循环流化床锅炉培训学习报告

2024-05-08

循环流化床锅炉培训学习报告(通用6篇)

篇1:循环流化床锅炉培训学习报告

循环流化床锅炉实习报告

7月8日,在公司的安排下,我们一行近30人到XXX电厂进行了为期20天的循环流化床锅炉实习工作。总体来说,这次实习的电厂和我厂的大致情况差不多,主要就是针对循环流化床锅炉的运行操作进行学习。通过理论及跟班的学习,我对循环流化床锅炉的总体结构、运行调整及常见事故处理有了更深的认识。

循环流化床燃烧是一种新型的高效、低污染的清洁燃煤技术,其主要特点是锅炉炉膛内含有大量的物料,在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部,经过布置在炉膛出口的分离器,将物料与烟气分开,并经过非机械式回送阀将物料回送至床内,多次循环燃烧。由于物料浓度高,具有很大的热容量和良好的物料混合,一般每公斤烟气可携带若干公斤的物料,这些循环物料带来了高传热系数,使锅炉热负荷调节范围广,对燃料的适应性强。具有燃料适应性广、环保性能优异、负荷调节范围广、灰渣易于综合利用等优点,因此在世界范围内得到了迅速发展。随着环保要求日益严格,普遍认为,循环流化床锅炉是目前最实用和可行的高效低污染燃煤设备之一。在循环流化床燃烧技术快速发展的今天,循环流化床锅炉的磨损、耐火材料、辅机系统三大问题进行研究解决后,使CFB锅炉的可用率得到很大提高。

本次实习单位的循环流化床锅炉为单锅筒,自然循环,集中下降管。Л型结构,高温分离、床下点火半露天布置的燃煤循环流化床锅炉,全钢构架,炉膛为全膜式水冷壁悬吊的封闭结构。左右两个高温汽冷旋风筒位于炉膛出口和尾部竖井烟道之间,旋风筒采用膜式汽冷管结构,管内的流动介质为锅筒出来的饱和蒸汽,旋风筒采用悬吊结构,旋风筒出口水平烟道,尾部包覆过热器采用悬吊封闭结构。高温过热器、低温过热器通过支块挂搁在包覆过热器上。新温过热器与低温过热器之间采用自制冷凝水减温系统。鳍片管结构的省煤器与卧式管式的空气预热器布置在尾部竖井烟道之中。锅炉型号为S G一1 3 0/3.8 2一M 2 4 7 B。其运行控制参数与我厂#10炉基本一致,所以在实习中,参数控制上熟悉的比较快。

从在结构上看,循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分;气固分离循环系统包括物料分离装置 和返料装置两部分;对流烟道包

括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。与煤粉炉最大的区别就是炉内物料流化系统及分离回料系统。物料流化系统结构主要由炉膛内构成物料流化的风室及布风板构成,分离回料系统由分离器及返料器构成。

在燃烧系统中,给煤机将煤送入落煤管进入炉膛,锅炉燃烧所需空气分别由一、二次风机提供。一次风机送出的空气经一次风空气预热器预热后由左右两侧风道引入风室,通过布风板上的风帽进入燃烧室;二次风机送出的风经二次风空气预热器预热后,通过分布在炉膛前后墙上的喷口喷入炉膛,补充空气,加强扰动与混合。燃料和空气在炉膛内流化状态下掺混燃烧,并与受热面进行热交换。炉膛内携带大量未燃尽碳粒子的烟气在炉膛上部进一步燃烧放热。夹带大量物料的烟气经炉膛出口进入绝热旋风分离器之后,绝大部分物料被分离出来,经返料器返回炉膛,实现循环燃烧。分离后的烟气经转向室、高温过热器、低温过热器、省煤器、一、二次风空气预热器由尾部烟道排出。

汽水系统与煤粉炉基本相同,锅炉的给水经过省煤器加热后经导水管进入锅筒。锅筒内的锅水由集中下降管、分配管进入水冷壁下集箱、水冷壁管、上集箱,然后由引出管进入锅筒。锅筒内饱和蒸汽经过汽水分离装置分离后,从锅筒顶部的蒸汽连接管引至尾部包墙过热器、经汽冷分离器、低过进口集箱、低温过热器、一级喷水减温器、屏式过热器、二级减温器、高温过热器、集汽集箱,最后将合格的过热蒸汽引入汽机内做功。

结构上对循环流化床锅炉有了更深的认识后,我们学习了循环流化床锅炉的运行调整操作及常见事故处理,这也是我们本次培训实习的重点。

循环流化床锅炉的运行调整和煤粉炉的基本控制在汽水系统的参数上大同小异,最大的不同还是在燃烧系统上。主要反映在床温、料层差压、炉膛差压、返料温度、返料量及风量调整上。在运行中要结合所燃用煤质及当时负荷的情况,严格监控料层差压、温度、炉膛差压和返料温度,通过不断调整给煤量、风量及返料量,使锅炉达到最佳的运行效果,最大限度的发挥循环流化床锅炉高效、低污染的特性。

床温即料层温度,是指燃烧密相区内流化物料的温度。它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。在运行过程中要加强对料层温度监视,一般将料层温度控制在850℃-900℃之间,温度过高,容易使流化床体结焦造成停炉事故;温

度太低易发生低温结焦及灭火。必须严格控制料层温度最高不能超过950℃,最低不应低于800℃。在锅炉运行中,当料层温度发生变化时,可通过调节给煤量、一次风量及送 回燃烧室的返料量,调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过950℃时,应适当减少给煤量、相应增加一次风量并减少返料量,使料层温度降低;如料层温度低于800℃时,应首先检查是否有断煤现象,并适当增加给煤量,减少一次风量,加大返料量,使料层 温度升高。一但料层温度低于700℃,应做压火处理,需待查明温度降低原因并排除后再启动。

料层差压是一个反映燃烧室料层厚度的参数。通常将所测得的风室与燃烧室上界面之间的压力差值作为料层差压的监测数值,在运行都是通过监视料层差压值来得到料层厚度大小的。料层厚度越大,测得的差压值亦越高。在锅炉运行中,料层厚度大小会直接影响锅炉的流化质量,如料层厚度过大,有可能引起流化不好造成炉膛结焦或灭火。一般来说,料层差压应控制在9000-11000Pa之间。料层的厚度(即料层差压)可以通过炉底放渣管排放底料的方法来调节。用户在使用过程中,应根据所燃用煤种设定一个料层差压的上限和下限作为排放底料开始和终止的基准点。

炉膛差压是一个反映炉膛内固体物料浓度的参数。通常将所测得的燃烧室上界面与炉膛出口之间的压力差作为炉膛差压的监测数值。炉膛差压值越大,说明炉膛内的物料浓度越高,炉膛的传热系数越大,则锅炉负荷可以带得越高,因此在锅炉运行中应根据所带负荷的要求,来调节炉膛差压。而炉膛差压则通过锅炉分离装置下的放灰管排放的循环灰量的多少来控制,一般炉膛差压控制在400-1000Pa之间。根据燃用煤种的灰份和粒度设定一个炉膛差压的上限和下限作为开始和终止循环物料排放的基准点。此外,炉膛差压还是监视返料器是否正常工作的一个参数。在锅炉运行中,如果物料循环停止,则炉膛差压会突然降低,因此在运行中需要特别注意。

