生物质热风炉原理(6篇)
生物质热风炉原理篇1
(同煤漳泽大唐热电公司,山西大同037003)
【摘要】本文针对本单位机组运行过程中出现的高、低温结焦事故原因的分析,提出了在煤质和煤的粒径上进行调整的解决途径,并请西安热工研究所做了风煤配比实验,经过一年多的调整实验,结焦事故发生率大大下降,锅炉运行的安全经济性、可靠性有了大幅度的提高。
关键词循环流化床锅炉;结焦事故;煤质和煤的粒径
1循环流化床锅炉的基本情况
1.1循环流化床锅炉的基本概念
循环流化床锅炉是介于固定火床与煤粉悬浮燃烧之间的一洁净煤燃烧方式,具有燃料适应性广、着火条件好、燃烧效率高、高效脱硫、氮氧化物排放低、负荷调节范围大、燃料预处理及给煤系统简单,能燃用劣质煤尤其是伴随原煤生产出来一直被认为是废物的矸石,其发热量在二至三千大卡。所以循环流化床能实现资源综合利用,在国内工业锅炉和电站得到了广泛的应用。在其运行中存在着诸如:厂用电率高、飞灰含碳量高、磨损大、结焦等问题。本文针对循环流化床锅炉经常出现结焦现象,从其工作原理上进行了了阐述,并分析了结焦的机理和原因,根据生产实践总结了预防结焦的措施和对策。
1.2循环流化床锅炉的基本构成
循环流化床锅炉主要由4部分组成:燃烧室、绝热旋风分离器、回料阀、尾部对流烟道。燃烧室后有两个绝热旋风分离器,回料阀位于旋风分离器下,与燃烧室和分离器相连接。燃烧室、旋风分离器和回料阀构成了粒子外循环回路。尾部对流烟道在锅炉后部,烟道上部的四周及顶棚由包墙过热器组成,其内沿烟气流程依次布置有III级过热器和I级过热器,下部烟道内,依次布置有省煤器和卧管式空气预热器,一、二次风分开布置。前墙四点给煤,锅炉采用两个滚筒冷渣器,分别布置在锅炉的两侧。
2CFB锅炉结焦原因分析
2.1结焦的理论分析
流化床锅炉运行中的结焦类型分析结焦是流化床锅炉运行中较常见的问题,产生结焦最直接的原因是局部或整体温度超出灰熔点或烧结温度,一般分为高温结焦和低温结焦两种类型。
当床层整体温度低于灰渣变形温度而由于局部超温或低温烧结而引起的结焦叫低温结焦。它产生的焦块是较松散的,常带有许多嵌入的未烧结颗粒,强度低易击碎。低温结焦不仅会在锅炉启动过程或压火时在床内出现,也常出现在炉膛以外的各设备中,如高温旋风分离器的灰斗、外置换热器、返料机构及冷渣器内。灰渣中碱性氧化物(如Na2O和K2O等)含量较高时较容易发生。避免低温结焦的最好方法是保证结焦易发地带流化良好,颗粒间混合迅速,从而使颗粒间的温度均匀,避免局部的颗粒温度高于整体温度,从而可防止低温结焦。有些情况下,在炉内补充一定量的无发热量的床料也有助于避免低温结焦。
高温结焦是指床层物料流化良好,物料间温度均匀,但整体温度较高,达到煤灰的熔融温度而形成的结焦现象。当给煤量过大,而风量又未及时调整时常出现高温结焦;返料机构故障致使温度较低的返还物料减少时,物料对床温的冷却作用减弱,也常出现高温结焦;高温结焦的特点是面积大,甚至涉及整个床面,而且从高温焦块表面上看基本上是熔融的,冷却后呈深褐色并夹杂少量气孔,质坚块硬,不易破碎,一旦发生高温结焦现象,清理难很大。
避免结焦的原则性方法不论高温结焦还是低温结焦,最根本的原因是煤灰的熔融温度达到了。因此,避免结焦根本原则是防止局部或整体床温升高到灰熔点,也就是要做到床层的热量收支平衡及床料间良好混合这两点。做到了床层的热量收支平衡才能保证整体床温在允许的范围内,做到了床料间良好混合才能证不出现局部结焦。
2.2结焦表现出来的现象
(1)密相区的温度表现最为明显,左右、前后温度测点偏差大,部分测点严重超温,床温上涨极其迅速。
(2)结焦初期(局部)料层差压下降,结焦严重时,料差急剧增加。
(3)放渣口经常堵塞,渣中有疏松多孔烧结性焦块。严重结焦时会从下渣法兰阀处大量喷灰。
(4)有时会造成返料不连续稳定,汽温、汽压、汽包水位、床温温变率剧烈反复波动。
2.3运行中造成结焦原因
(1)燃煤的灰熔点低,在床温较低水平下就可导致结焦。
(2)一次风过小,低于临界流化风量,物料流化率极低。
(3)风帽损坏,造成布风板布风不均,部分料层不流化。
(4)返料风过小造成返料器返料不正常或返料器堵塞,返料无法正常返至炉内,造成床温过高而结焦。
(5)压火时操作不当,冷风进入炉内。
(6)锅炉长期超负荷运行或负荷增加过快,操作不当。
(7)启炉前料层过薄,将造成床层部分被吹空,烟气短路,而另一部分却未能流化良好。
3结焦的预防措施
3.1进行锅炉冷态空气动力场试验
测定流化床的空床阻力和料层阻力特性;找出临界流化风量,为锅炉的热态运行提供参考资料;检查布风板配风的均匀性,保证锅炉燃烧安全,防止床面结焦和设备烧损。
3.2保证良好而稳定的入炉煤质,控制煤的粒径
我厂是资源综合利用电厂,燃用煤矿的副产品矸石和塔山洗煤厂的中煤。在2004年为了保证冬季供热,我厂没有燃用校核煤种,从外面采购了发热量在5200大卡左右的原煤,由于其发热量高而且煤的粒度控制不好流化困难造成床内不同程度的结焦,冷渣器频繁堵,从事故排渣口放了高温焦块。
3.3点火前一定要认真测量底料流化可燃质含量确保合格
2008年5月16日启动#5号炉,由于使用了不合格的床料造成结焦,经分析认为是启动床料中可燃物含量过高,在达到其着火温度时突然发生暴燃,床温突升,造成结焦。之后我们筛选床料时对含碳量高的灰渣进行了除碳处理,防止了启动过程中发生结焦。
3.4运行中的调整
(1)在返料投入的情况下应经常检查返料是否畅通,防止因返料故障而造成结焦。
(2)根据床温上升情况,及时细调、微调风量及给煤量,保持流化良好,控制床温涨幅不得过快。避免床温大幅度变化,造成恶性循环。
(3)控制好运行中料层差压来控制料层厚度。
(4)严格控制好床温。
(5)应确保合格的炉内浇注料及防火耐磨材料质量及施工质量,防止因浇注料等材料垮落而引起结焦。
3.5结焦处理
(1)床温飞速上涨应立即停煤,同时快速大幅度增大一次风量,抑止床温上涨幅度。
(2)停炉后放掉循环灰,尽量放掉炉膛内炉渣。
(3)如结焦严重,无法热态清除,则待炉内冷却后彻底清除。
4结论
流化床结焦有着设计、安装和运行等多方面的主客观原因,作为设计安装部门,应力求解决结构隐患,优化结构设计,而作为运行人员,则应努力提高循环流化床的理论水平,用心积累(下转第383页)(上接第312页)操作经验。运行中勤动眼、勤动脑,根据各种不同实际情况灵活机动处理,不断提高运行水平,以充分发挥循环流化床这一清洁燃烧技术的优势。
参考文献
[1]循环流化床锅炉设计与运行[M].北京:中国电力出版社,1998.
