440t/h CFB鍋爐防止爐膛結焦技術措施
內容摘要:總結了440t/h CFB鍋爐投產以來的結焦情況。針對福建無煙煤易結焦的特性,結合具體的設備特點,從啟動、運行、停爐、檢修等各環節提出了預防結焦的技術措施。
[關鍵詞] 循環流化床;鍋爐;結焦;預防;措施
前言
龍巖坑口火電廠是利用福建龍巖市地區煤炭資源建設的大型坑口火電廠。一期工程4×135MW機組,配置4臺哈鍋生產的HG-440/13.7-L.WM20 CFB鍋爐。福建無煙煤著火溫度高、灰渣的變形溫度低(校核煤種灰的變形溫度1050℃),運行中易出現結焦現象。4臺鍋爐截至06年,共出現4次結焦現象。4次結焦的焦塊核心區域處于熔融狀態,質地堅硬,從6米高空落至0米地面砸不碎,使用鐵榔頭難于擊碎;焦塊呈深褐色,夾雜少量氣孔,如圖1所示。焦塊的周邊區域均是嵌入的未燒結的顆粒狀疏松焦塊,易擊碎,如圖2所示。焦塊完全符合高溫焦的特點。
為此,現針對現場的設備情況和客觀環境,從以下幾個方面提出防止爐膛結焦的注意事項。爐膛結焦引發因素較多,牽涉面廣,在CFB鍋爐啟爐、運行、停爐過程中、停運后均易發生,是一個較為普遍的問題,關鍵在于正確預防、準確判斷、正確處理。
一.啟動前的注意事項
1.封爐膛人孔門前確認爐內無異物,尤其無大塊異物,經過驗收合格。如果采取靜鋪床料方式,應在鋪床料前確認無異物。加床料過程中避免大塊異物進入爐內。
2.根據停爐后爐內風帽、水冷風室檢查結果及其檢修情況,床料特性確定每次啟爐前是否需要進行空板阻力試驗和流化試驗。
3.根據正常的啟爐方式加合格的床料至600~800mm,并應經過驗收合格。
4.若旋風分離器入口積料徹底清理或回料器內物料徹底清理干凈,則應相應增加100mm床料,若存在烘爐等非正常啟爐方式引起的啟爐時間延長,則應視具體情況相應增加床料。
5.在分離器、水冷壁受熱面爆破嚴重,引起回料器內物料潮濕,或停爐時間超過7天且環境濕度大時,點火前應清空回料器內物料。
6.在分離器或回料器檢修后,及時清理內部雜物,并經驗收合格后方可封閉人孔門。
7.在發現回料器布風板風帽脫落后,即使聯系檢修處理,并及時開啟對應的風室放灰堵板,放空風室內積灰。
二.冷態啟動過程注意的事項
(涉及一次風量方面的問題在熱態啟動參照執行,并根據床料量適當提高)
1.啟動風機后及時發現回料器及其高壓流化風的異常(某支管路風量明顯偏小,甚至低于500Nm3/h,高壓流化風母管壓力明顯偏高),并采取正確措施排除。
2.啟動一次風機后,開啟熱一次風門,調整一次風量至10萬Nm3/h(熱態啟動視爐內床料料量較高,可適當增大一次風量),通風約5min。
3.維持一次風機出力不變,切換至冷一次風,比較一次風量和風機電流的變化。排除風量測量的干擾。
3.點火之前調整一次風量至8萬Nm3/h~8.5萬Nm3/h(因為#1、#2、#3、#4爐風量標定系數有差別,操作時視具體情況少量修正),記錄一次風機電流和風機擋板開度,同以往的一次風機電流比較,發現異常,及時通知檢修人員查明原因、處理。
4.通過就地爐后墻下二次風口(手電筒)檢查爐內流化情況,并根據具體情況適當調整風量至最佳(確保既省油又安全)。
