大型燃煤电站循环流化床锅炉运行问题及应对措施

大型燃煤电站循环流化床锅炉运行问题及应对措施
摘要:目前,大型燃煤电站循环流化床锅炉以其高性能、低污染的优点在市场上得到了广泛的应用。大型燃煤电站循环流化床锅炉可以实现燃料的循环利用,既节省了工作成本,又大大减少了对外界的污染,提高了环保性能。因此,大型燃煤电站循环流化床锅炉具有非常广阔的应用空间。为了保证大型燃煤电站循环流化床锅炉的有效使用,企业必须注意锅炉的稳定工作,有效避免危险事故的发生。因此,相关工作者有必要积极探索其操作模式,思考操作优化方案,这是每个工作者都应该认真思考的问题。
关键词:大型燃煤电站循环流化床锅炉;运行问题;应对措施
本文阐述了大型燃煤电站循环流化床锅炉运行中常见的一些问题,包括燃烧、床温、物料分离器、SNCR环保设备等,有助于在技改前对机组进行全面测试和性能分析。以炉内低NOx燃烧控制为出发点,介绍大型燃煤电站循环流化床锅炉燃烧系统、空气与烟气系统、物料分离器、SNCR脱硝设备改造技术,以满足日益严格的环保“超低排放”政策要求。
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一、循环流化床的结构与特点
v型锚固钉大型燃煤电站循环流化床锅炉的结构可分为前、中、尾三部分。前部为锅炉炉膛,背板制作从下到上可分为三个区域:一次风室、密相区和稀相区,四周铺设水冷壁,提供燃烧空间。中心部分是旋风分离器,其功能是实现循环物料的分离。具体的工作质量直接受循环物料质量的影响。最后,尾部烟道是大型燃煤电站循环流化床锅炉不可缺少的部件之一。蒸汽锅炉主要由过热器、再热器、省煤器和空气预热器组成。尾部烟道内设计了广泛的受热面,也可排放难以获得的烟气和小颗粒。这类锅炉性能好、能耗低的优点主要是由于其独特的内燃特性。其燃烧原理是通过高温引起的烟气和气流扰动,提高颗粒之间的接触效果。同时,许多颗粒返回流态化碳燃烧。锅炉在工作过程中,会不断地在锅炉内产生大量的高温固体颗粒,这些颗粒是可以循环利用的。因此,这种锅炉称为大型燃煤电站循环流化床锅炉。锅炉分离器可以有效的将排出的高温固体颗粒收集起来,再回送至炉膛重新燃烧,从而实现燃料的最大利用,有效提高锅炉的燃烧效率。由于在大型燃煤电站循环流化床锅炉中,很大一部分固体颗粒可以回收利用,与其他传统锅炉相比,具有有效节约燃烧成本的优点。此外,由于锅炉床料本身的厚度和循环物料的燃烧特性,该类锅炉具有较大的蓄热能力。因此,可以部分或完全利用低热值可燃物,包括废木材、矿渣、石油焦、煤泥、垃圾等。这也是其他锅炉所没有的功能。正是这些独特的优点使得大型燃煤电站循环流化床锅炉在工业上得到了有效的应用
二、大型燃煤电站循环流化床锅炉的使用现状
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循环流化床锅炉作为一种较为完善的工业技术,已经在工业中得到了有效的应用,特别是在洁净煤的研究领域。随着技术的不断发展,对燃料的适应性越来越高,燃烧效率也在不断提高,炉体能够脱硫脱硝,在我国洁净煤发电领域发挥着非常重要的作用。循环流化床锅炉虽然具有较高的燃烧稳定效果和对燃料的适应性,但不能保证对所有煤种都有较高的利用效果。并且在最近几年内,燃煤发电的发展背景下,很多燃煤电厂开始选择对各种类型燃煤材料的使用,尤其是对劣质煤的投入,严重影响工作效率,拉低热效率,提高对于煤的消耗。由于各类煤的性质在一定程度上不同,在煤质变化、机组维护、频繁的启停等因素的影响下,最终煤炭消耗量会急剧增加,严重降低企业的经济效益,循环流化床锅炉的使用现状影响着现代燃煤发电中的节能发展情况。在具体的工作中,可以通过对燃料配比的控制来提高锅炉的工作效率。
