1前言
宁波长丰热电有限公司为宁波市“九五”重点工程,公司规模为三台75t/h杭锅厂循环流化床锅炉,两台15MW抽凝式汽轮发电机组。锅炉为自然循环单汽包锅炉,采用循环流化床燃烧方式,布置了由一级(百叶窗)分离器和二级(旋风筒)分离器组成的两级循环燃烧方式。炉膛为膜式水冷壁结构,过热器分高、低两级布置,中间设置有表面式减温器,尾部设两级省煤器和一、二次风预热器。
炉膛下部为密相区,其有效截面积为7.5㎡。一级分离器分离出的灰以L阀送入炉床,旋风分离器分离出的灰以U形阀送入炉床,二次风约占总风量的50—60%,经炉膛四壁分上中下不同高度送入。沿床宽方向还均匀布置了两根ø219的放渣管,以将燃烧后的较大颗粒炉渣及时排走,细灰可由旋风分离器下部的放灰管排出。
2循环流化床锅炉熄火的机理
煤粒在炉内燃烧时要放出热量,但同时又向周围介质散热。放热和散热会在不同燃烧工况下达到热平衡,使之趋于较稳定的床温。对于处于高温燃烧状态下的反应系统,如果散热加强(如冷物料突然涌入)或放热减弱(如断煤或进煤不足),那么燃烧系统的温度也随之降低。只要系统温度稍有降低,便会由于散热大于放热,如不加以处理,床温不断降低,最终使燃烧过程中断——熄火。在实际工作中,熄火温度永远比着火温度高。
3熄火原因分类
3.1扬火时大量返料涌入堆积
扬火时,物料经百叶窗分离器(一返)分离后经返料通道由返料风送回炉膛燃烧。有时由于炉墙损坏,浇注料块或百叶窗片脱落堵在返料口。一旦返料风加大,大块返料及原先积灰大量涌入炉膛,降低炉内温度,使燃烧系统放热与散热平衡破坏,造成熄火。
3.2床温过低
由于压火时间过长或由于设备本身的某些缺陷,如风门、风道不严,炉墙损坏,保温性能差等原因,导致扬火前床温过低。运行人员在没有做好预防措施的情况下,照正常操作步骤扬火,往往容易熄火。
3.3扬火中或正常运行时断煤
由于受雨季的影响,往往使煤的水份较高,经常造成煤斗堵塞,导致断煤。特别在扬火阶段,当炉内燃烧处于萌芽状态,而一、二次风量按规程调到要求值时,发生断煤,如不及时处理,往往发生熄火,最终通过投油枪助燃来恢复。
4处理方法及原因分析
究其原因,床温的变化及氧量的增减是影响锅炉熄火的根本原因,如何调节给煤量,一、二次风量和飞灰循环量是扬火中应切实注意的几个要点。
4.1通过返料通道改造控制循环物料颗粒
针对扬火时大量返料涌入堆积造成的熄火事件,公司于两年前对各锅炉在一返料口上方700mm处装设了筛网(1Cr19Ni9Ti)。这样,即使炉膛损坏,浇注料块、破碎百叶窗片脱落,大块物料落在了筛网上,也不会堆积在返料风道或返料口中。循环物料颗粒得到控制,床内温度将不会产生大的影响。自安装筛网后,因上述原因引起的熄火事件再也没有发生。
4.2扬火前床温过底或压火时间要求较长,应采取的措施
扬火前床温过低(630—680℃),运行人员就该为扬火床温暴跌熄火做预想并采取措施。如:解列几只一返,开二返放灰阀或预先在料层上抛洒一层薄煤。
压火时间过长,会引起床温过低。正常压火时间范围为12小时以内,如果因客观原因需要延长压火时间,那么就需要采取必要措施。曾碰到过这样的情况,由于系统要做电气预防性试验,锅炉需压火20小时,其间不得进行扬火操作,以恢复床温。为此在压火4小时后,待床温下降到800℃左右,选了水份较少,挥发分较高的煤粒约100公斤从左右侧人孔门均匀抛洒在了床层上。经过16小时后,床温没有明显下跌,以正常的工况进入扬火状态。这是因为压火状态,炉膛下部四周炉墙、浇注层作为蓄热体,温度较高,散热较慢,当表层加煤后,炉墙积蓄热量辐射到煤粉,煤粉吸收热后温度快速上升,吸收到一定温度后,释放出可燃挥发份,开始着火和燃烧。床层表面的物料由于吸收了热量,以补充热量的散失,同时一定程度遏制了内层物料热量的散发。这样,由于炉膛吸收的热量抵消了散失的热量,使得床温之后16小时内没有出现较多下跌。
4.3断煤熄火的处理方法
专门对扬火中突然断煤该如何补救作了试验。
当时的工况为:给煤转速为380r/min(单侧投煤,另一侧为无烟煤,扬火不投),一次风电流为18A,一次风量为29000m3/h,五分钟后,床温为800℃左右。此时,停止螺旋给煤机,氧量表显示值逐渐增大,约两分钟后,迅速调整一次风调节挡板至最小,此时一次风电流15A,一次风量从28000m3/h减至14800m3/h。这时,床温无明显下跌迹象,最低一点的床温测点在770℃左右稳住。约五分钟后,给煤机转速恢复正常。逐渐加大一次风量,床温缓缓回升,进入正常扬火状态。
从试验我们看出,当扬火发现床温下跌、堵煤、断煤时,应马上减少一次风量,减小一次风从料层中带走的热量,尽量使料层处于不流化状态,使床料热量不至于散发过多。当给煤短时间恢复后,能迅速使床温回升,不会造成熄火。
如果发现因断煤引起床温下跌,在关小一次风机、引风机后,床温还在迅速下跌,并有跌破600℃趋势时,应立即压火,在疏通煤管的同时参照4.2的处理意见。这样对再次扬火会起到积极的作用,曾做过几次试验均获得了成功。
对于正常运行过程中发生断煤,也可参照同样处理办法,须注意原先负荷状态来决定调一次风风量减少的快慢,效果相同。
5避免熄火的效益分析
在扬火中采取有效的措施,避免上述原因造成的熄火事件,带来了可观的经济效益和社会效益。
a.如果锅炉熄火用投油枪使床温恢复正常,大约需要一小时,这一小时的负荷将受到影响,避免熄火争取了运行时间;
b.投一小时油枪大约需耗油1.2吨轻柴油,按每吨4000元计,避免一次熄火节约成本5000元左右;
c.避免了投油枪阶段,电除尘不能投入运行造成的污染。