300MW循环流化床锅炉燃烧系统调节分析.pdf

第 4期 2 0 1 0年 7月 锅炉制造 BOI LER MANUF ACTURI NG No ． 4 J u 1 ． 2 01 0 文章编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 0 0 4 0 0 0 8 0 3 3 0 0 MW 循环流化床锅炉燃烧 系统调节分析 朱劲松 ， 张玉明， 廖 鹏 ， 袁登友 云南大唐 国际红河发 电有限责任公司 ， 云 南 开远 6 6 1 6 0 0 摘要 通过对 3 0 0 MW 循环流化床 以下简称 C F B 锅炉运 行过程 中运行词整方 面的经验进行 总结 ， 出现 的 问题进行分析 ， 以寻求最合理的解决方法 ， 保证 3 0 0 MW C F B锅炉 的长期安全经济运行 ， 希望对同类型的循环 流化床机组有一定的指导意义 。 关键词 循环流化床锅炉 ； 运行 ； 分析 中图分类号 T K 2 2 3 文献标识码 A Re g u l a t i n g An a l y s e s o f Co mb u s t i o n S y s t e m o f 3 0 0 M W CFB Bo i l e r Z h u J i n g s o n g， Z h a n g Y u mi n g， L i a o P e n g， Y u a n D e n g y o u Y u n n a n D a t a n g I n t e r n a t i o n a l H o n g h e P o w e r G e n e r a t i o n C o ．L t d ． ， K a i y u a n 6 6 1 6 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t I t s u mma r i z e s e x p e r i e n c e o f r e g u l a t i n g i n t h e r u n n i n g o f 3 0 0 MW C F B b o i l e r ， a n d a n a l y s e s o c c u r r e d p r o b l e ms i n o r d e r t o s e e k t h e b e s t s o l u t i o n t o g u a r a n t e e l o n g t e r m e c o n o mi c a l s a f e r u n n i n g f o r 3 0 0MW CFB b o i l e r ． I t wi l 1 b e u s e f ul for t h e s a me s c a l e CFB un i t s ． K e y w o r d s C i r c u l a t i n g F l u i d i s e d B e d C F Bb o i l e r ； r u n n i n g ， a n a l y s i s 0 引 言 循环流化床锅炉是一种高效、 低污染 的节能 产品。云南 大唐 国际 红 河发 电公 司 现有 两 台 3 0 0 M W 循环流化床锅炉。该项 目是继四J I J 白马 电厂全套引进法 国 A L S T O N技术后， 国产化首台 和第二台 3 0 0 MW循环流化床锅炉。由于 3 0 0 MW 循环流化床锅炉是在 2 0 0 6年才开始在国内陆续 投产 ， 所以在运行和维护方面还有很多技术课题 需要解决 ， 特别是 3 0 0 MW 循环流化床锅炉燃 烧 系统调节。本文就我厂 3 0 0 MW 循环流化床锅炉 调试及投产三年多来的运行调整经验进行总结 ， ， 希望能为 3 0 0 M W 和 6 0 0 MW 循环流化床锅炉 的 设计、 安装及运行提供参考。 