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循环流化床锅炉燃烧调整_图文

循环流化床锅炉燃烧调整

循环流化床锅炉燃烧概述
? CFB是目前国际上洁净燃煤技术中一项成熟技术, 具有煤种适应性广,燃烧效率高,炉内可实现脱 硫脱氮等优点,因而各发达国家竞相发展该项技 术,自上世纪八十年代开始发展,九十年代逐步 走向大型化并应用于电力工业。目前国内外运行、 在建和计划建设的大型CFB锅炉接近300台,已 经投运的单机容量最大达到300MW。其基本工作 过程概述如下:

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锅炉基本运行流程为: 煤和脱硫剂送入炉膛后,立即被大量处于流化状态中的 惰性高温(830℃~930℃)物料包围,充分混合,迅 速着火燃烧,同时进行脱硫反应; 在上升烟气流的作用下炙热惰性高温物料与燃烧着的煤 粒一起向炉膛上部运动,对水冷壁和炉内布置的其他受 热面放热,细小的煤粉颗粒完成燃烧离开炉膛。 在上升气流中,粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力 作用下偏离主气流,从而贴壁下流,加强了炉内热量像 受热面内工质的传送。这是循环流化床锅炉有别于煤粉 炉的又一特点,这一特征也保证了稍大煤颗粒在炉内反 复循环完全燃烧。

4 含有细小物料的气固混合物离开炉膛后进入高温分离器 (如今成熟且应用较广的是旋风式分离器),气固两相流 中的大量固体颗粒(惰性物料、未燃尽的煤粒、脱硫剂) 被分离出来回送至炉膛,重新参与炉内的流化和燃烧换热, 如此,循环燃烧得以进行并完成。 5 未被分离出来的细小粒子成为飞灰,随烟气进入尾部烟道, 以完成过热器、再热器、省煤器和空气预热器的换热,烟 气携带飞灰最后经除尘器除去飞灰后排至大气。 6 布风板上布置有排渣口,利用气固两相流的流动性将多余 的物料排出炉膛,从而达到炉内物料进出的平衡,维持料 层在合理范围。

典型循环流化床锅炉原理图

循环流化床内的煤粒的燃烧过程
1、煤粒送入循环流化床内迅速受到高温物料和烟气的辐射 而被加热,首先水分蒸发,然后煤粒中的挥发份析出并燃 烧、最后是焦炭的燃烧。其间伴随着煤粒的破碎、磨损, 而且挥发份析出燃烧过程与焦炭燃烧过程都有一定的重叠。 煤粒在流化床中的燃烧过程如图所示。

循环流化床内沿高度方向可以分为密相床层和稀相空 间,密相床层运行在鼓泡床和紊流床状态。循环流化床内 绝大部分是惰性的灼热床料,其中的可燃物只占很小的一 部分。这些灼热的床料成为煤颗粒的加热源,在加热过程 中,所吸收的热量只占床层总热容量的千分之几,而煤粒 在10秒钟内就可以燃烧(颗粒平均直径在0~8mm),所 以对床温的影响很小。

2、循环流化床内煤的燃烧着火 流化床内燃料着火的方式,固体质点表面温度起着关键作 用,是产生着火的热源,这类固体质点可以是细煤粒,也 可以是经分离后的高温灰粒或者是布风板上的床料。当固 体质点表面温度上升时,煤颗粒会出现迅猛着火。另外, 颗粒直径大小对着火也有很大的影响,对一定反应能力的 对一定反应能力的 煤种,在一定的温度水平之下,有一临界的着火粒径,小 煤种,在一定的温度水平之下,有一临界的着火粒径 于这个颗粒直径,因为散热损失过大,燃料颗粒就不能着 火,逸出炉膛。

