cfb鍋爐及供熱機組的運行

cfb鍋爐及供熱機組的運行

1電機、鍋爐、流場該河北熱能改造工程采用4.408噸循環(huán)槽（cfb）和2.200噸汽輪機。該鍋爐由東方桶（集團）有限公司生產，該收割機和蒸汽機由德國alston生產。該發(fā)動機由cc200、150、8003、0.98和0.16系列聯(lián)合熱載機。機組采用兩爐一機母管制運行方式。鍋爐采用平衡通風、半露天布置。單爐膛、單汽包、膜式水冷壁,雙絕熱旋風分離器雙回料閥,風水聯(lián)合冷渣器,固態(tài)排渣。鍋爐設計燃料為貧煤,采用2支床下+4支床上點火啟動燃燒器,鍋爐配有2臺引風機、2臺一次風機、2臺二次風機、2臺J閥風機、2臺播煤風機、4臺給煤機、1臺點火增壓風機、4臺冷渣器。鍋爐的主要設計參數(shù)如下:2dpu數(shù)字化鍋爐控制系統(tǒng)采用美國西屋公司的OVATION分散控制系統(tǒng)。每單元(2臺鍋爐和1臺汽機)配置1個工程師站,1個歷史站,6個運行操作員站。共設計有12面控制柜,其中:電源柜1個,直流繼電器柜9個,共有10對DPU(#1、#2DPU為#23爐,#3、#4DPU為#24爐,#5、#6DPU為除氧給水,#7、#8DPU為汽機,#9、#10DPU為電氣)。針式打印機3臺,噴墨打印機1臺,激光打印機1臺。東方鍋爐(集團)股份有限公司410t/hCFB鍋爐測點配置(不包含石灰石、吹灰、排渣)見表1。CFB鍋爐熱力系統(tǒng)復雜,與常規(guī)煤粉鍋爐相比,其送引風系統(tǒng)、二次風系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)基本相同;一次風系統(tǒng)與煤粉鍋爐有很大的區(qū)別,其主要作用是用于CFB料;增加了J閥風系統(tǒng)、播煤風系統(tǒng)、冷渣器、石灰石系統(tǒng)等。在沒有制粉系統(tǒng)的情況下,其測點配置是常規(guī)煤粉鍋爐的2倍多,這反映出CFB鍋爐需要監(jiān)視與控制的量很多,主要體現(xiàn)如下。2.1cfb系統(tǒng)的運行CFB鍋爐安裝了大量溫度測點,有J閥壁溫、冷渣器床溫、進出冷渣器的風水及床溫、鍋爐床溫、播煤系統(tǒng)溫度等,CFB的顯著特點是用溫度監(jiān)視燃燒、排渣、物料再循環(huán)等系統(tǒng)的運行情況。床溫是CFB鍋爐運行最重要的指標之一,床溫一般控制在850~900℃。如果布風板上任一熱電偶顯示出低的溫度,則表明床料有可能已不再處于良好的流化狀態(tài),床溫過高或過低都可能造成床料結焦,床溫對CFB鍋爐的安全運行和SO2的排放量至關重要。2.2風壓風力的影響CFB鍋爐需要監(jiān)視的風量很多:一次風總風量及各分支管的風量、二次風總風量及各分支管的風量、流化風量、J閥各部位風量、播煤風量總量及各播煤管風量、床下點火風道旋轉風和直流風風量、冷渣器各風室風量,這些風量對CFB鍋爐的安全穩(wěn)定運行非常重要。2.3監(jiān)視與控制床壓、中下部壓力等CFB鍋爐除了需要監(jiān)視風煙系統(tǒng)的壓力外,還需要監(jiān)視與控制床壓、J閥各部位風壓、冷渣器各室風壓、爐膛上中下部壓力等,以判斷燃燒、給煤、排渣、物料再循環(huán)等系統(tǒng)的運行是否正常。3煤粉爐爐稈的燃燒狀況CFB鍋爐的主要監(jiān)視儀表有主汽壓、主汽溫、爐膛壓力、電接點汽包水位、汽包水位工業(yè)電視、爐膛火焰工業(yè)電視。爐膛火焰電視在常規(guī)儀表的配置方面作用不大,可以取消。因為常規(guī)煤粉燃燒裝置會形成典型的火焰,而CFB爐膛內的物料始終處于流化狀態(tài),濃度較高,燃燒反應充滿整個爐膛,不象煤粉爐那樣可以分清歸屬于某個燃燒器的火焰,CFB整個爐膛是一種渾濁狀態(tài),不能從電視畫面了解整個爐膛的情況。