返料温度是指通过返料器送回到燃烧室中的循环灰的温度,它可以起到调节料层温度的作用。对于采用高温分离器的循环流化床锅炉,其返料温度较高,一般控制返料温度高出料层温 度 20-30℃,可以保证锅炉稳定燃烧,同时起到调整燃烧的作用。在锅炉运行中必须密切监视返料温度,温度过高有可能造成返料器内结焦,特别是在燃用较难燃的无烟煤时,因为存在燃料后燃的情况,温度控制不好极易发生结焦,运行时应控制返料温度最高不能超过920℃。返料温

度可以通过调整给煤量和返料风量来调节,如温度过高,可适当减少给煤量并加大返料风量,同时检查返料器有无堵塞,及时清除,保证返料器的通畅。

控制返料量是循环流化床锅炉运行操作时不同于常规锅炉之处,根据循环流化床锅炉燃烧及传热的特性,返料量对循环流化床锅炉的燃烧起着举足轻重的作用,因为在炉膛里,返料灰实质上是一种热载体,它将燃烧室里的热量带到炉膛上部,使炉膛内的温度场分布均匀,并通过多种传热方式与水冷壁进行换热,因此有较高的传热系数,(其传热效率约为煤粉炉的4-6倍)通过调整返料量可以控制料层温度和炉膛差压并进一步调节锅炉负荷。另一方面,返料量的多少与锅炉分离装置的分离效率有着直接的关系,也就是说,分离器的分离效率越高,分离出的烟气中的灰量就越大,从而锅炉对负荷的调节富裕量就越大,操作运行相对就容易一些。

对于循环流化床锅炉来说,对风量的控制就要求比较准确。对风量的调整原则是在一次风量满足流化的前提下,相应地调整二次风量。因为一 次风量的大小直接关系到流化质量的好坏,循环流化床锅炉在运行前都要进行冷态试验,并作出在不同料层厚度(料层差压)下的临界流化风量曲线,在运行时以此作为风量调整的下限,如果风量低于此值,料层就可能流化不好,时间稍长就会发生结焦。对二次风量的调整主 要是依据烟气中的含氧量多少,通常以过热器后的氧量为准,一般控制在3-4%左右,如含氧量过高,说明风量过大,会增加锅炉的排烟热损失;如过小又会引起燃烧不完全,增加化学不完全燃烧损失和机械不完全燃烧损失。如果在运行中总风量不够,应逐渐加 大鼓引风量,满足燃烧要求,并不断调节一、二次风量,使锅炉达到最佳的经济运行指标。

以上参数对循环流化床锅炉安全稳定运行是非常关键的,循环流化床锅炉燃烧的调整对各参数都有严格要求。而循环流化床锅炉运行调整燃烧工况的手段也多种多样:调整给煤量;调整各侧料层温度;调整料层厚度;调整流化状态;调整循环灰量;返料风量;调整各层二次风量;调整一、二次风配比。燃烧工况的调整基本方法有:1)增加负荷,首先调整料层温度,使之保持在930℃左右,然后增加风量,提高流化高度和流化速度,根据料层温度的变化,再增加给煤,但不允许超温,逐渐提高循环灰浓度,实现负荷增加;2)减少负荷时,首先降低料层温度,保持在870℃左右,然后减少风量,降低流化高度,必要时可通过放灰降低循环灰浓度,从而降低负荷;

为了控制燃烧稳定,在负荷不变的情况下应保持料层温度的稳定,变化不应超过±20℃;根据煤种情况应合理控制料层厚度,煤颗粒较粗,灰分较高时应采用薄料层,煤颗粒较细、灰分较低时应保持厚料层;为保持燃烧的经济性,应及时排放下部大块冷渣,排渣时要求缓慢,减小排渣热损失,一般情况下应采取连续排渣,保持料层差压为一稳定值。(如与输渣皮带或冷渣机损坏人工排渣时,每一次排渣风室压力变化应在500Pa以内。)保持物料的正常循环,控制稳定的炉膛负压在规定值内波动,保持锅炉合理经济的燃烧,避免返料终止;煤种变化时,应合理进行配风,挥发份高时,适当加大二次风量;燃用高硫煤时,料层温度应控制在850—900℃以便于抑制SOX的生成;流化高度应根据负荷变化做相应调整,由炉膛上中下温度变化来反映循环中心位置;运行中应经常检查灰渣燃尽程度,一般灰渣均呈浅灰色或土红色,如灰渣中含碳应重新调整燃烧,予以消除;化验值班人员,每班应对煤质进行分析,并通知锅炉运行人员做好经济燃烧调整。

对于循环流化床锅炉的常见事故处理,我们主要针对了炉膛结焦和返料中止重点学习

燃烧室结焦的现象:流化床内有白色的火花,局部流化不好。从人孔或窥视孔可见焦快,结焦严重时带不上负荷,炉膛温度升高。返料器不返料形成堵灰。严重时整个流化床形成一块。

燃烧室结焦的原因:燃料的灰熔点太底。流化工况不佳,风量不足。燃烧室温度过高,调整不当。煤中大块太多或有异物。风帽有堵塞现象。返料风门未开或风压不够。

锅炉结焦的处理:调整燃烧,加大流化速度。保持炉膛负压,适当减少负荷打开两侧人孔门,用钩子把焦块钩出。加大放灰量,以排除焦快和异物。旋风返料器结焦时先用钎子捅,效果不显著可待压火或停炉打开人孔门用钩子将焦块取出。结焦严重经多方处理无效可停炉处理,停炉后可暂不停一次风机以保护风帽,待温度降至5000C以下停一次风机。待燃烧温度下降合格后组织人员除焦,除焦后全面检查正常可重新铺料点火。

返料中止的现象:启动中,返料温度逐渐升高,又缓慢降低。从返料器观察孔发现返料中止。炉膛差压下降,或降至零,料层差压或风室压力下降,减温水量调

至最大时,过热蒸汽温度仍偏高,甚至严重超温。放循环灰时有焦块或堵塞放不下来。炉膛压力剧烈波动。

返料中止的原因:媒质含碳量高,挥发份低。在启动阶段,炉膛温度低,进入返料器的物料在返料口遇到返料风又重新燃烧,结焦。启动阶段,一般在启动后4小时内。循环灰较少,且可燃物含量高。运行中,风量控制不当,循环灰在循环中忽快忽慢,影响返料器的正常返料。返料器布风板风帽损坏或风帽孔堵塞。返料口有异物或耐火材料脱落,影响返料或堵塞放灰管。正常运行中,因负荷过大,使泛料温度升高,超温结焦。返料风室严重积灰。

返料中止的处理:运行中发现返料异常,应根据料层温度的高低适当减煤控制返料温度上升,合理进行配风。启动阶段如因返料风量小,使返料中止,应适当增加返料风量,加强放灰。运行中发现返料中止,应立即向值长请示,压火进行处理。压火后,应立即开返料器检查门进行检查,发现焦块应设法清除。故障消除后可重新启动。如返料器内结焦严重短时间内不能彻底处理,应维持运行,尽快投入备用炉。

循环流化床锅炉还有其它常见事故和煤粉炉大同小异,在以后的工作中不断积累学习。

本次的外出培训现已结束,通过本次的培训实习,我对循环流化床锅炉各方面的认识更加深刻,理论知识和相关的实际操作技能都得到了一定的提高,为以后新机组的工作打下了坚实的基础。我会继续加深学习,提高相关知识的储备,学以致用,为公司新机组的投运时刻准备着贡献自己的一份力量。

