循环流化床掺渣锅炉运行技术

循环流化床掺渣锅炉运行技术

　文/张忠明（江苏新苑集团公司热电厂，江苏无锡214187）它越来越被中小型化肥厂所接受和认可。但其影响燃烧的因素较多，尚处在不断芫善之中。就V\Z-35/382-M9型循环流化床锅炉掺烧炉渣的运行情况，在点火及各参数的调整方面作了一定的技术总结。

　　循环流化床锅炉既能解决能源的高效、合理利用，又能大大减少污染物的排放。但由于其燃料种类不同，热值波动范围大，燃烧过程又较为复杂，影响因素多而不易控制，故不能简单地套用常规煤粉炉的控制方法。

　　本文依据我厂循环流化床锅炉试运行的情况简要总结其运行调整技术。

　　二、锅炉概况我厂是以化HB为基础发展起来的自备热电厂其产汽与发电主要用于化肥生产。常年来，化肥厂造气炉渣残炭较高，不仅浪费能源，而且使化肥成本居高不下，严重制约着全厂的经济效益。为使化肥厂的白煤真正做到吃光用尽热电厂新上以造气炉渣为原料的循环流化床锅炉，以提高全公司的综合经济效益。选用锅炉为广西梧州市锅炉厂制造，型号为WZ-35/3.82-M9为水冷漩涡内分离循环流化床锅炉，是单汽包自然循环型。

　　一次风与二次风、松动风的比例为7S25，正常运行风量为29~立1万NH/h；夹带着未燃尽气体与炭粒的高温烟气（850）由燃烧室上部进入水令分离器，经分离后由回料道经回料孔返回密相床循环燃烧。

　　三、锅炉运行情况及认识循环流化床锅炉于2000年4月底正式投运，试运行以来，遇到了一些问题，主要有两方面：一是操作技术问题，二是设备本身由于设计、制造和安装等方面与实际生产条件不符带来的问题。对这两方面的问题经不断摸索，反复实践，许多问题相继得到了解决。现主要谈谈有关运行操作的认识。

　　WZ-35/382-M9型循环流化床锅炉的点燃是把静止室温状态的床料，经木炭点火升温，转变为流化状态及达到正常燃烧温度，最后引燃新鲜燃料。

　　床料高度的选定对点火相当重要，床料过高，使阻力增大，可能造成风室和风道的振动，床料过低，送风后床温波动较大，不易控制。经数次点火，对床料的要求总结如下：床料厚度400~500nm伪宜；bi床料含碳量低于10%，越低越好，因含碳量高，点火时易结焦（一般采用循环流化床炉渣即可）；c.床料一定要经过筛选，依我厂经验，筛孔不能大于13rnn，且床料填装前，风帽间一定要用小钩钩清，不能夹杂石、渣块等杂物，否则易引起局部流化不良，直接影响到点火的成功。

　　待冷态流化试验合格后，即可投入木炭点火启动，一般加入木炭量为700kg左右，火炭层约150rm厚。此时可关闭炉门，启动鼓风机并逐渐加大风量，迅速以高于冷态试验的最低流化风量，使之流化，以防低温结焦。但风量也不宜太大，否则床料立即把炭火层淹没，使炭火层冷却变黑。此时从温升曲线反映，床层温度迅速升高至床层温度达650C左右，并从看火孔观察，可看到床层一片枣红色，即把送风加大到正常风量同时开启给煤机给煤。但给煤量不能太大，密切注意温升曲线，使床层温度尽量平稳缓慢地上升。如床温上升太快，则可减少给煤量，同时在给煤口加入部分冷渣，但不能停止给煤，以防止局部结焦；如出现局部结焦现象，则应及时用钩子把焦块钩出来，待温升曲线逐步趋稳，点火即告芫成，可转入正常运行。

