循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行五個(gè)調(diào)整
循環(huán)流化床鍋爐與常規(guī)煤粉鍋爐不但在結(jié)構(gòu)上有所不同，而且在其燃燒方式和調(diào)節(jié)手段也有自身的特點(diǎn)。循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行調(diào)整的主要參數(shù)除了汽溫、汽壓、爐膛負(fù)壓之外，還應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)視床溫、床層壓力、爐膛壓差、旋風(fēng)分離器灰溫、旋風(fēng)分離器料層高度、冷渣器工作狀態(tài)、布風(fēng)板壓力、渣溫、排渣溫度等。
第一 床溫控制
床溫是循環(huán)流化床鍋爐需要重點(diǎn)監(jiān)視的主要參數(shù)之一，床溫的高低直接決定了整個(gè)鍋爐的熱負(fù)荷和燃燒效果，這是由床溫是循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)（動(dòng)力控制燃燒）所決定的。根據(jù)燃用煤種的不同，床溫的控制范圍一般在850～950℃左右，對于揮發(fā)分高的煤種，可以適當(dāng)?shù)亟档?，而對于揮發(fā)分低的煤種則可能要在900℃以上。但不宜過高或過低，過低可能會(huì)造成不完全燃燒損失增大，脫硫效果下降，降低了傳熱系數(shù)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使大量未燃燒的煤顆粒聚集在尾部煙道發(fā)生二次燃燒，或者密相區(qū)燃燒分額不夠使床溫偏高而主汽溫度偏低；床溫過高則可能造成床內(nèi)結(jié)焦，損壞風(fēng)帽，被迫停爐。一般應(yīng)保證密相區(qū)溫度不高于灰的變形溫度100～150℃或更多。
調(diào)節(jié)床溫的主要手段是調(diào)整給煤量和一、二次風(fēng)量配比。如果保持過?？諝饬吭诤线m范圍內(nèi)，增加或減少給煤量就會(huì)使床溫升高或降低。但此時(shí)要注意煤顆粒度的大小，顆粒過小時(shí)，煤一進(jìn)入爐膛就會(huì)被一次風(fēng)吹至稀相區(qū)，在稀相區(qū)或水平煙道受熱面上燃燒，而不會(huì)使床溫有明顯地上升。當(dāng)煤粒徑過大時(shí)，操作人員往往會(huì)采用較大的運(yùn)行風(fēng)量來保持料層的流化狀態(tài)，否則會(huì)出現(xiàn)床料分層，床層局部或整體超溫結(jié)焦，這樣就會(huì)推遲燃燒時(shí)間，床溫下降，爐膛上部溫度在一段時(shí)間后升高。當(dāng)一次風(fēng)量增大時(shí)，會(huì)把床層內(nèi)的熱量吹散至爐膛上部，而床層的溫度反而會(huì)下降，反之床溫會(huì)上升。當(dāng)然，一次風(fēng)量一旦穩(wěn)定下來，一般不要頻繁調(diào)整，否則會(huì)破壞床層的流化狀態(tài)，所以很多循環(huán)流化床鍋爐都把一次風(fēng)量小于某一值作為主燃料切除（MFT）動(dòng)作的條件。但在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)一次風(fēng)量卻仍是調(diào)整床溫的有效手段。二次風(fēng)可以調(diào)節(jié)氧量，但不如在煤粉爐當(dāng)中那么明顯，有時(shí)增加二次風(fēng)后就加強(qiáng)了對爐膛上部的擾動(dòng)作用，會(huì)出現(xiàn)床溫暫時(shí)下降的趨勢，但過一段時(shí)間后因氧量的增加，床溫總體上會(huì)呈現(xiàn)上升勢頭。