng),一次風(fēng)從爐膛底部布風(fēng)板、風(fēng)帽進(jìn)入爐膛,二次風(fēng)從燃燒室錐體部分進(jìn)入爐膛。鍋爐共設(shè)有四個(gè)給煤點(diǎn)和四個(gè)石灰石給料口,均勻地布置在爐前。爐膛底部設(shè)有鋼板式一次風(fēng)室,懸掛在爐膛水冷壁下集箱上。本鍋爐采用床上啟動(dòng)點(diǎn)火方式,床上共布置4支(左右側(cè)墻各2)大功率的點(diǎn)火油槍。同時(shí)在爐膛燃燒室左右兩側(cè)各布置一臺流化床冷渣器。本鍋爐鍋筒中心標(biāo)高為47000mm,G排柱至K排柱的深度為37200mm,主跨寬度為21000
20、mm,左右側(cè)副跨寬度均為5000mm。3循環(huán)流化床鍋爐常見故障分析及對策3.1爐內(nèi)受熱面磨損循環(huán)流化床鍋爐(簡稱CFB鍋爐)除了高效節(jié)能、低污染地清潔燃燒優(yōu)點(diǎn)以外還有一個(gè)最大的特點(diǎn)就是燃料適用的廣泛性。正因?yàn)槿绱耍蠖嗟难h(huán)流化床鍋爐都燃用了高水份、含灰量極大的劣質(zhì)煤,燃燒時(shí),煙氣中含有大量的飛灰顆粒,這些灰粒以極高的速度沖刷爐壁及其設(shè)備,使其表面受到劇烈的磨損,發(fā)生局部的嚴(yán)重破壞,甚至導(dǎo)致事故停爐。爐內(nèi)受熱面的磨損主要集中在水冷壁四角、密相區(qū)上部過渡位置、溫度測點(diǎn)周圍、爐內(nèi)懸吊受熱面、頂部與分離器相對位置的水冷壁和過熱器以及焊縫附近,由于上述位置均處于物料的次密相區(qū)和渦流區(qū),飛灰濃度和速度相
21、對較大,設(shè)計(jì)上沒有在該處考慮受熱面的防磨,因此就出現(xiàn)了防磨的盲點(diǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國的流化床鍋爐因磨損造成壁厚減薄而爆管的事故中有26.41%是出現(xiàn)在上述部位。3.1.1各部位磨損機(jī)理分析3.1.1.1流化床區(qū)域在燃燒室中,從床的底部至固體顆粒膨脹起來的床層界面稱為流化床。要使流化床上的固體顆粒保持懸浮沸騰狀態(tài),使煤粉顆粒得以充分有效地燃燒,從爐底布風(fēng)裝置出來的空氣流必須具有足夠的速度、強(qiáng)度和剛度,以在支撐固體顆粒料層的同時(shí),產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動(dòng),研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)床料密度s(1-)=8-10kg/m3時(shí)(s?顆粒密度,?空隙率),床內(nèi)細(xì)顆粒就會聚成大粒子團(tuán),團(tuán)聚后的粒子團(tuán)由于重量增加體積加大,以較大的相
22、對速度沉降,并具有邊壁效應(yīng),使流化床中氣?固流動(dòng)形成近壁處很濃的粒子團(tuán)以斜下切向運(yùn)動(dòng),下降到爐壁回旋上升,顆粒彼此之間以及與爐壁之間進(jìn)行頻繁的撞擊和摩擦,使?fàn)t壁出現(xiàn)了嚴(yán)重的磨損。鍋爐運(yùn)行一年后大修檢查,發(fā)現(xiàn)水冷壁密相區(qū)耐磨料過度部位的水冷壁普遍出現(xiàn)不同程度的磨損,經(jīng)測厚最薄為4.7mm,磨損量達(dá)1.8mm。3.1.1.2 爐膛內(nèi)懸吊受熱面布置在爐膛內(nèi)的過熱器等受熱面,所處的位置是煙氣流必經(jīng)通道,高濃度、高速度的飛灰顆粒,大大地增加了在單位時(shí)間內(nèi)顆粒對受熱面的撞擊率,我們知道,管壁表面的磨損量是與撞擊率以及流速成正比:T (k3/2g)式中:T ?管壁表面的磨損量,單位為g/m3?時(shí)間,單位為s
23、g?重力加速度,g=9.18m/s2?飛灰速度,可認(rèn)為等于煙氣流速,單位為m/s?煙氣中飛灰濃度,單位為g/m3?飛灰撞擊率因此,布置在爐膛內(nèi)的懸吊受熱面,特別是第一、二排的管束,磨損較嚴(yán)重。鍋爐運(yùn)行一年后大修檢查,發(fā)現(xiàn)兩側(cè)水冷屏的第一排管束與側(cè)墻相對的一面磨損較為嚴(yán)重,經(jīng)測厚最薄壁厚為5.2mm。3.1.1.3爐膛出口(分離器進(jìn)口)爐膛出口處煙氣流流通截面驟降,并使粒徑d50為4070m的固體顆粒加速到最大速度,以滿足分離器所需分離臨界速度,不同結(jié)構(gòu)的分離器有著各自不同的臨界速度,據(jù)我們了解,一般這一臨界速度達(dá)25m/s左右,這樣高速度的固體顆粒在爐膛出口轉(zhuǎn)彎處(俗稱靶區(qū))將產(chǎn)生較大的離心力
24、,強(qiáng)烈地沖刷爐膛出口管,同時(shí),高密度的灰粒在與管表面碰撞時(shí),使金屬顯微顆??朔肿又g的結(jié)合力,使本已處在高溫處的局部管表面溫度升高引起該處金屬變軟,使金屬顆粒更易與母體分離產(chǎn)生磨損。鍋爐運(yùn)行一年后大修檢查,發(fā)現(xiàn)分離器入口兩側(cè)水冷壁磨損較為嚴(yán)重,特別是與耐磨料結(jié)合處的一根水冷壁管沖刷出現(xiàn)許多凹坑,深度達(dá)23mm。3.1.2設(shè)備改造情況針對爐內(nèi)受熱面磨損嚴(yán)重的問題我們采取了如下措施:(1)將水冷壁兩側(cè)的床溫測點(diǎn)(約標(biāo)高26米)拆除,將測點(diǎn)兩側(cè)的讓管進(jìn)行取直。(2)我們在過熱屏的迎火面加裝了部分耐磨鰭片,鰭片的兩端與管子的角度磨成150斜角。(3)考慮到流化床鍋爐的特殊性和受熱面磨損的普遍性,我們