　　因此点火启动成功的必要条件是良好的流化结构和配制恰当的床料，主要控制参数是床温，控制手段是加热启动时间、送风量及给煤操作。

　　床层点火过程的温升曲线如所示。

　　经运行摸索，循环流化床总的控制策略为：首先确保床温，在正常范围内保证负荷，然后据负荷控制总风量、给煤量，保证最佳的风煤比，再根据总风量来合理分配一、二次风量，保证物料处于良好的流化状态，具有足够的氧量，并能顺利回料循环；同时维持床料床压，炉膛压力稳定，这样才能实现锅炉的安全、稳定、高烧。

　　维持正常的床温是锅炉稳定运行的关键几个月的试运行表明，该炉床温可控制在800~950*C之间，床温的波动，主要与煤质、给煤量、风量和负荷等因素有关，具体体现在以下几方面：a如燃烧颗粒度较细的煤种（淮南煤等），则浓相区床温偏低，而稀相区床温则相对较高；bi给煤量不均或配煤混合不均，则床温忽高忽低，波动较大；c.风煤比调整不当煤给的过多风量没加上，煤在炉内不能良好燃烧，使床温降低。如操作人员判断有误，认为煤量不够，继续增加给煤量会使风煤比严重失调，床温急剧下降。如果风量过大，则烟气会带走较多热量，排烟温度增加，而床温则下降；dL负荷变化后给煤量及鼓风未及时调整，则床温变化比较明显；冷渣沉积如运行中未及时放渣料层阻力增加，轻者使流化层底部流化质量恶化，鼓风量减少异致风煤比失调，造成床温逐渐下降，重者引起风量减少，如在DCS控制的自动档，时间稍长就会引起床层结焦，控制信号全部出错。

　　总之床温的调整控制主要根据负荷和煤质的变化及时调整给煤量，并保持合适的风煤比和料层厚度，使床温维持在最佳范围内运行。一般主汽压力下降，在增加送风量的同时，按比例增加给煤量，以维持正常的主汽压力和床层温度；如主汽压力上升，说明负荷在减少，则应按比例减煤减风，调整二次风。但应注意在调整给煤量及送风量的同时应保证床料有良好的流化质量，否则会引起结焦或熄火。

　　循环流化床所用燃料适应性广，它可燃用无烟煤、煤气炉渣、焦炭末、劣质烟煤、高硫煤、矸石、贫煤、木材与稻壳等生物废料，故它是一台能吃粗粮“的锅炉，各种燃料均适合。我厂燃料配比为劣质烟煤55%，造气炉渣45%，经粉碎混合后其热值为30003500kcal/kg.因循环流化床锅炉对燃煤的粒度要求比较严格故筛分破碎系统相当重要。如颗粒较大或大小不匀，则对锅炉的流化、燃烧相当不利，负荷及热效率显著降低。

　　以我厂运行经验，一般煤的粒度在0~12i5*为宜，这样能确保锅炉的高效经济运行。

　　循环流化床的给煤一般由给煤机计量后经溜煤管进入床层，而煤对溜煤管的冲蚀磨损相当严重。据经验公式，冲蚀率e（V-Vc）n，即冲蚀率e与粒子速度V呈指数关系，其中Vc为材料的□坎速度，n为指数，它与粒子的性能有关，可以确认，粒子速度对冲蚀率的影响将是巨大的，只要粒子速度增加一倍，冲蚀率将以5倍以上增长。本锅炉给煤机与落煤口落差为6m，6nm厚的钢板仅使用15天就磨穿，后改为10nn厚的不锈钢板，但也只能使用60天左右，故给煤机高度应尽量P降低，能落煤即可。

　　进入炉膛的风有一次风、二次风、松动风等。一会堆积到旋风筒；如开得过大又次风量一般占总风量的75%左右，二次风和松动风为25%左右。

　　一次风的作用是保证物料处于良好的流化状态以维持正常的物料循环。如一次风过低，燃料就不能充分流化与燃烧，甚至还有结焦的危险，如一次风过大，又会使床温降低，影响燃烧，且排烟热损失增大。应特别注意在低负荷运行时，一次风量不能低于最低流化风量，否则有结焦和熄火的可能。