另一個原因是:煤粉爐的火焰電視能反映出爐膛的燃燒狀況,在鍋爐滅火時火焰電視能給運行人員準確指示并做出判斷。但是CFB鍋爐在鍋爐跳閘的前后,爐膛燃燒狀況沒有明顯變化,因此爐膛工業(yè)電視對CFB鍋爐沒有很大的作用。實際上CFB內溫度分布均勻,爐膛徑向和軸向溫度波動很小,安裝于CFB鍋爐爐床及爐膛內部適當位置的熱電偶即可監(jiān)視爐膛內的燃燒情況。另外,位于床下的點火風道有必要安裝火焰電視,監(jiān)視床下油槍的燃燒情況。如果沒有火焰電視監(jiān)視手段,運行人員很難調整床下油槍的直流風和旋轉風控制火焰的形狀,若不能調整好火焰的形狀,火焰可能會緊貼點火風道內壁燃燒,往往造成點火風道金屬外壁的超溫變形、澆筑料脫落以及用于監(jiān)視澆筑料溫度的S形熱電偶燒毀,因此有必要安裝床下油槍火焰電視,便于運行人員監(jiān)視調整火焰燃燒情況。4保護系統(tǒng)的配置特點4.1最佳床溫的確定控制床溫是CFB鍋爐安全穩(wěn)定運行最重要的任務之一,床溫一般控制在850~900℃,不能高于900℃,原因有3個方面。a.當溫度大于950℃時脫硫反應CaO+SO2+0.5O2=CaSO4不能發(fā)生。若要取得最佳的脫硫效果,理想的床溫為840~900℃;b.空氣中的N2一般不會轉化為NOx,如果床溫太高就象煤粉爐(爐膛溫度大于1450℃)那樣大量生成NOx;c.一般應保證密相區(qū)溫度低于灰的初始變形溫度100~150℃或更多,床溫高于1150℃可能造成灰的變形,導致床料結焦,損壞熱電偶套管、熱電偶和風帽等造成嚴重事故。床溫共有16點,均勻分布在床上密相區(qū),保護系統(tǒng)的設計取各測點的平均值。如果任一測點與平均床溫相差大于168℃,則該測點在平均床溫中剔除,不參與平均床溫的運算。4.2道點火器的床溫床溫低于650℃停爐,是指鍋爐運行過程中床溫下降,且2個風道點火器都不能投運來提高床溫,這不但增加燃料的不完全燃燒率,而且不能維持燃料的正常燃燒。焦炭的著火溫度為800℃,為此要求床溫控制不低于800℃。本項保護相當于煤粉爐的滅火保護功能。4.3鍋爐結焦爐膛風室壓力高意味著布風板阻力大,可能的原因是鍋爐結焦,造成床料不能正常流化。鍋爐結焦是一個加速的過程,一點結焦將造成大面積結焦使布風板阻力加大。同時爐膛風室壓力高可能引起風道和風室振動。4.42j閥風機系統(tǒng)CFB鍋爐燃燒效率高,效率可達到97.5%~99.5%,主要是因為能實現(xiàn)燃料的多次循環(huán)燃燒,使可燃物燃盡,該鍋爐設計循環(huán)倍率為40,配備2臺100%的J閥風機,1臺J閥風機運行就能保證J閥系統(tǒng)的正常工作。如果2臺J閥風機全停,J閥失去流化風,旋風分離器分離出的料就不能返回爐膛,而在J閥內積聚,并且可能在J閥內繼續(xù)燃燒造成結焦。因此,該項保護的設置十分必要。4.52把好播煤風關關原理。在正常運行之后,還可以把2臺播煤風機全停鍋爐配備4臺給煤機,煤分為6個播煤口進入爐膛,播煤風由2臺播煤風機或熱一次風提供,正常運行時由2臺播煤風機提供播煤風,在2臺播煤風機全停情況下,可以由熱一次風作為播煤風,如果要2臺播煤風機全停,且播煤風量<6110m3/h,標志著煤不能正常進入爐膛,進入爐膛的煤播灑也不均勻,引起床溫的不均衡。4.6床料流化不良一次風是床料流化的動力,如果由于一次風壓和風量不夠將導致床料流化不良甚至不能流化,影響鍋爐的燃燒,勢必會導致鍋爐結焦等嚴重后果。4.7mcft在煤粉爐低表面熱燃燒試驗結果分析該CFB鍋爐的燃料系統(tǒng)配置4臺給煤機、4支床上啟動點火油槍、2支床下風道啟動點火油槍。2支床下風道點火油槍布置在爐膛水冷風室下部風室前一次風道內。