1 3 0 0 MW 循环 流 化 床 锅 炉 烟风 燃 烧系统介绍 锅炉 本体为 H G一1 0 2 5 ／ 1 7 ． 5一L ． H M3 7型 C F B B， 为亚临界、 中间再热 、 自然循环、 单锅筒、 平 衡通风锅炉。循环流化床锅炉主要由燃烧系统、 气 固分离循环 系统、 尾部对流烟道三部分组成。 其中燃烧 系统包括水 冷风室 、 布风板燃烧室、 炉 膛、 给煤系统等几部分组成 。气 固分离循环系统 包括高温绝热旋风分离器 、 回料阀和外置式换热 器 。尾部 对流 烟道包括 高温过 热器 、 低 温再热器 、 省煤器 、 空气预热器和引风机等几部分。 煤与石灰石在燃烧室 内完成燃烧及脱硫反 应 ， 产生的烟气分别进入四个分离器 ， 进行气固两 收稿 日期 2 0 1 0 0 4～2 3 作者简介 朱劲松 1 9 7 7一 男， 汉族 ， 云南省昭通人 ， 大学本科 ， 工程师， 云 南大唐国际红河发 电有限责任 公司发电部 副主任。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 朱劲松 ， 等 3 0 0 MW 循 环流化床锅炉燃烧系统调节分析 9 相分离 ， 经过分离器净化过的烟气进入尾部烟道 。 分离器分离下来 的高温物料一部分直接返送 回炉 膛 ， 另一部分进入外置式换热器 ， 外置换热器入 口 设有锥型阀 ， 通过调整锥型阀的开度来控制进入 外置换热器内的循环热物料量 。在炉膛两侧下部 对称布置 4个外置式换热器 ， 外置式换热器外壳 由钢板制成 ， 内衬绝热材料和耐磨 耐火材料 。外 置式换热器解决 了随着锅炉容量增 大 ， 受热 面布 置困难 的矛盾 ， 使锅炉受热面的布置更灵活 ， 同时 低温物料进入炉膛 ， 能降低炉膛 内床温 ， 将床温控 制在 8 4 0 C左右 ， 既能减 少炉膛 内的低温结焦和 高温结焦 ， 还能控制氮氧化物的生成量。 2 3 0 0 MW 循 环 流 化 床 锅 炉 启 动过 程燃 烧系统 中的注 意事项 2 ． 1 加 床料 最大粒径小于 0 ． 6 m m的砂子或经过筛分后 最大粒径小于 3 mi l l 的原有床料均可做为循环流 化床锅炉的启动床料 。锅炉启动前应通过加床料 系统或从锅炉人孑 L 门在炉膛布风板上铺大约 1 0 0 C IT I 厚的床料， 外置床和冷渣器铺床料 的高度为受 热面的 0 ． 8倍左右 。锅炉启动后 ， 可根据床压变 化情况 ， 适当补充床料 。 2 ． 2 风 机启 动顺序 风 机 启 动 的顺 序 为 引 风 机高 压 风 机二次风机一次风机。一次风机启动后 应注意调整左右侧一次风量 ， 防止锅炉翻床。 2 ． 3 锅 炉投 油 在风机启动后 ， 检查锅炉烟风系统正常 ， 开始 进行炉膛吹扫 ， 吹扫结束后就可以投油点火。投 油后应逐渐开大油枪点火风门和混合风 门， 关闭 一 次风 门， 使一次风经床下启动燃烧器进入锅炉 ， 分别点燃左右侧一次风道的油枪 ， 调整油量和风 量 ， 逐渐加热床料。注意床温上升速度不要大于 1 0 0 o C ／ h ， 风道燃烧器温度不要超过 9 0 0 c IC。 2 ． 4 投煤及床温控制 当床温加热到 4 0 0℃左右时， 就可以逐渐投人 煤 。开始时应 以脉冲方式给煤 ， 以最低给煤量 给 煤 ， 观察床温上升、 氧量下降， 证明煤已经开始燃 烧 ， 此时可以适 当增加给煤量 ， 但要注意控制床温 上升率 ， 及时调整煤量与风量 ， 防止出现爆燃现象。 2 ． 5防结焦措施 1 一定要保证 良好而稳定 的床料 ， 粒度和干 燥度要合格 ， 河砂的选择要经过严格 的筛选 ， 特别 是钠 、 钾含量要低 。 2 锅炉点火前一定要认 真做好流化质量试 验 ， 就地观察底料厚度 、 平整程度及流化情况 ， 确 保合格。