　　二次风在浓相段的顶部以排状管引入，风速为60n/s左右主要是维持炉膛内煤粉的燃烧有恰当的空气量，并起扰动搅拌作用，同时也能降低NCX的生成量和降低化学不芫全燃烧损失。因此二次风的投入一定要根据负荷和炉温的变化，逐步缓慢进行，切忌快速大量的投入。调整上可过热器后氧量表，一般控制氧量在5%左右。

　　松动风是保证正常回料和控制循环量的主要参数。

　　对水冷漩涡内分离循环流化床而言其调节的稳定尤其重要。如开度过小，会造成堆灰（有时会堆积到旋位或造成突然大量回料将炉火压灭；会造成回料道料柱难以形成，反使回料量减少，并造成回料道穿烟，使分离器分离效率大大下降，因而在运行时要合理使用松动风。新炉启动时，松动风阀关闭，当运行一定时间后，在回料道上部观察孔看到有灰时，则适当再开大一些松动风阀，如回料道料层较厚，可将排灰管档板打开，在排灰管中排走一部分回料，当在下部观察孔观察不到灰时，说明回料道积灰太少，就要相应关小松动风，甚至全部关闭，以保持灰柱，一般灰柱应控制在上、下两观察孔之间为宜。

　　循环流化床锅炉负荷调节的范围相当大，且增减负荷速度较快。依我厂母管制机组为例，调节上，一般据母管压力，采用改变给煤量，同时调节总风量及一、二次风量来芫成负荷的快速增减。具体方法为：先加风，后加煤或先减煤，后减风。但前己提及：在低负荷运行时其送风量不能低于最低流化风量否则易结焦及熄火。

　　维持一定料层厚度是锅炉稳定运行的必要条件它将直接影响到风室压力和风机电耗等。料层过厚，会使送风量降低，影响流化质量；料层太薄，虽送风量调节范围大，但运行不稳定，床温波动大。一般比重大的料层可薄一点，比重轻的料层可厚一点，低负荷采用小风量薄料层运行，高负荷采用大风量、厚料层运行。依我厂经验，正常运行一般控制风室静压在7500~8500Pa间较合适其厚度可通过炉底排渣来控制。但应注意：当风室静压出现大幅度波动时可能是结焦或炉底沉积大量冷渣，应及时排除，否则有熄火的危险。

　　我厂循环流化床投运以来，除配合化肥厂改造，间断停车外，自6月至11月连续运行3499小时，产蒸汽133103吨，每小时产汽达38吨以上（因其调节范围大，经协商流量以40t/h为限）吨煤劣质煤+煤气炉渣）产汽量达7.5吨左右炉渣残炭平均为2 2%左右细灰残炭平均为16%左右。炉渣及细灰均可成为水泥厂的水泥原料。故循环流化床锅炉不仅解决了化肥厂煤气炉渣的排放，更大大提高了全厂的综合经济效益。经测定：与35t/h抛煤炉比较，吨汽耗标煤可节约23kg左右，再加上化肥厂造气炉煤渣的吃光用尽等，公司综合效益可年增400万左右。

　　下表为我厂循环流化床锅炉与抛煤炉10月与11月运行情况比较表。

　　循环流化床与抛煤炉运行业绩比较表锅炉循环流化床抛煤炉10月11月10月11月运行时间（h）产蒸汽（t）耗原煤（t）耗煤直t）原煤平均热吨煤产汽a）运行热效率⑶迅8四、结束语在能源曰趋紧张和环保意识曰益增强的今天猸环流化床锅炉以其特有的优势正曰益被中、小型化肥厂所接受和认可。但其影响控制的因素较多，各因素间又相互联系，故笔者认为：实际运行中，应结合锅炉自身的特点不断摸索与总结以寻找运行调整的最佳措施。