在中溫分離器的循環(huán)流床鍋爐中，往往通過采用改變返料量來控制床溫。在高溫分離器的循環(huán)流鍋爐中，由于回料器的灰溫與床溫相差不大，所以效果不明顯。如果突然大量返料則會(huì)造成大量正在燃燒的煤顆粒來不及燃盡就被床料掩埋，這時(shí)床溫會(huì)大幅下降。加入石灰石時(shí)也會(huì)造成床溫降低，其原因是石灰石在煅燒時(shí)先會(huì)吸收一部分熱量。床層厚度也會(huì)給床溫的調(diào)節(jié)造成很大影響。當(dāng)床層厚度很低時(shí)，蓄熱能力不足，床溫降低，與此同時(shí)爐膛出口溫度也升高，這是因?yàn)槊芟鄥^(qū)的燃燒分額的下降和稀相區(qū)燃燒放熱的增加。床層厚度低還會(huì)使整個(gè)床層溫度十分不均勻，加入煤量多的地方床溫會(huì)很高，而加入煤量少的地方床溫很低，這樣極易局部結(jié)焦。且平均床溫水平較低，負(fù)荷加不上去。當(dāng)煤的水分增大時(shí)會(huì)使床層整體溫度水平降低。
一般來說，床溫是通過布置在密相區(qū)和爐膛各處的熱電偶來精確監(jiān)測的，床溫測點(diǎn)位置對床溫值影響很大。因?yàn)榇矁?nèi)料層表面溫度最高，而最下面的溫度最低，所以床溫測點(diǎn)必須布置在合適位置。密相區(qū)上、中、下三個(gè)高度上布置測溫?zé)犭娕?。點(diǎn)火時(shí)由于利用床下點(diǎn)火器產(chǎn)生的熱煙氣的作用，上部溫度不能代表床料溫度，要以中下部的溫度為準(zhǔn)。沒有外熱源時(shí)，密相區(qū)上下溫度差小于或等于50～80℃。當(dāng)溫度計(jì)異常時(shí)，可利用觀火孔和臨時(shí)觀察孔以床料顏色判定其溫度。據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，當(dāng)床料顏色發(fā)暗紅時(shí)，床溫大約為500℃左右；當(dāng)床料顏色為紅或亮紅時(shí)，床溫大約為800～900℃左右；當(dāng)床料顏色發(fā)亮、發(fā)白時(shí)，床溫可能超過1000℃。
當(dāng)床溫出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，應(yīng)首先確認(rèn)給煤量是否均勻，然后再查給煤量的多少。給煤量過多或過少、風(fēng)量過大或過小都會(huì)使燃燒惡化，床溫下降。在正常運(yùn)行調(diào)整床溫時(shí)一定要保持給煤量和風(fēng)量均勻，遵循“先加風(fēng)后加煤”和“先減煤后減風(fēng)”的原則，調(diào)節(jié)幅度盡量小，要注意根據(jù)床溫變化趨勢，掌握好提前時(shí)間量。
第二 床壓控制
床壓即床層壓降，是指布風(fēng)板處的靜壓力與密相區(qū)與稀相區(qū)交界處壓力差。布風(fēng)板壓降一般占爐膛總壓降的20%～25%，少數(shù)情況下可適當(dāng)增減，保證流化質(zhì)量的要求。在流化風(fēng)量一定的前提下它直接反映了床層高度。維持相對穩(wěn)定的床壓和爐膛壓力是鍋爐運(yùn)行中十分必要的，對保證正常運(yùn)行至關(guān)重要。若床壓過低，則爐內(nèi)燃燒就變成懸浮式燃燒，加煤量增加床溫迅速升高，而負(fù)荷帶不上，并且整個(gè)床層的溫度懸殊很大，極易局部結(jié)焦；若床壓過高，就需要更多的一次流化風(fēng)，否則也會(huì)導(dǎo)致床料流化不起來，同樣會(huì)引起局部結(jié)焦。另一方面，水冷風(fēng)室壓力會(huì)隨床壓的升高而升高，一次風(fēng)系統(tǒng)所承受的壓力升高，容易損壞風(fēng)機(jī)及風(fēng)系統(tǒng)的管道。更有甚者，在實(shí)踐中表明，床壓過高即床層厚度過高時(shí)，還會(huì)阻礙回料器的正?；亓?。床料落在水冷風(fēng)室中阻礙一次風(fēng)系統(tǒng)暢通，從而影響一次流化風(fēng)總量。
