循環(huán)流化床鍋爐運行調(diào)節(jié)分析

孟慶勇

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，循環(huán)流化床鍋爐也在不斷的更新，本文分析循環(huán)流化床鍋爐運行存在的問題，闡述循環(huán)流化床鍋爐運行調(diào)節(jié)策略，以期充分發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用優(yōu)勢，全面提高循環(huán)流化床鍋爐的運行效率，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；運行；問題；調(diào)節(jié)措施

引言

近年來，中國各領(lǐng)域電力需求大幅度上漲，為了更好地滿足社會需求，很多煤矸石熱電廠引入循環(huán)流化床鍋爐，這種鍋爐機組具有良好的節(jié)能環(huán)保效益，而且燃燒效率較高。而實際運行過程中循環(huán)流化床鍋爐也存在一些問題，為了提高循環(huán)流化床鍋爐運行安全和經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)結(jié)合相關(guān)運行要求，優(yōu)化各環(huán)節(jié)的運行，提高燃料利用率，采取科學(xué)、有效的措施，使循環(huán)流化床鍋爐高效、穩(wěn)定運行。

1循環(huán)流化床鍋爐運行存在的問題

1.1回料閥堵塞

回料閥是循環(huán)流化床鍋爐中的重要組成部分，如果回料閥出現(xiàn)故障，往往會造成循環(huán)流化床鍋爐中循環(huán)物料不足，其內(nèi)部氣壓、氣溫不斷下降，嚴(yán)重影響循環(huán)流化床鍋爐的運行安全。循環(huán)流化床鍋爐回料閥堵塞主要有以下幾個原因：風(fēng)壓偏小；回料系統(tǒng)發(fā)生運行故障；風(fēng)帽開孔率達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，無法達(dá)到循環(huán)流化床鍋爐中物料流化反應(yīng)所需的返料風(fēng)量；循環(huán)灰落入回料閥下部風(fēng)室，造成風(fēng)室流通面積越來越小，導(dǎo)致通風(fēng)不順暢。由于這些原因，直接影響循環(huán)流化床鍋爐物料流化效果，造成回料閥堵塞。

1.2爆管

爆管是循環(huán)流化床鍋爐運行中一種非常嚴(yán)重的故障，鍋爐過熱器發(fā)生爆管主要是由于以下原因：a）過熱器區(qū)域積累大量飛灰，這些飛灰反復(fù)摩擦管壁，造成爆管；b）過熱器管徑設(shè)計不合理，導(dǎo)致過熱器管壁溫度急劇上升；c）循環(huán)流化床鍋爐長時間不間斷運行，在高溫環(huán)境中散熱困難，使管壁使用壽命越來越短；d）過熱器周圍有易燃物品或燃料，在溫度、壓力適宜的環(huán)境下，容易發(fā)生二次燃燒，引發(fā)爆管；e）過熱管內(nèi)部大量結(jié)垢、鍋爐蒸汽無法及時散發(fā)出來，造成過熱器管壁溫度越來越高，容易發(fā)生爆管。為了保障循環(huán)流化床鍋爐的運行安全，相關(guān)工作人員應(yīng)全面熟悉引起爆管的各種原因，一旦發(fā)生爆管，能夠準(zhǔn)確分析原因，有針對性地采取有效措施，及時進(jìn)行處理解決。

1.3結(jié)焦

循環(huán)流化床鍋爐長時間運行過程中很容易發(fā)生結(jié)焦，其主要是由于以下原因：

a）循環(huán)流化床鍋爐中大量堵灰，爐膛返料器發(fā)生大面積結(jié)焦；

b）通風(fēng)不良，爐膛溫度不均勻，造成結(jié)焦；

c）輸煤量過大，循環(huán)流化床鍋爐長時間超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)溫度運行，從而產(chǎn)生結(jié)焦；

d）循環(huán)流化床鍋爐運行過程中，工作人員操作控制不當(dāng)，造成鍋爐局部區(qū)域溫度過高，造成結(jié)焦。

1.4水冷壁管損壞

循環(huán)流化床鍋爐運行過程中，由于水質(zhì)較差，造成水冷壁管道發(fā)生結(jié)垢，甚至容易引起爆管。有些循環(huán)流化床鍋爐的水冷壁存在設(shè)計缺陷，長時間運行過程中，使水冷壁管發(fā)生損壞，并且循環(huán)流化床鍋爐運行中水冷壁管受到大量飛灰反復(fù)磨損，使管壁厚度不斷減小，造成水冷壁管損壞。