25、利用大修機(jī)會對爐內(nèi)部分受熱面進(jìn)行了噴涂。噴涂位置為爐膛四角水冷壁、密相區(qū)往上1.5米、焊縫兩端各0.2米,頂棚往下1.5米和分離器入口兩側(cè)相對應(yīng)的部位。3.1.3運(yùn)行采取的措施(1)循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損速率與顆粒速度的三次方和顆粒粒徑的平方呈正比,為了減少磨損必須嚴(yán)格控制入爐煤的粒度和熱值,細(xì)碎機(jī)出料粒度總體標(biāo)準(zhǔn)如圖(3-2)所示: 對煤粉粒度的具體要求如表(3-1): 圖3-2
26、; 表3-1煤粉粒度控制表 篩孔尺寸 通過量占總量比例(%) (mm) 10mm 100 8mm 98100 6mm 95100 3mm 7890 1mm 3860 超過上表所示的范圍,視為不合格。(2)對入爐煤的熱值進(jìn)行嚴(yán)格的取樣化驗(yàn),確保入爐煤的低位發(fā)熱量高于校核煤種即大于19500KJ/Kg,發(fā)熱量小于該值的煤種一律進(jìn)行摻燒,防止煤量過大。(3)由于我們公司現(xiàn)在的
27、煤種的熱值很難達(dá)到校核煤種的熱值,為了減少飛灰磨損帶來的危害,保證煙速在規(guī)定的范圍內(nèi),決定對入爐煤進(jìn)行定量燃燒,嚴(yán)格將燃料耗量控制在69t/h以下。(4)爐內(nèi)受熱面的磨損與運(yùn)行人員的調(diào)整有很大的關(guān)系,一、二次風(fēng)的配比和物料濃度對受熱面的磨損有直接的影響,在保證爐內(nèi)床料流化良好的前提下,減小總風(fēng)量,145MW合理風(fēng)量在450t/h左右。(5)在保證料層差壓合理分布的前提下,降低爐膛差壓,145MW合理床壓在13.414.5KPa左右。(6)根據(jù)燃燒工況,合理控制風(fēng)量配比,減小“多余”風(fēng)量的送入。(7)煤、風(fēng)調(diào)整應(yīng)緩慢均勻,精心監(jiān)視,降低爐內(nèi)的擾動(dòng)。(8)高負(fù)荷,在保證蒸汽參數(shù)前提下,控制外循環(huán)物
28、料量。(9)根據(jù)排渣粒度每360運(yùn)行小時(shí)置換換床料一次。(10)開展各種活動(dòng),不斷優(yōu)化燃燒調(diào)整,豐富經(jīng)驗(yàn),提高機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)性。3.2爐內(nèi)耐磨料損壞非金屬耐磨材料,由于熱震穩(wěn)定性好,施工維修簡單,是循環(huán)流化床鍋爐中應(yīng)用最多的耐磨材料,從整臺鍋爐的經(jīng)濟(jì)比較來說也占了相當(dāng)大的比例。非金屬耐磨材料有定形制品與不定形制品,定形制品以預(yù)制品和磚為主,而磚在循環(huán)流化床鍋爐中大面積的耐磨墻體應(yīng)用較多,如分離筒、回料器,尾部煙道等,目前常用有硅線石磚、鋯鉻剛玉磚、碳化硅磚等。不定形制品有噴涂料、耐磨耐火可塑料、耐磨耐火搗打料、耐磨耐火澆注料等。耐磨耐火可塑料,是由耐火骨料、結(jié)合劑和液體組成的混合料。交貨狀態(tài)為
29、具有可塑性的軟坯狀或不規(guī)則形狀的料團(tuán),可以直接使用,主要結(jié)合劑可以為陶瓷、化學(xué)結(jié)合劑。以搗打(手工或機(jī)械),震動(dòng)、壓制或擠壓方法施工,在高于常溫的加熱作用下硬化,耐磨耐火搗打料的組成基本與耐磨耐火可塑料相同,所不同是耐磨耐火搗打料,一般來說均在現(xiàn)場調(diào)配,用多少配多少,最適用于用量不大的修補(bǔ),而耐磨耐火可塑料,不宜久存,特別是開封后極易硬化,故較適用于用量較大的批量施工。如懸吊在爐膛內(nèi)的受熱管束,使用現(xiàn)存的可塑性軟坯在管節(jié)距之間搗打擠壓,即密實(shí)又施工方便。耐磨耐火澆注料是由耐火骨料和結(jié)合劑組成的混合料。交貨狀態(tài)為干狀,加水或其他液體調(diào)配使用。主要結(jié)合劑為水硬性結(jié)合劑,也可以采用陶瓷和化學(xué)結(jié)合劑,
30、以澆注、震動(dòng)的方法施工,無需加熱即可凝固硬化。保溫耐磨料的損壞主要集中在爐內(nèi)密相區(qū)、過熱屏底部、旋風(fēng)分離器入口及切向位置、旋風(fēng)分離器的入口伸縮節(jié)、回料器的平行位置,其損壞主要有脫落和磨損兩種情況,造成上述損壞的原因是多方面的。3.2.1耐磨料損壞的原因耐磨料的損壞主要有以下原因造成:(1)有些耐磨料其本身的成分配比不符和要求,使耐磨料的穩(wěn)定性達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,表面硬度減弱以及粘結(jié)力降低,耐磨料極易磨損和脫落。耐磨材料的的物理化學(xué)性能非常重要。一般來說,耐磨材料的耐壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、耐磨性、熱震穩(wěn)定性和重?zé)€變化是主要的考慮指標(biāo),同時(shí),高溫耐壓強(qiáng)度指標(biāo)也要考慮。有許多種耐磨材料結(jié)合劑須1200以上
