cfb鍋爐及供熱機(jī)組的運(yùn)行

cfb鍋爐及供熱機(jī)組的運(yùn)行

1電機(jī)、鍋爐、流場(chǎng)該河北熱能改造工程采用4.408噸循環(huán)槽（cfb）和2.200噸汽輪機(jī)。該鍋爐由東方桶（集團(tuán)）有限公司生產(chǎn)，該收割機(jī)和蒸汽機(jī)由德國(guó)alston生產(chǎn)。該發(fā)動(dòng)機(jī)由cc200、150、8003、0.98和0.16系列聯(lián)合熱載機(jī)。機(jī)組采用兩爐一機(jī)母管制運(yùn)行方式。鍋爐采用平衡通風(fēng)、半露天布置。單爐膛、單汽包、膜式水冷壁,雙絕熱旋風(fēng)分離器雙回料閥,風(fēng)水聯(lián)合冷渣器,固態(tài)排渣。鍋爐設(shè)計(jì)燃料為貧煤,采用2支床下+4支床上點(diǎn)火啟動(dòng)燃燒器,鍋爐配有2臺(tái)引風(fēng)機(jī)、2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)、2臺(tái)二次風(fēng)機(jī)、2臺(tái)J閥風(fēng)機(jī)、2臺(tái)播煤風(fēng)機(jī)、4臺(tái)給煤機(jī)、1臺(tái)點(diǎn)火增壓風(fēng)機(jī)、4臺(tái)冷渣器。鍋爐的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下:2dpu數(shù)字化鍋爐控制系統(tǒng)采用美國(guó)西屋公司的OVATION分散控制系統(tǒng)。每單元(2臺(tái)鍋爐和1臺(tái)汽機(jī))配置1個(gè)工程師站,1個(gè)歷史站,6個(gè)運(yùn)行操作員站。共設(shè)計(jì)有12面控制柜,其中:電源柜1個(gè),直流繼電器柜9個(gè),共有10對(duì)DPU(#1、#2DPU為#23爐,#3、#4DPU為#24爐,#5、#6DPU為除氧給水,#7、#8DPU為汽機(jī),#9、#10DPU為電氣)。針式打印機(jī)3臺(tái),噴墨打印機(jī)1臺(tái),激光打印機(jī)1臺(tái)。東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司410t/hCFB鍋爐測(cè)點(diǎn)配置(不包含石灰石、吹灰、排渣)見(jiàn)表1。CFB鍋爐熱力系統(tǒng)復(fù)雜,與常規(guī)煤粉鍋爐相比,其送引風(fēng)系統(tǒng)、二次風(fēng)系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)基本相同;一次風(fēng)系統(tǒng)與煤粉鍋爐有很大的區(qū)別,其主要作用是用于CFB料;增加了J閥風(fēng)系統(tǒng)、播煤風(fēng)系統(tǒng)、冷渣器、石灰石系統(tǒng)等。在沒(méi)有制粉系統(tǒng)的情況下,其測(cè)點(diǎn)配置是常規(guī)煤粉鍋爐的2倍多,這反映出CFB鍋爐需要監(jiān)視與控制的量很多,主要體現(xiàn)如下。2.1cfb系統(tǒng)的運(yùn)行CFB鍋爐安裝了大量溫度測(cè)點(diǎn),有J閥壁溫、冷渣器床溫、進(jìn)出冷渣器的風(fēng)水及床溫、鍋爐床溫、播煤系統(tǒng)溫度等,CFB的顯著特點(diǎn)是用溫度監(jiān)視燃燒、排渣、物料再循環(huán)等系統(tǒng)的運(yùn)行情況。床溫是CFB鍋爐運(yùn)行最重要的指標(biāo)之一,床溫一般控制在850~900℃。如果布風(fēng)板上任一熱電偶顯示出低的溫度,則表明床料有可能已不再處于良好的流化狀態(tài),床溫過(guò)高或過(guò)低都可能造成床料結(jié)焦,床溫對(duì)CFB鍋爐的安全運(yùn)行和SO2的排放量至關(guān)重要。