关于无锡华光锅炉厂480T/H循环流化锅炉床温偏差大的技术分析

2016-12-08胡长伟

中国新技术新产品 2016年21期

关键词：床料床温流化

胡长伟

（京能（赤峰）能源发展有限公司，内蒙古赤峰 024007）

关于无锡华光锅炉厂480T/H循环流化锅炉床温偏差大的技术分析

胡长伟

（京能（赤峰）能源发展有限公司，内蒙古赤峰 024007）

最近十几年来，循环流化床锅炉作为一项高效低污染清洁燃烧技术发展得很快，但随之而来的该炉型在燃烧过程中出现的问题，也逐渐被暴露出来。本文阐述了对循环流化床锅炉在实际燃烧过程中出现的床温偏差大现象的分析及对应的调整手段。

循环流化；床温；烟气；偏差

一、锅炉设备概述

无锡华光锅炉厂生产的锅炉型号为UG-480/13.7-M，容量为480t/h，锅炉采用循环流化床燃烧技术，循环物料的分离采用高温绝热旋风分离器。锅炉采用平衡通风，如图1所示。

锅炉主要由炉膛、高温绝热分离器、自平衡“U”形回料阀和尾部对流烟道组成。燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁，水循环采用单汽包、自然循环、单段循环系统。采用水冷布风板，内嵌逆流柱型风帽，具有布风均匀、防堵塞、防结焦和便于维修等优点。燃烧室内布置水冷屏来增加蒸发受热面。燃烧室内布置屏式二级过热器和屏式热段再热器，以提高整个过热器系统和再热器系统的辐射传热特性，使锅炉过热器汽温和再热器气温具有良好的调节特性。

二、锅炉床温偏差情况的原因分析及调整手段

床下前后墙的床温偏差：无锡华光锅炉厂生产的该锅炉床温测点主要分布在炉膛的下部、中部以及上部。下部床温测点共12个，前、后墙各6个，上部床温测点同样是12个，前后墙各4个，左右墙各2个，中部床温测点共8个，分布为前、后、左、右侧炉墙各两个。正常运行时，该锅炉的前后墙测点温差大都在50℃以上。该锅炉的烟气流程为倒“U”型，即一次流化风经过水冷风室，再穿过布风板将床料流化，燃料燃烧形成烟气上升至炉顶后经90°拐角进入水平烟道，然后再经90°拐角向下进入各个受热面，最后经过除尘脱硫等工艺处理后排出至大气。

大家都知道床料在炉膛内流化时是呈流体状态的，因此它也具备流体的一些相关特征。根据流体特性：烟气在进入水平烟道是经过90°直角拐进来的，那么在该直角拐角的外侧容积较大，流体被扩容降压升速，而在拐角内侧容积较小，流体被压缩减速并在经过拐角位置形成一定程度的涡流。这种情况造成内侧烟气进入水平烟道流速和流向都受到一定程度地干扰，同时涡流作用使烟气携带的颗粒也沉积在此处，因此我们每次停炉后，打开水平烟道的人孔都会看到里面会有很多细小床料，原因之一在于此。当然烟气还会经过下一90°拐角，情况也是类似，只不过再出来就直接进入受热面了，但对此处的受热面的积灰影响较大，此种情况我们也可以从受热面的吹灰效果体现出来。从上述情况来看拐角处外侧烟气流通相对较为流畅，而内侧烟气的流通则要受到一定程度的制约。拐角外侧的烟气来自锅炉前墙的布风板，内侧则是后墙布风板处流化床料出来的烟气。所以，比较来说前墙的物料流化后的烟气流通要比后墙的物料流化后的烟气流通阻力要小，也可以说前墙的物料流化状态也会比后墙的物料流化状态要好些。加之锅炉后墙又布置了返料阀，大量的返料量也对后墙的流化造成一定程度的干扰。由此后墙布风板处流化状态相对差一些的地方物料温度会比前墙处的物料温度要温度高一些。并且这种情况会随着一次风风量的加大而愈发严重，在炉内床料量较小时，较大的一次风量往往会造成前后墙底部床温差的急剧增加，个别点高达100多度的偏差。另外随着一次风量的加大底部床料密度会下降，也就是说，有些相对较大颗粒的床料也被烟气携带最后进入分离器后从返料腿回到炉膛，大颗粒的床料有些可能并未燃烧完全，即使燃烧完全了它的蓄热能力也相对较强，所以回到锅炉炉膛后墙处也会对床温造成影响。当然，这种情况是在炉内床料密度较小而一次风量较大的情况下发生的，因为多数情况回料属于冷源。对于上述情况完全属于设计上的问题，我们只能通过细微的调整来缓解。根据负荷和煤质情况来调整床压和一次风量，例如，高负荷但煤质较好的情况可以适当增加床料密度并且对应当前负荷适当降低一次风量。当然这些调整是没有办法去量化的，只能凭借个人调整经验来操作。毕竟在保证在一次风量的前提下加大床料密度往往会让整个厂用电耗上升而影响机组的经济性，所以这个是要综合考虑的。