良好 的炉内空气动力场 ， 可有效防止旋 风分离器 的二次燃烧 ， 避免燃烧室 、 旋风分离器、 回料 阀的超温结焦 。提高一次风压、 低负荷 时适 当减少两侧边给煤可基本避免炉膛低温结焦 。 3 应尽量缩短 C F B锅炉启动时间， 否则油煤 混烧时间过长 ， 调整不当极易发生结焦 ， 尤其投煤 初期煤油混烧阶段， 大量的煤投到炉内不能完全 燃烧 ， 很容易和未燃的油粘在一起形 成局部高温 结焦 。点火初期当床温达到投煤温度 时， 应立 即 投煤 ， 燃烧稳定后果断断油。锅炉投煤断油以后 ， 如果床温下降过多 ， 需投油助燃 ， 应尽量减少煤油 混烧 的时间， 在 一小时 内， 如果床温仍不能恢复， 应立即申请停炉。 4 床温的控制 ， 运行 中通过监视布风板上均 匀布置的热电偶测点 ， 对异常工况及早采取措施 ； 当发现炉内燃烧异常 ， 特别是床温有超温现象以 后 ， 床温测点偏差大 ， 下部偏低 ， 上部偏高 ； 两侧床 压偏差大 ， 无法 调平 ， 布风板阻力增大等现象 ， 应 立即申请停炉检查不得拖延。 5 床压的控制， 当床压过高时应立即排渣， 降 低机组出力 ， 使床压保持在正常运行范围内 8～1 2 k P a ， 运行中通过料层差压来监视判断料层厚度。 6 锅炉启动前要保证四个回料锥形阀开关正 常， 关闭严密 ； 外置床各室流化风档板关闭严密。 7 启炉 时回料腿 由于 回料温度较低 流动性 差 ， 容易出现回料腿堵塞。建议启炉时应密切观 察 回料腿温度、 压力的变化 ， 如温度不变 ， 则应用 压缩空气进行吹扫流化 ， 由于压缩空气压力较大， 不宜长时间吹扫 。 8 启动前保证 各温度测点 、 风压测点、 氧量 测点位置正确 ， 指示正常。 9 改造流化床两侧和水冷风室两侧人孔上的 看火孔 ， 以便在运行中运行人员能明显看到床料流 化情况和风帽漏渣在水冷风室里的堆积情况。 3 3 0 0 MW 循 环 流 化床 锅 炉 在 运 行 中出现 的问题及其 原 因分析 3 ． 1 床温床 压 控制 3 0 0 MW 循环流化床锅炉 采用的是双裤衩 腿 结构 ， 所以锅炉正常运行 中应保持炉膛左右侧的 给煤量均匀 ， 这样进人炉膛左右裤衩 内的煤及其 燃烧后留下的灰分基本相 当， 这样能保持两侧床 压不会 出现大的偏差。尾部烟道中的氧量控制在 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m l 0 锅炉制造 总第 2 2 2期 2 ％ ～ 3 ％之间， 这使锅炉能保持很高的效率 ， 同时 机械不完全燃烧损失和化学不完全燃烧损失较 小。炉膛左 右侧床压控 制在 9 K P a一1 1 K P a之 间， 且可以适当维持低床压运行 ， 这样可以减小两 台一次风机 出力 ， 节省厂用 电。锅炉配备 了四台 滚筒冷渣器 ， 当床压在 9 K P a～1 1 K P a之间时 ， 投 入冷渣器间断排渣。即使在低床压运行时， 也要经 常活动四台冷渣器的排渣锥阀， 直到冷渣器 内的温 度开始上升时关闭。因为冷渣器的排渣锥阀如果 长时间不活动， 就可能会造成排不出渣的情况。当 床压高于 1 1 K P a 时， 应投入冷渣器连续排渣。 3 0 0 MW 循环流化床锅炉的床温控制在 8 4 0 5 0 o C， 属于低温燃烧 ， 此时燃烧产生的氮氧化物 排放量最低。当床温偏低时， 说明炉内燃烧不足， 此时应增加给煤量 ， 强化炉 内燃烧。当床温偏 高 时， 说明锅炉负荷大于机组负荷， 此时应采取措施 ， 开启调节床温的左二、 右二外置式换热器， 将旋风 分离器分离下来的热物料经外置床换热后 ， 再 回到 炉膛， 这样能对炉内床料起到冷却作用 ， 降低床温。 3 ． 2 掺 烧低 发热量煤 对燃烧 的影 响 受燃煤市场影响 ， 我厂不得不掺烧低发热量 煤。