[2]循环流化床锅炉设备与运行[M].北京:中国电力出版社,2003.
[3]流化床燃烧技术[M].北京:水利电力出版社,1995.
[4]循环流化术燃烧技术[M].北京:中国电力出版社,1998.
生物质热风炉原理篇2
关键词:热风炉;数学模型;燃烧控制
热风炉作为高炉炼铁的重要子系统,其作用是向高炉提供稳定的热量。热风炉系统有燃烧、焖炉和送风三个阶段。在当前钢铁行业利润大幅度下降的大环境下,节能增效已经成为其必然的发展出路,因此建立一套行之有效的燃烧控制策略对整个炼铁生产必将具有极大的意义。
1燃烧控制原理
热风炉的烧炉过程从本质上说就是蓄热过程。对于燃烧高炉煤气和助燃空气的热风炉来说,完整的热风炉燃烧控制包含空燃比控制(煤气流量及助燃空气流量调节)、拱顶温度控制以及废气温度控制,具体如图1所示:
烧炉过程可分为三个阶段。以顶燃式热风炉为例,在烧炉初期,拱顶蓄热室的温度很低,废气的热量绝大部分被拱顶蓄热室吸收,蓄热室顶部的温度迅速上升,蓄热室中下部温度则上升缓慢,因此燃烧初期拱顶温度的上升速率是主要控制对象。此时最佳的控制策略是以较大量的煤气与合适的空燃比对拱顶蓄热室进行快速加热,使拱顶温度快速达到设定值。当拱顶温度上升到设定值附近,就进入了拱温度管理期。这时,再逐步增大空燃比,适当减小煤气流量以保持拱顶温度维持在设定值基本不变,提高并稳定废气的升温速率。此时热风炉拱顶蓄热室不再吸收废气的热量,废气热量主要被蓄热室中下部所吸收。当从废气管道排出的废气温度较低时,热风炉的热交换效率较高,反之则热交换效率较低,因此在拱顶温度管理期,废气的温度上升速率是主要控制对象。在烧炉末期,热风炉的废气温度已上升至设定值。在热风炉操作未下达换炉指令前,应全面减少对热风炉的供热量以防止拱顶温度或废气温度超高影响热风炉寿命。此时的控制策略是助燃空气流量和煤气流量均逐渐减少并维持在较低的水平。
2数学模型的建立
数学模型建立在热平衡原理的基础上,即根据送风期带走的总热量QA等于燃烧期积蓄的总热量QB,建立数学模型及推导方法如下。基于热交换原理,热风炉送风期带走的热量QA为送风期热风与冷风的物理热之差,即:
式中cV、cV0分别为热风和冷风的平均热容量;V为送风期间单位时间内的冷风流量;T、T0分别为热风温度和冷风温度;ta、tb分别为该热风炉送风的起止时间。
由于送风期间热风温度与冷风温度均基本保持不变,(1)式又可改为:
根据热平衡原理,燃烧期热风炉的蓄热量QB由燃烧用煤气的物理热和化学热与空气带入的物理热之和减去所产生废气的物理热及热损失量Q损求得,即:
式中Qg为煤气的化学热,cg・Vg・Tg为煤气的物理热;co・Vo・To为助燃空气物理热;cf・vf・Tf为废气的物理热;Q损为热风炉外壳散热等导致的热损失量;Tg、To、Tf分别为煤气、助燃空气和废气的温度;cg、co、cf分别为煤气、助燃空气和废气的平均热容量;Vg、Vo、Vf分别为燃烧时煤气、助燃空气和废气的体积;其中煤气和助燃空气体积通常使用流量计直接测量并累积,废气的生成量则基于煤气的成分构成并通过以下反应公式(4)、(5)、(6)计算得出:
式中,QS为燃烧初期的蓄热量;QT为拱顶温度管理期的蓄热量;QF为燃烧末期的蓄热量。
由(7)式并基于热平衡原理可得:
式中,QgF为燃烧末期煤气量的化学热;cfF为燃烧末期废气的平均热容量;TfF为燃烧末期废气的温度;VgF、VoF、VfF分别为燃烧末期煤气、助燃空气和废气在单位时间内的消耗量或生成量;Qf为燃烧末期中的热损失量;tm为燃烧末期的起始时间。由上文所述,燃烧末期废气的温度应该保持稳定,那么通过废气预热的煤气和助燃空气的温度也应该保持稳定,所以式(9)又可简化为:
上式中的积分部分可以通过在程序中逐秒累积求得;此外,在一定的送风周期下,当达到烧炉末期时,剩余的燃烧时间也可以确定,即(tb-tm)确定。这样,利用式(12)、(14)即可确定烧炉末期消耗的平均煤气流量和助燃空气流量。综合上述,可推导燃烧初期、拱顶温度管理期及烧炉末期的煤气及助燃空气量,即可实现热风炉的精确燃烧控制。
3结束语
目前国内大部分热风炉设备水平较低,燃烧控制多采用传统PID控制方式和模糊控制方式。随着控制要求的提高,热风炉燃烧控制朝着智能方向发展是必然趋势,将数学模型的优点与智能控制结合,提高操作技术水平,同时节能、降耗提高经济效益。
参考文献
[1]马竹梧.高炉热风炉自动化的新课题[J].冶金自动化,2004.