5.投油后應定期檢查燃燒器霧化情況,針對霧化不良甚至嚴重不良現象,應采取調整油壓、風量等措施,若不見好轉,則應根據情況盡快停運,通知檢修人員檢查噴嘴并清理。
6.投煤前一次風量在8.5萬Nm3/h~9萬Nm3/h,水冷風室壓力在8KPa(#3、#4爐在9KPa)。
7.啟動給煤系統前檢查給煤機內是否有煤,若無煤可在420℃以上啟動給煤系統,若有煙煤,應選擇更高的床溫啟動點。
8.選擇合理的投煤溫度,空轉檢查無異常后至500℃以上開始投煙煤。
9.采取脈沖投煤, 投煤后,密相區下部平均床溫低于480℃,應及時停止往爐內供應煙煤。避免爐內煤燃燒不盡而出現大量存積,對無煙煤的點火及運行過程應更加注意防止可燃物的積累。
10.投煤應緩慢(開始可3~5t/h,投煤成功后可視工況合理適當增加至8~10 t/h),并密切關注爐內燃燒、流化、火星分布、明亮程度等情況。投煤成功后根據床溫及時合理退出油系統,并視工況適當增加一次風量至8.5~10萬Nm3/h。
11. 合理做到投煤量和退油量同步(控制熱量平衡),控制床溫,避免快速上升。
12.鑒于煤場煙煤中有混雜無煙煤的可能,為防止爐內積存大量的煤燃燒時釋放大量的熱量,要求冷態啟動過程中投煤后至機組未并網前,在一次風、二次風滿足最小要求以上滿足含氧量不低于8%,低于5%時應瞬間切斷爐內給煤。
13.調整刮板給煤機出口電動調節門,根據床溫、汽溫分布合理分配各給煤口的給煤量,當床溫偏差超過150℃時應調整。
14.機組并網后,且密向區下部平均床溫達750℃以上,床下密向區8個溫度測點中任一個不低于600℃時(測點不準確除外),同樣方法逐漸適量投入無煙煤。
15.根據床溫、含氧量變化及現場監視判斷爐內無煙煤著火后可逐漸增大無煙煤給煤量,控制床溫持續上升趨勢。
16.升負荷和煙煤/無煙煤切換過程中小幅度操作,做到平穩過渡(即增加一點無煙煤,減少一點煙煤,不要一下子全部切換),避免入爐煤量陡增現象。
17.應盡量縮短啟動時間(正常≤8小時,超過要求注意)。否則油煤混燒時間過長,調整不當極易發生結焦。
三.冷態啟動及運行過程中均應注意的事項
1.控制合理的一次風量及合理的一、二次風比例,負荷低于70MW時按照一次風量控制,負荷高于70MW時按照一次風比例(40~60%,隨負荷增加一次風比例逐漸降低,但由于鍋爐風機本身的出力設計問題,在125MW以上一次風比例反而略高于100~120MW的比例)控制,并根據運行工況(床料量、床料粒徑)適當調整,不可出現一次風量過大或一次風量過小現象。
2.控制合理的密相區下部、中部床溫:正常135MW工況下:#1、#2爐密相區下部床溫應低于940℃,#3、#4爐密相區下部床溫應低于960℃。在燃燒擾動(煤質變化、給煤中斷后的恢復、稱重裝置故障等引起爐內煤增多,出現床溫快速上升并超過正常值時應及時增加一、二次風量,并調整給煤系統,以控制床溫在允許范圍。當床溫超過980℃,應果斷停運一側給煤機,以控制床溫。
3.控制合理的含氧量:正常運行中含氧量應在2.5%(兩側)以上,擾動時應及時調整風量,控制含氧量在1.5%(兩側)以上,出現含氧量低于0.5%時停運相應側的給煤機。任何時間不可出現床溫高于980℃且含氧量低于0.5%持續時間超過1min以上的工況。