3、循环流化床内煤的破碎特性 ? 煤在流化床内的破碎特性是指煤粒在进入高温流化床后粒 度急剧减小的一种性质。但引起粒度减小的因素还有颗粒 与剧烈运动的床层间磨损以及碰撞等。影响颗粒磨损的主 要因素是颗粒表面的结构特性、机械强度以及外部操作条 件等。磨损的作用贯穿于整个燃烧过程。 ? 煤粒进入流化床内时,受到炽热床料的加热,水份蒸发, 当煤粒温度达到热解温度时,煤粒发生脱挥发份反应,对 于高挥发份的煤种,热解期间将伴随一个短时发生的拟塑 性阶段,颗粒内部产生明显的压力梯度,一旦压力超过一 定值,已经固化的颗粒表层可能会崩裂而形成破碎;对低 挥发份煤种,塑性状态虽不明显,但颗粒内部的热解产物 需克服致密的孔隙结构都能从煤粒中逸出,因此颗粒内部 也会产生较高的压力,另外,由于高温颗粒群的挤压,颗 粒内部温度分布不均匀引起的热应力,这种热应力都会引 起煤颗粒破碎。

? 煤粒破碎后会形成大量的细小粒子,特别是一些可扬析粒 子会影响锅炉的燃烧效率。细煤粒一般会逃离旋风分离器, 成为不完全燃烧损失的主要部分。破碎分为一级破碎和二 级破碎,一级破碎是由于挥发份逸出产生的压力和孔隙网 络中挥发份压力增加而引起的。二级破碎是由于作为颗粒 的联结体----------形状不规则的联结“骨架”(类似于网 络结构)被烧断而引起的破碎。 ? 煤的破碎发生的同时也会发生颗粒的膨胀,煤的结构将发 生很大的变化。一般破碎和膨胀受下列因素的影响:挥发 份析出量;在挥发份析出时,碳水化合物形成的平均质量; 颗粒直径;床温;在煤结构中有效的孔隙数量;母粒的孔 隙结构等。

4、循环流化床的脱硫与氮氧化物的排放控制 ? SO2是一种严重危害大气环境的污染物,SO2与水蒸汽进 行化学反应形成硫酸,和雨水一起降至地面即为酸雨。 NOX包括NO、NO2、NO3三种,其中NO也是导致酸雨 的主要原因之一,同时它还参加光化学作用,形成光化学 烟雾,还造成了臭氧层的破坏。 ? 煤加热至400℃时煤中的硫分首先分解为H2S,然后逐渐 氧化为SO2。其化学反方程式为 ? FeS2 + 2H2 → 2H2S + Fe ? H2S + O2 → H2 + SO2 ? 对SO2形成影响最大的因素是床温和过量空气系数,床温 床温 升高、过量空气系数降低则SO2越高 越高。 升高、过量空气系数降低则 越高

? 循环流床燃烧过程中最常用的脱硫剂就是石灰石,当床温 超过其煅烧温度时,发生煅烧分解反应: ? CaCO3 → CaO + CO2 ─ 183KJ/mol ? 脱硫反应方程式为: ? CaO + SO2 + 1/2 O2 → CaSO4

? 影响循环流化床脱硫效率的各种因素: 影响循环流化床脱硫效率的各种因素:
(1)Ca/S摩尔比的影响 Ca/S摩尔比是影响脱硫效率的首要因素,脱硫效率在 Ca/S低于2.5时增加很快,而继续增大Ca/S比或脱硫剂量 时,脱硫效率增加得较少。循环流化床运行时Ca/S摩尔比 一般在1.5-2.5之间。 (2)床温的影响 床温的影响主要在于改变了脱硫剂的反应速度、固体 产物分布及孔隙堵塞特性,从而影响脱硫率和脱硫剂利用 率。床温在900℃左右达到最高的脱硫效率。 (3)粒度的影响 采用较小的脱硫剂粒度时,循环流化床脱硫效果较好。

(4)氧浓度的影响 脱硫与氧浓度关系不大,而提高过量空气系数时脱硫 效率总是提高的。 (5)床内风速的影响 对一定的颗粒粒度,增加风速会使脱硫效率降低。 (6)循环倍率的影响 循环倍率越高,脱硫效率越高。 (7)SO2在炉膛停留时间的影响 应该保证SO2在床内停留时间不少于2-4秒。 (8)负荷变化的影响 当循环流化床负荷变化在相当大的范围内时,脱硫效 率基本恒定或略有升降。

(9)其它因素的影响 床压的影响:增加压力可以改善脱硫效率,并且能够 提高硫酸盐化反应速度。 煤种的影响:灰份对脱硫效率并无不利影响。 (10)给料方式的影响 石灰石与煤同点给入时脱硫效率最高。 虽然循环流化床的脱硫作用很强,但在床温达到 850℃,即脱硫效率最高的温度时,NOX的生成量却最大, 对环境造成极大的破坏。这是我们所不愿看到的。所以一 定要把床温控制在850-900℃之间,而且要采用较小的 脱硫剂粒径。另外,实施分段燃烧也是非常好的措施。

