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金沙GA电子-煤的粒度对循环流化床工业锅炉运行的影响
2018-07-10 10:36

关键词:循环流化床;沸腾燃烧;颗粒度;

循环流化床锅炉燃烧技术在我国是上世纪80年代中期开始由中国科学院工程热物理研究所与我公司联合率先进行商业应用,经过近十年的摸索和完善,循环流化床锅炉在近几年间获得了迅速发展。它与层燃锅炉、室燃锅炉相比具有燃料适用广、燃烧效率高、环保性能好、负荷调节灵活、灰渣便于综合利用等优点。特别是在解决工业锅炉燃料复杂、设计和运行热效率低、环保等方面取得突破性进展,各制造厂家新产品的开发和推出力度之大前所未有。

          循环流化床锅炉的燃烧特点是宽筛分的煤粒在适当的气流作用下,在燃烧室中一面翻腾运动,一面燃烧,它即不同于煤粉锅炉的燃烧方式,也不同于层燃炉的燃烧方式,它是一种沸腾燃烧。

据笔者的了解,循环流化床锅炉对燃料的粒度要求在图纸和技术文件中都有明确规定:一般为烟煤0~13mm;无烟煤0~8mm。在大型发电循环流化床锅炉中,为保证燃料的粒度,设计院对制粉系统进行比较完整的规划和设计,机械化自动化程度高,其粒度控制一般都可以达到锅炉的使用要求。但在循环流化床工业锅炉中,由于许多客户重视程度和资金投入不够,造成煤的粒度控制设备比较简单,大多采用一台粉碎机和一个筛网,很多都是采用人工筛选,很难保证锅炉长时间连续运行控制、燃烧效率、风帽和水冷壁等部件的磨损及安全运行等方面带来的问题日显突出,以下就相关问题的原因和处理办法分析如下:

一、对运行控制和燃烧效率的影响

锅炉的启动点火。由于循环流化床工业锅炉的床面比较小,点火过程相对简单,它是通过木炭燃烧加热炉膛底料至煤的燃点、到正常燃烧的动态过程。底料的粒度一般是0~8mm,通过人工过筛可以完全保证。将木炭放在静止高度300~400mm厚的底料上部燃烧加热炉料,经过2~3个小时炉料加热后,打开一次风机,并逐步加大一次风量,根据火焰情况人工加煤(同样经过筛选)助燃,逐步过度到给煤机加煤实现点火。这时炉内基本可以保证没有较大颗粒,流化状态良好,炉膛温度平稳正常。

但当进入全部使用给煤机给锅炉加煤阶段时,煤的粒度如果过大,将随着进煤量的增加,大颗粒也逐渐增加,会在床体中沉积形成死滞区,破坏正常的流化状态,使炉内温度场不均匀,造成因床温过低或床温过高结焦而被迫停炉;另外,如果煤颗粒细粉过多,则小煤粒飞逸又会增多,加大锅炉损失,严重时细颗粒被带到分离器和返料器中,发生二次燃烧造成返料器结焦影响锅炉的正常运行;所以颗粒度过大、过小、甚至超大,都会给运行操作带来困难,同时造成锅炉发灰损失及灰渣热损失的增大,使锅炉热效率降低。

二、增大炉内磨损

当床温恒定时,床料平均直径增加,床料流化所需最小流化风量亦增大,在一定风压下,床料阻力相比较而言亦同样增大,致使流化状态向不良方向移动,而加速了布风板上风帽的磨损,同时飞灰损失随着最小流化风量的增大而增加,水冷壁受热面的磨损随着风速的增加而成倍增加,从而导致锅炉运行周期大大缩短。所以,燃烧颗粒度的大小,对循环流化床锅炉的正常运行有着非常直接的影响。

三、实例分析

山西阳泉一台SHXF7-1.0/95/70-AII循环流化床热水锅炉,调度运行出现煤气爆燃事件。本人到现场了解情况,是返料器结焦后操作人员打开检查门清焦时发生煤气爆炸。现场发现结焦的返料器中大部分为5~8mm左右的大颗粒,同时,锅炉运行4~5个小时炉膛温度逐渐降低,流化状态严重恶化,只能被迫停炉,清理炉底大颗粒和炉膛,重新加底料点火。

分析事故的主要原因是由于煤颗粒度太大造成的。从流化床中清理出来的炉渣大多为20mm左右,最大为30~40mm;为保持物料流化只有加大一次风,较大颗粒物料被带进返料器中,而大颗粒物料无法在返料器中流化造成堵塞,没有燃烬的煤颗粒堆积在密闭缺氧的返料器中开始产生CO,当打开返料器检查门用火钩清理时出现明火,从而发生煤气爆炸。同时,在煤厂了解煤的粉碎情况时发现,操作人员将煤通过固定筛进行过筛,固定筛是采用圆钢制作,间隙为20mm左右,很多厚度10mm 左右的煤片通过圆钢之间的间隙进入上煤系统,并进到锅炉燃烧,沉积在流化床中,而且越积越多,造成流化床流化不好,控制仪表反映料层很厚,而实际并无可燃物,炉膛温度逐步下降,从而被迫停炉。问题原因找出后,要求客户立刻对筛网进行了改进,保证燃料粒度在13mm以下,改造后锅炉运行一直比较平稳、正常。

四、保证粒度的制粉系统方案

根据本人多年的实地了解,在这里推荐两种保证燃料粒度要求的制粉系统,供大家参考:

第一,燃料首先全部进震动筛,合格粒度通过皮带进煤仓,不合格的大颗粒进粉碎机,粉碎后合格的通过皮带进煤仓,不合格的再进粉碎机,再进滚动筛,形成循环,以保证进煤仓的燃料粒度为合格粒度。优点:确保锅炉燃料粒度要求,自动化程度高;缺点:系统较复杂。

第二,燃料全部进震动筛,合格的通过皮带进煤仓,不合格的大颗粒进粉碎机,粉碎后进锅炉煤仓。优点:制粉系统简单,可基本保证燃料粒度。缺点:有一定数量不合格的燃料粒度进入锅炉,长时间会影响锅炉运行。

五、结束语

循环流化床锅炉虽然煤种适应性广,对燃料颗粒度要求也不是很严格,但毕竟不是全无限止。因此,增加煤的破碎和筛选系统是必要的。特别是随着循环流化床工业锅炉数量的不断增加,如何保证其优越的节能环保优势,使锅炉安全正常运行显的非常关键。这虽然增加了一次性投资,但给锅炉带来了诸多综合性效益,并为锅炉的安全运行奠定了坚实的基础。同时要求调试运行人员当锅炉安装完毕准备运行时,要根据使用燃料特点,严格要求和提醒客户必须保证锅炉运行的燃料粒度。从用户角度讲,随着煤炭价格的增长,降低生产成本关键是降低锅炉运行成本,真正实现循环流化床锅炉高效节能环保及长期安全稳定运行的前提必须保证燃料的粒度,希望能引起管理者的高度重视。

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