300mw循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行優(yōu)化

300mw循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行優(yōu)化

一、循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)蒙古京泰發(fā)電有限公司使用了2300噸循環(huán)流量控制器。本發(fā)明臺(tái)設(shè)備的相關(guān)鍋爐是由東方桶（集團(tuán)）有限公司設(shè)計(jì)、建造的具有自然邊界自然循環(huán)、循環(huán)流化燃燒、一次中間熱、冷熱風(fēng)分析儀、單管、平衡通風(fēng)、固體排放等特點(diǎn)的循環(huán)記錄儀。鍋爐型號(hào)為DG1089/17.4-Ⅱ1。配套主機(jī)為兩臺(tái)NZK300-16.67/538/538型亞臨界、一次中間再熱、雙缸雙排汽單軸直接空冷抽汽式汽輪機(jī)。二、啟動(dòng)階段的運(yùn)行1.關(guān)注點(diǎn)火底料的使用(1)點(diǎn)火底料的配制。循環(huán)流化床鍋爐在啟動(dòng)前必須鋪設(shè)一定的啟動(dòng)床料,床料鋪設(shè)的厚度、顆粒的大小,都會(huì)影響到鍋爐的啟動(dòng)過(guò)程。循環(huán)流化床鍋爐的耗油量與啟動(dòng)床料的厚度、床壓的高低有密切的聯(lián)系,在啟動(dòng)時(shí)如果點(diǎn)火底料鋪設(shè)過(guò)厚,就必須用較大的一次風(fēng)量來(lái)使床料流化,爐內(nèi)整體溫升緩慢,加熱到投煤溫度所用的時(shí)間就長(zhǎng),延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間,浪費(fèi)了燃油;底料過(guò)薄,則容易吹穿,局部流化不好,安全性下降。床料顆粒的大小也是必須要關(guān)注的,如分配不合理,大的大、小的小,就會(huì)在點(diǎn)火過(guò)程中出現(xiàn)“死床”現(xiàn)象。因?yàn)檩^大的顆粒不易流化停在床面上,小顆粒則很容易被煙氣帶走不再返回爐膛參加循環(huán)。爐內(nèi)循環(huán)物料越來(lái)越少,床面溫度逐漸升高,有時(shí)不得不開大一次風(fēng)量來(lái)降床溫,而爐膛上部由于缺少載熱粒子,在大量一次風(fēng)的冷卻下,溫度很低。爐內(nèi)上下溫度偏差很大,造成啟動(dòng)過(guò)程危險(xiǎn),稍不小心就可能造成結(jié)焦事故。即使可以繼續(xù)啟動(dòng),由于溫差存在,啟動(dòng)時(shí)間會(huì)比正常情況下延長(zhǎng)許多而浪費(fèi)燃油。因此對(duì)啟動(dòng)點(diǎn)火底料的配置必須加以關(guān)注。筆者經(jīng)過(guò)數(shù)次啟動(dòng)總結(jié)出:在啟動(dòng)前最好每次都更換經(jīng)過(guò)篩選后的點(diǎn)火底料,粒徑控制在0~3mm,厚度在700mm內(nèi)(視返料器內(nèi)有無(wú)物料存在),底料含碳量不宜過(guò)大,最好控制在10%之內(nèi)。(2)做好油槍霧化試驗(yàn)。油槍霧化試驗(yàn)是鍋爐點(diǎn)火前必須進(jìn)行的重要工作,目的是保證油槍噴嘴處有一定的霧化角及噴嘴處不出現(xiàn)滴油,霧化的好壞直間關(guān)系到機(jī)組的安全啟動(dòng),如果在啟動(dòng)前不去做此項(xiàng)工作,一旦在點(diǎn)火后發(fā)現(xiàn)油槍霧化不好,啟動(dòng)安全系數(shù)下降,此時(shí)不得不停止油槍運(yùn)行,處理霧化不好的油槍,這樣就會(huì)使?fàn)t內(nèi)溫度來(lái)回波動(dòng),延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間,不利于節(jié)約燃料。做油槍霧化試驗(yàn)另一個(gè)關(guān)鍵所在就是可以直觀地反映出給定壓力下油量的大小,有利于點(diǎn)火配風(fēng),使燃燒更經(jīng)濟(jì)。