75t／h循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行和控制

1、75t/h循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行和控制孟慶森，宗華(山東郯化集團(tuán)有限責(zé)任公司，山東276100)        摘  要 提供了一個(gè)循環(huán)流化床鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的實(shí)例，對(duì)水汽系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)等進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，最后還對(duì)負(fù)荷調(diào)節(jié)、床溫調(diào)節(jié)等問(wèn)題進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞 循環(huán)流化床鍋爐 CFB 負(fù)荷調(diào)節(jié)1 前言山東恒通化工股份有限公司熱電三期工程采用濟(jì)南鍋爐廠的3臺(tái)75t/h循環(huán)流化床鍋爐，于2000年7月5日點(diǎn)火投運(yùn)，負(fù)荷從40%逐步提高，7月8日達(dá)到了滿(mǎn)負(fù)荷(75t/h)運(yùn)行，一直在鍋爐的額定負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行。鍋爐的型號(hào)：YG-75

2、/3.82-M1，額定蒸發(fā)量：75t/h，額定蒸汽壓力：3.82MPa，額定蒸汽溫度：450，給水溫度：150，設(shè)計(jì)燃料：Qydw=12669kJ/kg，熱效率：85%，燃料消耗量：18832kg/h，爐膛橫截面積：5.29×3.17m2(60×5無(wú)縫管160根)，排煙溫度：150，一、二次風(fēng)比例：1：1。2 水汽系統(tǒng)流程    鍋爐給水由總管引出后，經(jīng)孔板流量計(jì)，接到7米平臺(tái)，分為三路。一路為DN50調(diào)節(jié)閥，鍋爐在小負(fù)荷下運(yùn)行或點(diǎn)火時(shí)，由計(jì)算機(jī)手動(dòng)操作(軟手動(dòng))。另一路為DN100×80調(diào)節(jié)閥，在鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，可由計(jì)算機(jī)根據(jù)汽包液

3、位三沖量調(diào)節(jié)的信號(hào)全自動(dòng)控制(也可由計(jì)算機(jī)作軟手動(dòng)操作，進(jìn)行人工控制)。按要求流過(guò)的鍋爐給水首先進(jìn)入省煤器，然后進(jìn)入鍋筒，鍋筒的下降管將爐水引至下聯(lián)箱，在焊接于下聯(lián)箱上的膜式水冷壁中被加熱汽化，再由上聯(lián)箱匯集引入汽包。汽包上部8根108×5的無(wú)縫管將飽和蒸汽引至低溫過(guò)熱器進(jìn)口集箱。經(jīng)低過(guò)加熱的蒸汽溫度可達(dá)到380400。為保證鍋爐出口蒸汽溫度達(dá)到450，低過(guò)后的蒸汽分兩組進(jìn)入并聯(lián)的前減溫器和后減溫器。前減溫器的減溫水量由鍋爐出口蒸汽溫度值決定，后減溫器的減溫水量是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)由后減溫器的蒸汽溫度來(lái)設(shè)定的。兩個(gè)減溫器出口蒸汽同時(shí)進(jìn)入高溫過(guò)熱器進(jìn)口集箱，經(jīng)高溫過(guò)熱后達(dá)到450，進(jìn)入高過(guò)出口集

4、箱，再經(jīng)出口管，彎管流量計(jì)，送到蒸汽母管。    鍋爐給水的第三路為DN50的截止閥引出減溫水，送到爐頂后，通過(guò)兩個(gè)調(diào)節(jié)閥控制前后兩組減溫器，其減溫方式為噴水減溫。    從以上流程敘述可以看出，若鍋爐無(wú)排污，無(wú)泄漏，鍋爐的給水和供汽量應(yīng)是相等的。經(jīng)過(guò)近10天的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)(后面有表)，鍋爐產(chǎn)汽較給水低1.7%左右。這對(duì)于兩套(水、汽)流量測(cè)量系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是在其誤差范圍之內(nèi)的。3 燃燒系統(tǒng)與點(diǎn)火    鍋爐的給煤由三臺(tái)螺旋給煤機(jī)(325×10)按照給定的轉(zhuǎn)速(也可由負(fù)荷調(diào)節(jié)給出一個(gè)自調(diào)動(dòng)信號(hào)來(lái)控制)將煤

