35t／h混合流速循环流化床锅炉燃烧调整浅议.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI COAL S CI ENCE TECHNOL0GY 2 0 1 1年第 3期 N0． 3 2 0 1 1 3 5 t ／ h混 合 流 速 循 环 流 化 床 锅 炉 燃 烧 调 整 浅 议 陈 晓平 丰城矿务 局电业公 司 ， 江西 丰城 3 3 1 1 4 1 摘要 介绍 了应用高 、 低混合流速循环流化床锅炉技术改造 3 5 t ／ h老旧锅炉的节能改造情况 ， 结 合锅 炉结构特点 ， 论 述锅 炉燃烧调整 问题 。 关键 词 循环流化床锅炉 } 燃烧词整 } 节能 中圈分类号 T K2 2 3 ． 7 2 文献标识码 B 文章编号 1 O O 6 2 5 7 2 2 0 1 1 0 3 --o o 6 O O 3 Di s c u s s i o n o n Co mb u s t i o n A d j ust me n t i n C F B B o i l e r wi t h 3 5 T ／ H Mi x e d V e l o c i t y Ch e n Xi a o p i n g El e c t r i c P o we r C o ． ，F e n g c h e n g Mi n i n g B u r e a u ． ，F e n g c h e n g ，J i a n g x i 3 3 1 1 4 1 Ab s t r a c t Th e p a pe r i n t r o d u c e s t h e t e c h n o l o g i c a l t r a ns f o r ma t i on o f CFB b o i l e r wi t h h i g h a n d l o w mi x e d v e l o c i t y O i l 3 5 T／ H o l d b o i l e r ，e s p e c i a l l y t h e p r o b l e m o f b o i l e r c o mb u s t i o n a d j u s t me n t ． Ke y w o r d s CF B b o i l e r ； c o mb u s t i o n a d j u s t me n t ； e n e r g y -- s a v i n g 1 研 究背景 随着能源供应 形势 的紧张 ， 火 电厂燃 料成本 占总成本 的 比例不断加大 ， 节能降耗成为发 电企 业生存和 发展的迫 切需要。一种流化床锅炉技术新流派高低混合流速 循环流化床燃烧技术 ， 它不仅吸收高速 循环流化 床锅炉 高 效 、 环保 、 对煤种适应性 强 、 负荷调整 范围广和低 速床锅 炉 磨损小 的优点 ， 还有效地避免 了高速循环流化床 锅炉磨 损 严重 的缺点 ， 近年来该锅炉技术 得到推广 应用 。丰城矿 务 局 电业公 司引进该 专利技 术 ， 从 2 0 0 9 年起 ， 分别对 原有 3 台 3 5 t ／ h老旧锅炉改造 为 3 5 t ／ h高低混合 流速循环流化 床 锅炉 ， 取得 良好 的经济和社会效 益 。改造后 的锅炉在 实际 运行 中 ， 燃烧调整 的好坏 ， 仍直接 影响锅炉 的燃 烧效率 ， 需 针对 锅炉燃烧特点进行调整 ， 才 能确保锅 炉稳定 、 连 续 、 经 济运行 。 2 锅 炉结构介绍 2 ． 1 设备简介 锅炉型号 DHC F 3 5 --3 ． 8 2 ／ 4 5 0 型 高低混合 流速 C F B 锅炉 额定蒸发量 3 5 t ／ h 6 O 过热器出 口蒸汽压力 3 ． 