正常運(yùn)行中控制床壓的主要手段是調(diào)整排渣量。本鍋爐排渣方式采用底部放渣。在連續(xù)放渣情況下，放渣速度是由給煤速度、燃料灰分和底渣分額確定的，并且與排渣設(shè)備或冷渣器本身的工作條件相協(xié)調(diào)。每天學(xué)習(xí)鍋爐知識(shí)，關(guān)注微信公眾號鍋爐圈，在定期放渣時(shí)，一般是設(shè)定床層壓力或控制點(diǎn)壓力的上限作為開始放底渣的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)定床層壓力或控制點(diǎn)壓力的下限作為停止放渣的標(biāo)準(zhǔn)。連續(xù)排渣也是通過調(diào)節(jié)冷渣器的轉(zhuǎn)速來控制床壓在一定范圍內(nèi)。
進(jìn)行排渣時(shí)，排渣量的大小是通過調(diào)節(jié)冷渣器滾筒的轉(zhuǎn)速來控制。對于滾筒式冷渣器來說，如何控制排渣量的穩(wěn)定至關(guān)重要，否則會(huì)使排渣系統(tǒng)溫度過高變形或燒壞。如果是間斷性排渣的話，有可能造成灰渣結(jié)塊，使冷渣器堵塞。對于底部排渣來說，一些大塊或密度比較大的耐磨材料與保溫材料或殲石、焦塊等會(huì)排出來，當(dāng)這些塊太大時(shí)可能堵塞排渣管或冷渣器，造成排渣不暢。
第三 汽溫調(diào)整
一般來說，循環(huán)流化床鍋爐主汽溫度隨床溫的升高而升高，隨床溫的降低而降低。由于循環(huán)流化床床料蓄熱能力很大，當(dāng)負(fù)荷發(fā)生大幅度變化時(shí)床溫變化并不很大，所以循環(huán)流化床鍋爐的汽溫相對來說比較容易控制。當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，床溫有上升趨勢，汽溫也上升；當(dāng)負(fù)荷降低時(shí)，床溫有下降趨勢，汽溫也隨之下降。當(dāng)然這不是絕對的，這跟機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和容量大小有關(guān)系：如果鍋爐過熱器以對流過熱器為主，負(fù)荷升高時(shí)，顆粒濃度增大，對流受熱面吸熱量增加，過熱器汽溫上升；但輻射式過熱器吸熱量只與溫度水平成正比，只要爐膛上部懸浮空間的溫度不上升，其汽溫就不會(huì)上升。改變一、二次風(fēng)配比也可以改變爐膛內(nèi)密相區(qū)和稀相區(qū)的燃燒份額，從而改變床溫以達(dá)到調(diào)節(jié)汽溫的目的。
過熱器用混合式減溫器來調(diào)節(jié)汽溫，而且也可以用此消除兩側(cè)管壁的溫度差。過熱器采用二級減溫器，第一級為粗調(diào)，布置在低溫過熱器出口與屏式過熱器入口管道上；第二級布置為細(xì)調(diào)，位于高溫過熱器低溫段與高溫過熱器高溫段之間的連接管道上。
第四 負(fù)荷調(diào)整