生物质热风炉原理篇3
关键词:锅炉;过热器爆管;安全;预防策略;热电厂
过热器爆管是锅炉生产运行中,常见的一项安全故障,所导致的后果是非常严重,热电厂的经济效益也会有着很大程度上的下降。因此,要想保证锅炉处于安全、稳定的运行状态,避免锅炉过热器爆管现象的发生,就要对该现象发生的原因,进行一定程度上的了解,针对是其发生的原因,选择相对合适的预防措施,以此保证锅炉的安全、稳定等性能,也避免热电厂的经济效益发生损失。另外,在锅炉过热器爆管预防的过程中,一定要进行综合的考虑,不能过于片面化,这样才能在保证锅炉安全、稳定的同时,提升锅炉的生产次效率,促进了我国热电厂发展的进程。
一、锅炉过热器爆管现象发生的原因
在锅炉运行的过程中,若是想避免锅炉过热器爆管现象的发生,就应当对其产生的原因,进行一定程度上额的了解,从而选择相对较为合适的预防策略,这样具有一定针对性。因此,本段内容对锅炉过热器爆管产生的原因,进行了简要的分析和阐述:
(一)温度相对较高
在锅炉生产的过程中,经常是处于高温的状态下,这样就很容易发生腐蚀的现象,导致锅炉过热器管壁相对较薄,若是情况相对较为严重还会是出现爆管的现象,严重影响锅炉生产的效率。其实,在锅炉生产的过程中,导致这一现象发生的主要原因有:煤矿是锅炉生产中重要的燃料,并且在高温的情况下产生大量的膨物质,会产生一些腐蚀物质,并且在在管壁中逐渐的蔓延,侵蚀锅炉过热器管壁,从而造成锅炉过热器爆管现象的发生,导致锅炉的安全、稳定等性能相对较差。
(二)锅炉焊接质量相对较差
锅炉是需要利用几个钢管焊接而形成的一个整体。但是,有很多锅炉在焊接的过程中,其质量相对较差,经常发生焊接的部位发生裂缝、有气孔的现象,将一些杂质混入其中,这样在一定程度上就会加剧腐蚀的程度,从而发生锅炉过热器爆管的显现现象发生。另外,在锅炉钢管焊接的过程中,经常有出现漏点的现象,长此以往都会引发锅炉过热器爆管现象的发生,使锅炉无法正常、稳定、安全的运行。
二、锅炉过热器爆管的预防策略分析
针对上述锅炉过热器爆管发生的原因,对如何避免该现象发生的预防策略展开下面几点内容的分析和阐述:
(一)调节锅炉内部温度
在锅炉生产的过程中,应当对锅炉内部的温度,进行一定程度上的调节,不能过高或者过低,以此避免锅炉过热器管壁发生腐蚀的现象。那么,在锅炉内部温度调节的过程中,从以下几个方面展开分析:
(1)在锅炉生产的过程中,应当其内部的温度进行实时额的监控,导致锅炉过热器爆管现象发生,很大的因素是长期处于高温或超温的状态,加速了内部物质的反应程度。因此,在锅炉生产的过程中,应当设立专门的工作人员对其温度变化的情况,进行全面的观察,针对其变化的情况选择相对预防方案。
(2)在锅炉内部温度的过程中,应当对其风量进行一定程度上的控制。因为在其内部物质燃烧的过程中,氧元素是非常重要的一个因素,若是风量相对较为充足,燃烧的程度也会不断的加剧。因此,在锅炉生产的过程中,若是其温度相对过高,可以适当的减小风量,一到其温度恢复到正常的状态。
(2)可以适当减少煤物质的含量,因为若是在风量充足的情况下,煤量越多燃烧的速度也会的逐渐的加剧,其温度也相对逐渐有所上升,很容易导致锅炉过热器爆管现象的发生。因此,一旦发现锅炉内部的温度相对较高,就要对煤量进行一定程度上的控制,一直到其温度恢复到正常的状态,才能再次投放煤物质,以此避免锅炉过热器爆管显现的发生。
(二)提升各个装置的质量
在锅炉生产运行的过程中,要先避免锅炉过热器爆管现象发生,提升各个装置的质量是非常必要的。因此,在锅炉运行的过程中,可以利用维护的方式,提升各个装置自身的质量。那么在维护的过程中,可以通过以下几个放慢展开:
(1)在锅炉过热器装置维护的过程中,应当将焊接处作为重点检查和维护的对象,一定保证其表面是处于光滑的状态,不能出现漏点、孔气的现象,避免锅炉过热器爆管现象的发生。一旦出现漏点或者孔气的现象,应当及时停止运行,进行二次焊接工作。
(2)在锅炉过热器装置维护的过程中,应当对管壁的腐蚀程度进行全面的检查,一旦发生腐蚀程度相对较为严重,其面积相对较大,可以利用打磨的方式,对腐蚀的面积进行相应的处理工作,以此保证装置处于正常的运行状态。
(3)应当对一些辅助装置进行全面的检查工作,例如:喷水装置、防爆防止等方面。其中喷水装置的钢管的涨粗度大于3.5%的情况下,应当立即更换,避免影响其它装置的正常运行。另外,在各项装置检查的过程中,应当对各项检查的参数,进行详细、准确的记录,并且根据其时间、类型等方面,进行相应的整理和存档,这样可以为后续工作的展开,提供了相对便利的条件。
三、结语
综上所述,本文对锅炉过热器爆管发生的原因,进行了简要的分析和阐述,并且在此基础之上对其相应的预防措施,展开了简要的概述,主旨是保证锅炉设备的正常运行,提升其安全、稳定等性能,提升其生产效率,也为我国热电厂带来良好的经济效益。
参考文献:
[1]赵文侠,张懿君.某热电厂锅炉过热器爆管原因分析和预防措施[J].煤气与热力,2012,06:1-2.
[2]王小聪,黎华,马括,卢忠铭.680t/h电站锅炉高温过热器爆管原因分析及预防措施[J].理化检验(物理分册),2012,11:770-772.
[3]何维.锅炉过热器爆管原因及控制措施的探讨[J].广东科技,2010,18:100-103.
