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480t/h 循环流化床锅炉燃烧优化调整试验探析

北极星电力网新闻中心  来源:循环流化床发电  作者:高玮  2019/11/18 13:39:46  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 火电技术 热电 循环流化床

北极星火力发电网讯:通过对某热电厂燃烧煤质分析,开展煤种适应性试验以及锅炉热态特性分析,优化调整一次流化风量、床压、床温等,提升锅炉热效率,减少灰渣可燃物含量,以此降低一次风量。

(来源:微信公众号“循环流化床发电”  ID:xhlhcfd  作者:高玮)

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480t/h循环流化床锅炉概况分析

某热电厂循环流化床锅炉属于自然循环、超高压中间再热型。锅炉主要应用循环流化床技术,在设计燃烧煤种时必须确保其在30%~100% 负荷范围内运行稳定,再热蒸汽和过热蒸汽在70%~100% 负荷状态下维持额定功率。循环物料采用蜗壳式高温绝缘分离器分离循环物料,该分离器可以有效捕捉气体中的细小颗粒,以此促进分离效率的提升。在分离器下部设置U型回料阀,并由高压风机提供流化密封风。通过布设逆流柱型风帽和水冷布风板能够减少漏渣现象,还能够维护锅炉的 长久稳定运行。通过分级供风和低温措施能够对氮氧化物的生成产生抑制效果。空气预热器设置在尾部烟道处,将冷渣排渣器设置在炉膛底部,能够实现持续不间断排渣效果。

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480t/h循环流化床锅炉燃烧优化调整试验探析

2.1优化调整燃烧总风量

管理燃烧总风量包含一次风量和二次风量,其中前者主要包含播煤风和流化风。其中播煤风能够确保燃料正常进入到炉膛内;流化风能够确保床料流化稳定性,并且提供氧气以便焦炭燃烧和燃料挥发。后者能够为焦炭燃烧提供必要的氧气。燃烧优化工况的过量空气平均系数为1.20。燃烧时最大总风量为 每小时373274Nm3,过量空气系数为1.24。燃烧时最小总风量为 每小时337345Nm3,过量空气系数为1.15。稀相区域空截面烟气速度降低至每秒4.9m。

随着燃烧总风量的减少,飞灰含碳量会明显降低。导致此种现象的原因主要是循环流化床锅炉采用易燃型燃料,过量空气系数能够满足燃烧续期。此时若燃烧总风量比较大, 将会对烟气速度造成影响,缩短炉膛内颗粒的停留时间,导致烟气中的颗粒进入到尾部烟道当中。此时就会降低分离器运行效率,使飞灰中含碳量增大。图1为排烟损失随着燃烧总风量的变化趋势图。随着燃烧总风量减少,会持续降低排烟损失。当燃烧总风量比较大时,会增加干烟气体积,相应增加热量损失。

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2.2调整燃烧温度

通过提升燃烧温度可以加快燃烧反应速度。从试验结果能够看出,不同床温情况下,灰渣可燃物含量会随着床温的增加而降低。锅炉设计床温最大可达到915℃。此次优化调整将床温设计为950℃,显著降低灰渣可燃物含量,锅炉运行期间不再出 现结焦现象。

2.3调整过剩氧量

从相关测试结果能够看出,在3%~3.1% 区域内,过热器后氧量变化情况如下:飞灰可燃物含量会随着氧气量的增加而降低,最大降低幅度在1.4% 左右,如表1 所示。

2.jpg

在当前状态下,过剩氧量能够维持在3.5%~4.2% 范围内, 此时所对应的二次风量为每小时152km3,适当提升二次风量,加强二次风穿透力,能够提升循环流化床锅炉的燃烧效率。