2013-7-28

篇2:循环流化床锅炉培训学习报告

4月28、29两天,热电公司组织部分班组长带着各自的问题到晨鸣热电厂、齐鲁二化热电厂、博汇热电厂三地对标考察,三电运行部主要针对650T/H循环流化床锅炉运行调整、节能降耗、锅炉保养等问题进行对标学习,通过学习,感触很深,尤其在节能减排方面,深刻体会到兄弟单位的优势,充分认识到我们自身的差距。现从主要从以下四个方面对这次的考察进行总结:

一、减少磨损,延长锅炉连续运行时间:主要是一次风的调整。循环流化床锅炉的一次风首先保证流化,其次可以控制常温,但过量的一次风最大的隐患是流化高度上移超出密相区,造成炉内磨损严重,导致水冷壁频繁爆管,大大降低循环流化床锅炉的运行周期。在床温过高的情况下,有时为了多带负荷,加大一次风量降床温,长期运行导致炉内磨损严重,这一现象我们厂和考察的三个电厂都普遍存在。考察期间发现晨鸣热电厂从今年开始从厂级领导已开始关注过度流化对炉壁的冲刷磨损,通过降低一次风量来降低流化高度,减少床料对炉壁的连续冲刷磨损,从而延长锅炉的连续运行时间(晨鸣600T/H循环流化床锅炉连续运行时间从50天左右已延长到80天左右),这一点很值得我们学习。在高负荷、高床温情况下,有时为了多带负荷,要求运行人员加大一次风量降床温提负荷,虽然当时负荷增加了,但对锅炉的长周期连续运行已造成一大安全隐患,希望这一问题在我们公司也能引起足够重视,从而延长每台循环流化床锅炉的连续运行时间。

二、节能减排:在节能减排方面,齐鲁二化热电、晨鸣热电和博汇热电都有值得我们学习的地方,尤其是齐鲁二化热电和晨鸣热电。主要表现在以下几个方面:(1)降低排烟温度,提高锅炉效率。因设计原因,济南锅炉厂的循环流化床锅炉实际运行排烟温度普遍高于设计温度20-30℃(尤其是济锅240T/H循环流化床锅炉),排烟热损失大,严重影响锅炉效率。为了降低排烟温度,晨鸣热电在一台600T/H循环流化床锅炉尾部烟道加装了复合相变换热器,将排烟温度控制在了120℃左右(改造前排烟温度150℃左右)。齐鲁二化热电也在今年积极投入巨资(1400多万元的维修技改费用)对三台240T/H循环流化床锅炉进行节能改造,项目有:增加省煤器换热面积、加装相变换热器、改造锅炉吹灰器。值得一提的是,齐鲁二化热电厂的蒸汽吹灰器,其吹灰效果非常明显(吹灰一次,排烟温度平均降低15℃左右),对比我厂的蒸汽吹灰器(吹灰一次,排烟温度平均降低2-3℃左右)效果,主要原因是他们的蒸汽吹灰压力达到设计要求(1.3MPa),而我们的吹灰蒸汽压力因系统原因在吹灰期间不到0.9 MPa,有时甚至更低(0.7 MPa左右)。为了达到更好的吹灰效果,齐鲁二化热电在今年准备把三台炉的吹灰器全部改成4.2MPa的蒸汽吹灰器。(2)电厂外排热水、废水余热回收。在这一方面,齐鲁二化热电基本上做到了零排放。主要措施有:A.所有的经常疏水和启动疏水回收至疏水箱,通过疏水泵送入除氧器回收再利用,无排地沟设计。B.对于不能回收利用的定排水、连排水、不达标的工艺回水经均通过管道收集到热水罐后利用其余热供暖(厂区和生活区)及生活区职工家庭供热水,放热后的废水进入污水处理厂,处理完毕输送到化工企业作为工业冷却水重复使用。这样既提高了全厂的热效率,又节约了工业水,方便了居民生活。(3)严格把关入厂煤质量,切实做好循环流化床锅炉入炉煤的合理搭配和煤的粒度控制,保证最低的产汽煤耗。考察的三个电厂都要求进厂煤热值不低于4500kcal,入炉煤灰分≧15%;在粒度方面,齐鲁二化热电和晨鸣热电均是二级破碎,基本达到设计要求,博汇热电是一级破碎,粒度通过入厂煤严格保证,但其锅炉平均负荷170T/H(240T/H锅炉,最高才带到190T/H),所以其一级破碎基本满足运行需要。(4)保证锅炉始终在经济负荷下运行,延长运行周期,减少点停炉次数,降低点火成本。晨鸣热电600 T/H锅炉,负荷从不超过550T/H(规定的带负荷上限),运行时间最长锅炉已超过80天;齐鲁二化热电240T/H锅炉最长连续运行时间200天,平均负荷200T/H;博汇热电5台240T/H锅炉,每台锅炉平均负荷170T/H,4.5个月计划停炉检修一次。(5)通过设备改造,保证煤仓的连续给煤,杜绝因煤仓断煤、积煤而影响锅炉经济运行。晨鸣热电和齐鲁二化热电均在煤仓加装了疏松机。因煤仓结构不同,布置方式不同,效果差异明显。齐鲁二化热电在煤仓四壁加装了内置式疏松机(即整个疏松机都在煤仓内)横向疏松运动,该型疏松机故障率高、难维修且效果不明显,现已损坏不用。晨鸣电厂在煤仓四角布置了外置式疏松机,纵向疏松运动,效果明显,基本杜绝了堵煤现象(从不人工投煤),且维修容易,故障率低。博汇电厂虽然设有加装疏松机,但他们每台给煤机配备一个煤仓,煤仓的坡面小,斜度大,堵煤的机率不大。结合我公司的煤仓结构和频繁的断煤、积煤现象,加装像晨鸣一样纵向运动式煤仓疏松机已迫在眉睫,这样既保证了锅炉负荷的稳定,提高锅炉运行经济性,又减少了职工的工作量,同时大大降低了因断煤、投煤、推煤、清煤而产生的生产成本。(6)通过加装先进的在线检测设备,提高燃烧调整的精确性。齐鲁二化热电在锅炉尾部烟道(除尘器入口)加装了飞灰含碳量在线检测仪表(投资约20万元/炉),根据飞灰含碳量的变化随时调整燃烧数据,把飞灰含碳量控制在最低(根据煤种不同,可把飞灰含碳量控制在5%-15%),从而提高锅炉燃烧效率。

三、锅炉的停炉保养和防冻:三个电厂保养方法各不相同:晨鸣热电在水温90℃左右放干净水,余水蒸发干燥,直到点炉前上水,最长停用时间大约8个月,经化学监督无异常;齐鲁二化热电备用锅炉采取冲氮气保养方法,保持氮气压力略高于大气压;博汇电厂采用充热水保养法:在锅炉汽水侧充满热水,保持水压0.2MPa左右,冬季在保养期间,通过开部分疏水和定期排污防冻。晨鸣热电备用锅炉防冻主要是利用邻炉加热蒸汽给处于点火水位的锅炉底部加热,把床温维持在20-40℃,低于20℃,投用邻炉加热提床温到40℃后停止邻炉加热。另外,晨鸣热电在冬季点炉前,通过邻炉加热可把床温提高到70℃(冬季点炉前平均床温最高不超过10℃),这样可节约点火用油。晨鸣热电利用邻炉底部加热系统冬季防冻和提高待点锅炉床温这一点很值得我们学习。

