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循环流化床锅炉循环回料不稳的原因分析(上)
循环流化床锅炉循环回料不稳的原因分析(上)
来源:中制冷设备网    2009-6-3
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    本文介绍CFB锅炉飞灰循环系统在点火过程中循环回料不稳定,对锅炉运行造成影响的原因分析,为锅炉飞回灰循环系统的运行稳定寻找合适的方法和途径。1系统介绍我公司热电厂有三台220t/h循环流化床锅炉,于2002... 
    本文介绍CFB锅炉飞灰循环系统在点火过程中循环回料不稳定,对锅炉运行造成影响的原因分析,为锅炉飞回灰循环系统的运行稳定寻找合适的方法和途径。  


    1系统介绍 
    我公司热电厂有三台220t/h循环流化床锅炉,于2002年建设施工,2003年投入生产运行。锅炉指标参数、性能概述如下: 
    220t/h循环流化床锅炉系高温高压参数(9.81MPa,540℃)、单汽包、自然循环蒸汽锅炉,采用循环流化床燃烧方式,物料分离采用高温绝热旋风分离,平衡通风。 
    锅炉主要由四部分组成:燃烧室、高温旋风分离器、自平衡U型密封返料阀和尾部对流烟道。燃烧室位于锅炉前部,四周和顶棚布置有膜式水冷壁,以保证炉膛气密性。底部为略有倾斜的水冷布风板,布置有大直径钟罩式风帽。炉膛上部与前墙垂直布置有四片水冷屏和四片二级过热器,以提高辐射传热。燃烧室后有两个平行布置的高温绝热旋风分离器,直径φ5160mm,内衬耐磨绝热材料。密封返料阀位于旋风分离器下部,与燃烧室和分离器相连接,回料采用自平衡方式,流化密封风采用高压风机单独共给。燃烧室,旋风分离器和密封返料阀构成了物料粒子循环回路,煤与石灰石在燃烧室完成燃烧及脱硫反应。供热采暖网GONGRE.CN尾部对流烟道在锅炉后部,烟道上部的四周及顶棚由包墙过热器组成,其内沿烟气流程依次布置有三级过热器和一级过热器,下部烟道内,依次布置有省煤器和卧式空气预热器,—、二次风分开布置。 
    锅炉采用单段蒸发系统,下降管采用集中与分散相结合的供水方式。过热蒸汽温度采用二级给水喷水减温调节。锅炉布置在主厂房DE间隔,炉本体采用紧身封闭方式,8m运转层下按全封闭设计,设有炉顶小间。锅炉构架采用全钢焊接结构,按7度地震裂度设计。锅炉采用支吊结合的固定方式,除旋风分离器和空气预热器为支撑结构外,其余均为悬吊结构。为防止因炉内爆燃引起水冷壁和炉墙的破坏,锅炉设有刚性梁。锅炉分别将炉膛中心线、旋风分离器中心线、为部烟道中心线设置成膨胀中心,以膨胀中心为原点自由膨胀,在分离器、炉膛、回料阀、尾部烟道的连接处设有非金属膨胀节,以解决热位移密封问题,确保锅炉密封严密。 
    锅炉燃烧系统采用前墙四点给煤,炉前煤斗里的煤经称重皮带给煤机送入炉前刮板给煤机,经落煤管进入炉膛,为防止正压烟气反窜入给煤系统,在给煤系统中通入二次风正压密封。 
    石灰石系统采用正压气力输送,由石灰石风机将日用仓内的石灰石经送风管路送入二次风管道进入炉膛和回料阀斜腿。 
    锅炉排渣由床面两个排渣孔进行,高温灰渣经两台滚筒冷渣器冷却,再将低温灰渣送入除渣系统。 
    锅炉配风设有一次风机、二次风机、高压风机、石灰石风机及引风机,采用平衡通风方式,压力平衡点设在炉膛出口。
 锅炉点火系统采用床上床下联合启动方式,床上布置四支启动燃烧器,床下布置两支热烟气发生器,具有热效率高,加热均匀,启动速度快、点火可靠性高等优点。  


    2灰循环系统问题 
    2006年12月16日在锅炉点火过程中,锅炉出现回料波动。当时锅炉炉膛中部床温点温度过高,锅炉出口温度、旋风分离器进出口温度偏低,灰循环回料温度低,灰料压力低,且时有波动。  
 

    3问题分析 
    3.1CFB锅炉物料分析。 
    CFB锅炉的物料分布可分四种形式:飞灰、底渣、内循环和外循环物料。其中,内循环物料和外循环物料平衡的实现是CFB锅炉运行的关键,如果回料不稳或突然停止工作,会造成炉内循环物料量不足,气温、气压床温难以控制,危及正常的运行。而造成外循环回料不稳的原因,除浇筑料脱落堵塞外,最为重要是锅炉循环灰量不足致使烟气短路供热采暖网,难以建立连续稳定的外循环物料平衡。如不加以重视及时采取措施加以调整,后果将十分严重。 
    3.2锅炉点火启动过程分析 
    分析锅炉点火启动过程中,循环灰量不足的原因很简单,因为当我们在锅炉点火启动前,炉料是一定的,有700mm厚,锅炉升温前5小时是不投煤的,就没有介质进入炉内,来补充随烟气连续不断被带走的循环灰量,而此时燃烧室内所剩的炉料以大颗粒居多(这也是这一次发生床温波动的主要原因),加之我们在点火初期一般一次风量控制的不够准确,使大量飞灰扬析随烟气又进一步被带走,那么被烟气被带走的循环灰都那里去了呢?都积存在返料阀内了,因为我们在点火启动初期返料阀是空的,只有当返料阀内达到一定厚度的料位后,才能建立起良好的循环,为什么这样讲呢?让我们首先来了解一下回料阀、回料立管、高压风机的作用和运行特性。 
    3.2.1U回料阀 
    实际是一个小流化床,回料风由下部两个小风室通过流化风帽进入阀内,运行中高压风通过、图1;a1、a2进入风室通过布风板、风帽流化U型阀内的物料。U型阀属于自平衡阀,既流出量与进入量自动调节,阀本身调节流量的功能较弱。它还有一个最为重要的作用是:用以回料密封。 
    3.2.2回料立管 
    立管的作用是输送物料、系统密封、产生一定的压头避免炉膛烟气反串,与回料阀、高压风机配合使物料能够由低压向高压(炉膛)处连续稳定地输送。 
    3.2.3高压风机 
    高压风机是一种高压头低风量设备,有较高的压头并且具有阻力增加,风机压头增加的特点来克服炉堂内的高压,实现物料连续稳定的输送。低风量是为了避免高温物料在回料阀内结焦。 
    3.3回料不稳原因分析 
    3.3.1回料循环的建立 
    其中一条最为重要的作用:“回料密封”,炉膛内的高压5将返窜,造成烟气短路,从而阻碍正常的飞灰循环。


来源:供热采暖网

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