1.5受熱面嚴(yán)重磨損

循環(huán)流化床鍋爐運行過程中其受熱面經(jīng)常出現(xiàn)磨損，由于受熱面金屬表面往往鋪墊著一層非常脆的氧化膜，當(dāng)受到敲擊或振動影響時，往往會產(chǎn)生新氧化膜，長時間反復(fù)如此，使受熱面產(chǎn)生磨損。同時，循環(huán)流化床鍋爐受熱面金屬表層反復(fù)受到燃料的沖擊或沖刷，金屬部位有時會出現(xiàn)劃傷，長期如此往往造成受熱面嚴(yán)重磨損。

2循環(huán)流化床鍋爐運行調(diào)節(jié)策略

2.1床層溫度調(diào)節(jié)和控制

床溫調(diào)節(jié)和控制對于循環(huán)流化床鍋爐的安全運行至關(guān)重要，在循環(huán)流化床鍋爐中，熱電偶設(shè)置在爐膛和密相區(qū)位置用于監(jiān)測床層溫度，為了提高鍋爐傳熱系數(shù)，減少燃料不完全燃燒損失，減少一氧化二氮、一氧化碳的排放量，床層溫度調(diào)節(jié)較高，但是考慮到為了避免床內(nèi)結(jié)焦、減少污染氣體排放量及脫硫效益，床溫調(diào)節(jié)應(yīng)低一些。對于煤矸石熱電廠來說，循環(huán)流化床鍋爐運行中密相區(qū)溫度最好控制在830℃～900℃，確保灰初始變形溫度適當(dāng)高于密相區(qū)溫度100℃以上。同時，循環(huán)流化床鍋爐運行過程中，應(yīng)密切觀察床層溫度變化，如果溫度超過1000℃以上，不僅容易造成鍋爐結(jié)焦，而且會影響脫硫效果和NOx氣體排放；如果溫度低于600℃，會降低燃燒效率，造成循環(huán)流化床鍋爐容易滅火。床內(nèi)溫度變化受到多種因素的影響，如一或二次風(fēng)配比不合理、物料返回量過小或過大、煤質(zhì)變化或給煤量不均勻、負(fù)荷變化影響中煤和風(fēng)配合不當(dāng)?shù)?，為了有效控制循環(huán)流化床鍋爐的床層溫度，應(yīng)結(jié)合不同影響因素，有針對性地采取有效調(diào)節(jié)措施：

a）物料循環(huán)量。物料循環(huán)量對于循環(huán)流化床鍋爐的床溫影響非常明顯，由于循環(huán)灰量比較大時，能夠從密相區(qū)帶走部分熱量，因此當(dāng)床溫升高時，應(yīng)適當(dāng)增加返料量，從而保持床溫的穩(wěn)定性。根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐運行要求，構(gòu)建可靠、穩(wěn)定的物料循環(huán)，使循環(huán)流化床鍋爐保持良好的傳熱和傳質(zhì)，提高爐膛燃燒效率，合理調(diào)節(jié)爐膛溫度梯度變化；

b）一、二次風(fēng)量。通常情況下，一次、二次風(fēng)量減少時，床溫上升；一次、二次風(fēng)量增加時，床溫下降。為了優(yōu)化循環(huán)流化床鍋爐運行調(diào)節(jié)，在壓火和點火再啟動過程中，合理控制一、二次風(fēng)量，有效控制床溫變化；