四、事故停炉煤仓清煤方法。事故停炉后,若煤仓料位较高,长时间放置容易引起自燃。为了解决这一问题,晨鸣热电从其600T/H锅炉开始设计就考虑一炉一渣库,每次长时间停炉都空仓,把煤仓余煤通过给煤机进入炉膛,再通过排渣系统进入渣库,然后用车运到煤厂。采用这种方法需要注意的是必须把与落煤管连接的播煤风口封堵好,以防煤粉进入风管膨胀节热态时煤粉自燃烧坏膨胀节(晨鸣热电曾出现过一次)。这一点也值得我们借鉴和学习。

总之,通过这次对标学习感触很深,今年我们公司的节能减排任务非常艰巨,我们只有内部深挖潜力,并借鉴兄弟单位一些好的措施和方法,公司上下齐心协力,立足本职岗位,共同努力,才能圆满完成公司的节能任务。作为三电运行部分管锅炉运行的副主任,在今后的工作中,我将带领锅炉运行人员在650T/H循环流化床锅炉的经济运行调整上进一步深挖潜力,争取把产汽标煤耗降到最低。

三电运行部:张淑萍

篇3:循环流化床锅炉与煤粉锅炉的比较

关键词:循环流化床锅炉,煤粉锅炉,特点,比较

循环流化床锅炉燃烧技术具有燃烧效率高、负荷调节范围大、飞灰和炉渣可综合利用等优点的洁净燃烧技术。近些年来循环流化床锅炉在我国得到突飞猛进的发展,但在使用的过程中也暴露了许多问题,主要如下:锅炉受热面的磨损、爆管;耐火防磨内衬材料磨损、开裂脱落;风帽的漏渣、磨损;冷渣器的落渣堵塞;燃煤粒径过大;灰渣含碳量高;蒸汽温度难以保证;燃烧系统热工自动化无法投用;辅机配套不成熟、连续运行时间短等缺点。

1 循环流化床锅炉相比煤粉锅炉的优越性

1.1 燃料系统比较简单。

流化床锅炉是适合燃用宽筛分燃料,燃料的给煤机粉碎系统简单易操作。所以,循环流化床锅炉的整体低于同等容量的煤粉锅炉。

1.2 燃烧效率高。

对常规的煤粉锅炉,若煤种达不到设计值,效率一般可达到85~95%,而循环流化床锅炉采用飞灰再循环系统,燃烧效率可达到95~99%。循环流化床锅炉燃烧效率高是因为有以下特点:气固混合良好,燃烧速率高;其次是飞灰的再循环燃烧。

1.3 负荷调节范围大,负荷调节快。

当负荷变化时,只需要调节给煤量、空气量和物料循环量,而不必像煤粉锅炉那样,低负荷时要用油助燃,维持稳定燃烧。一般来说,循环流化床锅炉的负荷调节比可达3:1~4:1。负荷调节速率也很快,一般可达到每分钟4%左右。

1.4 高效脱硫。

由于飞灰的循环燃烧过程,床料中未发生脱硫反应而被吹出燃烧室的石灰石、石灰能送回至床内再利用;另外,已发生脱硫反应部分,生成了硫酸钙的大粒子,在循环燃烧过程中发生碰撞破裂,使新的氧化钙粒子表面又暴露于硫化反应的气氛中。这样循环流化床燃烧与鼓泡流化床燃烧相比脱硫性能大大改善。当钙硫比为1.5~2.0时,脱硫率可达85~90%。而鼓泡流化床锅炉,脱硫效率要达到85~90%,钙硫比要达到3~4,钙的消耗量大一倍。与煤粉燃烧锅炉相比,不需采用尾部脱硫脱硝装置,投资和运行费用都大为降低。

1.5 给煤点数量少,布置简单。

循环流化床锅炉的炉膛截面积小,同时良好的混合和燃烧区域的扩展使所需的给煤点数大大减少。既有利于燃烧,也简化了给煤系统。

1.6 易于实现灰渣的综合利用。

由于低温燃烧,灰渣不会软化和粘结,燃烧的腐蚀作用也比煤粉锅炉小。此外,低温燃烧所产生的灰渣,具有较好的活性,可以用做制作水泥的掺合料或者其他建筑材料的原料,综合利用具有广阔的前景。

1.7 氮氧化物(NOX)排放低。

氮氧化物排放低是循环流化床锅炉非常吸引人的特点。运行经验表明,循环流化床锅炉的NOX排放范围为50~150ppm或40~120mg/MJ。循环流化床锅炉NOX排放低是由于以下两个原因:一是低温燃烧,此时空气中的氮一般不会生成NOX;二是分段燃烧,抑制燃料中的氮转化为NOX,并使部分已生成的NOX得到还原。

2 循环流化床锅炉相比煤粉炉的不足之处

2.1 循环流化床锅炉的风机耗电量大、烟风道阻力高。

相比煤粉锅炉,流化床锅炉一次风机、二次风机、流化风机压头高;布风板和飞灰再循环燃烧系统使送风系统的阻力远大于煤粉锅炉送风的阻力,耗电量大,噪音高,震动大。

2.2 耐火耐磨层磨损、开裂和脱落的问题比较棘手。

流化床锅炉使用耐火材料比煤粉炉要多许多。由于耐火耐磨材料选择不当、施工工艺不合理、温度控制不当等原因,升温、降温过快,导致耐火材料中蒸发水汽不能及时排出,会造成耐火材料内衬破裂和脱落。耐火材料的的脱落将破坏正常的床料流化工况,造成床料结渣。分离器、料腿及返料阀系统耐火材料的的脱落将堵塞返料系统结渣,物料循环破坏,蒸发量无法维持,被迫停炉。

2.3 点火启动时间长。

循环流化床锅炉点火启动时间除受汽包升温速率的影响外,还受到耐火防磨层内衬材料温升和能承受的热应力限制。温升过快,耐火防磨层内衬材料热应力将超过允许热应力出现开裂。所以,对循环流化床锅炉点火启动时间和升温速率有严格要求。汽冷旋风分离器的循环流化床锅炉从冷态启动到带满负荷的时间一般控制在6~8小时。而煤粉锅炉因无大面积的耐火防磨内衬材料,点火启动只考虑汽包升温速率,点火时间相对较短, 冷态在5~6小时就可达到设计负荷。

2.4 循环流化床锅炉对燃料适应性广,但对燃煤粒径要求严格。

循环流化床锅炉燃煤粒径一般在0~10mm之间,平均粒径在2.5~3.5mm之间,如果达不到这个要求,将带来运行中的不良后果,锅炉达不到设计蒸发量,主汽温度难以保证,灰渣含碳量高,受热面磨损严重。

2.5 循环流化床锅炉受热面的磨损比煤粉炉大。

循环流化床锅炉的飞灰比煤粉炉少,但飞灰颗粒直径比煤粉炉大得多,在运行中如果分离器效果差或烟气流速大,将导致尾部过热器、省煤器等受热面严重磨损。

2.6 循环流化床锅炉的核心部件风帽较易磨损。

风帽通风孔之间的横向冲刷,及高速床料对风帽的磨损容易引起风室漏渣、流化效果恶化、结焦、沟流现象,影响锅炉负荷。而风帽的维修异常困难,需要先清除布风板上几十吨的惰性床料,然后又回装,检修周期长,劳动力需求大。