5、送入燃燒室。燃燒室底部是水冷布風(fēng)板，布風(fēng)板面積為4.23×2.03m2。布風(fēng)板上均勻布置了551個(gè)風(fēng)帽，以及3個(gè)159×10的排渣口。預(yù)熱后的一次風(fēng)通過(guò)風(fēng)帽送入爐膛，使?fàn)t料在較高的流化風(fēng)速下燃燒。床溫的工藝指標(biāo)為850950(鍋爐廠的設(shè)計(jì)參數(shù)為800900)。實(shí)際運(yùn)行中床溫都在1000左右。按比例，二次風(fēng)約占總空氣量的50%。二次風(fēng)預(yù)熱后的溫度也是150。經(jīng)21個(gè)噴咀進(jìn)入爐膛。其結(jié)構(gòu)是上、中、下三層布置，7組共21個(gè)噴咀。二次風(fēng)的作用是補(bǔ)充燃燒所需的氧氣，以及加強(qiáng)摻混。含灰煙氣在爐膛出口分左右兩路進(jìn)入兩個(gè)旋風(fēng)分離器。被分離下的顆粒經(jīng)返料器的“U”形閥返回爐膛循環(huán)再燃。離開(kāi)旋

6、風(fēng)分離器的煙氣經(jīng)高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器進(jìn)入尾部煙道，再依次經(jīng)過(guò)省煤器、二次風(fēng)預(yù)熱器、一次風(fēng)預(yù)熱器，到達(dá)電除塵器。在電除塵器中99.5%以上的煙塵被除去，符合環(huán)保要求的煙氣被引風(fēng)機(jī)送入120米高的煙囪，排入大氣。    燃燒系統(tǒng)各設(shè)備運(yùn)行狀況見(jiàn)表1。                           

7、;                                       從表1中可看出各設(shè)備都還有一定的余量，尤其是給煤機(jī)的余量最大。一、二次風(fēng)的風(fēng)量雖已達(dá)到了設(shè)備的額定值，但其風(fēng)壓還可提高，電動(dòng)機(jī)的電流只是額定

8、電流的2/3，所以設(shè)備潛力還是有的。但是燃燒的強(qiáng)度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超出了設(shè)計(jì)值。如床溫已到1000，爐膛出口溫度達(dá)到了970。減溫器后的蒸汽溫度為253，與3.9MPa的飽和蒸汽溫度(249)差不多，鍋爐能否提高到110%的負(fù)荷，達(dá)到82t/h以上，有待試驗(yàn)研究。    下面是幾個(gè)相關(guān)參數(shù)的對(duì)比分析，見(jiàn)表2。    鍋爐的點(diǎn)火：鍋爐后側(cè)設(shè)2支點(diǎn)火油槍?zhuān)捎么蚕曼c(diǎn)火。“0”號(hào)輕柴油在鼓風(fēng)室內(nèi)充分燃燒后，其熱量隨一次風(fēng)通過(guò)風(fēng)帽進(jìn)入床層，將爐料加熱。點(diǎn)火過(guò)程中，一要注意防止滅火，滅火后必須及時(shí)停油，將油氣抽凈，才能重新點(diǎn)火，否則易發(fā)生爆炸

9、。二是鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量適當(dāng)小一點(diǎn)，以滿(mǎn)足爐料能夠均勻流化為標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)保證風(fēng)室溫度700。如果風(fēng)量過(guò)大，風(fēng)速過(guò)快，燃油熱量不能被爐料充分吸收，就被引風(fēng)機(jī)抽走，既浪費(fèi)油，又延長(zhǎng)了點(diǎn)火時(shí)間。     油槍的工作壓力是1.96MPa，耗油量200kg/h?？刂频卯?dāng)，冷態(tài)點(diǎn)火，2小時(shí)就可完成，點(diǎn)火一次耗油1.52噸。為保證鍋爐受熱均勻，點(diǎn)火時(shí)間應(yīng)大于2小時(shí)。4 運(yùn)行分析4.1 水汽系統(tǒng)    在水汽系統(tǒng)中設(shè)置了4個(gè)調(diào)節(jié)閥，給水管路上為一個(gè)DN100×80的主閥和一個(gè)DN50的副閥。主閥為正常運(yùn)行時(shí)，由汽包液位三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制。副