2.2風(fēng)壓風(fēng)力的影響CFB鍋爐需要監(jiān)視的風(fēng)量很多:一次風(fēng)總風(fēng)量及各分支管的風(fēng)量、二次風(fēng)總風(fēng)量及各分支管的風(fēng)量、流化風(fēng)量、J閥各部位風(fēng)量、播煤風(fēng)量總量及各播煤管風(fēng)量、床下點(diǎn)火風(fēng)道旋轉(zhuǎn)風(fēng)和直流風(fēng)風(fēng)量、冷渣器各風(fēng)室風(fēng)量,這些風(fēng)量對(duì)CFB鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行非常重要。2.3監(jiān)視與控制床壓、中下部壓力等CFB鍋爐除了需要監(jiān)視風(fēng)煙系統(tǒng)的壓力外,還需要監(jiān)視與控制床壓、J閥各部位風(fēng)壓、冷渣器各室風(fēng)壓、爐膛上中下部壓力等,以判斷燃燒、給煤、排渣、物料再循環(huán)等系統(tǒng)的運(yùn)行是否正常。3煤粉爐爐稈的燃燒狀況CFB鍋爐的主要監(jiān)視儀表有主汽壓、主汽溫、爐膛壓力、電接點(diǎn)汽包水位、汽包水位工業(yè)電視、爐膛火焰工業(yè)電視。爐膛火焰電視在常規(guī)儀表的配置方面作用不大,可以取消。因?yàn)槌Ｒ?guī)煤粉燃燒裝置會(huì)形成典型的火焰,而CFB爐膛內(nèi)的物料始終處于流化狀態(tài),濃度較高,燃燒反應(yīng)充滿(mǎn)整個(gè)爐膛,不象煤粉爐那樣可以分清歸屬于某個(gè)燃燒器的火焰,CFB整個(gè)爐膛是一種渾濁狀態(tài),不能從電視畫(huà)面了解整個(gè)爐膛的情況。另一個(gè)原因是:煤粉爐的火焰電視能反映出爐膛的燃燒狀況,在鍋爐滅火時(shí)火焰電視能給運(yùn)行人員準(zhǔn)確指示并做出判斷。但是CFB鍋爐在鍋爐跳閘的前后,爐膛燃燒狀況沒(méi)有明顯變化,因此爐膛工業(yè)電視對(duì)CFB鍋爐沒(méi)有很大的作用。實(shí)際上CFB內(nèi)溫度分布均勻,爐膛徑向和軸向溫度波動(dòng)很小,安裝于CFB鍋爐爐床及爐膛內(nèi)部適當(dāng)位置的熱電偶即可監(jiān)視爐膛內(nèi)的燃燒情況。另外,位于床下的點(diǎn)火風(fēng)道有必要安裝火焰電視,監(jiān)視床下油槍的燃燒情況。如果沒(méi)有火焰電視監(jiān)視手段,運(yùn)行人員很難調(diào)整床下油槍的直流風(fēng)和旋轉(zhuǎn)風(fēng)控制火焰的形狀,若不能調(diào)整好火焰的形狀,火焰可能會(huì)緊貼點(diǎn)火風(fēng)道內(nèi)壁燃燒,往往造成點(diǎn)火風(fēng)道金屬外壁的超溫變形、澆筑料脫落以及用于監(jiān)視澆筑料溫度的S形熱電偶燒毀,因此有必要安裝床下油槍火焰電視,便于運(yùn)行人員監(jiān)視調(diào)整火焰燃燒情況。4保護(hù)系統(tǒng)的配置特點(diǎn)4.1最佳床溫的確定控制床溫是CFB鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行最重要的任務(wù)之一,床溫一般控制在850~900℃,不能高于900℃,原因有3個(gè)方面。a.當(dāng)溫度大于950℃時(shí)脫硫反應(yīng)CaO+SO2+0.5O2=CaSO4不能發(fā)生。若要取得最佳的脫硫效果,理想的床溫為840~900℃;b.空氣中的N2一般不會(huì)轉(zhuǎn)化為NOx,如果床溫太高就象煤粉爐(爐膛溫度大于1450℃)那樣大量生成NOx;c.一般應(yīng)保證密相區(qū)溫度低于灰的初始變形溫度100~150℃或更多,床溫高于1150℃可能造成灰的變形,導(dǎo)致床料結(jié)焦,損壞熱電偶套管、熱電偶和風(fēng)帽等造成嚴(yán)重事故。床溫共有16點(diǎn),均勻分布在床上密相區(qū),保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)取各測(cè)點(diǎn)的平均值。如果任一測(cè)點(diǎn)與平均床溫相差大于168℃,則該測(cè)點(diǎn)在平均床溫中剔除,不參與平均床溫的運(yùn)算。4.2道點(diǎn)火器的床溫床溫低于650℃停爐,是指鍋爐運(yùn)行過(guò)程中床溫下降,且2個(gè)風(fēng)道點(diǎn)火器都不能投運(yùn)來(lái)提高床溫,這不但增加燃料的不完全燃燒率,而且不能維持燃料的正常燃燒。