循環(huán)流化床鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好是其顯著優(yōu)點(diǎn)之一。在正常運(yùn)行時(shí)的關(guān)鍵是建立穩(wěn)定的物料循環(huán)，大量的循環(huán)物料起到傳遞質(zhì)量和傳遞熱量的作用，將大量熱量帶到整個(gè)爐膛，從而使?fàn)t膛上下溫度梯度減少，增大了負(fù)荷調(diào)節(jié)的范圍。
循環(huán)流化床鍋爐在負(fù)荷調(diào)整時(shí)應(yīng)著重搞好兩個(gè)平衡，即物料平衡和熱量平衡。物料平衡是指進(jìn)入爐膛的煤、石灰石及其他物料與排出爐膛的爐渣、飛灰和從回料器回來的循環(huán)物料之間的平衡。熱量平衡是指進(jìn)入爐膛燃料的發(fā)熱量加上循環(huán)物料所攜帶的熱量以及物料中未燃燒完全的煤顆粒燃燒產(chǎn)生的熱量，與水冷壁管、循環(huán)物料、一次風(fēng)吹走形成煙氣所吸收的熱量相等。在這三部分熱量中，一次風(fēng)加熱形成煙氣帶走的熱量最大；循環(huán)灰量帶走的熱量其次；四周水冷壁吸收的熱量最小。如果密相區(qū)的燃燒分額確定后，對于給定的床溫，一次風(fēng)帶走的熱量及密相區(qū)四周水冷壁吸收的熱量也就確定了，為達(dá)到該床溫所確定的熱量平衡就是循環(huán)灰?guī)ё叩臒崃俊?/span>
當(dāng)外界負(fù)荷增加時(shí)，鍋爐需要的總吸熱量增加，如果燃燒不進(jìn)行調(diào)整，則汽溫、汽壓就相應(yīng)降低。為了維持汽溫、汽壓的穩(wěn)定，運(yùn)行人員就會(huì)增加投煤量和一、二次風(fēng)量，加強(qiáng)燃燒，提高床溫水平，循環(huán)灰量也相應(yīng)增加，旋風(fēng)分離器分離效率大大提高，對于蒸發(fā)面來說，由于床層溫度和稀相區(qū)的燃燒加強(qiáng)了，蒸發(fā)面的吸熱量增加；對于屏式過熱器來說，由于爐膛上部燃燒加強(qiáng)，其溫度水平也有一定程度地提高，吸熱量增大；對于尾部煙道內(nèi)布置的對流受熱面，隨著煙速的增加，吸熱量也增加。每天學(xué)習(xí)鍋爐知識(shí)，關(guān)注微信公眾號鍋爐圈，這樣整個(gè)鍋爐受熱面的吸熱量就比原來增大，促使汽溫、汽壓重新恢復(fù)到正常值，至此，鍋爐蒸發(fā)量適應(yīng)了整個(gè)機(jī)組發(fā)電負(fù)荷增加的需求，達(dá)到新的平衡。當(dāng)外界負(fù)荷減少時(shí)，爐膛內(nèi)的顆粒濃度和爐膛上部燃燒分額都下降，并向鼓泡床的運(yùn)行工況接近。床內(nèi)顆粒濃度的下降進(jìn)一步使水冷壁熱流密度下降，從而對傳熱造成影響。旋風(fēng)分離器的分離效率隨入口顆粒濃度的下降面降低。分離效率的下降反過來又使懸浮顆粒濃度和循環(huán)倍率難以維持，爐膛總體吸量下降，但密相區(qū)的燃燒分額卻因循環(huán)倍率的下降面有所升高，在某種程度上減緩了床溫的降低。其他過程與負(fù)荷增加時(shí)相反。
當(dāng)各種參數(shù)變化時(shí)均會(huì)對循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響。其中：
1.當(dāng)煤的發(fā)熱量對負(fù)荷的影響，但煤的發(fā)熱量發(fā)生變化時(shí)，床內(nèi)熱平衡的改變會(huì)影響床溫也就會(huì)影響負(fù)荷，發(fā)熱量越高，理論燃燒溫度越高，在密相區(qū)燃燒分額不變的前提下，床溫就會(huì)越高，汽溫、汽壓會(huì)升高，負(fù)荷升高。
2.煤的粒度變化時(shí)對負(fù)荷的影響。給煤粒度越大，則從床料中逸出的顆粒量減少，帶到后部受熱面的熱量減少，這樣鍋爐不能維持正常的返料，循環(huán)物料所應(yīng)該攜帶的熱量下降。這樣物料平衡和熱量平衡都被打破并且相應(yīng)地減弱，造成鍋爐負(fù)荷下降。