c）煤質(zhì)變化和給煤量。煤質(zhì)變化、給煤不均勻、給煤量過小或過大對于床溫變化都有影響。通常情況下，在料層流化良好的條件下，煤質(zhì)變差或給煤量減少時，床溫下降；煤質(zhì)變好或給煤量增加時，床溫上升。但是應(yīng)特別注意一種情況：當(dāng)料層流化較差或給煤量過大時，通過增加給煤量，往往會造成床溫下降，這是因為大量煤堆積或缺氧燃燒，工作人員應(yīng)特別注意這種情況，避免循環(huán)流化床鍋爐發(fā)生低溫結(jié)焦。燃燒室是循環(huán)流化床鍋爐中的重要部件，和普通鍋爐不同，為了有效調(diào)節(jié)循環(huán)流化床鍋爐運行，在調(diào)整給煤量時，可以采用減量調(diào)節(jié)法、沖量調(diào)節(jié)法和前調(diào)節(jié)法。減量調(diào)節(jié)法是指在循環(huán)流化床鍋爐床溫上升過程中，減少給煤量，維持2min～5min，密切觀察床溫變化，若床溫停止上升，再恢復(fù)正常的給煤量。沖量調(diào)節(jié)法是指當(dāng)循環(huán)流化床鍋爐床溫下降時，將給煤量立即加大，維持2min～5min，若床溫沒有變化，再重復(fù)一次，使床溫緩慢上升。前提調(diào)節(jié)法是指根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷變化或爐溫變化，適當(dāng)調(diào)節(jié)燃料量，確保循環(huán)流化床鍋爐穩(wěn)定、安全運行。

2.2料層高度控制

保持穩(wěn)定的爐膛壓降或床高對于保障循環(huán)流化床鍋爐安全、高效運行非常關(guān)鍵。循環(huán)流化床鍋爐運行過程中，床層過低或過高對于流化質(zhì)量都有直接影響，很容易造成結(jié)焦，為了有效穩(wěn)定床高，可以采取放渣的方法，若對循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行連續(xù)放底渣，這時要根據(jù)底渣份額、燃料灰分、給煤速度等確定合適的放渣速度，并且放渣速度要適應(yīng)冷渣器或排渣機構(gòu)的運行條件。若定期放渣，根據(jù)控制點壓力或床層壓降上限及循環(huán)流化床鍋爐具體運行情況，開始放底渣，按照壓力下限或設(shè)定壓降，停止放渣。定期排渣過程中應(yīng)堅持少排和勤排。

2.3負(fù)荷調(diào)節(jié)

通過調(diào)節(jié)風(fēng)量和投煤量可以有效調(diào)節(jié)循環(huán)流化床鍋爐運行負(fù)荷，負(fù)荷調(diào)節(jié)過程中要注意床溫變化，結(jié)合不同的煤種和循環(huán)流化床鍋爐運行要求，采用以下方法合理調(diào)節(jié)負(fù)荷：

a）調(diào)整一次、二次風(fēng)量配比，改變傳熱系數(shù)，對循環(huán)流化床鍋爐受熱面?zhèn)鳠崃窟M(jìn)行有效控制，實現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)；

b）調(diào)整循環(huán)灰量，利用爐前灰渣斗或循環(huán)灰量收集器，通過減灰渣量、減風(fēng)、減煤等方式減小負(fù)荷，反之，增加負(fù)荷；

c）通過煙氣再循環(huán)，改變鍋爐內(nèi)供氧量和物料狀態(tài)，調(diào)整物料燃燒率，從而實現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)。

結(jié)語

當(dāng)前，煤矸石熱電廠的循環(huán)流化床鍋爐運行中還存在一些問題，為了提高其運行效率，實現(xiàn)良好的節(jié)能效益，可以采用科學(xué)、合理的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)，堅持少調(diào)、勤調(diào)，確保循環(huán)流化床鍋爐的運行安全。

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（作者單位：新疆圣雄能源股份有限公司）