浅谈床料粒径对CFB锅炉运行的影响

(整期优先)网络出版时间:2011-09-01
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一、兖矿国宏化工有限公司1、2#机组简介
兖矿国宏公司循环流化床锅炉1、2#由无锡锅炉厂设计制造,锅炉型号为UG-160/9.8-M。该锅为单锅筒横置式,单炉膛,自然循环,全悬吊结构,全钢架П型布置,炉膛采用膜式水冷壁,锅炉中部蜗壳式绝热旋风风离器,燃料消耗量23.7 t/h。
二、CFB锅炉正常运行中床料粒径对锅炉的影响
CFB锅炉正常运行中,应始终保持正常的原煤粒度,从而控制床料粒径在合格范围内。该锅炉推荐的允许入炉煤粒径范围为:最大允许粒径100%≤7mm,d50=0.60mm,d<0.2mm的≯25%。通过控制入炉煤粒径,就可以有效控制床料粒径。床料粒径过大和过小,都会对锅炉的经济运行和安全运行造成影响。
(一)粒径过大对锅炉运行的影响
床料粒径过大,正常的一次风量无法将床料吹起,长期运行后大量的大粒径床料将会沉积在床层下部,影响整个床层的流化,使炉内成为死床,床温、床压指示异常,严重时会形成结焦。兖矿国宏锅炉在2010年12月曾因床料粒径不合格造成流化不良,被迫停炉。停炉后进入炉内检查,炉内床面极不平整,表面均为较细的床料,进一步清理床料时发现炉内床料除表面为较少的细床料外,下部均为大颗粒的渣块。石块粒径基本在50~70mm之间,过大的粒径,无法形成正常流化。从处理过程中排出的渣看,排出的均为细床料,大粒径的床料根本无法排出,无法形成床料的置换。这说明炉内中存在大量大渣块,使床料无法正常流化是造成此次停炉的原因。
(二)粒径过细对锅炉运行的影响
床料粒径过细,将会增加炉内的循环物料量,在分离器分离效率不变的情况下,外循环量增大。床料粒径过细也意味着入炉煤粒径过细,这样容易造成旋风分离器后二次燃烧现象,导致分离器出口烟温高于进口烟温。在高负荷时分离器内温度经常达到1000℃以上,容易造成分离器内壁挂焦,影响正常回料循环,严重时会造成回料阀的堵塞。随负荷变化,分离器温度也会发生大幅变化,对分离器内部浇注料的安全运行也十分不利。床料粒径过细,一、二次风量配比不当,会使大量燃烧不完全的碳粒子被烟气带走,增加飞灰含碳量,降低燃烧经济性。
三、CFB锅炉启动过程中床料粒径对锅炉的影响
CFB锅炉点火启动过程中床料粒度是否合适,对锅炉启动是否成功十分关键。尤其是新安装锅炉,初次启动前床料不易准备,一般按设计要求采用启动用沙或用邻炉排出的炉渣筛分后使用。
兖矿国宏1#炉在试运期间,锅炉首次启动时,所用床料选用了某小锅炉燃烧后排出的炉渣,经孔径为10mm的筛子进行筛分后使用。取100克筛分后床料经化验粒度,床料粒度较大,≤0.2mm的床料比例仅为3%,大部分粒径在7mm以上,最大的在10mm以上。当时由于运行及调试人员的运行经验均严重不足,对床料粒径的重要性认识不足。随即进行点火启动,启动后各床压测点即不正常的显示偏低,最后炉内仅剩少量大块床料,无法维持床温,被迫熄火停炉。
目前兖矿国宏锅炉启动前所用床料均为本炉或邻炉正常运行中排出的炉渣,经筛选合格后使用,启动前向炉内加至800~1000mm高度,完全可以满足锅炉启动的需要。在锅炉启动过程中,如床料流失较多,可人工从给煤机人孔向炉内添加床料。
四、对炉内床料粒径的检查判断
通过对排渣情况的监视可以初步判断炉内床料粒径的大致情况。正常运行时CFB锅炉排渣应颗粒均匀,下渣顺畅,排渣中没有焦块,也不应有太大的渣块。根据入炉煤粒径的大小,排出的炉渣粒径一般在0.2mm~7mm之间。在锅炉燃烧调整较好的情况下,排出的渣颜色多为灰白色,不应有未燃尽的碳颗粒出现。通过每天对排渣的监视,根据经验对比,可发现排渣粒径的异常变化。在排渣系统正常的情况下,确定床料粒度是否发生变化。必须注意的是,当入炉煤粒径长期过大,且煤中大块石头较多,长期运行,炉内会积存大量粒径严重超标的床料。此时,正常使用的一次风量已无法吹起大块床料,排渣时也仅能排出炉内较细床料,从排渣看粒度很细,而炉内床料粒径分布正进一步恶化,如不能及时扭转,很容易导致最终流化不正常被迫停炉。
五、小结
CFB锅炉床料粒径是否合适对锅炉启动、运行的安全、经济性有重要影响,但由于床料粒径不易直观检测,在锅炉运行参数发生异常时往往忽略了对床料粒径的分析,很多电厂都曾由于床料粒径的不合适造成了锅炉运行不正常最后被迫停炉。要保证合适的床料粒径,必须通过各种途径控制入炉煤粒度的稳定,加强对床料粒径的监视,发现床料粒径不合适立即调整入炉煤粒度,加强床料的置换,均匀放渣,改善炉内床料粒径分布,使炉内床料粒径分布始终在一个稳定状态。
[参考文献]
[1]《循环流化床锅炉运行与检修》吕俊复等主编.-北京:中国水利水电出版社,2003
[2]《循环流化床锅炉设备与运行》路美春等编著.-北京:中国电力出版社,2003.
(作者单位:兖矿国宏化工有限公司热电车间 山东邹城)