2.7 循环流化床锅炉实现自动化控制难度加大。

循环流化床锅炉的燃烧系统比煤粉炉复杂,对床压、床温、返料系统风量的控制,都是煤粉锅炉所没有的,加之炉内磨损严重,压力、温度测点运行的连续性和可靠性无法保证,自动化控制较煤粉炉难得多。而煤粉炉通过调试可以达到燃烧系统自动控制,减少了操作人员的工作量。这是循环流化床锅炉所不具备的。

综上说述,循环流化床锅炉在运行中的问题要较煤粉锅炉多,连续运行小时数要比煤粉炉短,在化工行业选型中,如果燃料煤质供应可靠,燃料含硫量低可考虑煤粉锅炉,它具有燃烧稳定,自动化程度高,易于操作,运行周期长,维修量相对较小的优点,适合化工系统长周期安全稳定运行的特点。反之,如果燃烧的煤种为劣质煤,燃煤质量不稳定,且煤质中硫的含量较高,环境排放要求苛刻,属于供热、调峰、热电联产类的供热形式,良好的脱硫成本,对各种煤质良好的适应性,考虑循环流化床锅炉是好选择。

参考文献

篇4:循环流化床锅炉爆管探讨

关键词:循环流化床锅炉;爆管;应对措施

中图分类号:TK229 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)29-0088-02

循环流化床锅炉具有高效、清洁的特性,但由于其结构特点和运行原理,磨损问题远比煤粉炉严重,炉膛内部的运行环境也要复杂的多。本文结合印度巴尔梅尔8×135 MW项目运行中锅炉发生的爆管,分别从锅炉磨损、安装等几个方面对流化床锅炉爆管进行了初步的探讨和研究。

1 浇注料脱落或破损引起的爆管

浇筑料的状况对于循环流化床来说至关重要,如浇注料脱落或破损如没有得到及时修复,浇注料边缘行成的凹凸不平阻止锅炉内循环物料的下落,在局部形成涡流对水冷壁或者受热面加剧磨损,短时间即可造成爆管。由于锅炉呈方形布置,四个水冷壁角部的空气流速相对炉中间区域的流速较低,下降的物料量也会较大,角部的磨损量也会较大。根据对该项目的统计结果看,锅炉后墙水冷壁角部爆管明显多于其他部位。

①一号机锅炉25 m右后水冷壁管,角部耐磨浇注料边缘不平整,床料下流过程中遇阻后形成涡流磨损水冷壁,造成爆管,途中水冷壁的表面可看到明显的涡流磨损痕迹,如图1所示。

②一号机锅炉21 m左侧墙后墙水冷壁管,由于角部浇注料长时间运行后脱落,造成凹凸不平,影响了床料的正常下落而形成旋流,对水冷壁进行磨损造成爆管,如图2所示。

③一号机锅炉17 m左侧墙和后侧墙水冷壁壁,由于此处浇注料脱落,造成凹凸不平,阻挡床料的正常下落而形成旋流,对水冷壁磨损,造成爆管,如图3所示。

应对措施:

①及时对脱落的浇注料进行修补,保证浇注料表面平整和交界处的光滑过渡。

②锅炉停机后,不采取强制冷却,以免由于降温过快造成浇注料裂痕增多。

③严控浇注料和施工质量和烘炉。浇筑料施工前,首先要检查浇注料的状况,如发现板结或者受潮不得使用。施工中严格按照浇注料厂家的说明和相关标准进行施工,烘炉过程必须按浇筑料厂家给出的烘炉曲线进行。

④在锅炉后部和侧面水冷壁增加防磨梁,在后墙水冷壁角部增加2~3道防磨凸台,以减低物料沿水冷壁的下落速度,阻止涡流的形成,减少对水冷壁的磨损。

2 安装和焊接质量造成的泄露

流化床炉膛内部床料处于不断循环,炉膛中间床料和煤粒高速向上流动,到达顶部后,大部分会贴着四壁向下流动。安装或者焊接质量不过关,如局部存在凹坑和突起,阻止物料的自由下落,会形成旋流会造成水冷壁的局部磨损,而造成爆管。

①一号机锅炉炉前13 m前部水冷壁与双面水冷壁结合部, 由于密封不严和鳍片焊接不平整造成此处磨损后爆管,爆管后又冲刷周围炉管造成周围炉管泄露,如图4所示。

②由于密封盒处泄露和部分水冷壁的鳍片密封不严,造成床料向外泄漏,长期得不到修复而造成水冷壁的磨损泄露停机。

三号机锅炉下二次风管处,在停炉检修中打水压发现密封盒漏水,割开发现密封盒内水冷壁管子泄露,原因为安装过程中间密封盒密封不严密,长期漏床料未进行检修,对管子磨损所导致,如图5所示。

四号机锅炉炉右后13 m4#回料腿右侧,密封不严长期床料泄露冲刷管子造成。

应对措施:对水冷壁管间现场焊接的鳍片和焊缝检查,尤其是对前部水冷壁和双面水冷壁角接缝处要详细检查,对凹凸不平的位置进行打磨。对需要重点检查的部位,比如给煤口密封盒、二次风密封盒、回料腿密封盒和锅炉的角部进行检查。条件允许时,可采取炉内烟雾弹或者锅炉打风压的方法。

3 因检修原因造成的爆管

在检修过程中工艺不符合要求,爆管的损坏区域没有彻底修复,造成短期内同区域再次爆管。未彻底修复的缺陷多为:炉内焊口和密封鳍片没有进行打磨、鳍片焊接不平整、检修中造成临近管子损伤。三号机锅炉13 m右部前水和双面水冷壁结合部泄漏,检查发现此处管子发现有割伤痕迹,如图6所示。

应对措施:对锅炉水冷壁管子进行仔细检查,检查有无存在由于气割和焊接造成的水冷壁管子损伤。对锅炉水冷壁管子的厚度进行检测,并做好记录,发现磨损较严重的管子要进行补焊或更换。

4 结 语

综合统计后发现,三四号机组锅炉因为运行时间较短,爆管均是由于检修和安装的原因造成;一二号机组锅炉由于运行时间较长,主要的爆管原因是锅炉炉内受热面的磨损。该项目从以上原因入手,对四台机组进行检查和落实后,机组爆管数量明显减少。同时上述分析也为五到八号机组的安装和运行维护提供了经验,按以上措施严格执行后,五到八号机组的爆管明显少于前四台机组。

参考文献:

[1] 庄松田,吴剑恒.35 t/hCFB锅炉磨损的解决措施[J].中国设备工程,2005,(2).

[2] 刘瑞堂,尹建成,张生坦.某电厂锅炉角部撕裂原因分析[J].锅炉技术,2003,(2).

[3] 卢盛欣,于朝晖.DG 450/9.81-1型CFB锅炉机组调试要点[J].河北电力技术,2003,(4).