生物质热风炉原理篇4
关键词:电站锅炉;问题;措施
1.影响电站锅炉安全运行的主要因素
对于电站锅炉而言,任何不安全因素都有可能对其造成潜在的危害,一方面影响到其正常的工作,另一方面加速了锅炉“寿命”的损害,在一定程度上缩短了其生命,同时给企业增加了成本支出。导致此后面的因素主要有以下几类:
1.1.锅炉结渣造成的危害
锅炉结渣在电站锅炉运行中较为常见,导致锅炉结渣的原因主要有如下因素,分别为:其一,煤质的质量因素,质量偏低的煤质产生的煤灰含量偏大,煤灰自身熔点较低;其二,炉内空气动力系数的影响。系数过大时,使得锅炉火焰向上延伸致使锅炉出口产生促使,而系数过小时,燃料燃烧不充分在于空气相互作用下,进一步降低了灰的熔点,增加了结渣的概率;其三,锅炉密封性差导致漏风,在风渗透进来的情况下促使火焰向上移动,出口结渣可能性极大。此外,在空气预热器漏风导致吸风机超负荷工作进而使得送风量不断下降,降低了燃料充分燃烧导致结渣的出现;其四,锅炉运转不正常,超负荷工作,在一定程度上增加和扩大了锅炉结渣的面积。上述四大类导致锅炉结渣的因素带来的危害是不容忽视,其一,锅炉受热面一旦出现结渣容易使传热发生改变,导致锅炉排烟温度急剧升高;其二,锅炉出口出现结渣气流就会出现偏斜进而导致燃料燃烧不充分产生极大的浪费,同时又增加了企业成本的支出,其三,增加了锅炉运转中的阻力,用电量随之增加。
1.2.水质变化的影响
水质在锅炉运转中不可缺少,其工作原理在于通过燃料燃烧是释放出的热量来传递给水进而产生蒸汽以达到供热等作用。在锅炉运转中水质不佳或杂物较多的话,极容易在锅炉受热面上产生过多的水垢进而导致锅炉导热能力下降,不利于热量的均衡传递。在物理学中,物体的导热能力在于其导热系数,系数越大表示其导热能力越强,反之则越弱。而水垢与钢铁的导热系数相比相差甚远,差距在于数十乃至上百倍不等,因而水垢的产生对于锅炉的正常运转导致的危害是不容小觑的。第一,导热系数下降,为确保锅炉热量的稳定必然导致燃料量上升,浪费量就不断恶化;其二,锅炉受热面损坏。因水垢与钢铁不论是受热加速还是导热等方面都存在巨大差距,因此在受到热力作用下起承受的压力相差较大进而导致锅炉容易出现鼓包乃至爆炸的可能。
1.3.超负荷运转的影响
锅炉在正常运转当中其负荷通常在于75~85%的负荷范围之内,也被称之为经济负荷,在此范围内运转锅炉产生的效率最高。当锅炉运转负荷低于经济负荷时,适当提升负荷其运转效率随之提升,相反当运转负荷高于经济负荷时,其运转效率随之下降。导致此结果的原因在于锅炉超负荷运转之下,不仅导致了其烟气流速的不断提升而且更加快了其受热面的磨损。因为其烟气在流动过程中会夹杂着燃料灰中的颗粒,当流动速度加快之后灰中的颗粒流动速度同样提速在于锅炉壁进行摩擦过程中就加快了锅炉壁的损耗。
1.4.漏风对锅炉的影响
漏风是锅炉运转中时常遇见的问题,导致漏风的原因较多,如锅炉密封性较差、锅炉的老化、部件的损坏等等,但不论是何种因素导致的锅炉漏风其对于锅炉的运转都带来了一定的危害。如锅炉漏风改变了锅炉内部一二次风速度场,使得锅炉内部燃烧的不稳定;炉膛发生漏风使得膛内烟气量流速加快,灰颗粒流动加快加速了锅炉受热面的损耗和增加了引风机的用电量。
2.保障锅炉正常运行的优化措施
综合上述因素,锅炉正常运转中出现的问题为保障其正常运转关键在于日常的维护与监管,因此其最终的关键因素还在于工作人员的日常工作当中,因此应当从以下方面加强管理:
2.1.加强内部管理与人员培训
首先,建立完善的锅炉管理制度,随之的重要环节就是加强监督管理,在具体工作中把监督的作用发挥出来,执行到实处。在现代企业中监督部门担负着核实各部门信息的真实性,关系到企业的安全运行。因而企业建立一个有效的监督管理机构或组织至关重要。要选用知识丰富、具备专业技能同时更具有高尚的职业情操和职业道德的人员担任监督人员的职责,以全面有效的监督,使内部工作顺利进行,减少工作中的失误,为企业赢得更高效益;其次,建立良好的学习与培训机制,加强对锅炉运转相关人员的技能培养,进而利于其在工作当中及时发现锅炉运转中的危险信号,及时加以处理保障锅炉的安全运行。如在工作之余开展各类知识讲座,提升锅炉相关的知识储备、开做各类知识与技能竞赛等娱乐活动,将知识培训在轻快愉快的氛围当中进行传播,既能提升员工参与的积极性又达到了培训的目的。
2.2.加强对锅炉用电量的控制
根据上述分析,在影响正常运转的因素其导致的危害有一个共性也即都有可能导致锅炉用电量的增加,因此在日常工作中要及时关注用电量的情况,通过对比数据加以分析消除找出原因,消除隐患。如对于燃煤发电厂而言,锅炉的制粉系统、送风机、引风机、给水泵在运转中产生的电耗极大,占据到了原厂用电的三分之一左右。因此,在工作中不但要加强节约用电理念而且要及时关注电耗增长情况。发现用电上升,及时对上述系统逐个进行排查,将安全隐患消除在萌芽状态。
参考文献:
[1]曹松棣;臧恒波;孔祥旭.电站锅炉水冷壁常见问题及预防措施概述[J].锅炉制造2013(3):16-18
生物质热风炉原理篇5
关键词:大型火电;生物质气化;耦合发电
中图分类号:TM611文献标志码:A文章编号:2095-2945(2017)19-0037-02
引言
生物质能是绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能贮存于生物质内部的能量,是仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源。生物质能几乎不含硫、含氮很少,碳通过光合作用,近排放量几乎为零,因此是一种清洁可再生能源。回收生物质能,不仅能够提高农村经济收入,同时减少二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物和粉尘的排放,有利于保护生态环境和经济可持续发展。大型火电耦合生物质气化发电技术就是一种能源高效清洁利用的方法。
1技术方案
