循環(huán)灰量和返料風(fēng)壓對(duì)流化床鍋爐燃燒的影響

吳永昌

【摘要】調(diào)整循環(huán)灰量和保持適當(dāng)?shù)姆盗巷L(fēng)壓對(duì)流化床鍋爐返料器J型閥的穩(wěn)定性這兩方面研究，探討循環(huán)流化床鍋爐的燃燒調(diào)整方法，提高鍋爐效率。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)流化床 循環(huán)灰量 返料風(fēng)壓 J型閥放灰管改造

我公司現(xiàn)運(yùn)行的三臺(tái)鍋爐均是四川鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的CG-75/5.3-MX型中溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐。從運(yùn)行情況看，投產(chǎn)以來(lái)，鍋爐燃燒基本穩(wěn)定，出力也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不足之處是各項(xiàng)指標(biāo)不理想，鍋爐效率只有80%左右，飛灰含碳量高時(shí)能達(dá)到13%左右，爐渣含碳量高時(shí)能達(dá)到6%左右。噸煤產(chǎn)汽視煤質(zhì)情況在5.5-7.0之間?？偨Y(jié)燃燒工況及運(yùn)行調(diào)整，認(rèn)為本鍋爐燃燒指標(biāo)不理想的原因，存在兩個(gè)關(guān)鍵因素：一是循環(huán)灰量的多少，二是返料系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1 循環(huán)灰量

循環(huán)灰量這個(gè)概念，可以說(shuō)是循環(huán)流化床外循環(huán)中的物料，也可以說(shuō)是旋風(fēng)分離器收集下來(lái)的返料量。在循環(huán)流化床密相區(qū)中約有50%的燃料被燃燒，釋放出熱量，這些熱量除一部分被用來(lái)加熱燃料和空氣外，其余大部分熱量必須被循環(huán)物料帶走，才能保持穩(wěn)定。如果循環(huán)物料不足，就會(huì)導(dǎo)致床溫過(guò)高，也就是說(shuō)，足夠的循環(huán)灰量是控制床溫過(guò)高的有效手段。相反，如果循環(huán)灰量過(guò)多，就會(huì)導(dǎo)致燃燒不充分，床溫偏低。

此循環(huán)灰量也決定了爐膛內(nèi)的物料濃度，由爐內(nèi)傳熱分析可知，爐內(nèi)傳熱隨著物料濃度的增加而增大，即物料濃度的變化對(duì)爐內(nèi)傳熱的影響是比較顯著的。也可以說(shuō)，爐內(nèi)物料濃度決定鍋爐出力，爐內(nèi)物料濃度大，鍋爐的出力也大，可通過(guò)控制爐內(nèi)物料濃度來(lái)控制鍋爐出力。在運(yùn)行中，爐內(nèi)物料濃度增大，即流動(dòng)阻力增加，懸浮段壓差增大。如爐膛物料濃度過(guò)大，則會(huì)使床溫降低，從而影響鍋爐出力，這時(shí)，可通過(guò)放循環(huán)灰的方法來(lái)控制爐膛物料的濃度。

從運(yùn)行和指標(biāo)情況看，煤質(zhì)的灰分大時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)就相對(duì)差。再?gòu)倪\(yùn)行參數(shù)上看，煤質(zhì)灰分大時(shí)，一次風(fēng)量用不上，風(fēng)機(jī)全開(kāi)，感覺(jué)還不夠用，這樣調(diào)節(jié)已經(jīng)超出了風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)要求，但為了保證負(fù)荷，必須這樣調(diào)節(jié)。返料風(fēng)量變小或消失，有時(shí)出現(xiàn)返料器積灰堵塞的現(xiàn)象，即返料溫度緩慢下降。另外在投用脫硫石灰石時(shí)，反應(yīng)更明顯。這也就說(shuō)明了循環(huán)灰量太多，爐膛流動(dòng)阻力大，分離器收集下來(lái)的返料量多，返料器立管內(nèi)積灰，所以導(dǎo)致返料風(fēng)量小。由此可以說(shuō)，我公司現(xiàn)運(yùn)行的爐子存在循環(huán)灰量多的問(wèn)題。