31、溫度燒結(jié)后才有一定強(qiáng)度,在1200以下使用,因耐火材料達(dá)不到燒結(jié)溫度而導(dǎo)致強(qiáng)度很低,因此,在流化床鍋爐上選用效果不理想。(2)施工工藝不良也容易造成耐磨料的損壞,在施工中沒有嚴(yán)格按照料水(或磷酸結(jié)合劑)濃度進(jìn)行合理配比,耐磨料中水分較大或者沒有嚴(yán)格按照烘爐特性曲線進(jìn)行烘爐、施工時(shí)欲留的膨脹縫不符和要求或膨脹縫設(shè)計(jì)存在問題等,在運(yùn)行中極易造成耐磨料大片脫落。(3)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理也會造成耐磨料脫落,例如:抓釘、拉磚鉤數(shù)量較少以及設(shè)計(jì)強(qiáng)度較低都會造成耐磨料大面積脫落。從目前情況來看,我公司兩臺循環(huán)流化床鍋爐的分離器總體設(shè)計(jì)不是很合理;該墻原設(shè)計(jì)厚度304mm,內(nèi)層為150mm厚高強(qiáng)度耐磨耐火磚,外層
32、為154mm厚的耐火保溫澆注料,用拉磚鉤將耐火磚拉住。該結(jié)構(gòu)的墻保溫效果差,經(jīng)常造成墻體塌落,現(xiàn)在設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成棋盤式結(jié)構(gòu),效果較好。(4)運(yùn)行操作不當(dāng)也會造成耐磨料脫落,耐磨材料隨溫度的升降,產(chǎn)生膨脹或收縮,如果此膨脹或收縮受到約束,材料內(nèi)部就會產(chǎn)生應(yīng)力。耐磨材料屬非均質(zhì)的脆性材料,與金屬制品相比,由于它的熱導(dǎo)率和彈性較小、抗拉強(qiáng)度低、抵抗熱應(yīng)力破壞能力差、抗熱震性較低,在冷啟動(dòng)鍋爐和停爐冷卻時(shí)如果溫升較大,就會造成耐磨料的受熱不勻產(chǎn)生裂紋而脫落。3.2.2針對耐磨料損壞所采取的措施(1)對耐磨料進(jìn)行了招標(biāo),選擇有資質(zhì)的、信譽(yù)和質(zhì)量較好的耐火材料廠家進(jìn)行施工,在施工中嚴(yán)格施工工藝,加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)
33、督,對耐磨料的成分進(jìn)行不定期抽樣檢查,對不合格的產(chǎn)品一律拒絕使用。(2)旋風(fēng)分離器切向位置的耐磨料,飛灰碰撞積率最大、煙速和煙溫最高,磨損最嚴(yán)重、三維熱膨脹最大。我們對該處的耐磨料進(jìn)行了施工改造,將原有的耐火磚拆掉(部分脫落)增加了Y型抓釘,并在抓釘上面焊接了6mm的不銹鋼網(wǎng),外層用60mm的高溫硅酸鋁棉氈,中間用微孔保溫磚,內(nèi)層附以150mm厚的耐磨搗實(shí)料,經(jīng)過8個(gè)多月的實(shí)際運(yùn)行,保溫效果和強(qiáng)度都非常好。(3)回料器的水平段耐磨料經(jīng)常脫落,致使該處的鐵板燒紅,我們利用大修機(jī)會對該處進(jìn)行了改造:在耐磨料最內(nèi)層加裝了成型的碳化硅預(yù)制板,該板耐高溫,抗磨損沖刷,使用效果比較好。(4)對屏式過熱器和
34、水冷屏在下部增加了銷釘數(shù)量。(5)為了避免出現(xiàn)耐磨料脫落的現(xiàn)象發(fā)生,每次停爐和啟動(dòng),都應(yīng)嚴(yán)格按照溫升曲線進(jìn)行3.3過熱器超溫#3、4爐自投產(chǎn)以來,屏式過熱器冷段和熱段出口溫度一直偏高,在135MW冷段出口溫度最高達(dá)475,比設(shè)計(jì)值高出50.8在一級減溫器減溫水量26.1t/h時(shí),熱段出口溫度最高達(dá)534,比設(shè)計(jì)值高出40.6,其中3、4爐屏式過熱器高溫段部分管子由于過熱出現(xiàn)了球墨化現(xiàn)象。3.3.1原因分析(1) 在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí),由于設(shè)計(jì)人員比較保守,造成爐內(nèi)過熱器受熱面較多。(2) 在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí),沒有考慮分離器出口混合室內(nèi)懸吊管和隔墻管的輻射吸熱量。(3) 燃用煤種偏離設(shè)計(jì)煤種較大。(4) 運(yùn)行
35、中風(fēng)量配比偏差較大。3.3.2設(shè)備改造(1) #3爐分別將熱屏和冷屏去掉了一屏,并在下部增加了部分耐磨料。(2) #4爐在冷屏和熱屏底部增加了部分耐磨料,以減少冷屏和熱屏的整體吸熱量。(3) 為了減少屏過管子的熱偏差,分別在每屏出口前后兩側(cè)的管子增加了部分耐磨料。(4) 為了減少懸吊管和隔墻管處的輻射熱,分別將#3、4爐分離器出口混合室內(nèi)懸吊管和隔墻管加裝了隔熱護(hù)板。3.3.3運(yùn)行采取的措施(1) 點(diǎn)火過程中,運(yùn)行油槍應(yīng)霧化著火良好,燃燒器風(fēng)量適當(dāng);沖轉(zhuǎn)并列時(shí),調(diào)整回油門開度、調(diào)節(jié)級旁路,必要時(shí),開啟向空排氣門,維持主汽壓力穩(wěn)定,保證屏過壁溫不超溫,必要時(shí)減
36、少油槍投入數(shù)量。(2) 并列后初期升負(fù)荷,保持高壓調(diào)門全開,使汽壓、汽溫、負(fù)荷按規(guī)程規(guī)定上升,寧慢勿快,監(jiān)視屏過壁溫變化。(3) 初期投煤執(zhí)行“脈動(dòng)”給煤的規(guī)定,根據(jù)床溫變化率、氧量變化,確已著火方可連續(xù)少量給煤,否則穩(wěn)定電負(fù)荷提高床溫后重新投煤。給煤量緩慢均勻增加,使汽壓穩(wěn)定升高,注意一二次風(fēng)量的調(diào)整。避免可燃成分爐內(nèi)積存燃燒,床溫失去控制。(4) 根據(jù)汽溫變化情況,及時(shí)投入、調(diào)整減溫水,特別注意一級減溫水的調(diào)整,保證屏過熱段出口汽溫、壁溫不超溫。(5)