本文以600MW燃煤锅炉耦合1×30MW生物质气化发电为例进行分析,该电厂采用最新高效发电技术和高效静电除尘、石灰石-石膏湿法脱硫、炉内低氮燃烧+SCR烟气脱硝等污染物脱除设备,并利用生物质气化后的合成气送入燃煤锅炉进行再燃,还原主燃区产生的NOx[1],降低SCR烟气脱硝负荷,将污染物的排放控制在的排放标准以下。
生物质气化采用循环流化床气化技术,气化介质和生物质通过热化学反应生成CO、H2及少量碳氢化合物可燃气。此生物质气化装置将产生的可燃气作为燃料送入燃煤锅炉与煤粉一起燃烧发电。
相比传统的生物质直燃电厂[2,3],工艺流程短,无需再配备汽轮机、发电机、电网输出以及烟气净化等系统,投资少,占地面积小,配置工作人员少,而且生物质气化综合发电效率达30%以上,生物质燃料可节省25~30%;同时生物质直燃存在严重的碱金属腐蚀及锅炉结焦的问题,对于发电系统的连续运行是极为不利,生物质中碱金属的存在,还会引起NOX催化剂控制设备老化或失效;燃烧方式通用性较好,对原燃煤系统影响较小。
相比常压、空气气化耦合发电方案,加压、富氧耦合发电技术投资略高,但加压富氧气化可以更大规模、更灵活处理生物质,对原料的适应性也更加广泛,气化效率、燃气品质有较大提高[4],对锅炉的安全性更加有利,同时占地面积小;另外加压富氧气化省去了常压气化中的高温燃气引风机,同时燃气管径较小,消除了生产运行中一个重大的安全隐患。
工艺路线主要为:经过处理且满足粒度要求的生物质燃料,送入加压装置加压后的生物质,通过螺旋输送机送入气化炉,在一定温度下,气化炉内生物质在气化介质的作用下气化生成可燃气,再经过旋风除尘送入余热锅炉,可燃气降温计量后,热可燃气直接送入燃煤锅炉上改造增加的生物质燃气喷口再燃,利用原有发电系统实现高效发电。整个装置主要分为生物质贮存、进料、生物质气化、可燃气除尘、热回收及燃气燃烧。工艺流程图见图1。
2制气系统
2.1生物质的贮存系统
生物质贮存仓库收到的生物质原料,经过称重和取样分析水分和热值后存储,生产过程中通过装载机和抓斗等转运装置将生物质送进振动筛,过滤掉不合格的生物质料,再通过螺旋输送机和输送皮带将合格的生物质送到生物质加压进料系统的常压料仓。
2.2加压进料
常压料仓存放的生物质料,通过进料装置和阀门进入并装满锁斗,然后控制系统用氮气对锁斗充压到0.1~0.3MPa时,生物质燃料再通过下料阀和下料装置进入加压给料仓,在加压给料仓的底部装有螺旋输送机,生物质料由螺旋输送机不断送入生物质气化炉。生物质锁斗在卸完料后,锁斗将恢复到常压状态,重新进料和充压,进行下一次循环物料的输送。
2.3生物质气化及气体净化
气化炉是整个气化系统的主要设备[2],采用流化床作为气化炉的炉型,加压给料仓输送过来的生物质从气化炉的中下部进入炉膛反应区;在气化炉的底部,空气和氧作为气化剂送入炉膛,在炉膛内生物质、空气和氧气充分混合,形成一种沸腾流化状态;同时,在气化温度为700~980℃,气化压力为0.1~0.3Mpa的条件下,以及在高温床料有效的传热和传质的作用,加速气化反应速度,最终生成成分为CO、H2、CO2、CH4、H2O、N2及少量焦油的高温可燃气。
生物质原料都含有一定的灰分,因此气化过程中会产生灰渣,一部分灰渣由气化炉底部排出,冷却后送到贮存系统;另一部分灰渣则可通过下游旋风分离器从可燃气中分离出来,灰渣从旋风分离器底部排出,送到贮存系统。可燃气则从旋风分离器的顶部出来,进入下游的余热锅炉。
2.4热量回收
进入余热锅炉可燃气的温度约为900℃,因温度高,燃獾ノ惶寤密度小,为了减小燃气输送设备的体积和材质等级,同时还要保证可燃气中的焦油不冷凝,高温可燃气经过余热锅炉释放热量降温到400℃左右,同时也根据锅炉运行参数,自行控制温降,余热锅炉产生的低压水蒸汽并入电厂管网系统。
2.5可燃气的输送和燃烧
经过除尘和余热锅炉的可燃气,气体流量约为5×104Nm3/h,温度约为400℃,压力约为0.2MPa。可燃气经过在线成分分析,根据输入锅炉的热量计算可燃气的流量,将特定量的可燃气再送到燃煤锅炉前独立的燃气燃烧器进入锅炉再燃发电。在事故情况下,可燃气有独立的紧急排放和切断系统,气化炉的安全保护系统将启动紧急停车,将气化系统与燃煤锅炉切断隔离,可燃气将引至安全区域处理,同时启动氮气置换的保护程序,煤气放散装置设有点火装置及氮气灭火设施。
2.6经济效益和污染物排放
(1)按大型火电耦合生物质气后,年发电量不变的情况
下,每年可以节省约7.5万吨标煤;可分别削减SO2排放约29.48t/a、烟尘排放约14.18t/a及NOx排放约63.77t/a;从温室气体减排角度,可削减CO2排放约12.33万t/a。
(2)按大型火电耦合生物质气后,年发电量不变的情况
下,生物质气发电量约为18万MWh,按照电价0.75元/KWh,则生物质气发电每年收入约13500万元。
(3)一台生物质气化炉系统设备的总投资约为1.9亿元,基本收益率按7.0%,年运行费用考虑厂用电和生物质原料费用约6000万元。
(4)年费用的计算如下,计算公式为[5]:
A-年费用;P-初投资;R-年运行维护费;I-基准收益率取7.0%;n-经济生产年按20年计算
R=6000万,P=19000万,经计算大约需要5年回收成本。可见在争取到生物质标杆电价0.75元/KWh的条件下,采用大型火电耦合生物质气化发电技术的经济效益很好。
3结束语
随着环保要求的不断严格,生物质能的利用,不仅优化了能源结构,提高当地经济收入,还可有效降低污染物的排放,满足日益严格的排放标准,通过分析大型火电耦合生物质气化发电,无论在技术上、处理规模和投资性价比都具有显著的优势,因此生物质气化耦合发电是理想的发展方向。
参考文献:
[1]吴国强.合成气再燃控制技术研究[D].华北电力大学,2014.
[2]阴秀丽,周肇秋,马隆龙,等.生物质气化发电技术现状分析[J].现代电力,2007,24(5):48-52.
[3]宋艳苹.生物质发电技术经济分析[D].河南农业大学,2010.