4.控制合理的床料量: 床料量采取水冷風室測量+床壓測量的配合判斷控制方法。將冷態的空板阻力通過計算成熱態的空板阻力,計算公式如下
正常運行工況時的具體要求如下:在床壓測量較準時控制密相區床壓在4~7Kpa,高負荷時就高限,低負荷時就低限,并結合水冷風室壓力[2]控制如下:
(現#1、#2、#3、#4爐床壓測點均已改造,存在個別偏差,故此#1、#2、#3、#4爐床壓有略微差別,#3、#4爐特性,水冷風室壓力可適當提高1KPa)。
5.控制合理的爐膛負壓,不可出現長時間的爐膛負壓低于 - 0.5KPa以上的工況。
6.及時發現因回料器內澆注料大面積脫落而引起的回料異常,并采取正確措施處理。
7.經常檢查床溫、床壓畫面,根據床溫偏差調整各給煤口的給煤量,避免出現床溫平均值在合理范圍,但兩側床溫偏差過大,致使某點或某側床溫嚴重超過允許范圍,從而出現結焦現象。除控制平均床溫在合理范圍內外,還得嚴格控制單個床溫不超過980℃。當單個床溫超過980℃且持續上升時,應果斷停運對應側的給煤機。
8.及時發現密相區下部床溫、密相區下部床壓計算帶來異常的干擾:密相區下部床溫、密相區下部床壓是應控制的重要參數,但在燃燒畫面上密相區下部床溫、密相區下部床壓均是計算后的平均值,并且單點與平均值偏差超過150℃自動淘汰。故此防止單個熱電偶損壞、單個床壓測點堵塞等引起的密相區下部床溫平均值、密相區下部床壓平均值偏離實際值。
9.及時發現一次風量指示的異常:一次風總量是通過計算得來,及時發現某個測點故障,并調整計算,以合理控制。
四.停爐過程中應注意的方面
1.滑參數停爐時:選擇合理的床溫停止給煤:沒有煙煤混燒時750℃以上切斷無煙煤,有煙煤混燒時700℃以上切斷無煙煤,在600℃以上切斷煙煤。
2.正常的滑參數停爐時待爐內的燃料(煤、油)燒完后,含氧量上升至15%后停運風機。
3.停爐后,尤其是壓火燜爐,爐內煤沒有燒完時,停風機后必須立即關閉所有風門擋板。
五.停爐后檢修應注意的方面
1.機組運行60天以上,停爐檢修時間超過5天的檢修期間,排空床料,檢查風帽堵塞情況。在水冷壁爆管,大量的水通過風帽進入水冷風室后,需認真檢查風帽,徹底清通,必要時通風檢查,并將檢查情況反饋至鍋爐運行專業,以指導運行。
2.機組停運后,若發現床面異常,應及時檢查水冷風室內情況。
3.停爐后,床溫未降至常溫前的檢修工作,不允許將煤送入爐內。
4.停爐后,檢修中送入爐內的煤,及時清理干凈。
六.外界應注意的方面
1.入廠(爐)煤煤質控制:當發現入爐煤煤質中含有較多的煤矸石甚至較多的大顆粒石頭時,及時反饋至運行人員,運行人員根據排渣粒徑及工況相應的增加一次風。
2.破碎系統故障或運行方式改變,引起入爐煤粒徑大幅增大時,及時反饋至運行人員,運行人員相應增加一次風。
七.保護方面
1.原來設置含氧量(兩側)聯跳給煤機的保護,保護定值為兩側含氧量均低于1.5%且持續60S后跳給煤機。現將定值由1.5%調整為1%。當兩側含氧量同時低于1%且持續60%后應切除給煤機。
參考文獻
[1] .岑可法等《循環流化床鍋爐理論設計與運行》。
[2].《HG-440/13.7-L.WM20 鍋爐說明書 編號06.1300.139》
文章作者:秦建柱 福建省龍巖發電有限責任公司,龍巖市, 364000