床下温度左右侧的偏差：该锅炉在正常运行时，左右侧床温测点也存在一定程度的偏差。说到这里要首先说一下，该锅炉两侧旋风分离器的出力存在不一致的情况，这一点首先可以从两个返料的旋风分离器返料腿的回料流化风压的数值得到印证，因为左侧返料腿的流化风压远远大于右侧，说明左侧分离器分离下来的物料比右侧多一些。此种情况会导致锅炉两侧回料量存在偏差，回料量大的一侧，即炉膛内左侧的物料浓度要大于回料量相对较小的右侧，最终导致锅炉两侧流化不均。这就造成了左侧因流化强度低于右侧使得未被充分燃烧的大颗粒物料得到沉积，床温也就偏高。这种情况也导致了锅炉左侧冷渣器排出的渣的颗粒远大于右侧冷渣器的排渣颗粒。另外基于上述情况，该锅炉在运行后，如果将左右煤量分布调整均匀时氧量就会有很大偏差，因为流化程度较弱的左侧，二次风的穿透能力相对增强，右侧刚好相反，所以左侧氧量要大于右侧。而操作人员往往为了使锅炉两侧氧量均衡而去调整两侧煤量的分布，因此两侧煤量偏差势必造成两侧的床温偏差。这也是两侧床温偏差的又一直接原因。然而两侧的下煤量偏差导致两侧床料的密度偏差得到加剧，下煤多的那侧床料密度大，流化情况就会变得更差，床温的偏差也会因为流化不均而进一步加剧。还有就是这种情况也导致锅炉两侧的磨损情况不一致，当停炉时，检修人员进入炉膛内部发现，该炉右侧要比左侧磨损的严重得多，就是说右侧炉膛内流化的程度要比左侧剧烈而造成的磨损加剧。这也与左侧物料浓度大于右侧而导致这一结果是相吻合的。而锅炉在煤质较差一次风量较低高床压的参数下运行时，床压波动加大，炉膛内的床料出现流化不良往往会导致用于排渣的冷渣器不下渣或者突然喷渣，对于本来流化状态就相对不好的左侧更是雪上加霜。所以出现这种情况时，该锅炉左侧冷渣器不下渣或喷渣的概率要远远大于右侧也恰恰说明这一点。那么想要解决上述情况，首先必须从锅炉左右两侧分离器出力不一致产生的原因着手。在停炉检修时发现，右侧旋风分离器下方存在严重的变形情况，分离器的截面由正圆变成了椭圆。这种情况肯定会影响该分离器的分离效果，对于变形的原因，基于情况较为复杂，涉及到日常的操作调整和锅炉的膨胀等情况，在这里不再进行单独分析。那么在操作调整时，操作人员首先要尽量保证锅炉炉膛内部热负荷的均匀分布，合理地调整一、二次风的配比，同时加减负荷时要缓慢平稳，改变给煤量时要做到各台给煤机同步进行。