生物质热风炉原理篇6
关键词:300MW循环流化床锅炉常见问题运行对策
一、给煤不畅
300MW循环流化床锅炉布置有四条给煤线,每条给煤线从煤仓到皮带式称重给煤机,再到刮板式给煤机,最后通过3个给煤口进入炉内。给煤不畅是300MW循环流化床锅炉运行中最为常见的问题,尤其是雨季,一台锅炉在一个运行班次可能发生给煤不畅几次,甚至十几次,几乎每个厂都要耗费大量的人力物力来解决这一问题。
(一)给煤不畅的危害
1、锅炉出力不稳定,不能保证按照中调所给负荷曲线进行负荷接带,给煤不畅时机组出力不足,产生违约电量。
2、锅炉运行工况不稳定,给煤不畅增加了变工况的次数,若出现多条给煤线同时给煤不畅,锅炉将出现大幅度的变工况运行,炉内保温材料将出现频繁的收缩和膨胀,导致保温材料出现裂纹,甚至倒塌,危机锅炉安全运行。
3、给煤不畅时炉内工况发生激烈变化,极易发生床料翻床,运行人员处理稍有不慎就可能发生锅炉踏床事故,锅炉踏床将导致大幅度减负荷,给汽包水位和主、再热汽温的调整增加难度,严重时可能导致机组解列。
4、运行值班人员疲于应付给煤不畅,在不同程度上影响其它方面的工作,易导致其他不安全情况的发生。
(二)、给煤不畅的原因
给煤不畅的主要原因是来煤潮湿,来煤中含灰量大,甚至来煤中夹杂大量泥土。燃料中的细微颗粒在煤中水份大时极易粘结,从而造成煤仓和给煤机堵煤。不断的粘结使煤仓的有效容积不断减少,最终导致下煤口堵塞。给煤机的堵塞主要在入炉前的刮板给煤机,雨季经常出现刮板给煤机底部积煤将刮板抬高,使给煤机的出力不断降低,若处理不及时,最终的结果就是给煤机不堪重负而跳闸,严重时刮板给煤机受损,电机烧毁。其次,称重给煤机皮带跑偏,清扫链不能及时将漏入称重机下部的积煤刮走;刮板给煤机传动链咬、润滑不良导致运行中断链;刮板给煤机长时间运行导致刮板断裂、变长、松脱,造成给煤机跳闸、堵转。另外,来煤中的编织袋、树枝、钢筋等杂物进入给煤机,从而造成给煤机跳闸、卡涩、堵煤等情况的发生。
(三)、运行对策
1、加强运行中给煤线的检查和维护。重点是称重给煤机皮带是否跑偏,清扫链能否及时将漏入称重机下部的积煤刮走,刮板给煤机传动链咬、润滑是否良好,刮板是否有断裂和长时间运行变长、松脱的情况。问题一经发现,必须及时安排停运处理,避免设备缺陷进一步扩大,甚至设备损坏。
2、定期活动没仓疏松机、振打器。如果煤仓只是棚煤,活动疏松机、振打器有一定的作用;若煤仓贴煤严重,活动疏松机、振打器几乎没有效果。
3、夜间机组负荷较低时停运给煤线,联系检修清理已有明显堵煤迹象的煤仓和给煤机,同时处理给煤线存在的其它缺陷。这是运行方面较为有效的手段,在不影响或少影响机组负荷的情况下解决给煤不畅的问题。
给煤不畅,运行方面所能采取的措施是非常有限的,关键还得从源头进行控制。严把购煤关,确保来煤品质;在煤场装设干煤设施控制来煤的水份;避免过渡破碎,减少来煤中细颗粒份额。
二、炉内受热面磨损
300MW循环流化床锅炉炉内除布置水冷壁管外,还在炉膛上部布置扩展蒸发受热面,扩展蒸发受热面也叫水冷屏和翼型水冷壁,根据锅炉蒸发量的需要补充,一般在30到40屏之间。循环流化床锅炉受热面磨损是循环流化床锅炉正常运行最大威胁之一,由于磨损(受热面、耐火材料、风帽等)造成的停炉事故接近停炉总数的50%。炉膛内水冷壁管磨损主要表现在水冷壁管与耐磨材料交接及以上1~5m处、炉膛四角、返料口上部及绝热式旋风分离器入口等处。
(一)、炉内受热面磨损的危害
1、炉内受热面磨损造成泄漏,高压汽水混合物直接剧烈冲刷造成更多邻近水冷壁管泄漏,有时汽包水位都很难维持,泄漏处床温急剧下降,两侧床温差大,被迫停炉。
2、受热面爆管后处理起来难度较大,而且要较长的时间组织人员清理床料,重新加入床料;受潮床料板结导致无法重新流化,甚至造成风帽大面积堵塞,往往要付出更大的人力、物力才能处理好,是各发电企业最为头疼的难题。
3、炉内受热面磨损停炉,使机组连续运行时间终止,停炉后的检修周期长(煤粉炉水冷壁泄漏,一般3天即可修复启动,循环流化床锅炉水冷壁泄漏,至少需要一星期时间才能修复启动,若爆管严重,检修周期持续10到15天),机组等效可用系数降低,经济效益不能保证。
(二)、炉内受热面磨损的原因。循环流化床锅炉炉内受热面磨损机理与煤粉炉有很大的不同,一方面大量烟气和固体颗粒在上升过程中对水冷壁管进行冲刷;另一方面由于内循环的作用,大量固体颗粒沿炉膛四壁重新回落,对水冷壁管进行剧烈冲刷。特别在水冷壁管和耐火材料层过渡区的凸出部位。因没有上行气流,沿水冷壁管下来的固体颗粒形成涡流,对局部水冷管壁起到一种刨削作用。影响水冷壁磨损的主要因素有:
1、烟气流速的影响:烟气流速越高磨损越严重,磨损量与烟气流速的三次方成正比。一次风量越大,磨损量越大。另外二次风量越大,对炉内燃烧情况的扰动越剧烈,水冷壁磨损量也越大。
2、烟气颗粒浓度的影响:烟气内颗粒浓度越大,水冷壁磨损量越大。因为颗粒数目越大,对管壁的撞击和冲刷越强烈。在循环流化床锅炉运行过程中,负荷越高,床层密度及床层差压越大,说明颗粒浓度越大,磨损量也越大。循环流化床锅炉由于其特定的燃烧方式,炉内的固体物料密度为煤粉炉的几十倍到百倍以上。
3、燃料性质的影响:燃料颗粒硬度、灰分越大,对水冷壁管壁的切削作用越强烈,磨损量越大。尤其在掺烧煤矸石或其它高硬度燃料时,会大大缩短水冷壁管爆管的运行时间。
4、安装及检修质量的影响:锅炉安装及检修质量不好,例如,受热面鳍片没有满焊,造成大量颗粒外漏,造成对水冷壁管侧面的磨损。或管屏表面留下大量焊接后的凸起部位,形成颗粒涡流加剧磨损。
5、耐磨材料脱落:在炉膛密相区排渣口、二次风口、给煤口处管壁都会因耐磨材料脱落造成磨损。风水联合冷却式流化床冷渣器回风口处由于风速过快,将耐磨材料吹落造成磨损。
6、锅炉本身动力场的影响:由于炉膛内烟气流速分布不均匀,四角处的烟气流速比中间大许多,所以磨损情况比其它部位严重。
(三)、运行对策