(3)及時(shí)投入爐底部加熱。先將水在除氧器內(nèi)加熱到100℃以上,化驗(yàn)水質(zhì)合格后向鍋爐上水,水上到點(diǎn)火水位后應(yīng)立即投入爐底部加熱,以確保在其他準(zhǔn)備工作完成后,爐水已經(jīng)有一定的溫度(可以加熱到輔汽壓力下的飽和溫度以上)。這樣點(diǎn)火后爐水的預(yù)熱時(shí)間就可以減少,有效節(jié)約了升溫、升壓時(shí)間,不僅節(jié)省了啟動(dòng)燃料,而且為機(jī)組盡快并網(wǎng)爭(zhēng)取了時(shí)間,節(jié)約了啟動(dòng)電耗。2.以對(duì)煤的燃燒控制啟動(dòng)(1)合理配風(fēng)。點(diǎn)火風(fēng)量的大小關(guān)系到能否一次點(diǎn)火成功,過(guò)大過(guò)小都不易著火,一般在點(diǎn)火時(shí)保持過(guò)剩空氣系數(shù)在1.2~1.5的范圍內(nèi)。點(diǎn)火后,嚴(yán)密監(jiān)視火檢強(qiáng)度的變化,觀察著火情況,調(diào)節(jié)風(fēng)量油量,保證燃燒良好,火焰應(yīng)是金黃色、微發(fā)亮,點(diǎn)火風(fēng)量絕對(duì)不能過(guò)小。發(fā)現(xiàn)油槍滅火后應(yīng)立即對(duì)油槍及風(fēng)道進(jìn)行吹掃,不可以馬上恢復(fù)油槍運(yùn)行,以防止在風(fēng)道內(nèi)發(fā)生爆燃事故。經(jīng)過(guò)啟動(dòng)運(yùn)行實(shí)踐,點(diǎn)火風(fēng)道內(nèi)各點(diǎn)溫度較均勻,床溫溫升可控,燃燒也較完全,不存在澆鑄料超溫現(xiàn)象。(2)啟動(dòng)單臺(tái)風(fēng)機(jī)。鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火是采用床下點(diǎn)火方式,燃料油燃燒所用氧分均是由一次風(fēng)供給,點(diǎn)火啟動(dòng)在保證燃燒良好時(shí),熱煙氣經(jīng)過(guò)底渣過(guò)濾后進(jìn)入爐膛,熱煙氣內(nèi)含有的可燃物已經(jīng)很少,這樣就不必?fù)?dān)心爐內(nèi)燃燒后移現(xiàn)象出現(xiàn),在爐膛上部不存在燃燒或燃燒很少。我們知道二次風(fēng)的作用是控制氧量及增強(qiáng)擾動(dòng),點(diǎn)火后由于爐膛上部燃燒很少存在,此時(shí)加入大量二次風(fēng),對(duì)爐內(nèi)整體溫升起到制約作用,不利于鍋爐的整體啟動(dòng),因?yàn)榧词乖诤苄〉亩物L(fēng)量下也會(huì)延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間。因此,筆者建議在以后的啟動(dòng)過(guò)程中,先變頻啟動(dòng)單臺(tái)二次風(fēng)機(jī),在機(jī)組并網(wǎng)后再啟動(dòng)另一臺(tái)二次風(fēng)機(jī)。這樣啟動(dòng)時(shí)可以保證安全,經(jīng)濟(jì)性又能提高,有效節(jié)約燃油和廠用電。(3)選擇合適的投煤溫度及停止油槍時(shí)間。在鍋爐調(diào)試時(shí)投煤溫度控制在500℃,啟動(dòng)時(shí)只要一投煤氧量就有明顯下降,這說(shuō)時(shí)明煤是可以著火的。經(jīng)過(guò)幾次的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)床溫在450℃時(shí)脈動(dòng)投煤,氧量也有下降趨勢(shì),因此我們將投煤溫度控制在480℃,在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)其他條件基本相同時(shí)可有效縮短點(diǎn)火時(shí)間。投煤后隨著煤量的增加,在合理的風(fēng)量下爐內(nèi)溫度會(huì)穩(wěn)步上升,應(yīng)及時(shí)減少燃油量,防止出現(xiàn)煤油混燃時(shí)搶氧現(xiàn)象,因?yàn)槿济涸谌毖鯛顟B(tài)下燃燒會(huì)造成危險(xiǎn)。