循环流化床锅炉烟风系统特性
1 大型循环流化床锅炉一般采用并联配风系统,设有两台一 次风机,两台二次风机,三至五台高压流化返料风机,两 台引风机。

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一次风由两台风机供给,一次冷风一部分直接送到给煤 机及给、落煤管线上,作为给煤密封风,其余进入空气 预热器内,经加热后,通过一次热风道,经床下启动燃 烧器(即热烟气发生器),进入由下部水冷壁构成的水 冷风室内均压,通过均布于布风板上的风帽进入炉内, 保证炉内物料的流化,并将部分细小颗粒物料提升起来; 另外,一般从热一次风道上引出一路风,作为给煤的播 煤风,以保证给煤在炉内的均匀扩散和分布,从而有利 于保证床温的均匀性(部分系统设计上在此播煤风管路 上设计有增压风机,以提高播煤风压力)。

? 一次风的主要作用是保证物料处于良好的流化状态,同时 为燃料燃烧提供部分氧气,并将燃料燃烧产生的热量带离 料层到达炉膛上部进行换热,实现锅炉燃烧热量平衡。床 料的流化状态受温度影响很大,热态运行时的流化远比冷 态时好,所以一次风量的调整在保证不小于最低流化风量 时,根据床温来调整至合适值,使一次风机电耗得到优化。

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二次风由两台二次风机供给,一般均进入空气预热器内 加热,然后由二次热风道送到炉膛下部密相区域,由多 只二次风管分多层不同高度进入炉内,起到补充燃料燃 烧所需空气和强化燃烧扰动、输送床料向炉膛上部运动 的作用,并实现分级配风燃烧,降低NOx排放,增加燃 料燃尽程度。

? 二次风量主要根锯烟气含氧量调整,补充燃烧所需空气, 起到扰动作用,加强了气固两相混合,二次风一般分上、 下两段送入,下层二次风压约高于上层二次风压2kPa以 上,并保持锅炉氧量在3%-5%之间。一次风占风量55%左 右,二次风占总风量45%左右。 在运行调整中应将床温、汽温,汽压、氧量、负压、床压 维持在一个较小的变动范围,以此来判定一、二次风量是 否合适,燃烧是否充分,若增加风量、床温,汽温、汽压 上升,说明风量不足,煤量偏多,应及时调整减少煤量, 若增加风量后床温下降汽压先升后降,说明风多煤少,应 及时增大煤量。通过勤调细调使得各参数最终达到一个平 衡状态,这样既保证燃烧充分,又可降低风机电耗。

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高压流化风机为返料系统回料阀提供松动流化风。(有 外置床设计的锅炉,此系统还向外置床提供流化风。) 回料阀上升段布置流化风,运行中保证上升段回料处于 微流化状态; 而回料阀下降段布置的松动风则应小些, 保证下降段物料可顺畅移向上升段即可,不能过大,否 则易造成返料不畅。

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石灰石风机为石灰石粉输送提供介质。石灰石风机普遍 采用萝茨风机,有些系统设计上石灰石粉的输送介质采 用压缩空气,需要注意的是压缩空气应选取脱水干燥后 的压缩空气。 上述风机实现锅炉的配风,另外,锅炉还配有两台引风 机。锅炉采用平衡通风方式,压力平衡点一般均设在炉 膛出口。

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循环流化床锅炉燃烧系统特性
循环流化床锅炉的燃烧系统主要组成部 分如下:
给煤系统; 热烟气发生器即床下点火风道; 水冷风室; 固体粒子循环主回路,包括炉膛、旋风分离器以 及回 料器;

2.1给煤系统 ? 循环流化床的给煤系统主要由给煤机、落煤管、给煤系统 的密封风系统、播煤风系统。 ? 给煤机将原煤仓里的原煤按照锅炉主控指令通过落煤管落 至播煤口处,经播煤风均匀播撒至密相区料层上,与床料 均匀混合。