1、在保证床料充分流化的前提下,尽量降低一次风量;
2、在维持氧量的前提下适当调整二次风量,合理搭配上下二次风量,保持合适的过剩空气。
3、适当降低密相区高度,延长燃煤颗粒在炉内的停留时间,减小对水冷壁管的冲刷,同时也会降低飞灰含碳量。根据负荷变化选择合适的床层差压、床层密度及烟气流速。提高旋风分离器分离效率,延长固体颗粒在炉内的停留时间。
4、运行人员要关心来煤质量,根据排渣情况判断煤矸石含量、筛分粒度,利用班前、班后或休息天到到运煤皮带、煤场走一走,了解情况,及时向相关部门提出控制煤矸石和提高煤颗粒均匀度的意见建议,减小煤矸石和大颗粒在来煤总量中的比例。
5、运行人员要根据锅炉床压情况,及时排放粗渣,减少粗渣对炉内受热面磨损。
6、从运行管理方面,可以采用提前预控的办法,通常根据以往锅炉运行周期来判断运行锅炉炉内受热面磨损情况,按计划申请停炉,检查更换磨损严重的管壁,减少非停次数。这种方法对减少非停有非常积极的意义,但也存在弊端,若停炉后检查不彻底,锅炉运行后很短时间内又发生泄漏,被迫停运再次检修,非但没有减少非停次数,还多了一次检修,必然导致大量的电量损失。
客观讲,炉内受热面磨损是必然存在的,通过运行管理,可以在很大程度上延缓磨损,提高锅炉的连续运行时间。但安装检修工艺的提高和防磨技术的提高也是必不可少的,目前普遍采用的防磨技术有:(1)提高密相区耐磨浇筑料和水冷壁管加装防磨护板。(2)耐磨浇筑料上的裸露水冷壁管进行热喷涂,提高管壁表面硬度;(3)采用让管设计,改变物料运动方向,一定程度上避开或减小磨损。(4)选择质量较好的耐磨浇筑料和技术水平高的施工队伍,确保耐磨浇筑料在机组正常运行时不脱落。
随着循环流化床锅炉机组运行时间增长,各种耐磨材料技术飞速发展,发电厂运行人员水平日益提高,检修及安装工艺水平也得到了很大改进。现在300MW循环流化床锅炉连续运行时间大幅度提高,有的机组连续运行时间已经超过200天,原因就是防磨问题基本得到了有效解决。
(二)、非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰
非金属膨胀节的主要作用是补偿热膨胀,可以在较少的尺寸范围内提供较大的多维方向补偿。另一作用是补偿安装误差:由于风道连接中,系统误差在所难免、非金属膨胀节能较好地消除安装误差。非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰是300MW循环流化床锅炉投产初期普遍存在的问题,容易损坏的部位主要有回料器返料至炉膛处非金属膨胀节;一次风空预器出口非金属膨胀节;外置床返料至锅炉非金属膨胀节。
(一)、危害
1、非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部不严密漏灰影响环境卫生。
2、非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部不严密漏灰使锅炉电气设备工作环境恶化,容易造成辅机就地控制柜电气、热工控制回路故障;电动截止门、调节门故障。
3、非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部不严密,严重时风量大量排空,高温物料外泄,被迫停炉处理。
(二)、原因
1、锅炉启动时没有严格按照规定的温升速度,加热过快,导致各部膨胀不均,这是炉本体各结合部不严密漏灰的主要原因。
2、锅炉床料翻床处理时一次风压、锅炉布风板上部床压过高,将非金属膨胀节蒙皮撕裂和炉本体各结合部吹通。正常运行时锅炉布风板上部床压一般在10KPa左右,翻床处理时床料多的一侧可能高达28~29KPa,导致飞金属膨胀节损坏和炉本体各结合部漏灰。
(三)、运行对策
1、锅炉启动时严格按照规定的温升速度进行,ALSTOM公司规定床温升温速率不得超过100℃/h。
2、严格按照锅炉各负荷点床压曲线控制锅炉床压,避免床压控制不当而出现床料翻床、踏床,被迫提高一次风压流化床料。从运行情况来看,几乎每一次翻床处理都会出现非金属膨胀节蒙皮撕裂和炉本体各结合部吹通漏灰的情况。
有些观点认为循环流化床锅炉为正压炉,漏灰是正常的,其实不然,通过设备治理和运行管理,完全可以避免或减少非金属膨胀节拉裂及炉本体各结合部漏灰。
转贴于四、外置床流化不良
300MW循环流化床锅炉与小容量循环流化床锅炉最大的区别有两点:
1、炉膛进行裤衩腿布置;
2、在炉本体外布置有四个外置床,其中两个布置高温再热器及低温过热器(高再低过外置床),其它两个布置一级中温过热器和二级中温过热器(中过外置床)。锅炉在运行过程中,通过调节进入中过外置床的循环灰量来调节炉膛的燃烧温度,使炉膛处于一个综合性能优良的温度区间;通过调节进入高再低过外置床循环灰的流量,可以直接控制再热蒸汽出口温度。300MW循环流化床锅炉在炉本体外布置外置床的更本目的是解决蒸发受热面在炉内布置不下问题。在锅炉实际运行,特别是锅炉启动过程中,运行人员经常会碰到再热汽温提升困难;外置床流化风门开度足够大时但流化风量很低;同一系统(如左右侧中温过热器、左右侧高温再热器)分别布置在两个外置床流化内的过热器、再热器出口蒸汽温差大等情况。这些都是外置床流化不良的现象,目前已引起了运行人员的重视。
(一)、危害
1、对称布置的两个外置床,其中一个流化换热正常,另一个流化不好,换热较弱,必然使两侧过热器、再热器出口蒸汽温差大,在出口交汇区域产生温差热应力。
2、任意外置床流化不良,都可能出现外置床内蒸发受热面上部管束受到600~700℃的高温物料加热,而下部依然是不到100℃的冷灰,必然产生巨大的温差热应力。
3、外置床流化不良,将会出现主、再热汽温不匹配的情况,若两个布置高温再热器的外置床流化不良,提升再热汽温困难,迟迟不能满足汽轮机冲转条件;若两个布置中温过热器的外置床流化不良,为提升过热汽温,只有增强燃烧提高床温、烟温,极易出现汽轮机冲转压力过高的问题。