8 2 MP a 过热器出 口蒸汽温度 4 5 O ℃ 给水温度 1 0 5 ℃ 排烟温度 1 5 0 ℃ 设计入炉煤热值 5 0 2 2 k J ／ k g 该炉型下部为低速床 ， 布有 4 层斜埋管 ， 烟气流速在 3 m／ s 左右 ， 保 证 了密 相 区 内磨 损较 小 及 蓄热 量较 大 的 优 势 ， 尤其 有利于 发热量为 5 0 2 2 k J ／ k g左右 劣质燃料燃 烧 。 上部稀相 区为三 回程结构 ， 烟气流 速 6 m／ s 左右 ， 烟 气流程 长 ， 有利 于烟气 中飞灰 的燃烬 ， 故 热效 益高 。在炉 膛 出 口 位置由三 回程 的第 二 、 三 回程 构 成 的 U 型 烟道 ， 由于 有 3 6 0 。 的转弯和扩容作用 ， 构 成一个 中等效率 的惯 性高 温分 离器 ， 飞灰燃烧效 率 高； 在低 温省煤 器前 布置 了高效 的 中 温多管旋风分 离器 ， 能保证烟气 中未燃 烬的细颗粒 的飞灰 分离及 燃烬。 2 ． 2 燃烧系统流程 燃 料经 3台皮带给煤机 由炉前 送入炉膛 ， 送风 由风室 经布风板 ， 风 帽送入燃烧室 ， 使料层 流化 ； 燃 烧室的 物料在 一 定的流化风速作 用下 ， 发生剧 烈扰动 ， 部分 固体颗 粒在 高速气 流的携带下离 开炉膛 ， 进入 二 、 三 回程 U 型 高温分 离器继 续燃烧 ， 经惯性分离 ， 大于 0 ． 5 mm 的颗粒进 入沉 降 槽 ， 经 高温 回送 阀返 回炉 内继续 燃 烬 ， 未 在 高温 分离 器分 离 出的细粒料通 过过 热器 、 高 温省 煤器 、 中温分 离器 分离 后 ， 再 回送炉 内燃 烬 ； 若飞 灰基 本燃 烬 ， 不 进行 回送 ， 直 接 放掉 。分离出来的烟气经低温 省煤器 、 空预器 进入 锅炉尾 部 烟道 ， 经除尘器 、 烟 囱排人大气 。锅炉结构见 图 1 。 图 1 高低混合流速循 环化床锅炉示意 图 3 燃 烧调 整 3 ． 1 床层温度 的调整 燃 烧床层 温度 是指 密相 区 内流 化物 料 的温 度 。维 持 正常床温是循 环流化 床锅 炉稳定运 行 的关 健 ， 在 运行过 程 中要 加强对料 层温 度监 视 。燃 烧 低热 值劣 质煤 床温 应 控 制在 8 7 0 ℃～9 5 O ℃之 间， 能有利 于 物料充 分燃 烧 ， 又利 于 炉 内脱硫和抑 制 NO X生 成。当床 层 温度 发生 变化 时 ， 可 通过调节给煤 量 、 送 风量 及返 料灰 量 ， 调整 床 温在控 制 范 围 内。如床层温度超 过 9 5 0 ℃时 ， 应适 当减少 给煤量 ， 相应 增 加送风量 ， 并加大返料量 劣质燃 料 中含 碳量 低 ， 返料 温 度低 于 料 层 温 度 ， 使 床 层 温 度 降 低 ； 如 床 层 温 度 低 于 8 0 0 ℃时 ， 应适 当增加 给煤 量 ， 减 少送 风 量 ， 并 减 少返 料 灰 量 ， 控制床层温度下 降 ； 当床 温降至 7 0 0 ℃以下 时应立 即停 止给煤， 如果床温回并较快 ， 应慢慢增加给煤量， 维持正常 运 行 ， 若 继续 下降 ， 应立 即压 火 ， 查 明原 因 ， 做 好重新 启 动 准备 。运行 中， 还要 加强 返料 温度 的监视 ， 一级 返料 温 度 不 能超过 9 5 0 ℃ ， 不低 于 7 0 0 ℃ ， 发现 异常及 时调整 给煤量 和风量 ； 二级 返 料 温度不 低 于 3 5 0 ℃ ， 不 高 于 4 5 0 ℃， 当 异 常时应及时予 以消除。 3 ． 