37、0; 給煤穩(wěn)定后,根據(jù)床溫變化率,床溫升至600以上,及時(shí)逐一切除油槍運(yùn)行,注意停止大油槍對床溫的影響。(6) 升負(fù)荷過程中,注意爐膛進(jìn)出口差壓、爐膛上下床壓、回料器壓力的變化,合理調(diào)節(jié)一二次風(fēng)比例,及時(shí)排渣置換床料,保證稀相區(qū)燃燒份額,控制床溫及升負(fù)荷速度。(7) 低負(fù)荷時(shí),一次風(fēng)比例大,隨床溫升高,一次風(fēng)比例降低,合理調(diào)節(jié)一二次風(fēng)比例及二次風(fēng)門開度,減小各層床溫與分離器進(jìn)出口煙溫差,減小兩側(cè)煙溫差。(8) 防止過熱器、再熱器壁溫超溫,應(yīng)煙氣側(cè)與蒸汽側(cè)調(diào)整相結(jié)合;升負(fù)荷過程中,應(yīng)以煙氣
38、側(cè)為主,調(diào)整減溫水為輔。(9) 高負(fù)荷時(shí),嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)定調(diào)節(jié)床溫,均勻給煤,根據(jù)煤質(zhì),適當(dāng)提高床壓,通過控制床溫控制屏過壁溫超溫;合理調(diào)節(jié)一二次風(fēng)比例及二次風(fēng)門開度,保持氧量,通過控制分離器出口煙溫及兩側(cè)偏差防止對流過熱器、再熱器壁溫超溫。(10)高負(fù)荷時(shí),注意協(xié)調(diào)一、二級減溫水比例,保證屏過出口、再熱器出口、過熱器出口汽溫、壁溫在規(guī)定范圍內(nèi)。(11)高負(fù)荷時(shí),加強(qiáng)再熱器、過熱器吹灰,不允許為汽溫而造成壁溫超溫,當(dāng)發(fā)生保持汽溫額定與壁溫超溫相矛盾時(shí),優(yōu)先保證過熱器、再熱器壁溫不超溫,盡可能提高汽溫,并滿足主、再熱汽溫差<27,主(再熱)汽溫A、B兩側(cè)之
39、差<14的規(guī)定。(12)當(dāng)發(fā)現(xiàn)過熱器壁溫、再熱器壁溫接近上限、或超溫時(shí),加強(qiáng)責(zé)任心,及時(shí)調(diào)整,不等不靠;當(dāng)調(diào)整無效,壁溫超溫與機(jī)組負(fù)荷相矛盾時(shí),減小鍋爐負(fù)荷并匯報(bào)值長。(13)穩(wěn)定運(yùn)行工況下,主、再熱汽溫保持正常,不允許超過540的現(xiàn)象出現(xiàn)。減溫水調(diào)整應(yīng)緩慢均勻,避免汽溫不允許大幅度變化。(14)當(dāng)發(fā)生斷堵煤恢復(fù)時(shí),緩慢增加給煤量,控制床溫、汽壓緩慢穩(wěn)定上升,并注意對汽溫、壁溫的監(jiān)視。(15)當(dāng)發(fā)生高加解列等異常情況時(shí),可適當(dāng)減負(fù)荷,控制床溫上升速度,防止汽溫、壁溫超溫。3.4冷渣器排渣困難本臺鍋爐共設(shè)置兩臺流化床冷渣器,分布于爐膛下部兩側(cè),布置在零米層,采用以水冷為主、風(fēng)冷為輔的雙冷卻
40、形式,鍋爐總灰量為14188.4kg/h,一臺冷渣器的設(shè)計(jì)底灰排出量為鍋爐總灰量的50%,一臺冷渣器即能滿足鍋爐正常運(yùn)行的需要。冷渣器的進(jìn)渣溫度為880°C,經(jīng)過冷渣器的兩個(gè)冷卻室的冷卻,落渣口的出渣溫度為150,而冷卻室蛇形管中的水溫從35加熱到70左右再引出到汽輪機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)。冷卻水的進(jìn)口溫度為35,壓力為1.2MPa,流量為80000kg/h。設(shè)計(jì)從冷渣器側(cè)面的正常排渣口排渣。運(yùn)河發(fā)電廠自投產(chǎn)以來,頻繁發(fā)生冷渣器堵渣現(xiàn)象,爐膛床料無法排出,造成床壓升高,被迫減負(fù)荷進(jìn)行處理;后期出現(xiàn)冷渣器結(jié)礁現(xiàn)象,造成停爐。3.4.2原因分析造成冷渣器頻繁堵渣的原因主要有以下三點(diǎn):3.4.2.1
41、高溫結(jié)礁(1) 床溫過高造成結(jié)礁(2) 細(xì)碎機(jī)未及時(shí)調(diào)整,粗細(xì)煤粒的分布不合理,造成密相區(qū)燃燒份額加大,床溫提高結(jié)礁。(3) 點(diǎn)火過程中投入冷渣器運(yùn)行,給煤落入冷渣器內(nèi),使冷渣器內(nèi)發(fā)生煤粒再燃,造成高溫結(jié)礁。3.4.2.2低溫結(jié)礁(1) 停爐時(shí)床料中煤粒未完全燃燒盡,產(chǎn)生低溫結(jié)焦,焦塊進(jìn)入冷渣器內(nèi)。(2) 配風(fēng)不合理和鍋爐長期低負(fù)荷運(yùn)行,爐膛流化不良可能造成爐膛局部結(jié)焦。(3) 爐膛內(nèi)流化不良,存在部分死區(qū),易使低溫焦塊生長。(4) 低溫焦
42、塊進(jìn)入冷渣器中,在冷渣器停運(yùn)及吹掃過程中,以其為內(nèi)核滾雪球似的長大,形成低溫焦。3.4.2.3其它原因結(jié)焦(1) 鍋爐本身缺陷造成的冷渣器堵塞:如爐膛內(nèi)有渣塊、落渣管處的風(fēng)帽堵塞、落渣管中耐火材料脫落等易造成結(jié)焦堵塞。(2) 冷渣器設(shè)計(jì)缺陷:冷渣器中間隔墻過高,較大的渣料由于流化困難,很難被從室吹到室。(3) 渣器堵塞后,不能與爐膛隔離,運(yùn)行中沒有清渣手段。(4) 運(yùn)行調(diào)整過程中,冷渣器運(yùn)行關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)視不到位。3.4.3設(shè)備改造情況(1)將冷渣器內(nèi)的中間隔墻降低,保留5塊耐火企口磚,高度約400mm。目的是便于主室內(nèi)的渣進(jìn)入副室,從而自正常排渣口排出。(2)降低正常排渣口的高度。即:將標(biāo)高從