當(dāng)投煤后平均床溫達(dá)到750℃以上,應(yīng)立即減少油槍出力,及時(shí)停油槍運(yùn)行,此時(shí)煤粒進(jìn)入爐內(nèi)已可以穩(wěn)定燃燒。對(duì)于不同的煤種,著火溫度是不同的,揮發(fā)份大的煤要比揮發(fā)份小的煤易于著火,可以選擇在溫度較低時(shí)投煤。這樣可以在一定程度上減少啟動(dòng)油耗。三、正常運(yùn)營(yíng)需要足夠的經(jīng)濟(jì)調(diào)整1.床壓、爐溫度和床壓床壓反映在爐內(nèi)就是料層的實(shí)際厚度,對(duì)鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有很重要的意義。太薄或太厚都會(huì)影響到爐內(nèi)流化、配風(fēng),影響到爐內(nèi)燃燒份額的分配?？刂拼矇菏峭ㄟ^(guò)控制冷渣器的轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行的。料層過(guò)厚時(shí),風(fēng)室靜壓增大,阻力就會(huì)增大,此時(shí)為了保證流化和穩(wěn)定負(fù)荷就得增大流化風(fēng)量,結(jié)果顆粒的揚(yáng)析率增加,飛出爐膛的燃料量增加,風(fēng)機(jī)電耗也增大;料層過(guò)厚時(shí)床溫也會(huì)降低,燃燒效率降低。同樣床壓高時(shí)排渣量就得增大,未燃盡的碳顆粒就會(huì)排出爐膛帶入冷渣器中,使底渣中可燃物的數(shù)量增多;床層過(guò)薄時(shí),就容易出現(xiàn)吹穿現(xiàn)象;床壓過(guò)低,爐內(nèi)稀相區(qū)燃燒分額增加,容易使?fàn)t內(nèi)懸吊的受熱面管屏超溫,運(yùn)行安全性下降。因此有必要選擇合適的床壓范圍來(lái)保證鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在生產(chǎn)中經(jīng)過(guò)運(yùn)行調(diào)整發(fā)現(xiàn),對(duì)于現(xiàn)在的煤種,在運(yùn)行中控制床壓值在6.5~7kPa,既可以保證燃燒效率又可降低廠用電率。應(yīng)該注意煤種的變化,以免造成料層過(guò)薄而影響負(fù)荷。2.過(guò)低床溫,燃燒不完全床溫是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行控制的重要參數(shù)之一,它的高低將直接影響到安全性與經(jīng)濟(jì)性。過(guò)高的床溫可能會(huì)導(dǎo)致高溫結(jié)焦而造成事故停爐。而低床溫運(yùn)行會(huì)使燃燒不完全,過(guò)低的床溫對(duì)運(yùn)行也不安全。在運(yùn)行中床溫一般控制在800~950℃,床溫高則爐內(nèi)整體溫度水平就高。在一定過(guò)量空氣下,高床溫有利于燃燒效率的提高,可以使?fàn)t內(nèi)燃燒更加完全,減少底渣與飛灰中可燃物的數(shù)量,從而降低化學(xué)不完全燃燒損失?？墒谴矞夭荒軣o(wú)限制升高,因?yàn)榇矞氐纳呤芑胰埸c(diǎn)及脫硫的限制,所以只能在保證其它運(yùn)行參數(shù)的同時(shí)盡量使床溫靠近上限運(yùn)行。提高床溫可通過(guò)調(diào)整一次風(fēng)量、調(diào)節(jié)燃料量來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.煤種的影響分配關(guān)系鍋爐運(yùn)行中,一次風(fēng)量保證流化及提供初始氧量,二次風(fēng)增大擾動(dòng)及提供后期氧量,調(diào)整好一二次風(fēng)的配比,可有效降低化學(xué)不完全熱損失,一般情況下從低負(fù)荷到滿負(fù)荷,一次風(fēng)占的比例為60~40%,二次風(fēng)占的比例為40~60%。不同負(fù)荷不同煤種時(shí)風(fēng)量的分配有很大區(qū)別,總的分配原則是低負(fù)荷時(shí)、燃料熱值低時(shí),一次風(fēng)占的比例大些;高負(fù)荷時(shí)、燃料熱值高時(shí),二次風(fēng)占的比例大些。