2 给煤■ 的调节 燃烧 的劣 质煤性 质基本 不变时 ， 给煤量总 是与一定 的 锅炉负荷相适 应 ， 当锅炉 负荷 变化 时 ， 给 煤量 也要 成 比例 发生变化 ； 当煤 质 发 生变 化 时 ， 给煤 量 也 要 相应 的变 化 。 在增加 负 荷时 ， 应 先加 风 ， 后加 煤 ； 而在减 少负 荷时 ， 应 先 减煤 ， 后减风 ， 以减少 燃烧损失 。 3 ． 3 合理调 整风 、 煤 配比 合理调整 风 、 煤 配 比是 提 高 锅炉 燃 烧 效 率 的有 效 途 径 。一般在正 常运行 时 ， 炉膛 出 口负压控制在一2 0 p a t 一 5 0 P a ， 烟 气 含氧 量控 制在 3 ～4 ％ ； 在 燃 料发 热量 高 于 l 5 0 2 2 k J ／ k g 设计值 时 ， 炉膛温 度升高 ， 着火 与混合较好 ， 燃 烧稳定 时 ， 可适 当减少送风量 ， 维持 炉膛 负压为--2 0 P a ， 含 氧量 3 ， 以减少排烟热损 失 ， 提高锅炉热效率 。在燃 料发 热量低 于 5 0 2 2 k J ／ k g时 ， 炉膛 温度不 高 ， 可 以适 当增 大风 量 ， 降低炉膛负压运行 ， 减少 漏风 ， 炉膛 负压控制在 士0 P a ， 含氧量 4 左右 ， 使炉膛温度有所提高 ， 这样不但能 维持稳 定燃烧 ， 也能减 少不完 全燃烧 热损失 。在增加 风量或 减少 风量时 ， 都必须保证物料 的 良好循环 ； 若风量 过高 ， 流 化风 速增大 ， 影 响分 离器分 离效果 ， 加剧受 热 面磨 损 ， 排烟 损失 增大 ， 而且 会造成 床温下 降 ， 影 响稳 定燃 烧 ； 风 量过低 ， 燃 料不能 正常流化 ， 影响锅炉出力 ， 还可能造成结焦事故 。 另一方 面合理控 制返 料风 。返料 风过 大 ， 易破坏 分离 器与炉膛 之间的压 差 ， 造 成气 体反 窜 ， 影 响 物料循 环 和整 个循环 流化床 锅炉 的运 行 ； 返 料风 过小 ， 不 能保证 在 炉膛 进 口形成负压 区 ， 使 返 回料不 能输 送到 炉膛 内， 造 成返 回 料在 U型槽 内堆 积燃烧 ， 易 造成 U 型槽 内结焦并 堵塞 烟 道 。 3 ． 4 料层厚 度的控 制 燃烧室料 层厚 度是 用料层 差 压来 反 映的 。通 常将 所 测得的 风室 与燃烧室 上界 面之 间 的压力 差 值作 为料层 差 压 的监测数值 ， 在运行 时都是 通过监视 料层差 压值来 得到 料层厚度 大小 的。料层 厚度 越大 ， 测得 的差 压值 亦越 高 。 维持相对稳定 的料层 厚度 是循 环 流化床 锅 炉运行 中 十分 必要的 ， 料层过 高或过 低 都会影 响 流化 质量 ， 甚至 引起 结 焦或熄火事故 。 料层厚 ， 燃料在炉 内停 留时间长 ， 燃 烧充 分 ， 且物料 浓 度增加 ， 使热 效果 加强 。但料层 不 能过 厚 ， 过 厚料层 会 导 致阻力 增加 ， 风机 出力增 大 ， 耗 电多 ； 另外料 层过 厚 ， 使 物 料流化质量 不好 ， 易造 成结 焦 。料层 过 薄 ， 燃料 在炉 内停 留时间短 ， 燃 料燃 烧不 充分 就被 排 出 ， 造成 燃料 浪费 。另 外 ， 料层 过 薄 ， 流化质 量也 不好 ， 燃 烧不 稳定 ， 易造成 局部 6】 穿孔而结焦 。因此 ， 为 了保 证燃 料的 充分燃 烧 ， 且 运行 稳 定 ， 必须保证合适 的料层厚度 。料层 厚度高低 由炉底 放渣 调节 ， 该改造炉 型采用 变频 连续 排渣 ， 始终 可保 持合 适 的 料层厚度 ， 料层 差压控 制在 8 ． 8 k P a 左右运行 。 3 ． 