2 返料系統(tǒng)

我公司CG-75/5.3-MX型中溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐采用的是J型閥返料系統(tǒng)。由于自然堆積的作用，當(dāng)返料風(fēng)Q=0時(shí)，返料器不工作；當(dāng)Q大于一定值時(shí)，物料開(kāi)始流化，并在立管物料重力作用下形成自流，通過(guò)返料器進(jìn)入主床。由此可見(jiàn)，返料風(fēng)量是決定返料器工作的因素，它與風(fēng)源壓力、返料器上升段阻力以及布風(fēng)阻力有關(guān)。上升段阻力特性首先與上升段高度H（后為H2）有關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，H=350mm時(shí)的返料器風(fēng)源壓力在6000Pa左右，H=1000mm時(shí)的返料器風(fēng)源壓力在13000Pa左右。返料器上升段阻力與上升段高度成比例。再有，根據(jù)壓力平衡關(guān)系，得出返料器正常工作時(shí)風(fēng)源壓力必須滿(mǎn)足下列條件：

（1）P>&g;△H2+△P布

（2） P≤&g;△H1+△P布

式中：P為返料壓力，△P布為返料布風(fēng)阻力，&為物料堆積密度

OH1，OH2分別為返料器人口料腿高度和出口高度

式中（1）（2）是運(yùn)行中控制返料風(fēng)壓的依據(jù)，所以，如果漏風(fēng)嚴(yán)重，風(fēng)壓不夠，風(fēng)壓波動(dòng)過(guò)大，或返料風(fēng)中斷，都會(huì)造成P<&g;△H2+△P布的情況，從而使返料器不投入造成堵塞。返料器中有異物處于返料出口時(shí)，勢(shì)必阻止物料返回爐膛，可能導(dǎo)致物料在分離器內(nèi)聚集造成返料堵塞。

3 總結(jié)分析

從停爐后檢查風(fēng)帽情況看，東西兩側(cè)返料口對(duì)著的風(fēng)帽眼部分堵塞，這種現(xiàn)象引起了三個(gè)連鎖問(wèn)題：1，高壓力的返料風(fēng)帶著循環(huán)灰沖向布風(fēng)板，風(fēng)速可能超過(guò)了爐內(nèi)的流化風(fēng)速，使這部分風(fēng)帽的風(fēng)受到阻力。長(zhǎng)期運(yùn)行，造成堵塞。2，旋風(fēng)分離器收集下來(lái)的返料量大，必須用這么大的返料風(fēng)壓，不然就會(huì)造成返料堵塞，為什么負(fù)荷低時(shí)，返料風(fēng)就大，而高時(shí)返料風(fēng)就減小甚至消失，特殊情況還需要關(guān)小主風(fēng)道檔板來(lái)加大返料風(fēng)。3，為保證負(fù)荷，必須加大一次風(fēng)量來(lái)加強(qiáng)燃燒，這也說(shuō)明爐內(nèi)物料濃度大，有一部分燃料缺氧，得不到燃燒，就被排出去，從而增加爐渣含碳量。另一方面使更多的物料又進(jìn)入分離器，從而造成惡性循環(huán)。

從以上情況看，第一步先要解決循環(huán)灰量大的問(wèn)題。第二步再來(lái)調(diào)整返料風(fēng)壓。由煤質(zhì)分析可知，灰分大時(shí)，循環(huán)灰量就大，所以根據(jù)煤質(zhì)配比情況來(lái)調(diào)整。主要辦法：1、在現(xiàn)有煤質(zhì)配比的基礎(chǔ)上摻人灰分少的煤種。2、在現(xiàn)有煤質(zhì)不變的情況下從返料器底部放灰管來(lái)放返料灰。因?yàn)榛伊勘容^大，人工用小車(chē)推肯定不合適，建議裝一套輸粉絞龍一樣的自動(dòng)化排灰裝置，直接排到冷渣機(jī)，增加可操作性。

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