1、設(shè)備基本情況
鍋爐主要由爐膛、高溫絕熱分離器、自平衡“U”型回料閥和尾部對流煙道組成。燃燒室蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁，水循環(huán)采用單汽包、自然循環(huán)、單段循環(huán)系統(tǒng)。采用水冷布風(fēng)板，內(nèi)嵌逆流柱型風(fēng)帽，具有布風(fēng)均勻、防堵塞、防結(jié)焦和便于維修等優(yōu)點。燃燒室內(nèi)布置水冷屏可增加蒸發(fā)受熱面；燃燒室內(nèi)布置屏式Ⅱ級過熱器和屏式熱段再熱器，以提高整個過熱器系統(tǒng)和再熱器系統(tǒng)的輻射傳熱特性，使鍋爐過熱汽溫和再熱汽溫具有良好的調(diào)節(jié)特性。
鍋爐采用2個內(nèi)徑為7.1m的高溫絕熱分離器，進(jìn)口采用蝸殼形式，布置在燃燒器與尾部對流煙道之間，外殼由鋼板制造，內(nèi)襯為絕熱材料及耐磨、耐火材料，分離器上部為圓筒形，下部為錐形。高溫絕熱分離器回料腿下布置1個非機(jī)械型回料閥，回料為自平衡式，流化密封風(fēng)用高壓風(fēng)機(jī)單獨(dú)供給，富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
以上3部分構(gòu)成了循環(huán)流化床鍋爐的核心部分——物料熱循環(huán)回路，煤與石灰石在燃燒室內(nèi)完成燃燒及脫硫反應(yīng)，經(jīng)過分離器凈化過的煙氣進(jìn)入尾部煙道。尾部對流煙道中布置Ⅲ級過熱器、I級過熱器、冷段再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。
2、鍋爐運(yùn)行情況
2.1鍋爐正常運(yùn)行的主要參數(shù)及其分析
鍋爐在150 MW負(fù)荷正常運(yùn)行時，主汽流量偏大，最大能達(dá)到520t/h，超過了鍋爐的額定蒸發(fā)量，暴露了鍋爐設(shè)計受熱面不足的問題。為保證鍋爐的安全運(yùn)行，在鍋爐正常運(yùn)行中限制主汽流量不超過480t/h，主汽壓力以保證機(jī)側(cè)壓力達(dá)到額定值為準(zhǔn)，排煙溫度比設(shè)計值高20℃左右。為使排煙溫度達(dá)到設(shè)計值，采取多次吹灰的方法來降低排煙溫度，煙道甲乙兩側(cè)煙溫有40℃的偏差，水平煙道甲乙兩側(cè)存在積灰現(xiàn)象。
通過運(yùn)行觀察，目前鍋爐床溫的控制標(biāo)準(zhǔn)為下層平均床溫不超過940℃，下層單個床溫測點不超過1000℃；中、上層單個床溫測點不超過1000℃。
在鍋爐150 MW負(fù)荷時，一次流化風(fēng)量最大不超過190000m3/h，隨著負(fù)荷的降低一次流化風(fēng)量也相應(yīng)降低，當(dāng)下層床溫單個測點溫度高于或低于下層平均床溫150℃時，可以短時間提高一次流化風(fēng)量以加強(qiáng)床料的流化，防止結(jié)焦的形成。
在鍋爐停爐檢修時對鍋爐爐內(nèi)受熱面的檢查時發(fā)現(xiàn)，在爐內(nèi)水冷壁密相區(qū)和稀相區(qū)結(jié)合處、爐內(nèi)水冷壁四角連接處、尾部煙道高溫段過熱器兩側(cè)包墻管處、省煤器懸吊管與頂棚包墻管讓管處以及省煤器懸吊管澆注料與防磨瓦過渡處存在磨損，針對以上存在磨損的部位進(jìn)行分析后，采取在水冷壁密相區(qū)和稀相區(qū)結(jié)合處進(jìn)行金屬噴涂的措施，以增強(qiáng)管子的抗磨性能。在爐內(nèi)水冷壁四角，由于安裝產(chǎn)生的不流線性產(chǎn)生嚴(yán)重磨損，因此，在四角包墻管和頂棚包墻管讓管處全部采用金屬噴涂，以提高抗耐性。通過采取上述防磨措施，可大大減少鍋爐受熱面的磨損，延長鍋爐受熱面的運(yùn)行周期。爐內(nèi)懸吊屏存在變形現(xiàn)象，尤其是高溫段再熱器變形嚴(yán)重，主要原因是設(shè)計膨脹量不足并且在澆注料部分抓釘處產(chǎn)生應(yīng)力。