5 燃料粒 度的控制 燃料粒 度的大小在 循环 流 化床锅 炉 的燃烧 中起 着 重 要 作用。风速 一定 时 ， 燃烧 和 传 热都 受 到燃 料粒 度 的 影 响 ， 要提高燃烧效率就要 求提高燃料颗粒的燃 烬率 。 燃料粒度过大 时 ， 飞 出床 层 的颗粒 量减 少 ， 锅 炉难 于 维持正常 的返料 量 ， 造 成锅 炉 出力不够 ； 燃 料粒 度过 大还 会使密相 区燃烧份额增大 ， 导致床温升高 ， 造成结焦 。 燃料粒度小 ， 其燃烧反应速 度快 ， 物料 浓度增 加 ， 对传 热效果加强 。但 粒度 过小 ， 参 与循环 燃烧 少 ， 在 炉 内停 留 时间短 ， 燃烬 率较低 。 因此 ， 在锅 炉燃烧 时 ， 要 控制 燃料 粒度 在锅 炉设 计 值 范围 ， 燃用高 灰份 的燃料 宜采 用较 小 的粒度 ， 其粒 度要 求 在 0 mm～1 3 mm之间 ， 其 中 1 mm 以下含量不大于 3 O ， 提高燃烬率 ， 减少飞灰含碳量 ， 以提高锅炉 的燃烧率 。 4燃 烧调 整 效 果 4 ． 1 燃烧效率高． 粗颗粒在密 相 区低速 床燃 烧 ， 因其着 火条 件好 ， 停 留 时间长 ， 与空气充分混合 ， 其燃 烧充分 ； 从 低速床 扬析 出来 的细颗粒 和从 返料 口返 回重燃 的细 颗粒 在稀 相 区快速 床 燃烧 ， 燃烧后 的灰渣 含碳 量低 ， 从 5月 3日至 1 0日灰渣 分 析数据 见表 1 可 以看出燃烬程度较好 。 表 1灰碳成分析 经 过对 锅 炉 进 行 热平 衡 测 定 ， 得 出 其 热 效率 达 8 2 ． 5 ， 详见表 2 。 表 2 锅 炉热平衡 测试计算数据 6 2 注 此数据根据 5月 6日进 行的锅炉热平 衡测试计算所得 4 ． 2 负荷调节范 围大 该循 环流化床的密相 区布 置有埋管 受热面 ， 而埋管 受 热面的数量 比低速 床少 一些 ， 燃 烧调 整 当低负 荷时 ， 低 速 床薄料层 ， 因为埋管 吸热 量下 降 ， 能稳 定 炉温在 较高 水平 安全运行 ； 当高负荷时 ， 因布置 有埋管受 热面 ， 厚料层 能浸 埋更多埋管 ， 一方 面增加 负 荷 ， 另一 方面 能稳定 床温 安 全 运行 ， 实现负荷 6 0 ％～1 1 0 连续调节 ， 并 长期稳定运行 。 4 ． 3 经济效益 改造后 的锅 炉 ， 调整 燃烧 效果 明 显 ， 热效 率 比原锅 炉 提高 8 ％以上 ， 入炉煤 热值 比原有降低 1 2 5 0 k J ／ k g ， 燃 料成 本也随之下降 。按 目前 的燃料市 场价格 ， 改造 后 的锅 炉燃 料成本降低 o ． 0 8元／ k wh， 按年运行 6 0 0 0 h， 发 电 3 6 0 0万 k Wh ， 年 节约燃料 费用 2 8 8万元 ， 同时 ， 锅炉 的运行维 修等 综合成本 年可 降低 4 O万元 ， 因此 ， 锅炉 技改后 ， 每年 能增 收约 3 2 8万元 。 5 结 语 循环流化床锅炉的结构各有不 同 ， 燃 烧调整 的核心是 通过 调整维持 良好 的热循环 回路 ， 上述 调整方法 对循环 流 化床 锅炉安 全稳 定运 行 很重 要 ， 操 作 时还 应 根据 实 际 情 况 ， 认 真分析 各个参数 ， 找 出燃烧 的最佳工 况 ， 使锅炉 达到 最佳的运行 效果 ， 发挥高低混合流 速循环流 化床锅炉 高效 节能的优势 。 作者简介 陈晓平 1 9 6 1 一 ， 男 ， 江西 丰城人 ， 1 9 8 2年毕业 于江西 煤校机 电专业 ， 机 电工 程师 ， 现 任丰城 矿务局 电业 公司 副总工程 师 。 收稿 日期 2 0 1 1 --0 6 3 0 编辑 胡 中祺