4支床上點火油槍分別布置在爐膛下部前、后墻,4臺給煤機的給煤分成6個給煤口布置在鍋爐前墻。采用輕油作為燃料。鍋爐啟動時首先使用床下油槍加熱床料,當床溫加熱至550℃左右,再投入床上油槍繼續(xù)加熱,床溫上升到650℃時可以少量投煤,如果煤能燃燒床溫會迅速上升到800℃以上,此時就可以逐步停油槍。每個油槍配有FORNEY可見光火焰檢測裝置,火檢探頭安裝在油槍尾部。由于CFB鍋爐的燃燒特點決定了沒有全爐膛滅火保護,因此煤火焰不配置火檢裝置。安裝于點火風道的2個床下油槍火檢反應靈敏,能準確反應火焰的燃燒情況;床上油槍的火檢受安裝位置、安裝探頭的套筒內集灰和爐膛內流化物料的遮擋因素影響,不能準確反應油火焰的燃燒情況,實際運行中床上油火檢信號時有時無,只能靠強制火檢信號來投入油槍,給鍋爐的運行帶來不安全因素。針對這種情況,可從以下方面嘗試解決問題:一是床上油燃燒器安裝傾斜向下進入爐膛,火焰受向上一次風的影響一定不會按原來的方向燃燒而是向上漂移,火檢探頭只是檢測到火焰的尾部,不能檢測到火焰的中心,因此可以把火檢探頭的安裝位置上移,使其檢測的范圍對準火焰燃燒強度最大的部位。二是采用紫外線火檢探頭?，F(xiàn)在河北熱電技改工程采用FORNEY公司的IDD-II型火檢裝置,該類型火檢適用于重油、煤和褐煤火焰可見光的檢測,如果采用適用于輕油或燃氣的紫外線探頭,可能火檢的效果會好。三是增加探頭冷卻風的流量和壓力,確?；以荒苓M入探頭安裝套筒內阻擋探頭視線。常規(guī)煤粉爐在鍋爐停爐保護動作后,為防止爐膛爆燃,會立刻切斷進入爐膛的所有燃料;CFB鍋爐在MFT動作后,雖然燃料被立刻中斷,但是爐膛內依然有大量燃料存在,還會繼續(xù)燃燒,不是真正意義的鍋爐滅火。CFB鍋爐的這種特性決定了其獨有的可以采用熱態(tài)啟動方式啟動或采用壓火方式正常停爐便于鍋爐的快速啟動的特性。5耦合關系的影響CFB鍋爐是一個多變量、相關聯(lián)、非線性、時變和分布參數(shù)的控制對象,其各控制參數(shù)之間存在著較為復雜的耦合關系,一個變量的變化,會影響幾個參數(shù)變化,這就增加了控制的難度。主要表現(xiàn)在鍋爐燃料、風量、爐床溫度、爐床壓力和爐膛壓力控制比較困難,調節(jié)品質較差,尤其是在負荷變化時或某一重要輔機故障導致鍋爐燃燒極不穩(wěn)定,床溫波動較大、易結焦,最終可能導致停爐。5.1脫硫廢水排放CFB一般將床溫控制在850~900℃,這個溫度范圍是最佳脫硫、脫硝的范圍,床溫過低使鍋爐燃燒效率下降,床溫過高則會造成NOx及SOx排放增多,污染環(huán)境,甚至造成床料結焦,影響設備安全運行。主要的調節(jié)手段是改變通過布風板流化風量的大小調節(jié)床溫。5.2鍋爐床壓對床溫傳熱率的影響床壓控制的目的是控制燃燒室內床料的數(shù)量,燃燒室內床料的數(shù)量直接正比于床壓,床壓對床溫和傳熱率都有直接影響;另外,它還影響到SO2脫除率。鍋爐床壓通過調節(jié)到冷渣器的排渣量來控制床料的高度,床壓可以通過冷渣器連續(xù)排渣和間斷排渣2種方式調節(jié)。該鍋爐配有4臺冷渣器,正常情況2臺運行即可滿足床壓調整的需要。5.3利用cfb鍋爐燃燒廢氣CFB鍋爐能適應各種劣質煤的燃燒,適用范圍很廣,尤其是適應那些燃燒含硫量大和含熱量小的煤。但是,燃料在燃燒過程中釋放出的大量SO2、NOx等,如果這些含硫量大的煤在燃燒過程中投入一定比例的石灰石,燃燒生成的SO2在合適的溫度下與石灰石發(fā)生反應,生成CaSO4,而不是直接排入大氣,這樣就會減少對環(huán)境的污染,所以CFB鍋爐的燃燒稱為一種潔凈的燃燒方式。根據(jù)給煤量和煙氣中SO2的含量,調節(jié)2個石灰石旋轉閥的開度,控制煙氣中SO2排放量。6壓力測點吹掃裝置正常運行相關事項a.監(jiān)視爐膛壓力、床壓、冷