(二)、原因
1、参与外循环的物料量少或物料温度低(流动性差),导致外置床进料少。
2、外置床内冷灰量过多,进入的高温物料不能及时将低温灰置换掉,严重时流化不起来,造成外置床进料管和空室堵塞。
3、外置床内粗颗粒物料过多,粗颗粒物料之间的空隙率大,流化风能顺利通过循环物料,但高温灰不能落入外置床下部,高、低温物料不能进行充分混合,表现为流化风量正常,外置床各室温度和正常流化的外置床相差不大,但两侧过热器、再热器出口蒸汽温差大。若不加认真分析,运行人员往往会怀疑热工表计。
(三)、运行对策
1、外置床进料少,很有可能是参与外循环的物料量少,若床温已足够高但床压低时,应及时补充床料,增加循环灰量;若物料温度低导致流动性差,可加强燃烧提高物料温度、增大回料器流化风量和提高流化风压加强流化;
2、进料管和空室堵塞时可交替使用进料管流化风和辅助风(压缩空气)进行吹堵,无效时进行外置床空室放灰。
3、判断外置床流化正常与否的标准是看其换热情况是否正常,流化风量只是其中依据之一。若外置床各室温度基本正常,既空室温度、外置床出口温度和正常流化外置床相差不大,但过热器出口汽温偏差大,必须尽快处理,将外置床内的冷灰由高温灰置换掉。在采用增大流化风不能奏效的情况下,中过外置床可以采用开启到对应冷渣器排细灰门的方法置换物料(安全、省时、省力,效果较好),必要室开启各室放灰门进行粗颗粒物料和冷灰的排放;高再低过外置床开启各室放灰门进行粗颗粒物料和冷灰的排放。
五、回料器回料不畅
300MW循环流化床锅炉回料器是循环物料内外循环的枢纽,是实现锅炉运行中内循环物料和外循环物料平衡的关键,回料不畅时必须采取有效措施加以调整,否则将危及锅炉的正常运行。目前还没有听说300MW循环流化床锅炉回料器堵塞的情况,但回料不畅较为常见,主要表现为立管压力波动,床压波动,立管压力上升时床压下降,立管压力下降时床压升高。
(一)、危害
1、300MW循环流化床锅炉回料不畅时,立管压力波动,床压波动,严重时锅炉两床失稳,床料翻床。
2、300MW循环流化床锅炉回料不畅时,床温难以控制,循环灰堆积在回料器时,锅炉床温升高,突然返回炉膛时,床温升高,可能达到十几度,甚至几十度的变化,影响锅炉燃烧,若此时再出现给煤系统故障,将给炉内造成激烈的扰动。
(二)原因
1、浇筑料脱落堵塞回料器。外循环系统中容易发生浇筑料脱落的地方主要在旋风分离器入口段,由于烟速高,烟气中颗粒浓度大,磨损较为严重,多台300MW循环流化床锅炉都出现了旋风分离器入口段浇筑料脱落脱落的情况。
2、回料器回料不畅主要出现在减负荷过程中,当外循环灰量减少时立管中物料自重小于炉膛压力和回料器流化风压力之和,阻碍了立管中物料向下流动,当立管中的物料堆积到一定重力后,物料突然大量返回炉内。这种现象反复出现,需要较长时间才能调整正常。
3、循环物料温度低,循环物料流动性变差,出现堆积又突然返回炉内的情况。由于煤种的变化,相同负荷情况下回料器的温度不尽相同,在某一工况下燃烧设计煤种时,回料器温度在860~880℃,回料正常,但燃用低热值煤时给煤量增加但回料器温度下降到820~830℃,回料器出现返料不畅的情况,按理低热值煤灰份大,回料器回料不畅的原因不应该是循环灰量少引起。
4、运行调整控制不当造成回料器超温结焦,堵塞风帽,流化受阻。
(三)运行对策
1、锅炉启动时严格按照规定的温升速度进行,按照ALSTOM公司规定床温升温速率每小时不超过100℃进行控制,避免保温耐磨浇筑料膨胀不均出现裂纹加剧磨损程度,避免保温耐磨浇筑料脱落堵塞回料器。
2、合理控制一、二次风风压和风量,合理控制锅炉密相区和稀相区燃烧份额。
3、发现回料器回料不畅时,认真分析原因,有针对性地进行处理。
4、严格控制锅炉各部温度不超温,杜绝结焦。
六、排渣困难
300MW循环流化床锅炉大多采用风水联合式冷渣器,也有采用钢滚筒式冷渣器的,以风水联合式冷渣器为例,四台冷渣器部分不能正常排渣或丧失排渣功能的情况比较常见,偶尔出现过四台冷渣器同时排不出渣的情况。
(一)、危害
1、冷渣器排渣困难,锅炉床压将持续升高,危及锅炉的正常运行,被迫降低负荷运行。
2、若冷渣器进渣正常,可以采用冷渣器进渣室(空室)紧急排渣至地面或可移动式临时接渣设备(如手推车)的方法控制锅炉床压,但排渣量不便控制,高温灰渣容易导致周围电缆烧坏或长期高温烘烤缩短使用寿命;同时,紧急排渣时还容易导致工作人员的烫伤,另外紧急排渣还影响环境卫生。
3、冷渣器排渣困难时,有的厂采用外置床放灰的方法控制床压,但有利弊,大颗粒物料留在炉内,势必造成炉内受热面得磨损。
(二)、原因
1、燃煤灰份大,超过冷渣器排渣能力。
2、运行控制不当,特别是锅炉启动初期和压火运行时燃烧不良,发生低温结焦,造成排渣口处风帽堵塞,进渣管堵塞。
3、冷渣器旋转排渣阀被脱漏的保温材料等杂物堵塞。
4、排渣量过大,高温渣在冷渣器内没有充分停留冷却时间就进入低灰输送机,导致低灰输送机烧坏或运行周期缩短。
5、排渣量大,排渣温度高,灰渣颗粒度大,造成冷渣器内结焦,堵塞风帽,流化不良。
(三)运行对策
1、控制来煤灰份,避免超出冷渣器的排渣能力。
2、连续少量排渣,避免冷渣器结焦堵塞和烧坏底灰输送。
3、严禁不通冷却水,不开流化分的情况下排渣。
4、低床压时保持冷渣器排渣锥形阀在脉动状态(有的也叫振荡状态),避免由于长时间不排渣而导致锅炉排渣口堵塞。
5、定期排放冷渣器内底部沉积的粗渣。
七、结论
300MW循环流化床锅炉运行过程中除存在上述问题,还存在水冷风室漏渣,辅机故障、脱硫设备故障等情况,在以后的运行中,可能还会逐渐暴露一些其它方面的问题,但通过设备治理和运行人员运行水平的不断提高,一定会体现出大型循环流化床锅炉燃烧效率高,负荷调节能力强,污染物排放低的优势,实现循环流化床锅炉的广泛应用和大型化研发工作的不断加快。
参考文献