3.煤的含水量對負(fù)荷的影響。當(dāng)水分增加時(shí)，由于蒸汽所吸收的汽化潛熱增加，床溫會(huì)下降，但水分可以同時(shí)促進(jìn)揮發(fā)分析出和焦炭燃燒，扣除添加水分造成的排煙損失后，總的趨勢是床溫下降，負(fù)荷下降。
總的來說，循環(huán)流化床鍋爐負(fù)荷與風(fēng)量、風(fēng)速、物料濃度的變化方向一致，隨負(fù)荷的增減自動(dòng)增減，具有良好的自動(dòng)適應(yīng)性。
第五 回料器調(diào)整
由于大部分機(jī)組的回料裝置都采用非機(jī)械J閥，靠下料腿與上料腿的物料差來實(shí)現(xiàn)爐膛至回料器之間的密封。如何使其料位差維持在一定范圍內(nèi)，物料能夠連續(xù)穩(wěn)定地回到爐膛，對于床溫、床壓的控制十分重要。其結(jié)構(gòu)如圖1-10所示。
返料風(fēng)由高壓風(fēng)機(jī)提供，J閥回料器內(nèi)布置有壓力測點(diǎn)和灰溫測點(diǎn)，其中在下料腿上的有壓力測點(diǎn)，用以間接監(jiān)視料位高度，因?yàn)檎麄€(gè)回料器系統(tǒng)料位以上均為負(fù)壓，所以如果哪一點(diǎn)壓力為正值的話，就表示此點(diǎn)所在的位置就是料位高度，在正常運(yùn)行過程中，必須至少保證最上一點(diǎn)壓力值為負(fù)，否則就無法監(jiān)視料位高度，可能會(huì)造成J閥回料器堵塞，無法返料。
在點(diǎn)火初期，應(yīng)事先向J閥回料器內(nèi)加一定量的床料，不然爐膛與J閥回料器之間會(huì)形成煙氣短路，無物料循環(huán)。每天學(xué)習(xí)鍋爐知識(shí)，關(guān)注微信公眾號鍋爐圈，正常運(yùn)行時(shí)，各壓力測點(diǎn)值應(yīng)保持在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，溫度測點(diǎn)值應(yīng)與床溫值相差不超過30～50℃。在機(jī)組調(diào)試過程中，松動(dòng)風(fēng)和返料風(fēng)的風(fēng)壓就已經(jīng)確定好，所以正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)盡量不調(diào)整松動(dòng)風(fēng)和返料風(fēng)的風(fēng)壓，如果風(fēng)壓太小，則易造成堵塞，應(yīng)采用松動(dòng)風(fēng)對管路進(jìn)行疏通，確保管路暢通；如果風(fēng)壓太大，則易影響循環(huán)倍率?？傊@兩種情況都會(huì)使旋風(fēng)分離器性能下降，出力也會(huì)隨之降低。
松動(dòng)風(fēng)和返料風(fēng)配不合適的話，也會(huì)阻礙床料充分流化，出現(xiàn)回料器耐磨內(nèi)襯脫落現(xiàn)象，甚至?xí)觿』亓掀鳠t的程度。一般松動(dòng)風(fēng)和返料風(fēng)正常運(yùn)行時(shí)不需要調(diào)節(jié)。
兩個(gè)中心筒入口負(fù)壓應(yīng)該大小一致，如果偏差太大，說明有一個(gè)旋風(fēng)分離器存在堵塞趨勢，應(yīng)及時(shí)調(diào)整它的流化風(fēng)壓以盡快疏通。一般情況下，J閥回料器底部都設(shè)有事故放料管，可以在緊急情況下開啟放料，保證床料盡快下降至正常料位。
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