2.2热烟气发生器 ? 现代循环流化床已基本选择采用热烟气发生器即床下点火 风道产生的高温烟气来加热床料,以达到锅炉投煤点火的 需要。这种点火方式可有效利用燃油燃烧所产生的热量来 加热床料。床下点火风道由床下点火油枪、燃烧风及烟气 温度控制用一次风门、点火风道与水冷风室相连的风道和 膨胀节组成。 2.3水冷风室 ? 由前墙或前后墙水冷壁弯曲形成,上部形成炉膛下部密相 区,布置流化风帽,使一次风在这里良好均压后进入炉膛 密相区。

2.4床料循环及燃料燃烧构成系统 ? 在循环流化床锅炉工艺流程中燃烧及脱硫发生在由大量灰 粒子所组成的温度相对较低接近870℃的床层内,该温度 的选取同时兼顾提高燃烧效率及脱硫效率。这些细粒子或 固体粒子由通过布风板的一次风所产生的向上的烟气流将 其悬浮在炉膛中,二次风分两层送入炉膛,由此实现分级 燃烧。 ? 旋风分离器将绝大部分固体粒子从气—固两相流中分离出 来后通过回料器被重新送回炉膛参加燃烧。这样就形成了 循环流化床锅炉的主回路。循环流化床主回路的特征为: 强烈的扰动及混合、高固体粒子浓度的内循环及外循环、 高固体/气体滑移速度及较长的停留时间,以上的特点从 而为传热以及化学反应提供了良好的外部条件。 ? 循环流化床锅炉燃用煤中所含的硫与氧化后形成的SO2通 过与煤灰中的氧化钙或者是与添加的石灰石反应,在炉膛 内直接脱硫。

煤的粒径对传热系数影响很大,稳定的床温需要不同粒径, 为了稳定床温,采用煤的粒径分布为0-9mm,其中1.8mm 以下占50%,煤粒度大小对燃烧的温度场分布有很大的影 响,床料粒度偏大,同等厚度的物料,需要增加一次风压 头才能保证流化良好,增大了一次风电耗和排渣电耗。床 料粒度太细,运行过程中床压容易造成波动,所以在运行 调整中,严格控制煤的粒度在0-9mm,煤中灰份高时煤的 粒径可以适当细一些,挥发份高时粒径可以适当大些,这 样既保证了燃烧,又降低了厂用电率。

高负荷运行可以降低厂用电量在发电量中的比例。因为就 是再低的负荷,循环流化床锅炉也要保证流化和燃烧证常, 而负荷的增加与辅机的出力并非成比增加,这样高负荷所 耗电能相应减少,同时高负荷时,物料循环增强,床温较 高,燃烧更充分,燃烧用电会有所下降,这样就起到了降 低厂用电率目的。

燃烧调整
循环流化床锅炉与常规煤粉锅炉不但在结构上有所不同, 而且在其燃烧方式和调节手段也有自身的特点。循环流化 床锅炉正常运行调整的主要参数除了汽温、汽压、炉膛负 压之外,还应重点监视床温、床层压力、床层密度、旋风 分离器灰温、旋风分离器料层高度、冷渣器选择仓及各冷 却仓的风室风压、布风板压力、渣温、排渣温度等。所以 循环流化床锅炉燃烧调整有以下原则:

流化床燃烧的组织原则 ? 1、在保证密相区床层物料的充分流化的前提下,可尽量降低一次风 量,调整上下二次风比率进行床温的控制,以满足燃烧各阶段用氧要 求; ? 2、在维持氧量的前提下适当调整二次风量,合理搭配上下二次风量, 保持合适的过剩空气。 ? 3、适当降低密相区高度,根据负荷变化选择合适的床层差压、床层 密度及烟气流速。可进一步延长燃煤颗粒在炉内的停留时间,降低飞 灰含碳量,同时也有减小水冷壁管的磨损效果。提高旋风分离器分离 效率,延长固体颗粒在炉内的停留时间。 ? 4、控制入炉煤在规定的筛分范围,保证锅炉燃烧的稳定、安全和经 济。运行人员要关心来煤质量,根据排渣情况判断煤矸石含量、筛分 粒度,减小煤矸石和大颗粒在来煤总量中的比例。 ? 5、运行人员要根据锅炉床压情况,及时排放粗渣,减少粗渣对炉内 受热面磨损。