三、大型燃煤电站循环流化床锅炉常见问题
(一)一次风率偏高
受锅炉装置设计、物料层厚、原煤粒度等诸多因素的影响,大多数CFB锅炉存在一次风量大、配风板流化速度快、相区密集等问题,导致燃烧条件差,原始NOx排放值高,密相区磨损严重,即使在合理粒度和气流分布的条件下也无法解决。一次风比例、流化风速、床下风室等方面的综合技改,成为关键所在。
(二)二次风布置不合理
图1:Df PIV法二次风速模化试验流场图
国内外CFB锅炉普遍存在二次风喷嘴面积不合理、二次风分布不合理的问题。没有正确处
理射流穿透、气流分布均匀性、风煤比局部平衡和制造还原氧化带合理分布之间的协调关系,严重限制了CFB锅炉的燃烧效果,未能进行均匀、有效、科学的配置,不能在炉内完成高效低氮燃烧过程。 在燃用煤质、风帽状况、飞灰循环效率、颗粒度、布风板面积和流化速度等几方面显著变化时,料层厚度自然会发生变化,黑陶工艺品相应高度和水平方向的炉膛压力也会有很大的不同。相应的二次风设计应合理布置,以满足核心燃烧区域的合理延伸,保证整个燃烧系统的正常运行,因此二次风的布置十分重要。
(三)物料颗粒度异常
图2:物料粒径异常对锅炉的影响
如果原煤粒度过粗,会增加下部燃烧份额,提高密相区床层温度,降低分离器入口温度,增大上、下炉温差;原煤粒度过小,上部燃烧份额增大,密相区床层温度降低,分离器入口温度和回流系统温度升高。粗颗粒和细颗粒的比例极化,很容易造成料层的喘振现象。炉内上下两层物料温度极易波动较大。同时还会导致炉膛出口温度、回料温度或床层温度异常,严重影响锅炉的稳定运行和低NOx的效果。
(四)床层温度偏差
溶洞处理常见的引起床温偏差的几个因素:物料粒径、二次风几何布局、布风板及风帽结构、分离器及返料器结构特点、一二次风配比、循环灰量、原始锅炉设计炉内参数、炉膛有效高度、是否采用了多种燃料运行方式。床层温度偏差大是大型燃煤电站循环流化床锅炉普遍存在的问题。大多数CFB锅炉床层温度偏差在50℃以上,严重偏差可达100℃以上。床层温度的不均匀性必然会导致局部温度峰值过高,这是NOx急剧升高的主要因素。其NOx生成能力是合理床层温度下的数倍甚至更高。
四、大型燃煤电站循环流化床锅炉运行策略
(一)强化床料质量
有很多大型燃煤电站在停炉之后,为了能够降低再次起炉所消耗的时间,通常选择保持足够厚度的床料,便于再次启动锅炉时使用。相关实验表明,该操作是可行的。该方法必须建立在合理的床料含碳量和粒度分布的基础上。如果床料含碳量高,启动后床温在600℃时突然升高。特别是一些蒸发率低、煤质低的锅炉,可能会出现结焦或爆燃的问题。因此,在锅炉停机时,一定要详细检查床料质量。如果床料含碳量高,含碳率达到3%以上,则需要排出一些床料,添加一些质量合格的床料使用;如果床料的平均粒度过小,则需打开通风机去除部分小粒度床料,加入合格的床料进行弥补;反之,如果床层物料的平均粒径过大,则会对流态化产生干扰。有必要通过渣冷却器去除一些大颗粒,并加入合格的床料加以弥补。总之,床料的具体质量效果不仅会干扰冷态实验数据的准确性,同时会影响锅炉的长期安全运行。

本文发布于:2024-09-21 01:36:25,感谢您对本站的认可!

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