43、4.733米下降至3.84米。做法:a、將4.733米高處的正常排渣口用厚度8mm的不銹鋼板(1Cr18Ni9Ti)滿焊封住。B、標(biāo)高3.84米處在冷渣器側(cè)墻用風(fēng)鎬開孔273mm,孔的直徑可適當(dāng)稍大,然后用273x10的鋼管與原正常排渣管道相連。管道規(guī)格:273x10,材質(zhì):Q235-A。管道與冷渣器外箱體之間圓周焊接,焊縫高度8mm。(4) 在冷渣器回風(fēng)管上增加手動(dòng)隔絕門。增加該手動(dòng)門有兩個(gè)作用:一是當(dāng)爐膛排渣口堵塞時(shí)可以將該門關(guān)閉,利用冷渣風(fēng)機(jī)的風(fēng)將排渣口鼓開;二是當(dāng)冷渣器內(nèi)結(jié)礁或冷卻水管道泄漏時(shí)可以將該門關(guān)閉后進(jìn)行事故處理。(5) 在冷渣器底部加裝了壓力測點(diǎn),根據(jù)
44、壓力合理控制排渣時(shí)間。3.4.4運(yùn)行采取的措施:(1)嚴(yán)格控制床溫,將床溫控制在850900,嚴(yán)禁床溫超過950。(2)每天對入爐煤進(jìn)行檢驗(yàn),嚴(yán)格控制入爐煤粒度的均勻性,并保證粒度不大于10mm,發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)情況時(shí)應(yīng)及時(shí)更換細(xì)碎機(jī)錘頭。(3)冷渣器投運(yùn)時(shí),選擇床溫達(dá)到600時(shí),應(yīng)平緩?fù)度耄WC床料得到良好的流化和床料中的煤粒燃盡,使冷渣器不致受到過度熱應(yīng)力的損壞。(4)在停爐熄火后,應(yīng)加強(qiáng)爐內(nèi)通風(fēng)以保證床料中的煤粒燃盡和得到充足的冷卻,并嚴(yán)密監(jiān)視床溫不得超過400,如果發(fā)現(xiàn)有生溫傾向應(yīng)加大通風(fēng)量。(5)合理控制一、二次風(fēng)配比,保證床料得到充分燃盡和流化。(6)合理控制A、D給煤機(jī)的進(jìn)煤量,使A、
45、D給煤機(jī)的給煤量盡量小一些,一方面可以減少排渣的含碳量,另一方面可以減少側(cè)墻水冷壁的磨損。(7)實(shí)行間斷排渣并保持冷渣器內(nèi)的床料在一定位置,以減少排渣的可燃物含量和使床料得到充分的冷卻。3.5給煤機(jī)堵煤本臺鍋爐共設(shè)四臺給煤機(jī)兩個(gè)原煤倉,一個(gè)原煤倉分別對應(yīng)兩臺給煤機(jī),自標(biāo)高30米至22米為一體,自22米向下至18.5米分成兩個(gè)金屬煤斗分別與兩臺給煤機(jī)連接。每臺給煤機(jī)所連接的煤斗設(shè)有4臺空氣炮。原煤倉設(shè)計(jì)形狀為方錐型, 12mm厚的Q235鋼板,內(nèi)襯3mm不銹鋼板;煤斗下部收口為方型,安裝電動(dòng)插板門,由“天方地圓”收成圓筒,接入給煤機(jī)。自投產(chǎn)以來,頻繁發(fā)生給煤機(jī)堵煤、斷煤現(xiàn)象,倉壁掛煤嚴(yán)重,雖經(jīng)空
46、氣炮疏松但無明顯效果,只能用人工進(jìn)行敲打和投通。特別是雨季煤濕,堵煤現(xiàn)象更為嚴(yán)重。3.5.1原因分析經(jīng)過認(rèn)真觀察分析,認(rèn)為堵煤現(xiàn)象的頻繁發(fā)生主要有以下原因造成:(1) 入爐煤含水量較大,增加了煤的粘度。實(shí)踐證明:當(dāng)煤的含水量在8%15%范圍內(nèi)粘性最大,煤在煤倉中極容易結(jié)塊產(chǎn)生堵煤現(xiàn)象。(2) 煤倉和入口電動(dòng)門結(jié)構(gòu)不合理:煤倉設(shè)計(jì)為方錐型,入口電動(dòng)門為方型結(jié)構(gòu),兩臺給煤機(jī)共用一個(gè)原煤倉。中間分叉后變兩個(gè)煤斗接入給煤機(jī),由于倉壁四角產(chǎn)生“雙面摩擦”和擠壓,越接近下煤口部位摩擦力和擠壓力會越大,所以在四角部位積煤特別嚴(yán)重。電動(dòng)插板門后為“天方地圓”結(jié)構(gòu),由于設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留高度太短
47、,所以收縮太快,造成坡度減小容易堵煤。3.5.2設(shè)備改造情況(1) 對原煤倉進(jìn)行了改造,從原煤倉的分叉處往下由方型改為圓形結(jié)構(gòu),分三節(jié)形成雙曲線型結(jié)構(gòu),內(nèi)貼高分子PST板,去掉空氣炮,每個(gè)煤斗對稱加裝了由北京派通公司生產(chǎn)的疏松機(jī)。(2) 將給煤機(jī)入口電動(dòng)插板門更換為雙向液壓門,該門為圓形桶體結(jié)構(gòu),采用液壓雙向插板設(shè)計(jì),相對開關(guān)。由于門的內(nèi)壁為圓柱型結(jié)構(gòu),從而減少了煤和門壁的摩擦,避免了門后堵煤現(xiàn)象的發(fā)生。3.5.3運(yùn)行采取的措施(1)加強(qiáng)入爐煤的摻配,嚴(yán)格入爐煤的化驗(yàn)制度,將入爐煤的水分控制在8%以內(nèi)。(2)每周利用低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),進(jìn)行一次煤倉低煤位燃燒,以便于將積在煤倉