由于掺烧低发热量煤 ， 使锅炉给煤量增加， 给 煤系统容易发生堵煤 ， 影响锅炉正常运行 ； 同时给 煤量增加 ， 使锅炉炉内燃烧工况变化， 由于低发热 量煤着火性能差 ， 炉内燃烧颗粒出现后燃现象 ， 分 离器进、 出 口温度高 ， 排烟温度高， 影响锅炉安全 经济运行。为了解决上述问题 ， 检修应加大给煤 系统维护和改造 ， 增大给煤系统出力 ， 目前我厂给 煤系统改造后完全能够满足需要 ； 运行应加 强调 整 ， 保持锅炉低床压运行， 适 当降低一次风压、 加 大二次风量 ， 强化炉 内燃烧 ， 防止发生后燃现象。 3 ． 3 分离器入口超温、 分离器中心筒脱落及采取 措施 在床压低 、 锅炉低负荷运行 以及运行过程 中 一 、二次风配 比的不合理， 都会造成炉膛上部温度 的异常增加 ， 锅炉旋风分离器 中心筒 区域温度变 化幅度很大， 并且经常处于超温运行状态， 在热膨 胀和冷收缩的反复过程中造成了中心筒挂撑发生 断裂， 是导致旋风分离器中心筒脱落的主要原因， 相关的分析见有关文献 J 。 相应 的预防措施建议如下 1 通过燃烧调整试验 ， 找出了 3 0 0 M W C F B 锅炉最佳的一、 二次风量配比， 以及各个负荷工况 点对应的合理床压范围控制值 ， 通过滚筒冷渣器 排渣或添加符合要求 的细床料来进行控制， 防止 出现低床压运行产生的旋风分离器超 温运行情 况 。 2 严格控制启停过程 中的炉膛温升及升降 负荷速率， 保证炉膛各部尤其是锅炉旋风分离器 中心筒区域均匀加热或冷却。 3 进行 C F B锅炉升负荷的燃烧调整优化试 验 ， 查找升、 降负荷过程中给煤量与送风量之间的 配比规律， 提前进行调整， 减少由于升、 降负荷造 成旋风分离器超温运行情况出现。 4 利用每次停炉机会对 锅炉旋风分离器 中 心筒的支撑进行重点检查 ， 发现有变形或脱落现 象时及时修复。 3 ． 4 炉内水冷壁爆管及其预防措施 3 0 0 MW 循环流化床锅炉炉内燃烧工况非常 复杂， 烟气流速也不稳定。在炉膛两个裤衩上都 敷设有 5米左右的耐火耐磨材料 ， 因为此 区域是 属于密相区， 许多大颗粒 的物料在密相 区内处 于 鼓泡及流化状态， 由于物料的直径较大， 对四周的 管壁磨损较大 ， 所以在此区域敷设了耐火耐磨材 料 ， 减小冲刷。在此 区域上 1 ． 5米左右是炉内物 料燃烧及烟气走廊的缓 冲区， 这里的水冷壁就因 为冲刷而发生过爆管停炉。鉴于此情况， 在 2 0 0 7 年两台机组小修期间对此区域的水冷壁管喷涂了 耐磨喷涂料 ， 增强水冷壁管的抗冲刷能力 ， 经运行 实践证明效果 明显。为 了减小水冷壁磨损 ， 2 0 0 9 年两台机组小修时进行了水冷壁让管改造 ， 并加 装 了防磨梁。 4 结 束 语 我厂两 台 3 0 0 MW 循 环流 化床锅 炉 自投产 后， 运行情况 良好。针对 3 0 0 MW 循环流化床锅 炉燃烧系统在运行中出现的问题及摸索 出来的解 决方法 ， 经实践证 明是切实可行 的。希望能为其 他同类型机组的运行 以及 6 0 0 MW 循环流化床机 组的设计、 研发提供一定的借鉴。 参考文献 [ 1 ] 冯俊凯 ， 岳光溪， 吕俊复．循环流化床燃烧锅炉 [ M] ．中圉电力出版社， 2 0 0 3 ． [ 2 ] 王智微， 朱正良， 饶民， 等．循环流化床燃烧开远 褐煤 的试验研究[ J ] ，热力发电 ， 2 0 0 2 ， 1 ． [ 3 ] 3 0 0 MW 循环流化床锅炉运行说明书[ R] ．哈尔 滨 哈尔滨锅炉厂有限责任公 司。 2 o o 7 ． [ 4 ] 廖鹏， 刘海峰， 王智微．3 0 0 MW循环流化床锅炉 旋风分离器超温控制研究 [ J ] ．电站系统工程． 2 0 0 9 ， 2 5 1 1 2 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m