焦炭的著火溫度為800℃,為此要求床溫控制不低于800℃。本項(xiàng)保護(hù)相當(dāng)于煤粉爐的滅火保護(hù)功能。4.3鍋爐結(jié)焦?fàn)t膛風(fēng)室壓力高意味著布風(fēng)板阻力大,可能的原因是鍋爐結(jié)焦,造成床料不能正常流化。鍋爐結(jié)焦是一個(gè)加速的過(guò)程,一點(diǎn)結(jié)焦將造成大面積結(jié)焦使布風(fēng)板阻力加大。同時(shí)爐膛風(fēng)室壓力高可能引起風(fēng)道和風(fēng)室振動(dòng)。4.42j閥風(fēng)機(jī)系統(tǒng)CFB鍋爐燃燒效率高,效率可達(dá)到97.5%~99.5%,主要是因?yàn)槟軐?shí)現(xiàn)燃料的多次循環(huán)燃燒,使可燃物燃盡,該鍋爐設(shè)計(jì)循環(huán)倍率為40,配備2臺(tái)100%的J閥風(fēng)機(jī),1臺(tái)J閥風(fēng)機(jī)運(yùn)行就能保證J閥系統(tǒng)的正常工作。如果2臺(tái)J閥風(fēng)機(jī)全停,J閥失去流化風(fēng),旋風(fēng)分離器分離出的料就不能返回爐膛,而在J閥內(nèi)積聚,并且可能在J閥內(nèi)繼續(xù)燃燒造成結(jié)焦。因此,該項(xiàng)保護(hù)的設(shè)置十分必要。4.52把好播煤風(fēng)關(guān)關(guān)原理。在正常運(yùn)行之后,還可以把2臺(tái)播煤風(fēng)機(jī)全停鍋爐配備4臺(tái)給煤機(jī),煤分為6個(gè)播煤口進(jìn)入爐膛,播煤風(fēng)由2臺(tái)播煤風(fēng)機(jī)或熱一次風(fēng)提供,正常運(yùn)行時(shí)由2臺(tái)播煤風(fēng)機(jī)提供播煤風(fēng),在2臺(tái)播煤風(fēng)機(jī)全停情況下,可以由熱一次風(fēng)作為播煤風(fēng),如果要2臺(tái)播煤風(fēng)機(jī)全停,且播煤風(fēng)量<6110m3/h,標(biāo)志著煤不能正常進(jìn)入爐膛,進(jìn)入爐膛的煤播灑也不均勻,引起床溫的不均衡。4.6床料流化不良一次風(fēng)是床料流化的動(dòng)力,如果由于一次風(fēng)壓和風(fēng)量不夠?qū)?dǎo)致床料流化不良甚至不能流化,影響鍋爐的燃燒,勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦等嚴(yán)重后果。4.7mcft在煤粉爐低表面熱燃燒試驗(yàn)結(jié)果分析該CFB鍋爐的燃料系統(tǒng)配置4臺(tái)給煤機(jī)、4支床上啟動(dòng)點(diǎn)火油槍、2支床下風(fēng)道啟動(dòng)點(diǎn)火油槍。2支床下風(fēng)道點(diǎn)火油槍布置在爐膛水冷風(fēng)室下部風(fēng)室前一次風(fēng)道內(nèi)。4支床上點(diǎn)火油槍分別布置在爐膛下部前、后墻,4臺(tái)給煤機(jī)的給煤分成6個(gè)給煤口布置在鍋爐前墻。采用輕油作為燃料。鍋爐啟動(dòng)時(shí)首先使用床下油槍加熱床料,當(dāng)床溫加熱至550℃左右,再投入床上油槍繼續(xù)加熱,床溫上升到650℃時(shí)可以少量投煤,如果煤能燃燒床溫會(huì)迅速上升到800℃以上,此時(shí)就可以逐步停油槍。每個(gè)油槍配有FORNEY可見(jiàn)光火焰檢測(cè)裝置,火檢探頭安裝在油槍尾部。由于CFB鍋爐的燃燒特點(diǎn)決定了沒(méi)有全爐膛滅火保護(hù),因此煤火焰不配置火檢裝置。安裝于點(diǎn)火風(fēng)道的2個(gè)床下油槍火檢反應(yīng)靈敏,能準(zhǔn)確反應(yīng)火焰的燃燒情況;床上油槍的火檢受安裝位置、安裝探頭的套筒內(nèi)集灰和爐膛內(nèi)流化物料的遮擋因素影響,不能準(zhǔn)確反應(yīng)油火焰的燃燒情況,實(shí)際運(yùn)行中床上油火檢信號(hào)時(shí)有時(shí)無(wú),只能靠強(qiáng)制火檢信號(hào)來(lái)投入油槍,給鍋爐的運(yùn)行帶來(lái)不安全因素。