2.4调整一次风量

通过调整一次风量,将其降低至每小时1.7×105Nm3,通过降低一次风量能够增加焦炭在密相区域内的停留时间,显著提升了焦炭燃烧效率,降低飞灰含碳量,进一步提升循环流化床锅炉热效率。通过降低一次风量能够降低其对床层的冷却影响,以此提升焦炭燃烧效率,降低飞灰含碳量。其次,还可以使干烟气体积减小,降低排烟损失率,全面维护循环流化床锅炉的运行稳定性。在一次风量持续降低条件下,能够逐渐降低飞灰含碳量。

2.5调整二次风量

通过观察和分析循环流化床锅炉运行状态能够看出,在常规运行条件下,二次风量比较大,此时就会增加炉膛内烟气流速,加重顶棚水冷壁磨损程度。通过优化调整使二次风量降低至1.7×105Nm3。在二次风量持续降低条件下,能够逐渐降低飞灰含碳量。

2.6调整运行床压

在确保风量、床温以及煤质一致条件下,通过对排渣量控制,使床压与风室风压改变,通过对不同工况下循环流化床锅炉灰渣含碳量进行分析,结果显示,风室风压和床压会随着物料厚度的增加而增加,此时灰渣可燃物含量降低。详情见表2。

3.jpg

从当前入炉煤质能够看出,为了确保物料层高度,需要将风室压力控制在10115Pa 左右,以此能够提升循环流化床锅炉的燃烧效率。

2.7调整炉膛密相区温度

提升炉膛密相区温度,能够显著增加焦炭的反应温度,提升焦炭颗粒的燃烧效率,以此提升锅炉热效率。锅炉的平均床温提升至934℃。随着平均床温的升高,飞灰含碳量会持续降低。提升炉膛密相区温度,能够显著增加焦炭的反应温度,提 升焦炭颗粒的燃烧效率,以此提升锅炉热效率。锅炉的平均床温 提升至934℃。随着平均床温的升高,飞灰含碳量会持续降低。提升炉膛密相区温度,能够显著增加焦炭的反应温度,提 升焦炭颗粒的燃烧效率,以此提升锅炉热效率。锅炉的平均床温 提升至934℃。随着平均床温的升高,飞灰含碳量会持续降低。提升炉膛密相区温度,能够显著增加焦炭的反应温度,提 升焦炭颗粒的燃烧效率,以此提升锅炉热效率。锅炉的平均床温 提升至934℃。随着平均床温的升高,飞灰含碳量会持续降低。

2.8调整料层差压

循环流化床锅炉差压会对燃烧温度和流化状态造成极大影响。料层厚度较高时,会增加流化风量,还会提升电能消耗量。此时就会产生不均匀流化现象,导致局部高温结焦。当床层厚度不足时,则会影响密相区域燃烧效率,导致其反料器产生结焦问题,还会增加飞灰含碳量。不同煤种燃烧时必须确保料层差压的不同,负荷料层差压也会不同。在最佳工况下,循环流化床锅炉运行期间反料器不再燃烧,此时分离器出口温度低于炉膛出口温度,此时床层厚度适宜,飞灰含碳量比较低,可以提 升循环流化床锅炉燃烧效率。

2.9调整布风板阻力

此循环流化床锅炉布风板开孔均匀,并且存在2025 个开孔逆流柱式风,在实际运行期间产生不均匀流化问题,检测床温测点温度差值超过70℃,导致局部温度过高。为了对床温进行控制,须增加一次风量,此时就会出现严重磨损问题,无法确保循环流化床锅炉的运行稳定性。在进行检修时,通过重新布 设布风板风帽,显著提升运行期间流化均匀性,且床温测点温度差差值小于15℃,使流化风量降低,延长运行时间。

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结语

综上所述,此次研究主要是围绕循环流化床锅炉进行燃烧 优化调整处理,通过不同部位的调整处理能够有效降低受热面磨损,延长循环流化床锅炉的运行安全性和经济性。

文献信息

高玮.480t/h循环流化床锅炉燃烧优化调整试验探析[J].化工管理,2019(22):151-152.

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