运行中需要控制的主要热工参数 1、料层温度? 料层温度是指炉膛下部燃烧室密相区内流化物料的温度。 料层温度 它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。料层温度 的测定一般采用耐热耐磨不锈钢套管热电偶作一次元件, 布置在距布风板200-500mm,一般布置于燃烧室前后或 者左右墙密相层中,插入炉墙深度15-25mm,数量最少不 得少于2只(现在大型循环流化床锅炉密相区床温测点达 到20只以上)。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830℃-930℃之间,温度过高,容易 使流化床体结焦造成停炉事故;温度太低不易燃料燃尽及 有灭火危险,脱硫效果下降,降低了传热系数,严重时会 使大量未燃烧的煤颗粒聚集在尾部烟道发生二次燃烧,或 者密相区燃烧份额不够。

流化床锅炉内的温度必须严格控制, 流化床锅炉内的温度必须严格控制,料层温度最 高不能超过990℃,最低不应低于 高不能超过 ℃ 最低不应低于760℃。温度高 ℃ 限的确立是防止温度超过料层物料的变形温度, 限的确立是防止温度超过料层物料的变形温度, 低限防止锅炉熄火。 低限防止锅炉熄火。
在锅炉运行中,当料层温度发生变化时,可通过调节给煤 量、一次风量或一二次风量比,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 应增加一次风量或增加下二次风量,使料层温度降低;如 料层温度低于820℃时,应首先检查是否有断煤现象,并 适当增加给煤量,减少一次风量或减少下二次风量,使料 层温度升高。一但料层温度低于760℃,应做压火处理, 需待查明温度降低原因并排除后再启动。

调节床温的主要手段是调整给煤量和一、二次风量配比。 如果保持过剩空气量在合适范围内,增加或减少给煤量就 会使床温升高或降低。但此时要注意煤的颗粒度的大小, 颗粒过小时,煤一进入炉膛就会被一次风吹至稀相区,在 稀相区或水平烟道受热面上燃烧,而不会使床温有明显地 上升。当煤粒径过大时,操作人员往往会采用较大的运行 风量来保持料层的流化状态,否则会出现床料分层,床层 局部或整体超温结焦,这样就会推迟燃烧时间,床温下降, 炉膛上部温度在一段时间后升高。当一次风量增大时,会 把床层内的热量吹散至炉膛上部,而床层的温度反而会下 降,反之床温会上升。当然,一次风量一但稳定下来,一 般不要频繁调整,否则会破坏床层的流化状态,所以很多 循环流化床锅炉都把一次风量小于某一值作为MFT动作的 条件。但在小范围内调节一次风量却仍是调整床温的有效 手段。二次风可以调节氧量,增加二次风后就加强了对炉 膛上部的扰动作用,会出现床温暂时下降的趋势。

床温是通过布置在密相区和炉膛各处的热电偶来精确监 测的,床温测点位置对床温值影响很大。因为床内料层表 面温度最高,而最下面的温度最低,所以床温测点必须布 置在合适位置。正常运行中,密相区上下温度差小于或等 于50-80℃。当温度计异常时,可利用观火孔和临时观察 孔以床料颜色判定其温度:一般来说,当床料颜色发暗红 时,床温大约为500℃左右;当床料颜色为红或亮红时, 床温大约为800-900℃左右;当床料颜色发亮、发白时, 床温可能超过1000℃。

当床温出现波动并有大的偏差时,应首先确认给煤量是否 均匀,给煤机是否出现故障,一次风量是否合适。给煤量 过多或过少、风量过大或过小都会使燃烧恶化,床温失调。 在正常运行调整床温时一定要保持给煤量和风量均匀,遵 循“先加风后加煤”和“先减煤后减风”的原则,调节幅 度尽量小,要注意根据床温变化趋势,掌握好提前时间量。

床压的控制
2、料层差压? ? 料层差压 料层差压是一个反映燃烧室料层厚度的参数。流化床发展 初期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,如今用直接在密相区下部布置的 床压测点进行监视。运行中通过监视料层差压值来得到料 层厚度大小。料层厚度越大,测得的床压值亦越高。 ? 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甚至造成炉膛结焦; 料层厚度过低时若遇到布风板阻力偏低时会流化不均,甚 至发生局部不流化现象,从而产生勾留。料层差压视锅炉 容量和布风板面积来决定。一般来说,料层差压应控制在 7000-11000Pa之间。料层的厚度(即料层差压)可以通过炉 底放渣管排放床料的方法来调节。在使用过程中,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。