摘 要:文章通过对印度巴尔梅尔8X135MW项目循环流化床锅炉爆管进行统计和分析,提出了相应的应对措施。

关键词:循环流化床锅炉;爆管;应对措施

中图分类号:TK229 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)29-0088-02

循环流化床锅炉具有高效、清洁的特性,但由于其结构特点和运行原理,磨损问题远比煤粉炉严重,炉膛内部的运行环境也要复杂的多。本文结合印度巴尔梅尔8×135 MW项目运行中锅炉发生的爆管,分别从锅炉磨损、安装等几个方面对流化床锅炉爆管进行了初步的探讨和研究。

1 浇注料脱落或破损引起的爆管

浇筑料的状况对于循环流化床来说至关重要,如浇注料脱落或破损如没有得到及时修复,浇注料边缘行成的凹凸不平阻止锅炉内循环物料的下落,在局部形成涡流对水冷壁或者受热面加剧磨损,短时间即可造成爆管。由于锅炉呈方形布置,四个水冷壁角部的空气流速相对炉中间区域的流速较低,下降的物料量也会较大,角部的磨损量也会较大。根据对该项目的统计结果看,锅炉后墙水冷壁角部爆管明显多于其他部位。

①一号机锅炉25 m右后水冷壁管,角部耐磨浇注料边缘不平整,床料下流过程中遇阻后形成涡流磨损水冷壁,造成爆管,途中水冷壁的表面可看到明显的涡流磨损痕迹,如图1所示。

②一号机锅炉21 m左侧墙后墙水冷壁管,由于角部浇注料长时间运行后脱落,造成凹凸不平,影响了床料的正常下落而形成旋流,对水冷壁进行磨损造成爆管,如图2所示。

③一号机锅炉17 m左侧墙和后侧墙水冷壁壁,由于此处浇注料脱落,造成凹凸不平,阻挡床料的正常下落而形成旋流,对水冷壁磨损,造成爆管,如图3所示。

应对措施:

①及时对脱落的浇注料进行修补,保证浇注料表面平整和交界处的光滑过渡。

②锅炉停机后,不采取强制冷却,以免由于降温过快造成浇注料裂痕增多。

③严控浇注料和施工质量和烘炉。浇筑料施工前,首先要检查浇注料的状况,如发现板结或者受潮不得使用。施工中严格按照浇注料厂家的说明和相关标准进行施工,烘炉过程必须按浇筑料厂家给出的烘炉曲线进行。

④在锅炉后部和侧面水冷壁增加防磨梁,在后墙水冷壁角部增加2~3道防磨凸台,以减低物料沿水冷壁的下落速度,阻止涡流的形成,减少对水冷壁的磨损。

2 安装和焊接质量造成的泄露

流化床炉膛内部床料处于不断循环,炉膛中间床料和煤粒高速向上流动,到达顶部后,大部分会贴着四壁向下流动。安装或者焊接质量不过关,如局部存在凹坑和突起,阻止物料的自由下落,会形成旋流会造成水冷壁的局部磨损,而造成爆管。

①一号机锅炉炉前13 m前部水冷壁与双面水冷壁结合部, 由于密封不严和鳍片焊接不平整造成此处磨损后爆管,爆管后又冲刷周围炉管造成周围炉管泄露,如图4所示。

②由于密封盒处泄露和部分水冷壁的鳍片密封不严,造成床料向外泄漏,长期得不到修复而造成水冷壁的磨损泄露停机。

三号机锅炉下二次风管处,在停炉检修中打水压发现密封盒漏水,割开发现密封盒内水冷壁管子泄露,原因为安装过程中间密封盒密封不严密,长期漏床料未进行检修,对管子磨损所导致,如图5所示。

四号机锅炉炉右后13 m4#回料腿右侧,密封不严长期床料泄露冲刷管子造成。

应对措施:对水冷壁管间现场焊接的鳍片和焊缝检查,尤其是对前部水冷壁和双面水冷壁角接缝处要详细检查,对凹凸不平的位置进行打磨。对需要重点检查的部位,比如给煤口密封盒、二次风密封盒、回料腿密封盒和锅炉的角部进行检查。条件允许时,可采取炉内烟雾弹或者锅炉打风压的方法。

3 因检修原因造成的爆管

在检修过程中工艺不符合要求,爆管的损坏区域没有彻底修复,造成短期内同区域再次爆管。未彻底修复的缺陷多为:炉内焊口和密封鳍片没有进行打磨、鳍片焊接不平整、检修中造成临近管子损伤。三号机锅炉13 m右部前水和双面水冷壁结合部泄漏,检查发现此处管子发现有割伤痕迹,如图6所示。

应对措施:对锅炉水冷壁管子进行仔细检查,检查有无存在由于气割和焊接造成的水冷壁管子损伤。对锅炉水冷壁管子的厚度进行检测,并做好记录,发现磨损较严重的管子要进行补焊或更换。

4 结 语

综合统计后发现,三四号机组锅炉因为运行时间较短,爆管均是由于检修和安装的原因造成;一二号机组锅炉由于运行时间较长,主要的爆管原因是锅炉炉内受热面的磨损。该项目从以上原因入手,对四台机组进行检查和落实后,机组爆管数量明显减少。同时上述分析也为五到八号机组的安装和运行维护提供了经验,按以上措施严格执行后,五到八号机组的爆管明显少于前四台机组。

参考文献:

[1] 庄松田,吴剑恒.35 t/hCFB锅炉磨损的解决措施[J].中国设备工程,2005,(2).

[2] 刘瑞堂,尹建成,张生坦.某电厂锅炉角部撕裂原因分析[J].锅炉技术,2003,(2).

[3] 卢盛欣,于朝晖.DG 450/9.81-1型CFB锅炉机组调试要点[J].河北电力技术,2003,(4).

摘 要:文章通过对印度巴尔梅尔8X135MW项目循环流化床锅炉爆管进行统计和分析,提出了相应的应对措施。

关键词:循环流化床锅炉;爆管;应对措施

中图分类号:TK229 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)29-0088-02

循环流化床锅炉具有高效、清洁的特性,但由于其结构特点和运行原理,磨损问题远比煤粉炉严重,炉膛内部的运行环境也要复杂的多。本文结合印度巴尔梅尔8×135 MW项目运行中锅炉发生的爆管,分别从锅炉磨损、安装等几个方面对流化床锅炉爆管进行了初步的探讨和研究。

1 浇注料脱落或破损引起的爆管

浇筑料的状况对于循环流化床来说至关重要,如浇注料脱落或破损如没有得到及时修复,浇注料边缘行成的凹凸不平阻止锅炉内循环物料的下落,在局部形成涡流对水冷壁或者受热面加剧磨损,短时间即可造成爆管。由于锅炉呈方形布置,四个水冷壁角部的空气流速相对炉中间区域的流速较低,下降的物料量也会较大,角部的磨损量也会较大。根据对该项目的统计结果看,锅炉后墙水冷壁角部爆管明显多于其他部位。

①一号机锅炉25 m右后水冷壁管,角部耐磨浇注料边缘不平整,床料下流过程中遇阻后形成涡流磨损水冷壁,造成爆管,途中水冷壁的表面可看到明显的涡流磨损痕迹,如图1所示。

②一号机锅炉21 m左侧墙后墙水冷壁管,由于角部浇注料长时间运行后脱落,造成凹凸不平,影响了床料的正常下落而形成旋流,对水冷壁进行磨损造成爆管,如图2所示。

③一号机锅炉17 m左侧墙和后侧墙水冷壁壁,由于此处浇注料脱落,造成凹凸不平,阻挡床料的正常下落而形成旋流,对水冷壁磨损,造成爆管,如图3所示。

应对措施:

①及时对脱落的浇注料进行修补,保证浇注料表面平整和交界处的光滑过渡。

②锅炉停机后,不采取强制冷却,以免由于降温过快造成浇注料裂痕增多。

③严控浇注料和施工质量和烘炉。浇筑料施工前,首先要检查浇注料的状况,如发现板结或者受潮不得使用。施工中严格按照浇注料厂家的说明和相关标准进行施工,烘炉过程必须按浇筑料厂家给出的烘炉曲线进行。

④在锅炉后部和侧面水冷壁增加防磨梁,在后墙水冷壁角部增加2~3道防磨凸台,以减低物料沿水冷壁的下落速度,阻止涡流的形成,减少对水冷壁的磨损。

2 安装和焊接质量造成的泄露

流化床炉膛内部床料处于不断循环,炉膛中间床料和煤粒高速向上流动,到达顶部后,大部分会贴着四壁向下流动。安装或者焊接质量不过关,如局部存在凹坑和突起,阻止物料的自由下落,会形成旋流会造成水冷壁的局部磨损,而造成爆管。

①一号机锅炉炉前13 m前部水冷壁与双面水冷壁结合部, 由于密封不严和鳍片焊接不平整造成此处磨损后爆管,爆管后又冲刷周围炉管造成周围炉管泄露,如图4所示。

②由于密封盒处泄露和部分水冷壁的鳍片密封不严,造成床料向外泄漏,长期得不到修复而造成水冷壁的磨损泄露停机。

三号机锅炉下二次风管处,在停炉检修中打水压发现密封盒漏水,割开发现密封盒内水冷壁管子泄露,原因为安装过程中间密封盒密封不严密,长期漏床料未进行检修,对管子磨损所导致,如图5所示。

四号机锅炉炉右后13 m4#回料腿右侧,密封不严长期床料泄露冲刷管子造成。

应对措施:对水冷壁管间现场焊接的鳍片和焊缝检查,尤其是对前部水冷壁和双面水冷壁角接缝处要详细检查,对凹凸不平的位置进行打磨。对需要重点检查的部位,比如给煤口密封盒、二次风密封盒、回料腿密封盒和锅炉的角部进行检查。条件允许时,可采取炉内烟雾弹或者锅炉打风压的方法。

3 因检修原因造成的爆管

在检修过程中工艺不符合要求,爆管的损坏区域没有彻底修复,造成短期内同区域再次爆管。未彻底修复的缺陷多为:炉内焊口和密封鳍片没有进行打磨、鳍片焊接不平整、检修中造成临近管子损伤。三号机锅炉13 m右部前水和双面水冷壁结合部泄漏,检查发现此处管子发现有割伤痕迹,如图6所示。

应对措施:对锅炉水冷壁管子进行仔细检查,检查有无存在由于气割和焊接造成的水冷壁管子损伤。对锅炉水冷壁管子的厚度进行检测,并做好记录,发现磨损较严重的管子要进行补焊或更换。

4 结 语

综合统计后发现,三四号机组锅炉因为运行时间较短,爆管均是由于检修和安装的原因造成;一二号机组锅炉由于运行时间较长,主要的爆管原因是锅炉炉内受热面的磨损。该项目从以上原因入手,对四台机组进行检查和落实后,机组爆管数量明显减少。同时上述分析也为五到八号机组的安装和运行维护提供了经验,按以上措施严格执行后,五到八号机组的爆管明显少于前四台机组。

参考文献:

[1] 庄松田,吴剑恒.35 t/hCFB锅炉磨损的解决措施[J].中国设备工程,2005,(2).

[2] 刘瑞堂,尹建成,张生坦.某电厂锅炉角部撕裂原因分析[J].锅炉技术,2003,(2).

篇5:循环流化床锅炉培训学习报告

1、喷水法,但一氧化氮氧化较困难,需喷入臭氧或高锰酸钾,不现实。

2、喷二次燃料:即前述燃料分级燃烧,但二次燃料 不会仅选择 反应,还会与氧气反应,使烟气温度上升

篇6:循环流化床秸秆锅炉项目

中国科学院工程热物理研究所

一、项目的背景意义

随着社会对能源需求的日益增长,作为主要能源来源的化石燃料却迅速地减少。因此,寻找一种可再生的替代能源,成为社会普遍关注的焦点。生物质能是一种理想的可再生能源,它来源广泛,每年都有大量的工业,农业及森林废弃物产出。在目前世界的能源消耗中,生物质能消耗占世界总能耗的14%,仅次于石油、煤炭和天然气,位居第四位。而在发展中国家,生物质能占较大的比重,达到50%以上。据统计全球生物质能占可再生能源资源35%,在可再生资源中位居首位。1996年的我国生物质产量(主要是农作物秸杆)7.05亿吨,而当年利用量不足30%,这说明我国生物质能的利用潜力还很大。利用生物质能发电是生物质利用的一种重要方式之一。瑞典和丹麦的大城市都是利用生物质,通过热电联产的方式进行区域集中供热的。生物质与化石燃料相比,具有以下优点:

1、可再生性;

2、低污染性: SOx、NOx排放浓度低;

3、生物质作为燃料时,在生长周期内,对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应。我国对燃烧生物质发电的上网电价给予了充分的优惠,目前,燃烧生物质发电的上网电价为当地燃煤发电上网电价的基础之上增加0.25元/KWh,这项政策的出台,必将推动生物质燃烧发电成套技术及设备在我国的空前发展。河北是一个农业大省,每年秸秆的产量巨大。目前,一部分生物质燃料分散燃烧利用,大部分就地焚烧。如何避免直接就地焚烧带来的污染,同时利用生物质的热能,这是值得我们深入研究课题,同时急需相关技术和装备。

循环流化床锅炉燃料适应性广,可同时燃用多种燃料;环保特性优越,排放满足国家标准;炉内换热均匀,热回收效率高,运行稳定;灰渣利用性高。基于循环流化床锅炉所具有的上述优点,人们自然将目光转向采用循环流化床技术来利用生物质能源,日本、美国和欧洲各国都在研究开发燃用生物质的循环流化床锅炉技术和产品。

二、秸秆类生物质燃烧与采用循环流化床所遇到的问题

1、秸秆类生物质的燃烧特性表现为:挥发分析出、着火迅速,燃烧主要集中在挥发分的气相燃烧,固定碳所占的燃烧份额很小,但是固定碳的燃尽性能较差,如何实现挥发份有效的快速燃烧和固定碳的燃尽;

2、秸秆类生物质中含有较多的碱金属元素(主要是指钾和钠),在生物质燃烧过程中,主要表现为灰的粘结性较强,在炉膛内容易发生结渣、堵塞,在尾部受热面上发生积灰,影响循环流化床锅炉安全、稳定的运行。

3、秸秆类生物质中含有少量的硫和氯,燃烧过程中会产生一定量的SO2和HCl,对尾部受热面形成腐蚀,如何有效地避免受热面管壁的腐蚀;如何有效的去除尾部受热面管壁上的积灰。

