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    石狮热电厂循环流化床锅炉辅助系统简析

    栏目:综合论述 发布时间:2018-08-22

    内容摘要:关键词:循环流化床锅炉  锅炉辅助系统

     

    概述

        循环流化床锅炉及其辅助系统是整个锅炉系统有机联系不可分割的组成部分,循环流床锅炉需要配备与之相适应的辅助系统,否则难以达到预期目的。福建省石狮热电厂两台东方锅炉厂生产的燃用福建无烟煤的循环流化床锅炉于1998年底安装完毕并一次点火成功,至今已连续、安全、稳定、和高效地运行了半年左右,其中,除了锅炉厂家(采纳了我省有关专家的建议)对锅炉本体的成功设计,我院作为该工程的设计单位,对锅炉的辅助系统的成功选型也为该锅炉的成功奠定基础。在此,本人结合燃用福建无烟煤的特殊要求,对石狮热电厂的循环流化床锅炉辅助系统做一简析。

        2  送风系统

        循环流化床锅炉的送风系统应根据自身燃烧特点,为燃烧提供足够的空气量,并结合锅炉结构以特定的方式送给所需要参数的空气,以保证燃烧和换热正常进行。对于石狮热电厂的循环流化床锅炉,由于容量较小,且采用低倍率循环,炉膛燃烧份额较小,燃烧所需的一次风、二次风、播煤风三种型式的风均由一次风机供给。预热后的一次风经三路风管从底部进入风室,通过布风板进入炉内,使床面物料流化、燃烧,并将部分物料送到炉膛,其中的一路风也作为启动时油点火配风,以使油点火启动时,燃油能够充分燃烧并产生高温烟气加热底料和锅炉本体,启动完退出油枪后是否继续送风视各炉运行要求决定;另从一次风总管接出一路作为二次风从炉床上稀相区进入炉膛;并从给煤口进入六股播煤风以使燃料均匀送到床面并避免因热烟气倒入给煤机而损坏设备。

        2二次风分级燃烧系统:

        通过预热的二次风从炉床上稀相区炉膛左侧进入风箱,然后分到前、后墙风箱并沿炉宽均布的二次风口进入炉膛。这种进风方式比以往直接从两侧二次风口送入炉内助燃更有利于炉内燃料的扰动,并延长了进入稀相区的细煤颗粒的停留时间,使其能更充分燃烧,同时也有利于降低NOx和飞灰排放量。

        2单独的回料风系统

        该循环流化床锅炉,采用先进的回料装置,可避免堵灰,分离器与回料器之间设有中间储灰仓,储灰仓中的灰通过回料装置送回床层循环燃烧。为使分离器所收集并存于灰斗和料腿的飞灰均匀送入炉内,专配一台无级变速回料风机,送入一定压力的空气启动返料阀,使物料松动。在锅炉运行中可根据分离器出口灰温来调整回料风机转速或分离器回料风、松动风调节门以改变回料装置的用风,从而改变回料量的方法来调节床温,因此回料风机对四料系统的良好运行起很大作用。

        对于回料装置,返料太多会造成料位太低,引起返料系统窜风,甚至会使料仓无料而造成分离器失效,同时返料系统窜风也易使返料系统再燃而结焦,料位太高又会降低分离器的分离效率,使返回炉膛的循环灰量减少而降低锅炉的热效率和出力。因此对返料量的控制很重要,我院热控专业在设计中增加了回料装置料位的监测仪器,但实践证明,回料系统循环灰量随锅炉负荷的变化具有自干衡特性,当回料器的回料风、松动风调节好锅炉建立起正常的灰循环后,锅炉运行中循环灰量将随锅炉负荷变化而变化:锅炉负荷增加,更多的灰粒被烟气带出炉膛进入分离器,分离器分离下来的灰量增加,回料腿内的灰位上升,通过回料器的循环灰相应增加,反之,循环灰量减少。这是该锅炉本体设计成功处之一。

        2石狮热电厂的循环流化床锅炉的送风系统的设计总体上是成功的,但在实际运行中存在着一些问题:

        23一次风经三个大直径进风管从底部进入水冷风室后通过定向风帽进入密相区,在整个流化床上形成两个旋转流场,但流化床的四个角落有可能形成流化死区,而且,从底部进风需占用较多的炉底空间,否则可降低锅炉的绝对高度以减少锅炉本体钢材用量或提高锅炉炉膛的相对高度以更有利于无烟煤的燃烬。

        23由于二次风只有一个总调节挡板,只能控制总的燃烧风量,沿炉宽方向的风量分配不能进行调节,这又会造成二次风对炉膛烟温无法很好的控制调节,左右侧回料器的工作状态不一致。一、二次风均由一次风机供给也给运行带来一些不便,当需调节一次风机以调节其中之一时,不利于另一种风的稳定运行。

        23该炉型采用床下油点方式。虽说床下点火方式是较先进的一种点火方式,具有床料加热均匀、升温快、床内不易结焦、运行人员工作量小等特点。但该锅炉是将点火油枪安装在一庞大的点火预燃筒内,该预燃筒占地空间非常大,而且未设火焰监视、熄火?;?、烟温控制等设施,点火时不易掌握启停的时机而会出现预燃筒风道超温。