48、四周的積煤“清理”干凈。避免長期滿煤運(yùn)行造成的四角積煤。(3) 加強(qiáng)上煤巡檢制度,杜絕雜物進(jìn)入煤倉造成堵煤。(4) 如果長時(shí)間停爐,必須進(jìn)行空倉燃燒處理,防止煤在倉內(nèi)長時(shí)間堆積造成結(jié)塊積煤。(5) 遇到雨天和煤濕時(shí),煤倉上煤應(yīng)采取低煤位、勤上煤的辦法,始終讓煤位在較低狀態(tài)下運(yùn)行,避免濕煤在倉中結(jié)塊。3.6非金屬膨脹節(jié)的損壞就SG?440/13.7?M562循環(huán)流化床鍋爐總體而言,爐膛與旋風(fēng)分離器進(jìn)口煙道之間、分離器與旋風(fēng)分離器出口煙道之間、出口煙道與尾部前墻入口之間、分離器與直管之間、回料器入爐斜管
49、與回料彎管之間、冷渣器進(jìn)渣管與冷渣器箱體之間及回料管與箱體之間皆有非金屬柔性膨脹節(jié),以解決從冷態(tài)到熱態(tài)兩者之間的三維的相對位移。自投產(chǎn)運(yùn)行以來,爐膛與旋風(fēng)分離器進(jìn)口煙道之間的非金屬膨脹節(jié),經(jīng)過幾次停爐檢查發(fā)現(xiàn)伸縮節(jié)導(dǎo)向板部分變形、燒壞,且磨損較為嚴(yán)重,以至于部分縫塞和高溫棉被煙氣吹跑,雖經(jīng)多次處理但始終沒有達(dá)到滿意的效果。3.6.1原因分析(1)現(xiàn)場施工時(shí),沒有嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行施工,伸縮縫內(nèi)的縫塞質(zhì)量較差致使縫塞經(jīng)常被抽走。(2)所用的導(dǎo)流板耐溫性能較差,經(jīng)常發(fā)生過熱變形。(3)運(yùn)行操作不當(dāng)造成該處“負(fù)壓”過大,致使縫塞被煙氣帶走。(4)
50、160; 伸縮節(jié)前后耐磨料脫落,造成伸縮縫內(nèi)縫塞失效。3.6.2其它防范措施(1)加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)督,確保分離器入口的壓力保持在“微正壓”運(yùn)行。(2)利用停爐機(jī)會對伸縮節(jié)進(jìn)行檢查,及時(shí)清理伸縮縫內(nèi)的積灰,發(fā)現(xiàn)縫塞和導(dǎo)流板損壞時(shí)要及時(shí)進(jìn)行更換處理,防止缺陷擴(kuò)大。(3)伸縮節(jié)前后由于運(yùn)行膨脹不勻會出現(xiàn)縱向裂紋,每次停爐時(shí)要對裂紋中的灰及時(shí)進(jìn)行清理,避免爐運(yùn)行時(shí)膨脹受限而損壞伸縮節(jié)。3.6.3設(shè)備改造情況(1)伸縮節(jié)仍然采用上鍋廠原設(shè)計(jì)的“Z”型結(jié)構(gòu),伸縮節(jié)前兩側(cè)墻比伸縮節(jié)后增加15mm厚度,并采用平滑過渡。(2)伸縮縫內(nèi)部縫塞必須固定好,并用5mm銷釘插入
51、縫塞中,向火側(cè)采用2mm的不銹鋼網(wǎng)制成的“U”型護(hù)網(wǎng),最后焊上導(dǎo)流板。不銹鋼網(wǎng)和導(dǎo)流板材質(zhì)為1Cr25Ni20Si2耐高溫材料。4結(jié) 論循環(huán)流化床鍋爐因其具有燃料適應(yīng)性廣,低溫燃燒氮氧化物排放量低,可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫等優(yōu)點(diǎn),適應(yīng)了當(dāng)今社會對能源與環(huán)境保護(hù)同時(shí)提出了更高要求的潮流,因此,近年來循環(huán)流化床鍋爐得到了迅猛的發(fā)展,循環(huán)流化床鍋爐的容量也日趨擴(kuò)大,本文所述均為我公司兩臺440t/h循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行一年以來出現(xiàn)的問題討論,隨著對流化床鍋爐認(rèn)識的加深和經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)一步積累,流化床鍋爐的安全可靠性和穩(wěn)定性也得到了很大提高,希望本文能夠給其它同類流化床鍋爐的工作者提供有益的幫助,同時(shí),也希
52、望各位同行就本文的不足之處給予指正和提出寶貴的建議。轉(zhuǎn)貼于 中國論文下載中心 循環(huán)流化床鍋爐燃燒穩(wěn)定性的運(yùn)行調(diào)整方式建議摘要文章針對某型號循環(huán)流化床鍋爐在調(diào)試和試生產(chǎn)階段出現(xiàn)的典型問題,分析了床層溫度、流化風(fēng)量和料層差壓等參數(shù)對運(yùn)行穩(wěn)定性的影響,并對運(yùn)行中的燃燒調(diào)整方式提出了建議。關(guān)鍵詞床層溫度料層差壓燃燒調(diào)整循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、氮氧化物排放低、負(fù)荷調(diào)節(jié)比大和負(fù)荷調(diào)節(jié)快等突出優(yōu)點(diǎn),大容量機(jī)組已被發(fā)電等行業(yè)所接受。對其燃燒調(diào)整技術(shù)的深入研究,將為循環(huán)流化床鍋爐的推廣、改進(jìn)和大型化提供前提和基礎(chǔ)。循環(huán)流化床鍋爐燃燒穩(wěn)定性主要表現(xiàn)為合理的料層差壓、穩(wěn)定的流化風(fēng)量、適宜的床層溫