鍋爐飛灰中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)現(xiàn)仍較高，一般在7%一8%之間，為控制和降低飛灰中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在運(yùn)行過程中，保證鍋爐氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3%以上，在保證流化的條件下適當(dāng)提高二次風(fēng)量，降低一次風(fēng)量，以降低風(fēng)機(jī)電耗。
鍋爐底渣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%~2%，比較穩(wěn)定。由于鍋爐采用的是爐底4臺滾筒冷渣器排渣，因此，降低底渣含碳量主要措施是采用多臺冷渣器低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，這樣可以使底渣在爐內(nèi)停留時間相對長一些。
2.2鍋爐啟動過程中的因素分析
鍋爐點火采用床上、床下聯(lián)合啟動方式，床下設(shè)4支啟動燃燒器，設(shè)計每支出力1100 kg/h。因油槍配風(fēng)管的問題，易燒壞燃燒器，現(xiàn)改為每支出力400kg/h，床上也設(shè)4支啟動燃燒器，每支出力1000 kg/h，點火用油為0輕柴油，現(xiàn)每次點火用油量約為30t左右。
鍋爐點火升溫過程分為點床下油槍、點床上油槍和投煤停油3個階段。當(dāng)床下、床上油槍全部投入，床溫達(dá)到投煤溫度，參數(shù)達(dá)到?jīng)_車條件，應(yīng)在沖車定速帶負(fù)荷時，提前啟動給煤機(jī)以10%的給煤量脈動給煤，這樣可以在汽機(jī)帶負(fù)荷時彌補(bǔ)油槍總體出力不足無法滿足負(fù)荷要求的問題，并節(jié)約一定數(shù)量的燃油，使鍋爐汽溫、汽壓能按啟動曲線進(jìn)行。當(dāng)床溫達(dá)到700℃以上且持續(xù)上升時，可將油槍全部停運(yùn)。床溫達(dá)到850℃以上時投入石灰石系統(tǒng)。鍋爐從冷態(tài)點火到油槍全部停運(yùn)約需7—8h，另外，鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行能力較強(qiáng)，主汽流量在54 t/h、給煤量在24t/h時可維持床溫在700℃以上不投油長時間連續(xù)運(yùn)行。
鍋爐最低流化風(fēng)量通過料層阻力試驗，確定最低流化風(fēng)量為80000 m3/h。由于水冷布風(fēng)板面積為56m2，因此，床料厚度一般控制在1m左右。由于水冷布風(fēng)板的風(fēng)帽由2130個內(nèi)嵌式柱型風(fēng)帽組成，風(fēng)帽的壓損為2～3kPa；如床料料層過低會使料層吹穿產(chǎn)生溝流，嚴(yán)重時會造成低溫結(jié)焦；床料過高會增加一次風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，使水冷風(fēng)室的風(fēng)壓增加，從而造成點火風(fēng)、混合風(fēng)管道膨脹節(jié)壓力過高，易使膨脹節(jié)損壞。鍋爐在滿負(fù)荷時，一次流化風(fēng)量應(yīng)保持在180000m3／h左右，過高會增加鍋爐的磨損，過低會使布風(fēng)板流化不均，床溫偏高。鍋爐在帶滿負(fù)荷后，旋風(fēng)分離器回料閥前室的風(fēng)量保持在1900—2500m3/h，后室的風(fēng)量保持在800—1100m3/h。如果后室風(fēng)量過低就會影響返料，嚴(yán)重時會發(fā)生低溫結(jié)焦的現(xiàn)象；風(fēng)量過高會影響旋風(fēng)分離器的分離效果。