? 维持相对稳定的床压和炉膛压力降是锅炉运行中十分必要 的方面,对保证正常运行至关重要。若床压过低,则炉内 燃烧就变成悬浮式燃烧,加煤量增加床温迅速升高,而负 荷带不上。并且整个床层的温度悬殊很大,极易局部结焦。 若床压过高,就需要更多的一次流化风,否则也会导致床 料流化不起来,同样会引起局部结焦。另一方面,水冷风 室压力会随床压的升高而升高,一次风系统所承受的压力 升高,容易损坏风机及风系统的管道。更有甚者,在实践 中表明,床压过高即床层厚度过高时,还会阻碍回料器的 正常回料。

? 正常运行中控制床压的主要手段是调整排渣量。排渣方式 多种多样,有的是从底部放渣,有的则是从侧面或前后墙 放渣。与排渣设备或冷渣器本身的工作条件相协调

的。
? 现在国内已普遍使用滚筒水冷冷渣机,此冷渣机通过改变 滚筒冷渣机的工作转速,调节进入冷渣器内的渣量,可有 效控制床压在需要值内。 早期国内引进技术制造的循环 流化床锅炉普遍使用配套的选择式风水联合冷渣器,这种 冷渣器的适用与控制相对复杂。 ? 对于选择性、多仓式流化床冷渣器来说,进行排渣时,排 渣量的大小是通过调节排渣风量来控制的。如何控制好选 择仓及其它冷却仓的床压及床温至关重要。

选择性、多仓式流化床冷渣器排渣:
各室流化风量从选择仓到各冷却仓依次减小,此风压和风量的值需 要在实际运行中确定下来,选择仓的流化风量不宜太大,否则会造 成大量细颗粒夹带一些大颗粒返回到炉膛,影响渣往后排至冷却仓; 风量太小,选择仓内的渣就可能会流化不充分,局部结焦,堵塞选 择仓,甚至一直把排渣管堵死。各冷却仓的风量以对床料充分流化 和冷却作用,如果发现其床温过高时应适当增大风量,以保证最后 的冷却仓的排渣温度降到150℃左右,否则会使排渣系统温度过高 变形或烧坏。有时由于排渣温度高于150℃,事故减温器会自动投 入减温,如果是间断性排渣的话,有可能造成灰渣结块,使各冷却 仓流化不充分而堵塞。对于底部排渣来说,一些大块或密度比较大 的耐磨材料与保温材料或矸石、焦块等会排出来,当这些块太大时 可能堵塞排渣管或冷渣器,造成排渣不畅。对于侧面排渣来说,靠 近炉膛两侧的给煤机下来的煤可能来不及燃烧即被排渣管排出去, 若冷渣器内床温高的话就会在里面重新燃烧或结渣,若冷渣器内床 温不高,这些煤颗粒就会被排至渣库内,造成飞灰含碳量高。

炉膛差压
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 炉膛差压 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。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,有较高的传热系数(其传热效率约 为煤粉炉的4-6倍)。炉膛差压值越大,说明整个炉膛内的物料 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。 现在的大型循环流化床锅炉炉膛差压的具体调节方法是通过控 制锅炉排渣量达到控制料层差压来反作用控制炉膛差压的。一 般正常运行中,床压越高,炉膛差压越高。炉膛差压值控制在 500-2000Pa之间较为合适。一般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,则炉膛差压会快速降低,因 此在运行中需要特别注意。 料层差压较高 时,炉膛差压也相应偏高。

燃烧调整对汽温的影响
一般来说,主汽温度随床温的升高而升高,随床温的降低 面降低。由于循环流化床床料蓄热能力很大,当负荷发生 大幅度变化时床温变化并不很大,所循环流化床锅炉的汽 温相对来说比较容易控制。当负荷增加时,床温有上升趋 势,汽温也上升;当负荷降低时,床温有下降趋势,汽温 也随之下降。当然这不是绝对的,这跟机组的结构特点和 容量有关系:如果锅炉过热器以对流过热器为主,,负荷 升高时,颗粒浓度增大,对流受热面吸热量增加,过热器 汽温上升;但辐射式过热器吸热量只与温度水平成正比, 只要炉膛上部悬浮空间的温度不上升,其汽温就不会上升。 改变一、二次风配比也可以改变炉膛内密相区和稀相区的 燃烧份额,从而改变床温以达到调节汽温的目的。另外, 处于尾部竖直烟道内的高、低温过热器还可以用调节烟气 挡板的方法调整汽温,适当关小烟气挡板,汽温上升,反 之则下降。