53、度以及合理的循環(huán)倍率。下面針對某公司自備電廠2號鍋爐在調(diào)試和試生產(chǎn)階段中出現(xiàn)的典型問題,對循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行過程中,影響燃燒穩(wěn)定性的主要因素進(jìn)行分析,同時(shí)對鍋爐安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、潔凈運(yùn)行提供燃燒調(diào)整的建議。1 設(shè)備概況某公司自備電廠2號鍋爐為220t/h高溫高壓循環(huán)流化床燃煤鍋爐,于2005年1月投產(chǎn)。鍋爐為“” 型布置,燃燒室、旋風(fēng)分離器和返料器構(gòu)成物料熱循環(huán)回路。燃燒室(爐膛)蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu),底部設(shè)有水冷布風(fēng)板。燃燒室與尾部對流煙道之間布置了兩個(gè)內(nèi)徑5m的高溫汽冷旋風(fēng)分離器,每個(gè)旋風(fēng)分離器回料腿下布置1個(gè)U形非機(jī)械型返料器。返料器的返料方式為自平衡式,
54、其返料風(fēng)采用2臺并聯(lián)高壓流化風(fēng)機(jī)單獨(dú)供給。鍋爐采用前墻四點(diǎn)給煤,在給煤系統(tǒng)中通入一次風(fēng)分支來的密封風(fēng)和播煤風(fēng),以克服給料點(diǎn)正壓并有利于煤向床內(nèi)播放。鍋爐排渣在燃燒室底部,燃燒后較粗的爐渣從布風(fēng)板上的三根273mm的放渣管放出,經(jīng)3臺滾筒式冷渣器排出。鍋爐配風(fēng)采用并聯(lián)系統(tǒng),即各個(gè)風(fēng)機(jī)均單獨(dú)布置:鍋爐設(shè)有一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、高壓風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī),采用平衡通風(fēng)方式,壓力平衡點(diǎn)設(shè)在燃燒室出口。鍋爐采用床下動(dòng)態(tài)點(diǎn)火方式。在風(fēng)室后部布置有兩個(gè)啟動(dòng)點(diǎn)火燃燒室,每個(gè)燃燒室裝有一支簡單機(jī)械霧化油槍,并配有高能點(diǎn)火器和火焰檢測器。表1 主要風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)備名稱型號Q/ m3?h-1p/ kPa一次風(fēng)機(jī)G6-3522.
55、5F21370019.91二次風(fēng)機(jī)G4-60-1418.5F17490010.36高壓風(fēng)機(jī)SNH822219071.25引風(fēng)機(jī)Y4-60-1424.5F2444006.2鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)為霍林河褐煤:收到基碳為31.57%,收到基氫為2.22%,收到基氧為9.07%,收到基氮為0.57%,收到基硫?yàn)?.43%,收到基灰分為27.49%,收到基水分為28.65%,干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf為43.37%,低位發(fā)熱量Qnet,ar為11290kJ/kg;變形溫度為1150,軟化溫度為1300,流動(dòng)溫度為大于1450;煤的粒徑范圍為010mm,燃料消耗量51.13t/h。2鍋爐運(yùn)行狀況2.1流化試驗(yàn)相同出
56、力的循環(huán)流化床鍋爐的臨界流化風(fēng)量在45000m3/h左右,此時(shí)的布風(fēng)板空床阻力在3000Pa左右。從表盤數(shù)據(jù)分析,在這個(gè)風(fēng)量下該爐也處于流化狀態(tài)。此時(shí)打開8m平臺人孔門觀察發(fā)現(xiàn),整個(gè)床面只從爐后向爐前流化了大約2/3,而爐前的1/3還處于靜止?fàn)顟B(tài)。表計(jì)的一次元件安裝位置恰恰是在側(cè)墻的中間位置。所以,表盤數(shù)據(jù)已經(jīng)不能作為監(jiān)視流化的手段。關(guān)閉所有風(fēng)門擋板,控制人孔門處負(fù)壓,在人孔門打開的情況下實(shí)際觀察,發(fā)現(xiàn)流化并不是在某一風(fēng)量下整床出現(xiàn)的,而是隨著流化風(fēng)量的逐漸增大,流化現(xiàn)象沿爐后向爐前逐步推進(jìn),在流化風(fēng)量為70000m3/h時(shí),爐前床面才處于鼓泡狀態(tài),而此時(shí)爐后部分的流化已經(jīng)很劇烈。為保證充分流
57、化,取80000m3/h為臨界流化風(fēng)量,查布風(fēng)板空床阻力曲線,對應(yīng)的空床阻力只有1000Pa左右。2.2床層溫度鍋爐點(diǎn)火后,由于流化不均,床層溫度表現(xiàn)為前后不均,左右不均,上下不均,最大偏差可達(dá)400,因此監(jiān)視床層的平均溫度已經(jīng)沒有意義。而爐膛上部稀相區(qū)溫度也偏差很大。該爐燃用煤種為褐煤,著火點(diǎn)較低,所以只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通過看火孔點(diǎn)動(dòng)投煤,觀察床面顏色進(jìn)行判斷。在連續(xù)投煤以后,選擇其中的幾個(gè)溫度點(diǎn)作為運(yùn)行控制的監(jiān)視數(shù)據(jù)。2.3料層差壓該爐左右側(cè)墻安裝有料層差壓表計(jì),但由于位置設(shè)計(jì)不合理,使得該表計(jì)顯示數(shù)值偏小,而且在完全流化之后也沒有料層差壓的平滑曲線出現(xiàn),始終表現(xiàn)為單調(diào)上升,因此不能作為運(yùn)行中料