2.3脫硫及除塵器的運(yùn)行
脫硫采用爐內(nèi)脫硫的方式，石灰石為脫硫劑。在正常運(yùn)行中，脫硫效率受到許多因素的影響，如床溫、Ca/S摩爾比、石灰石粒度、循環(huán)倍率、石灰石在爐膛的停留時間以及給料方式等。石灰石用量為5. 36 t/h；石灰石粒度為0~1 mm；Ca/S摩爾比控制在2.5；床溫控制在850℃一925℃，煤和石灰石采用前墻異點給人的方式，共有6個給煤口和4個石灰石口，石灰石利用壓縮空氣通過4#一#5下二次風(fēng)口送人爐膛。脫硫后煙氣中S02中的質(zhì)量濃度為300一340mg/m3，低于國家標(biāo)準(zhǔn)的400mg/m3，符合環(huán)保的要求。
除塵器原采用雙室四電場靜電除塵器。由于設(shè)計和安裝不合理，除塵器的處理煙氣能力達(dá)不到設(shè)計要求，且由于采用爐內(nèi)脫硫，在煙氣量增加的同時也改變了煙氣的比電阻，使得收塵難度加大。原工程配套的電除塵器設(shè)備的除塵效果已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)有要求，除塵效果不理想，除塵效率只能達(dá)到90%，排煙含塵的質(zhì)量濃度在100mg/m3以上，煙囪冒煙嚴(yán)重，對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益造成了一定的負(fù)面影響。為了改善除塵器的除塵效率、降低排塵的質(zhì)量濃度，將原來的電除塵器技改為電袋復(fù)合式除塵器，將原電除塵器3，4電場改造為布袋除塵器，保留并校核1，2電場，技改投運(yùn)后除塵效率高達(dá)99.9%，排煙煙塵的質(zhì)量濃度在40mg/m3以內(nèi)，完全達(dá)到國家環(huán)保部門的相關(guān)規(guī)定，煙囪已基本“無煙”。
2.4鍋爐停爐過程
鍋爐正�；Ｒ彩芤恍┮蛩刂萍s，其中包括汽包金屬壁溫的降溫速度、汽包上下壁溫差、耐磨耐火材料的降溫速率以及汽機(jī)允許的降負(fù)荷速率等。鍋爐的最低不投油穩(wěn)燃負(fù)荷為30%B - MCR。正�；５倪^程是：逐漸減少給煤量，當(dāng)床溫降至650℃~600℃時停止給煤，風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行5~10 min，使?fàn)t內(nèi)的可燃物完全燃盡，然后將風(fēng)機(jī)全部停運(yùn)，關(guān)閉各風(fēng)機(jī)風(fēng)門，使鍋爐處于密閉狀態(tài)，利用鍋爐余熱維持汽機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，20~ 30min后機(jī)組解列，這種操作不需要投油，比較經(jīng)濟(jì)。但從斷煤后至停運(yùn)風(fēng)機(jī)前床溫下降過快，床溫變化超過100℃/h的控制標(biāo)準(zhǔn)，這對爐內(nèi)各處澆注料的使用壽命有潛在的危害。為延長澆注料的使用壽命，保證鍋爐長期安全運(yùn)行，一般在停爐過程中，當(dāng)床溫降至650℃時投入1支或2支床上油槍，減少給煤量；當(dāng)床溫降至600℃時停止給煤，保持油槍繼續(xù)運(yùn)行約10min后，床溫降低到450℃以下氧量基本不再變化時停運(yùn)油槍及各風(fēng)機(jī)，關(guān)閉各風(fēng)機(jī)檔板；這樣，基本能保證床溫變化率不大于100 ℃/h。