10、閥為計(jì)算機(jī)軟手操控制。另兩個(gè)為DN20的減溫水調(diào)節(jié)閥。從運(yùn)行情況看，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靈敏可靠，工作正常。鍋爐液位穩(wěn)定在±15mm范圍之內(nèi)(運(yùn)行指標(biāo)±30mm)。蒸汽溫度穩(wěn)定在445±5，保證了汽機(jī)進(jìn)口溫度435的指標(biāo)。鍋爐水、汽系統(tǒng)的操作全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，鍋爐產(chǎn)汽量連續(xù)10天在1790噸上下，平均為74.5噸/小時(shí)，達(dá)到了鍋爐的額定蒸發(fā)量。4.2 燃燒系統(tǒng)    燃燒系統(tǒng)的運(yùn)行操作彈性很大，前面已作過(guò)分析論述，下面將最近4天的給煤、給水及蒸汽產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)如表3。     從化驗(yàn)中心的分析報(bào)告單中可知75t

11、/hCFB鍋爐的給煤為Qydw=16720kJ/kg，是較好的流化床爐料，除塵灰的發(fā)熱量為2090kJ/kg，爐渣的可燃物含量為3.82%，說(shuō)明這臺(tái)鍋爐的燃燒效果是較好的(6號(hào)、7號(hào)流化床鍋爐的爐渣可燃物為5%左右，拋煤機(jī)鍋爐的爐渣可燃物高達(dá)10%以上)。    首次采用的電除塵器自7月7日投運(yùn)以來(lái)運(yùn)行正常，三個(gè)電場(chǎng)只要開(kāi)兩個(gè)，除塵效果就很好，除塵效率95%，能夠達(dá)到環(huán)保要求。5 幾個(gè)問(wèn)題的探討5.1 關(guān)于負(fù)荷調(diào)節(jié)問(wèn)題    若以汽包壓力為負(fù)荷調(diào)節(jié)的依據(jù)，通過(guò)變頻器接受負(fù)荷調(diào)節(jié)的指令，改變給煤電機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可實(shí)現(xiàn)鍋爐負(fù)荷的自動(dòng)控制。根

12、據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，調(diào)節(jié)給煤量，對(duì)負(fù)荷(汽包壓力)的影響不顯著，有遲后現(xiàn)象，如果引入蒸汽流量，負(fù)荷調(diào)節(jié)有可能實(shí)現(xiàn)。5.2 關(guān)于床溫調(diào)節(jié)    一是床溫的控制指標(biāo)。運(yùn)行參數(shù)定在850950，而實(shí)際的運(yùn)行卻在990-1000之間。二是床溫的控制方法。設(shè)計(jì)的控制方法是用鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。即床溫升高，加大鼓風(fēng)量，反之減風(fēng)。這種調(diào)節(jié)是有限度的，一般為床溫的±5%，若床溫超出了給定值的±5%，就要用減煤或加煤的方式來(lái)調(diào)節(jié)床溫。5.3 煙氣氧含量的調(diào)節(jié)    煙氣氧含量的控制指標(biāo)是3-5%，這是合理的空氣過(guò)剩系數(shù)值。目前鍋爐的煙氣氧含量實(shí)測(cè)值為7-8%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出了指標(biāo)。如果減少二次風(fēng)量，同時(shí)按一、二次風(fēng)1：1的配比減少鼓風(fēng)量，引風(fēng)量也可同時(shí)減下來(lái)，那么鍋爐的熱效率可能會(huì)高一些。若操作得當(dāng)，鍋爐的出力仍有可能達(dá)到75t/h的額定值。5.4 鍋爐爐膛壓力的調(diào)節(jié)    爐膛壓力(出口)為-20Pa，實(shí)際運(yùn)行中的變化范圍是50250Pa，不僅變化幅度大，而且變化速率快。只有對(duì)爐膛負(fù)壓的測(cè)量值作大幅的阻尼，才有可能實(shí)現(xiàn)爐膛壓力的自調(diào)。5.5 床層差壓的自動(dòng)控制    若