对于再热汽温的控制,其变化基本与过热汽温相 同,只是在时间上存在一些滞后。循环流化床锅 炉在炉膛内布置了屏式再热器,具备辐射式过热 器的某些特点。在煤粉炉中再热器多布置成对流 式,或以对流为主,有显著的对流特性。再热器 蒸汽压力低,其比热较过热器小,吸收同样热量 时再热汽温的变化大。此外,由于再热蒸汽是汽 轮机高压缸的排汽,低负荷时汽轮机排汽温度低, 使得再热器需要吸收较多热量才能汽温达到额定 值,所以再热汽温对工况变化较敏感,波动范围 大。

循环流化床锅炉在负荷调整时应着重搞好 两平衡:物料平衡和热量平衡。物料平衡 是指进入炉膛的煤、石灰石及其它物料与 排出炉膛的炉渣、飞灰和从回料器回来的 循环物料之间的平衡。

热量平衡是指进入炉膛煤的发热量加上循环物料 热量平衡 所携带的热量及物料中未燃烧完全的煤颗粒燃烧 产生的热量,和水冷壁管、循环物料、一次风吹 走形成烟气所吸收的热量相等。在这三部分热量 中,一次风加热形成烟气带走的热量最大;循环 灰量带走的热量其次;四周水冷壁吸收的热量最 小。如果密相区的燃烧份额确定后,对于给定的 床温,一次风带走的热量及密相区四周水冷壁吸 收的热量也就确定了,为达到该床温所确定的热 量平衡就是循环灰带走的热量。

当外界负荷发生变动时,锅炉需要的总吸热量增加,如果燃烧不进行 调整,则汽温、汽压就相应降低。为了维持汽温、汽压的稳定,司炉 应增加投煤量和一、二次风量,加强燃烧,提高床温水平,循环灰量 也相应增加,旋风分离器分离效率大大提高,对于蒸发面来说,由于 床层温度和稀相区的燃烧加强了,蒸发面的吸热量增加;对于屏式再 热器和屏式过热器来说,由于炉膛上部燃烧加强,其温度有一定程度 地提高,吸热量也增大;对于尾部烟道内布置的对流受热面,随着烟 速的增加,吸热量增加。这样整个锅炉受热面的吸热量就比原来增大, 促使汽温、汽压重新恢复到正常值,就这样锅炉蒸发量适应了整个机 组发电负荷增加的需求,达到新的平衡。当外界负荷减少时,炉膛内 的颗粒浓度和炉膛上部燃烧份额都下降,并向鼓泡床的运行工况接近。 床内颗粒浓度的下降以进一步使水冷壁热流密度也将下降,从而对传 热造成影响。旋风分离器的分离效率随入口颗粒浓度的下降面降低。, 分离效率的下降反过来又使悬浮颗粒浓度和循环倍率难以维持,炉膛 总体吸量下降,但密相区的燃烧份额却因循环倍率的下降面有所升高, 在某种程度上减缓了床温的降低。其他过程与负荷增加时相反。 当各种参数变化时均会对循环流化床锅炉运行产生一定的影响。

煤种发热量发生变化时,床内热平衡的改 煤种发热量 变会影响床温也就会影响负荷,发热量越 高,理论燃烧温度越高,若密相区燃烧份 额不变的前提下,床温就会越高,汽温、 汽压会升高,负荷升高。

煤的粒度发生变化时对负荷的影响:给煤 煤的粒度 粒度越大,则从床料中逸出的颗粒量减少, 这样锅炉不能维持正常的返料,造成锅炉 负荷下降。

煤的含水量对负荷的影响:当水份增加时, 煤的含水量 由于蒸汽所吸收的汽化潜热增加,温会下 降,但水份可以同时促进挥发份析出和焦 炭燃烧,扣除添加水份造成的排烟损失后, 总的趋势是:床温下降,负荷下降。


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