鍋爐在停爐正常冷卻時，由于澆注料采用剛玉
料，因此，在平均床溫降至200℃，汽包下壁溫降至180℃時，就可以啟動風(fēng)機(jī)冷卻。
2.5防止鍋爐結(jié)焦的措施
鍋爐結(jié)焦在啟動過程和正常運(yùn)行過程中都會發(fā)生，必須有可靠的措施來預(yù)防。防止啟動過程結(jié)焦的主要措施有5種。
(1)啟動前要加強(qiáng)對風(fēng)帽的檢查，杜絕小孔堵塞的情況，加料后認(rèn)真進(jìn)行流化試驗，確認(rèn)床面平整無異常凸起或凹陷，最大凹凸差不得大于100 mm。
(2)啟動床料的粒度和厚度要符合要求，其中l(wèi)~3 mm床料應(yīng)占總床料的50%以上，床料厚度應(yīng)在750 ~1000 mm之間。床料不能太細(xì)，不能將回料閥內(nèi)放出的細(xì)料作為啟動床料加到布風(fēng)板上。
(3)床壓過低時禁止投煤，當(dāng)床壓低于2 kPa時，應(yīng)先補(bǔ)充床料。
(4)嚴(yán)格執(zhí)行最低投煤溫度，即480℃，達(dá)不到480℃的床溫不能投煤，投煤時應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定中的投煤操作。
(5)要確保風(fēng)量測量準(zhǔn)確可靠，尤其是一次風(fēng)量的測量。投煤前一次風(fēng)量可以低于臨界流化風(fēng)量，但投煤后必須使一次風(fēng)量高于臨界流化風(fēng)量并留有一定的裕度。
防止正常運(yùn)行過程結(jié)焦的措施有4種。
(1)嚴(yán)格控制床溫，不但控制床溫平均值，對每一個測點的具體值也要加強(qiáng)監(jiān)視，一旦超出標(biāo)準(zhǔn)或發(fā)生異常，應(yīng)立即提高一次流化風(fēng)量，加強(qiáng)床料的流化，待正常后，再恢復(fù)一次流化風(fēng)量，調(diào)整無效要及時減負(fù)荷。
(2)正確控制一次風(fēng)量，低負(fù)荷時一次風(fēng)量不可過低。鍋爐正常運(yùn)行中的結(jié)焦大多發(fā)生在低負(fù)荷情況下，因此，一次風(fēng)量是預(yù)防結(jié)焦的主要因素。
(3)運(yùn)行人員必須了解入爐煤煤質(zhì)的情況，當(dāng)入廠煤種發(fā)生重大變化時，必須及時通知運(yùn)行人員，對于高熱值、低灰分、粘結(jié)性強(qiáng)的煤種，一次風(fēng)量要高一些，并將冷渣器轉(zhuǎn)速加快一些。
(4)一次風(fēng)量突然增大，同時布風(fēng)板下風(fēng)室壓力降低，且局部床溫測點超過l200℃，增大一次風(fēng)量加強(qiáng)流化無效時，應(yīng)立即斷煤停爐。
3、結(jié)束語
(1)循環(huán)流化床鍋爐在正常運(yùn)行中要控制流化風(fēng)量，在保證流化的前提下，盡量降低流化風(fēng)量，以減少受熱面的磨損。
(2)循環(huán)流化床鍋爐磨損比較嚴(yán)重的部位是水冷壁密相區(qū)和稀相區(qū)結(jié)合處及水冷壁四角連接處，可采用金屬噴涂的方法增強(qiáng)管子的抗磨性能。
(3)循環(huán)流化床鍋爐的燃料和燃燒工況與煤粉爐不同，煙氣量增加的同時也改變了煙氣的比電阻，常規(guī)電除塵器無法滿足排放要求，改為電袋復(fù)合式除塵器后完全可以滿足排放要求。
(4)為保汪脫硫效果，床溫應(yīng)控制在850℃~925℃之間，在煤質(zhì)變化床溫不好控制時，應(yīng)控制床溫不超940℃，否則，應(yīng)加大流化風(fēng)量，防止鍋爐結(jié)焦。在啟動過程中，投煤成功后應(yīng)及時撤油，禁止煤、油長時間混燃，防止結(jié)焦。