        以上这些问题可在今后工程中进一步改进及完善,如可将一次风改为从炉侧进风,将一、二次风机分开、改变点火预燃筒的大小等。

      2风机的选型

      锅炉燃烧所需的总风量按常规确定,对于循环流化床锅炉还要考虑到流化床流化速度的要求,使运行风速保持在适宜的水平(一般在3ms左右)以保证细煤粒通过炉膛有较长的时间以助燃烬,因此送风量不能过大,但又必须保证锅炉的床料能够流化、沸腾,对确定的布风板面积,其送风量的范围实际上已确定,可见循环流化床锅炉风量的选择和控制是很重要的,实践证明调节一次风对锅炉的燃烧尤其是控制床温非常有效。

        循环流化床锅炉所需的风压比一般锅炉高,这是因为它不仅要克服系统所通过各种设备(包括料层)的阻力,还要足够的压头将一定浓度的物料送到炉膛上部。我院在做工程设计时除精心设计热风道布置方式以降低管道阻力外,还要求锅炉厂在设计时尽量减少本体阻力,如对风帽进行改进以降低布风板的阻力,这些都能适当降低锅炉送风机风压以提高机组运行经济性。同样,循环流化床锅炉由于本体装有旋风分离器,吸风系统阻力比一般锅炉要高,因此送、吸风机的风压均要求较高,往往难以选到所需风量和风压相匹配的风机,这是目前普遍遇到的问题。

        石狮热电厂两台35th的循环流化床锅炉,最终选择的是鞍山风机厂的产品,所选型号的风机的风量、风压与计算值相近。

        送风机:AGX75—1No16D型,风量Q=49326m3h;风压P=14936Pa,  内功率296kw,配315kw的电机。

        引风机:AYX35—lA—No16D型,风量Q=78450  m3h;风压P=3307Pa,内功率926kw,配132kw的电机。

        为保证所选用的风机性能满足运行需要,一般都考虑裕量系数K,通常对于循环流化床锅炉风量裕量系数KQ>I10,风压裕量系数Kp>120;本工程中取Ko=115,Kp=125。实践表明送风机出力具有足够的裕量,能够满足锅炉负荷(40th)时的要求,在今后运行中可逐步提高床压,在保证送风的前提下,高床料运行方式下布风,床温将更均匀,锅炉抗干扰能力也更强,运行更稳定。同时,在今后的风机选型中,可考虑适当降低裕量系数,以免造成不必要的损失。

        3  煤的制备系统

        循环流化床锅炉对入炉煤的粒度及颗粒度分配有其特定的严格要求,要求颗粒度≤8mm,而且≤4mm的颗粒必须大于70%、≤2mm的颗粒必须大于50%、≤lmm的颗粒必须大于30%,这对煤的制备系统提出了较高的要求。从我省无烟煤的筛分比例中得知:≤04mm的颗粒约占30%、≤lmm的颗粒约占50%左右、≤3mm的颗粒约占70%左右,且其全水分为12%左右,因此我省无烟煤颗粒较细,且水分较高,容易造成煤的制备系统的堵塞。针对这一特点,石狮热电厂的制备系统采用的一筛一破系统,选用沈阳电站辅机厂生产的专为循环流化床锅炉输煤系统设计的能提高破碎比、防止堵塞的PCHX80x90型细碎环破碎机,在破碎机前设的筛子采用一较大出力(200th)的莫根森筛分机以免煤在筛子处堵塞;而且在该系统前还设一旁路以备系统检修时给锅炉供细煤用,以上这些措施提高了输煤系统的安全系数。半年多的运行显示煤的运行状况良好,基本上能达到锅炉进煤的要求。

        4  除尘系统

        循环流化床锅炉的出口排烟含尘浓度比较高,石狮热电厂的锅炉厂家提供的锅炉出口烟气含尘量高达3168sNm3,为使排烟达到环保对锅炉烟尘排放量要低于150mgNm3的要求,除尘效率需达9953%以上。目前国内只有电除尘器的效率能达此要求,因此石狮热电厂采用的是龙净集团的单室三电场电除尘器,除尘效率高达996%以上,除尘后烟气含尘量可小于150mgNm3,达到环保要求,在电厂现场只能看到烟囱飘出的缕缕白烟。与传统的文丘里水膜除尘器相比,电除尘器的前期一次性投资及厂用电耗电较大,但它具有除尘效率高且系统阻力小(250Pa左右,仅为文丘里水膜除尘器的20%左右),不耗水(每台文丘里水膜除尘器需耗水20th左右)的优势,因此对循环流化床锅炉采用电除尘器除尘是合适可行的,也是今后环保要求的趋势。

        5  小结:

    循环流化床锅炉的应用和发展需配备与之相适应的燃烧辅助系统,运行经验表明,辅助系统出现问题是造成停炉的重要原因。除了上述的送风系统、燃烧制备系统和除尘系统外,还有燃烧监测与控制系统、排灰渣系统等,均需予以足够的重视。搞好设计工作是保证这些系统正常有效地工作的前提。设计时必需充分了解循环流化床锅炉的结构和性能特征及对辅助系统的要求。设计单位要加强与锅炉厂、各辅机制造厂之间的联系与配合,及时协调处理出现的问题,总结循环流化床锅炉燃用福建无烟煤的经验,提高循环流化床锅炉的实用水平,为福建省的循环流化床锅炉燃用福建无烟煤作出有益的贡献。

     

    文章作者:陈端莹(福建省电力勘测设计院 350003)

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