注意氧量應(yīng)在合理范圍內(nèi),一般控制氧量在3~5%,而且盡量靠下限運(yùn)行,氧量的大小直接影響到燃燒份額的分配,從而影響到負(fù)荷。氧量過(guò)大或過(guò)小都會(huì)使經(jīng)濟(jì)性降低,氧量過(guò)小時(shí),燃料的化學(xué)不完全熱損失增大;氧量過(guò)大時(shí),煙氣流量就會(huì)增加,爐內(nèi)溫度水平就會(huì)下降,使排煙、化學(xué)、機(jī)械熱損失均增大,總的效率降低。在運(yùn)行中維持爐膛微負(fù)壓,將爐膛出口處的壓力控制在-100Pa,對(duì)提高爐內(nèi)溫度水平,減少爐膛及尾部煙道漏風(fēng),增加較細(xì)燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間,降低引風(fēng)機(jī)電耗等方面都有不同程度的改善,可以提高鍋爐效率。4.大量顆粒出現(xiàn),影響鍋爐安全運(yùn)行燃料粒度是一個(gè)很重要的控制參數(shù),過(guò)粗過(guò)細(xì)都會(huì)給運(yùn)行帶來(lái)影響。我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐的燃料粒徑設(shè)計(jì)時(shí)多選用寬篩分,粒徑分布在0~8mm,最大不超過(guò)13mm。由于碎煤系統(tǒng)的原因,大多數(shù)循環(huán)流化床鍋爐的燃料粒徑超出設(shè)計(jì)值,影響到鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。粒度過(guò)粗,燃燒換熱的總面積相對(duì)減少,延長(zhǎng)燃盡時(shí)間,同時(shí)大量的粗顆粒會(huì)沉積在密相區(qū)床面上,影響流化和燃燒份額的分配。為了保證床面不結(jié)焦及穩(wěn)定負(fù)荷,必須增大流化風(fēng)量。大量的顆粒存在于密相區(qū)內(nèi)會(huì)使床壓迅速升高,鍋爐被迫加大排渣量;由于燃燒不完全,大量的未燃盡煤粒被排出爐膛,使得底渣中含碳量明顯增加。顆粒過(guò)細(xì),送入爐后就會(huì)被流化風(fēng)夾帶飛出密相區(qū),甚至飛出爐膛來(lái)不及燃燒;顆粒過(guò)細(xì),分離器難于捕捉,結(jié)果煙氣帶走的未燃盡顆粒增加而造成飛灰中可燃物增加。為了高效燃燒,熱值高灰份小的燃料粒度可大些,熱值低灰份大的燃料粒度可小些,不論在什么情況下燃料粒徑都不超出設(shè)計(jì)范圍。5.穩(wěn)定汽溫,降低樣品特性提高汽溫、汽壓有利于機(jī)組效率的提高,但汽溫、汽壓不可以無(wú)限提高,要受到金屬材料特性的限制。這就要求我們運(yùn)行人員在有限的范圍內(nèi)做好調(diào)整工作,其中穩(wěn)定汽溫是關(guān)鍵。正常運(yùn)行中,通過(guò)調(diào)整減溫水量及煙氣擋板來(lái)調(diào)節(jié)主、再熱汽溫,保持汽溫在535~540℃范圍之間波動(dòng)。盡量保證再熱汽溫不用或少用減溫水,以提高機(jī)組效率。四、次風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí),二次風(fēng)壓相對(duì)減少,有利于燃燒二次風(fēng)低負(fù)荷下停止一臺(tái)二次風(fēng)機(jī)運(yùn)行。在機(jī)組參加調(diào)峰時(shí)經(jīng)常帶基本負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),在180MW負(fù)荷以下運(yùn)行時(shí),二次風(fēng)率相對(duì)減少,維持兩臺(tái)二次風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí),二次風(fēng)壓就上不去,二次風(fēng)進(jìn)入爐內(nèi)的穿透能力降低,啟不到增強(qiáng)擾動(dòng)的作用。停掉一臺(tái)二次風(fēng)