摘要：關(guān)鍵詞 過量空氣系數(shù) 回料器 熱效率

1  前言

    南川東勝火電廠目前投運的75t／h鍋爐為中壓參數(shù)的CFB鍋爐。該爐是東方鍋爐集團(股份)有限公司在總結(jié)了國內(nèi)外CFB鍋爐產(chǎn)品經(jīng)驗的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的帶有中溫分離回料系統(tǒng)的CFB鍋爐，鍋爐于1998年5月31日通過72小時試運行，并開始商業(yè)運行。本文為該爐的燃燒調(diào)整試驗后的經(jīng)驗總結(jié)。

    2  鍋爐設(shè)計性能及結(jié)構(gòu)簡介

    2．1  鍋爐規(guī)范

    鍋爐型號  DG75／3．82—8型

    設(shè)計燃料  南川半溪無煙煤

    額定蒸汽流量  75t／h

    額定蒸汽壓力  3．82MPa

    額定蒸汽溫度450℃

    給水溫度150℃

    一次風(fēng)溫  210℃

    二次風(fēng)溫  192℃

    排煙溫度  141．13℃

    鍋爐熱效率  87．62％

    脫硫效率80％

    鍋爐保證效率85％

    2．2  設(shè)計燃料和石灰石特性

  2．3  鍋爐布置特點

  鍋爐為平衡通風(fēng)，露天塔式布置，中溫旋風(fēng)分離器，全鋼結(jié)構(gòu)爐架，自然循環(huán)汽包爐；燃料和石灰石由鍋爐前墻送入爐膛；一、二次風(fēng)分別通過各自的空氣預(yù)熱器預(yù)熱。

  2．4燃燒系統(tǒng)特點

  燃燒系統(tǒng)由爐膛、中溫分離器以及”J”閥回料器等組成。送風(fēng)方式為分級送風(fēng)，一次風(fēng)的一部分作為播煤風(fēng)；回料器由羅茨風(fēng)機供風(fēng)。鍋爐采用木炭在爐膛布風(fēng)板床面上點火，同時配備了床上油槍點火系統(tǒng)。燃料經(jīng)爐前的風(fēng)力播煤機送入爐膛。經(jīng)中溫分離器分離下的細(xì)灰通過“廠閥回料器送回爐膛再燃燒。爐渣通過爐膛底部排渣管定期排放。鍋爐系統(tǒng)布置示意圖見圖1。

    3  冷態(tài)試驗

    為了全面了解鍋爐的情況，除進行常規(guī)的檢查以及一、二次風(fēng)量和給煤、石灰石量等的標(biāo)定處，還進行了其它一些冷態(tài)試驗。

    3．1  鍋爐布風(fēng)板布風(fēng)均勻性試驗

    在測量了布風(fēng)板阻力特性后，爐膛布風(fēng)板上均勻地鋪上400mm和500mm兩種厚度的料層，為了更接近運行的實際情況，取堆積比重約有1．03t／m3的鄰爐爐渣作為物料。物料加入后啟動一次風(fēng)機，風(fēng)量由小到大，直至物料呈流化狀態(tài)，同時觀察爐內(nèi)各處物料的流化情況，最后突然停風(fēng)觀察床面形態(tài)。

    鍋爐原設(shè)計采用“7”字形定向風(fēng)帽，由于風(fēng)帽出口直徑及風(fēng)帽布置節(jié)距等問題，床面物料分布均勻性較差。將定向風(fēng)帽改為“蘑菇”形風(fēng)帽后，床面物料分布均勻性較改前大大改善。布風(fēng)板空板阻力和料層阻力特性見圖2和圖3。