針對(duì)這種情況,可從以下方面嘗試解決問(wèn)題:一是床上油燃燒器安裝傾斜向下進(jìn)入爐膛,火焰受向上一次風(fēng)的影響一定不會(huì)按原來(lái)的方向燃燒而是向上漂移,火檢探頭只是檢測(cè)到火焰的尾部,不能檢測(cè)到火焰的中心,因此可以把火檢探頭的安裝位置上移,使其檢測(cè)的范圍對(duì)準(zhǔn)火焰燃燒強(qiáng)度最大的部位。二是采用紫外線火檢探頭?，F(xiàn)在河北熱電技改工程采用FORNEY公司的IDD-II型火檢裝置,該類(lèi)型火檢適用于重油、煤和褐煤火焰可見(jiàn)光的檢測(cè),如果采用適用于輕油或燃?xì)獾淖贤饩€探頭,可能火檢的效果會(huì)好。三是增加探頭冷卻風(fēng)的流量和壓力,確保灰渣不能進(jìn)入探頭安裝套筒內(nèi)阻擋探頭視線。常規(guī)煤粉爐在鍋爐停爐保護(hù)動(dòng)作后,為防止?fàn)t膛爆燃,會(huì)立刻切斷進(jìn)入爐膛的所有燃料;CFB鍋爐在MFT動(dòng)作后,雖然燃料被立刻中斷,但是爐膛內(nèi)依然有大量燃料存在,還會(huì)繼續(xù)燃燒,不是真正意義的鍋爐滅火。CFB鍋爐的這種特性決定了其獨(dú)有的可以采用熱態(tài)啟動(dòng)方式啟動(dòng)或采用壓火方式正常停爐便于鍋爐的快速啟動(dòng)的特性。5耦合關(guān)系的影響CFB鍋爐是一個(gè)多變量、相關(guān)聯(lián)、非線性、時(shí)變和分布參數(shù)的控制對(duì)象,其各控制參數(shù)之間存在著較為復(fù)雜的耦合關(guān)系,一個(gè)變量的變化,會(huì)影響幾個(gè)參數(shù)變化,這就增加了控制的難度。主要表現(xiàn)在鍋爐燃料、風(fēng)量、爐床溫度、爐床壓力和爐膛壓力控制比較困難,調(diào)節(jié)品質(zhì)較差,尤其是在負(fù)荷變化時(shí)或某一重要輔機(jī)故障導(dǎo)致鍋爐燃燒極不穩(wěn)定,床溫波動(dòng)較大、易結(jié)焦,最終可能導(dǎo)致停爐。5.1脫硫廢水排放CFB一般將床溫控制在850~900℃,這個(gè)溫度范圍是最佳脫硫、脫硝的范圍,床溫過(guò)低使鍋爐燃燒效率下降,床溫過(guò)高則會(huì)造成NOx及SOx排放增多,污染環(huán)境,甚至造成床料結(jié)焦,影響設(shè)備安全運(yùn)行。主要的調(diào)節(jié)手段是改變通過(guò)布風(fēng)板流化風(fēng)量的大小調(diào)節(jié)床溫。5.2鍋爐床壓對(duì)床溫傳熱率的影響床壓控制的目的是控制燃燒室內(nèi)床料的數(shù)量,燃燒室內(nèi)床料的數(shù)量直接正比于床壓,床壓對(duì)床溫和傳熱率都有直接影響;另外,它還影響到SO2脫除率。鍋爐床壓通過(guò)調(diào)節(jié)到冷渣器的排渣量來(lái)控制床料的高度,床壓可以通過(guò)冷渣器連續(xù)排渣和間斷排渣2種方式調(diào)節(jié)。該鍋爐配有4臺(tái)冷渣器,正常情況2臺(tái)運(yùn)行即可滿(mǎn)足床壓調(diào)整的需要。5.3利用cfb鍋爐燃燒廢氣CFB鍋爐能適應(yīng)各種劣質(zhì)煤的燃燒,適用范圍很廣,尤其是適應(yīng)那些燃燒含硫量大和含熱量小的煤。但是,燃料在燃燒過(guò)程中釋放出的大量SO2、NOx等,如果這些含硫量大的煤在燃燒過(guò)程中投入一定比例的石灰石,燃燒生成的SO2在合適的溫度下與石灰石發(fā)生反應(yīng),生成CaSO4,而不是直接排入大氣,這樣就會(huì)減少對(duì)環(huán)境的污染,所以CFB鍋爐的燃燒稱(chēng)為一種潔凈的燃燒方式。根據(jù)給煤量和煙氣中SO2的含量,調(diào)節(jié)2個(gè)石灰石旋轉(zhuǎn)閥的開(kāi)度,控制煙氣中SO2排放量。6壓力測(cè)點(diǎn)吹掃裝置正常運(yùn)行相關(guān)事項(xiàng)a.監(jiān)視爐膛壓力、床壓、冷