58、層厚度的監(jiān)視數(shù)據(jù)。為了保證鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行,利用合理的參數(shù),我們補(bǔ)充了2套監(jiān)視手段:其一,采用雙參數(shù)控制法,即監(jiān)視流化風(fēng)量和風(fēng)室壓力。保證流化風(fēng)量不低于臨界流化風(fēng)量,保證風(fēng)室壓力不低于根據(jù)料層允許差壓反推計(jì)算后的風(fēng)室壓力;其二,采用理論計(jì)算的料層差壓數(shù)據(jù)。料層差壓風(fēng)室壓力-流化風(fēng)量對應(yīng)下的布風(fēng)板空床阻力-密相區(qū)出口壓力,該數(shù)據(jù)經(jīng)過邏輯計(jì)算,在DCS畫面上以特殊顏色顯示。3 床層溫度與流化風(fēng)量的調(diào)整與分析循環(huán)流化床鍋爐的燃燒是在特殊的流體動(dòng)力特性下進(jìn)行的。在稀相區(qū)的特殊流體動(dòng)力特性下,固體物料被速度大于單顆粒物料的終端速度的氣流所流化,物料以顆粒團(tuán)的形式上下運(yùn)動(dòng),顆粒團(tuán)不斷
59、地形成、解體又重新形成,產(chǎn)生高度返混,并伴有貼壁下降流,并不象在氣力輸送系統(tǒng)中立即被氣流夾帶,其環(huán)-核形式的流動(dòng)結(jié)構(gòu)對爐內(nèi)的燃燒和傳熱有重要的影響。而在密相區(qū),高速運(yùn)動(dòng)的煙氣與流化的湍流擾動(dòng)極強(qiáng)的固體顆粒密切接觸,進(jìn)行流態(tài)化燃燒反應(yīng)過程。由于燃燒反應(yīng)控制在動(dòng)力燃燒區(qū)內(nèi),燃燒速率主要取決于化學(xué)反應(yīng)速率,也就是決定于溫度水平,因此床層溫度的高低就是燃燒能否持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行的關(guān)鍵。同時(shí)為了避免床面和返料器內(nèi)結(jié)焦, 根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)運(yùn)行中將床層溫度控制在800850之間。通過冷態(tài)流化試驗(yàn),確定該爐的臨界流化風(fēng)量為80000m3/h。循環(huán)流化床內(nèi)沿高度方向劃分為密相床層(布風(fēng)板以上)和稀相空間(爐膛上部),
60、床內(nèi)的床料絕大部分是惰性的灼熱灰渣,其可燃物含量只占很小一部分。密相床層相當(dāng)于一個(gè)“大蓄熱池”,煤粒燃燒釋放出熱量,流化風(fēng)的加熱吸收熱量,床層與水冷壁的傳熱散發(fā)熱量,從而使床層保持一定的溫度水平。據(jù)參考文獻(xiàn)1,床層與水冷壁的傳熱量Qa可寫成:其中:Qa床層與水冷壁的傳熱量,W;A流化床中的裸露蒸發(fā)表面積,m2;hc對流項(xiàng)換熱系數(shù),W/m2?K;hr輻射項(xiàng)換熱系數(shù),W/m2?K;Tb床層溫度,K;Ts管壁溫度,K;
61、160; 181 182 184 185 b燃燒區(qū)的床層密度,kg/m3;從公式1可見,在穩(wěn)定工況下燃燒區(qū)的床層密度是改變床層對壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的直接因素,為維持床層溫度和管壁溫度穩(wěn)定在一定范圍內(nèi),2號鍋爐額定負(fù)荷的流化風(fēng)量在90000 m3/h130000 m3/h之間,設(shè)計(jì)煤種的低位發(fā)熱量為11290kJ/kg、燃料消耗量51.13t/h,流化風(fēng)加熱吸收的熱量約占鍋爐輸入熱量的16%,因此在鍋爐燃料量和鍋爐蒸發(fā)量基本平衡的前提下,調(diào)整流化風(fēng)量可以有效地控制床層溫度。4料層差壓的調(diào)整與分析2號循環(huán)流化床鍋爐的料層差
62、壓選擇了布風(fēng)板上方靜壓和密相區(qū)上邊界靜壓之差作為料層差壓的運(yùn)行監(jiān)視值,但其運(yùn)行代表性并不理想。因此,在調(diào)試過程中采用前述的2套料層差壓監(jiān)視手段,控制范圍定為8.0±2kPa,試運(yùn)中燃燒穩(wěn)定性良好、排渣時(shí)機(jī)準(zhǔn)確。布風(fēng)板阻力曲線是在冷態(tài)、空床狀態(tài)下,調(diào)整流化風(fēng)量測試并擬合取得的,圖1為2號爐布風(fēng)板空床阻力曲線。從床層差壓的運(yùn)行測點(diǎn)安裝看,這一參數(shù)體現(xiàn)一段定高度區(qū)域的差壓變化,表征的是物料靜止?fàn)顟B(tài)下的堆積厚度,運(yùn)行中代表的是該段區(qū)域空隙率或床料的密度變化,因此床層差壓過低,則床料密度下降,運(yùn)行表現(xiàn)為床層溫度不易控制,鍋爐出力不足,煤質(zhì)好的時(shí)候容易超溫造成床面結(jié)焦,煤質(zhì)差的時(shí)候床溫下降,影響燃燒穩(wěn)定性,有可能無法點(diǎn)燃新進(jìn)入的燃料導(dǎo)致鍋爐滅火。床層差壓升高,則床
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