  3．2  回料器調(diào)整

  回料器是循環(huán)流化床鍋爐的一個重要部件，回料器的工作狀態(tài)直接影響鍋爐的運行。因此，在鍋爐未投運前，應(yīng)先進行回料器的運行觀察。在回料器內(nèi)還安裝了若干溫度和壓力測點，以便監(jiān)視鍋爐熱態(tài)時回料器的運行狀態(tài)。總結(jié)以前回料器的運行經(jīng)驗，在回料器布風(fēng)板上增設(shè)了排渣管，以便及時排出回料器內(nèi)的雜物或焦塊。

    3．3  給煤、給石灰石量標(biāo)定

    為了便于全面掌握鍋爐運行時的狀態(tài)以及脫硫計算，進行了給煤、給石灰石量標(biāo)定。

    4  啟動運行

    4．1  流化狀態(tài)觀察

    每次冷爐啟動前，為了解物料的流化狀態(tài)，在爐膛布風(fēng)板上先均勻地鋪上約330mm厚的爐渣。啟動風(fēng)機使物料呈臨界流狀態(tài)，觀察床面物料流化均勻性，為正式點火作準(zhǔn)備。

    4．2  烘爐

    為滿足鍋爐冷態(tài)啟動的升溫要求，鍋爐點火前先在爐膛內(nèi)加木材燃燒烘爐。根據(jù)不同情況，烘爐時間一般為4～6小時。

    4．3  點火

    鍋爐達(dá)到溫升要求后投入木炭升溫，然后投煤運行一段時間后，再投入回料器使鍋爐達(dá)到穩(wěn)定運行。

    5鍋爐運行控制

    5．1  風(fēng)量控制

    鍋爐實際運行中，一次風(fēng)所占比例約為50％；二次風(fēng)占比例約為30％；播煤風(fēng)占比例約為18％，其余為回料風(fēng)。

    5．2  床壓控制

    在鍋爐運行過程中表明，較高的風(fēng)室風(fēng)壓，鍋爐運行也較穩(wěn)定。因此，在實際運行中，盡可能地提高風(fēng)室風(fēng)壓，也就是增加爐內(nèi)物料的保有量。一般風(fēng)室風(fēng)壓維持在10000Pa——l1000Pa。

    5．3  床溫控制

    因在鍋爐設(shè)計時考慮投入石灰石進行脫硫。而最佳脫硫溫度為870℃左右，因此脫硫時床溫控制在900℃以下。

    5．4  回料量控制

    實際運行中，要想維持床溫，回料器必須排放部分回料灰。目前電廠將排放回料灰作為調(diào)控鍋爐運行的一個手段。

    5．5  石灰石利用率

    電廠目前用于脫硫的石灰石粒度較粗，粒度篩分分布圖見圖4。從圖中可以看出，2mm以上粒徑的約占35％，1．5mm以上約占50％。此粒度分布的石灰石直接從采石場進料，若電廠將石灰石重新破碎達(dá)到設(shè)計要求，成本將增加一倍多。目前石灰石利用率為60％左右，大量被煅燒后的石灰石從爐底排出。

    6  燃燒調(diào)整

    6．1  過量空氣系數(shù)調(diào)整

    由于分離器工作溫度與設(shè)計溫度有一些偏差，實際溫度高于設(shè)計溫度。若上二次風(fēng)量過大會提高爐膛上部溫度，也使分離器工作溫度提高。因此，在調(diào)整過量空氣系數(shù)前的實際運行中，為了控制分離器的工作溫度，盡量減少風(fēng)量，特別是二次風(fēng)量。尾部煙氣中的過量空氣系數(shù)也因此而偏低。為解決這一問題，除增加部分高溫省煤器受熱面外，適當(dāng)提高下二次風(fēng)量，并降低上二次風(fēng)量。調(diào)整前實測的煙氣中含氧量僅為2～3％，甚至更低。調(diào)整后煙氣中含氧量控制在4～5％左右。經(jīng)過過量空氣系數(shù)的調(diào)整，鍋爐的機械不完全燃燒熱損失和化學(xué)不完全燃燒熱損失大為降低。