4、如何有效的收集烟气中的飞灰,以及飞灰的再利用。

5、如何增强对秸秆类生物质成分变化的适应性,秸秆类生物质水分的波动性会影响运行工况。

6、针对中国实际情况,如何实现不同秸秆混烧的前处理和加料问题。针对以上问题,中国科学院工程热物理研究所采取了一系列应对措施,基本上解决了掺烧或纯烧生物质循环流化床锅炉中存在的一系列问题。通过对秸秆类生物质燃烧特性、成灰特性以及排放特性的研究,在中试试验装臵中完成了生物质燃烧、热解等一系列的试验,形成了能够进行工程应用的生物质循环流化床锅炉燃烧技术。

三、工程热物理研究所(IET)循环流化床燃烧技术

中国科学院工程热物理研究所长期致力于发展循环流化床燃烧技术。从1984年建成国内第一台2.8MWt循环流化床燃烧工业化装臵至今,与国内多家锅炉厂合作,开发成功了10t/h、35t/h、75t/h、130t/h、220t/h、410t/h、480t/h、670t/h蒸发量等系列容量的循环流化床锅炉。采用该所技术所生产的循环流化床燃煤锅炉,已达到1500多台,在国内占据70%以上市场份额。近年来,中国科学院工程热物理研究所不断扩展新的研究领域,包括生物质焚烧技术、煤泥、造纸污泥、生活污泥焚烧技术、煤热解和气化技术等。在中试焚烧试验装臵上,完成了生物质、污泥、垃圾燃烧特性和排放特性的中试试验,试验结果表明:采用循环流化床燃烧技术,飞灰含碳量较低、燃烧充分、烟气和飞灰排放均满足国家相关的环保标准,可直接进行工程应用。

中国科学院工程热物理研究所生物质循环流化床燃烧技术特点是:秉承循环流化床锅炉的优点,并对生物质进行针对性研究开发,特别关注生物质燃烧过程中的结团和结渣、高低温受热面腐蚀、生物质的加料、尾部受热面的吹灰技术等问题。

针对开封锅炉厂提出的12t/h蒸发量,蒸汽温度:400℃,燃烧玉米秸秆生物质发电项目(生物质秸秆的分析资料如表1至表4所示),中国科学院工程热物理研究开发的循环流化床生物质锅炉主要特性表现在如下几个方面。

1、生物质循环流化床锅炉设计(1)炉膛的设计

同常规的燃煤循环流化床锅炉相比,为了适应秸秆类生物质燃烧的需要,锅炉炉膛发生了变化,主要表现在炉膛结构设计,炉膛底部采用带有专利技术的布风板,包括进料位臵和返料位臵和方式,来实现秸秆类生物质在床层内的强烈掺混、干燥和低温燃烧,可以实现秸秆类生物质的良好流化,避免了生物质的结团;床料只参与循环,不易磨损,秸秆类生物质中易燃部分一次性燃烧完毕,并为固定碳部分留有充分的燃烬时间和条件。通过合理布臵炉膛的受热面,降低了炉膛出口的温度水平,保证进入返料器循环灰的温度低于850℃,这对于分离、返料回路的畅通以及降低后面过热器表面的积灰是至关重要的。(2)物料分离及循环 采用专利的分离器技术和返料器技术,使得床料进行循环,未燃烬的可燃部分在此被分离并携带回炉膛继续燃烧,控制合适的进出口温度,避免循环物料在循环回路中搭桥和堵塞。

2、操作参数的选择

实际上,秸秆类生物质燃烧的最主要问题就是结团、积灰和结渣。除了燃料本身的特性(主要指灰分的组成),合理的锅炉结构设计之外,锅炉运行中操作参数选择也至关重要。例如烟气温度,管子受热壁面的温度、材料以及所在的位臵,燃烧的环境,烟气中氧含量等。通过严格控制床层和炉膛出口的燃烧温度、分离性能、过量空气系数、尾部烟道的烟气流速,能够避免和解决燃烧秸秆类生物质出现的积灰、结渣问题。

由于过热的蒸汽温度只有400℃,氯的高温腐蚀可以大大降低;同时,由于管壁温度不高,灰的粘性大大削弱;采用纵臵式的过热器,选取较高的烟气流速,可以避免生物质燃烧灰在过热器管壁上的积灰,保证了锅炉的蒸汽参数以及维持锅炉的整体出力。

3、尾部烟道设计、吹灰技术及除尘方式的选择

秸秆类生物质燃烧形成灰主要以飞灰的形式离开分离器进入尾部烟道,根据灰的成分分析,灰中硅、钾、钠、钙的含量较多,灰在受热面管壁的粘结相比磨损要严重许多,因此,尾部受热面的烟气流速选择非常重要,合理选择流速,可以避免受热面的积灰,同时配备专有的吹灰系统以及布袋除尘器来有效的收集烟气中飞灰。

4、环保性能的保证 循环流化床燃烧技术的温度水平和物料循环方式有助于秸秆类生物质中钙、镁及钾对S和Cl的反应和自脱除,避免了尾部受热面的酸性腐蚀,使烟气排放符合国家环保标准。由于采用单一秸秆类生物质燃烧,灰渣中营养成份很高,可以直接施用于农田。

中国科学院工程热物理研究所通过对秸秆类生物质燃烧特性、成灰特性以及排放特性的研究,在中试试验装臵中完成了生物质燃烧、热解等一系列的试验,形成了能够进行工程应用的生物质循环流化床锅炉燃烧技术。

四、基本方案

针对秸秆类生物质的特点,中国科学院工程热物理研究所在已有的循环流化床锅炉技术基础上,开发出了适应秸秆类生物质的循环流化床锅炉,避免或解决了生物质燃烧及换热过程中的积灰和结渣问题,并且能够长期稳定运行。烟气的排放满足国家相关的环保标准,灰渣含碳量低,可以实现飞灰的综合利用。针对生物质分类,对于玉米秸秆,可以纯烧和混烧;对于麦杆和稻秆需要混烧,生物质混烧重量比率达到80%左右。锅炉容量可以含盖75t/h及以下容量;生物质循环流化床锅炉可以应用于新建项目,也可以在已有电厂和供热系统中,对原有锅炉实行技改来实现。

表1 河北省某地生物质元素分析

项目 Car

Har

Oar

Nar

Sar

0.20 玉米秸杆 44.87 4.00 32.78 1.01 小麦秸杆 43.56 烟煤

66.87

4.12 33.54 3.66

7.62

0.85 0.68

0.21 1.22 表2 河北省某地生物质工业分析

项目 Aar % Mar % Vdaf % Qnet,ar kcal/kg

7.34 7.98 15.10

9.80 68.06 9.74 72.04 4.54 24.60

表3 河北省某地生物质灰熔点温度 项目

DT

℃ ST

℃ FT ℃

1080 760 1150

1130 780 1300

1160 790 1350

3751 3748 6180 玉米秸杆 小麦秸杆 烟煤

玉米秸杆 小麦秸杆 烟煤

表4 河北省某地生物质灰成分分析

玉米秸小麦秸灰成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO

单位 % % % % %

烟煤

56.68 52.87 58.72 7.4 2.65 8.1 5.41

3.53 21.26 1.41 11.22 6.55 3.61

2.70 0.54 Na2O K2O TiO2 P2O5

% % % %

2.27 2.44 0.12 2.05 0.84 0.22

13.84 26.05 0.44 1.3

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