    通過調(diào)整表明，在保持同樣的過量空氣系數(shù)的條件下，投上二次風(fēng)對燃燼是有利的。

    通過燃燒調(diào)整，在額定負(fù)荷下，鍋爐熱效率可達(dá)87％以上。

    6．2  鍋爐低負(fù)荷試驗

    考慮到電廠夜間可能出現(xiàn)的壓負(fù)荷運行情況，對鍋爐不投油低負(fù)荷穩(wěn)燃進行了試驗。試驗結(jié)果表明，在停投一臺給煤機的情況下，鍋爐能夠在50％額定負(fù)荷以下穩(wěn)定運行，蒸汽參數(shù)滿足設(shè)計值。

    6．3  鍋爐超負(fù)荷試驗

    鍋爐在110％額定負(fù)荷能正常穩(wěn)定的運行，電廠最高超負(fù)荷運行負(fù)荷達(dá)85t/h左右。

    6．4爐內(nèi)脫硫試驗

    鍋爐燃用的煤種是含硫量較高的無煙煤，煤中硫的應(yīng)用基含量高達(dá)3．8％。為達(dá)到煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，必須進行煙氣脫硫，該爐采用的脫硫方法為加石灰石在燃燒過程中脫硫。電廠實際采用的石灰石的CaCO3含量與設(shè)計值相近，石灰石粒度因成本問題較設(shè)計值偏粗。因此，脫硫試驗的Ca／S摩爾比較大。當(dāng)Ca／S約為4時，脫硫效率可達(dá)到80 ～90％。

    除了Ca／S摩爾比，爐膛溫度和風(fēng)量是影響脫硫效率的主要因素。當(dāng)爐膛床溫超過95℃時，脫硫效率明顯下降。若過量空氣系數(shù)太低，試驗中α約為1．1時，脫硫效率也明顯受到影響。

    7  存在的問題及分析

    7．1  回料器放灰

    目前鍋爐運行過程中，必須通過回料器排放部分分離灰，否則床溫?zé)o法維持。由于影響爐膛密相區(qū)熱平衡的因素較多，除設(shè)計因素外，有些因素是實際運行過程中產(chǎn)生的，如燃料種類和燃料粒度變化等。

    7．2  排煙溫度

    現(xiàn)在鍋爐在額定負(fù)荷下運行時，排煙溫度高于設(shè)計的141．13℃。從對流受熱面各處煙溫分布看，在旋風(fēng)分離器入口處煙溫就偏高。因此，排煙溫度偏高實際上是分離器前對流受熱面?zhèn)鳠嵊嬎悴粶?zhǔn)確造成。

    7．3  磨損

    鍋爐布風(fēng)板上的風(fēng)帽最初采用的是“7”字形定向風(fēng)帽，產(chǎn)生過較嚴(yán)重的磨損問題。這個問題主要是風(fēng)帽出口直徑及風(fēng)帽節(jié)距布置不合理引起的。若仍采用定向風(fēng)帽，必須更改風(fēng)帽出口直徑和風(fēng)帽節(jié)距。鑒于布風(fēng)板開孔節(jié)距已定，將風(fēng)帽改為“蘑菇”形風(fēng)帽可不必更換布風(fēng)板。風(fēng)帽更改后，風(fēng)帽磨損問題基本解決。

    8結(jié)論與建議

    8．1  鍋爐蒸汽參數(shù)

    鍋爐在50～110％額定負(fù)荷范圍內(nèi)，蒸汽溫度能達(dá)到設(shè)計值，蒸汽壓力由于汽機原因一般維持在3．5～3．7MPa。

    8．2  鍋爐熱效率

    在試驗其間，鍋爐在各種負(fù)荷下測得的熱效率在85％以上，最高達(dá)88％左右。達(dá)到保證的85％的鍋爐熱效率。

    8．3  排煙溫度

就排煙溫度偏高問題，建議再增加部分低溫省煤器受熱面來降低排煙溫度。

龔留升(東方鍋爐集團公司 643001)