沸腾炉的运行操作

沸腾炉的运行操作2f7j8l/T9z6Y一、沸腾炉的工作特点'X8F$s,q4^%m炉排上的煤粒受到来自炉排下方向上吹的风力，当此风力略大于煤粒的重力和摩擦阻力时，煤粒被吹起。由于煤粒形状是不规则的，因此煤粒的受力也在不断变化。如果风力调整得合适，可使煤粒在一定的高度内翻腾跳跃；风力过大时，煤粒将被吹走；若风力过小，煤粒在炉排上处于静止状态而不能浮起，因此风力过大或过小，都起不到沸腾的作用。为了获得沸腾燃烧，须将煤粒直径控制在一定范围内，并根据煤粒大小将风速控制在一定范围内，这就是沸腾炉的工作特点。二、沸腾炉的点火操作9q$J2[&p%E'M4E&f5I!]#o用木柴等引燃物将炉床上的炉料加温，使料层逐步达到正常运行时的温度，以保证连续送入炉膛的煤能够正常燃烧。现将点火步骤简述如下：1．检查炉膛内部，应无结焦和杂物。2．在炉排上铺一层炉渣，其粒度与燃煤相似，厚度约为300毫米(mm)，然后放置引燃木柴，木柴直径小于100毫米(mm)，长为500～700毫米(mm)。用油棉纱等引火物点燃木柴，使炉内均匀预热。3．关闭风道门，启动引风机，使炉膛产生负压。4．启动鼓风机，稍开启送风门，使炭火层稍有跳动，但应注意风量的控制使炭火不要被炉渣掩埋，否则将导致炭火熄灭。+N!v1[8P%p-t5]5．从炉门向炭火层均匀撒布烟煤屑，并逐渐增大风量，提高料层的温度。3R,@*B!t6`+h)M6．随料层温度的升高，相应增加送风量。当达到正常运行的“最小风速”时，可暂不增加送风量，用撒人烟煤屑的数量来控制炉温升高的速度。7．当炉料温度在达到600～700℃(暗红色)之前，应使温度升得较快，同时增加风量使风速较快地超过“最小风速”，以免发生“低温结焦”。料层温度达到600～700℃后，应尽量使温度平稳地上升，以免造成“高温结焦”。当料层温度达到800～850℃时，即将炉门关闭，并开动给煤机按正常运行送入给煤量，监视燃烧情况，直至燃烧稳定即告点火成功。三、沸腾炉的运行调整操作要使沸腾炉能正常运行，其关键在于正确调节沸腾层的送风量，控制风速、风箱静压和沸腾层的温度。1V*@1~l;Y4f+?1．送风量的调节要保持沸腾燃烧持续进行，关键在于沸腾层风速适当。运行时，送风量控制在使料层所有煤粒都被吹动的最小风速(临界速度)和煤粒开始被吹出沸腾层(带出速度)之间，否则难以正常运行。风速过小，有可能使炉料结焦；风速过大，将会增加排烟热损失和固体未完全燃烧热损失而降低锅炉热效率，再之，会使炉料不断减少，料层减薄，降低料池蓄热能力而破坏沸腾燃烧正常运行。0V,z(Q#b(l-c.D2．风箱静压的调节沸腾段料层越厚阻力越大，送风阻力增大，使送风量下降而引起沸腾层风速下降，影响沸腾燃烧正常运行。料层过薄，容易出现“火口”和“沟流”，引起沸腾层结焦而无法运行下去。3t*t0t$C6R&{(O2E不同煤种的料层，因煤的密度不同，其阻力近似值见表6—6。表6—6每100mm料层阻力近似值4y)L5R$H8W5^:FpC烟煤680~730Pa无烟煤830~880Pa煤矸石980~1080Pa运行时注意观察风箱压力计的压力指示变化，随时掌握沸腾层的情况，当沸腾正常时，压力计液面应有轻微波动，其波动幅度约100帕(Pa)[相当于10毫米水柱(mmH2O)]。若压力计液面波动缓慢且波动幅度很大，可能是冷灰过多、沸腾层阻力过大。此时，应从冷灰管放出一部分炉料和清除沉积在炉底的石块和焦渣，以排除故障使沸腾工况恢复正常。4`9|,I6}4[#C3．沸腾层温度的调节料层温度一般应比灰渣开始变形时的温度低100～150℃。料层温度过高，容易结焦；温度过低，又容易灭火。料层温度发生波动的主要原因是风量和煤量发生变动，如风、煤配合不当，给煤不均匀，都会使料层温度发生变化。为使燃烧尽可能迅速和完全，最好将料层的温度在允许的范围内尽量提高。燃烧烟煤时，料层温度应控制在850～950℃；燃烧无烟煤时，料层温度应控制在950～1050℃。燃烧烟煤时，当控制风量在“最小风速”运行时，应将料层温度适当降低，以防止结焦。烟煤着火温度低，调节和控制比较方便。A8y1dp4\&_燃烧无烟煤和煤矸石时，由于着火温度高，所需要的燃烧时间又长，因此，若采用增减供煤量来调节炉温的做法，很难控制炉温，当炉温降到800℃以下时，还可能灭火或结焦，故对燃烧无烟煤的锅炉，主要靠司炉人员精心操作，密切注视温度仪表，发现炉温下降时，应立即加快给煤机转速l～2分钟(min)后恢复原来转速，等待2～3分钟(min)看炉温是否上升。若一次不行，可连续进行几次，但每次调节后都要等待一会儿看炉温是否上升。一般采用这种方法调节，炉温通常能很快上升。四、料层结焦的处理方法%a-[4F3x/}*Y+O1．高温结焦由于给煤过多或在启动后料层太薄，可能使料层温度急剧升高而引起高温结焦。处理方法有以下两种：'\6X:K4O-[2H.N3L-t)}(1)向风箱送入饱和蒸汽，促使沸腾料层降低温度。(2)采用大风量给风迫使料层降低温度。此法对燃烧烟煤效果明显，而对燃烧无烟煤则效果不好，有时反而会使炉温继续升高。若采用加大风量的方法时，要相应开大引风，以防止炉内产生正压而向炉外喷火。2．低温结焦的处理,Nn7P.W9s5G0z9I(1)对于小型沸腾炉，其布风板面积较小，可用火钩将剧烈燃烧的部分料层扒开，并将焦块扒出炉外，再继续启动。*B/@#k%R%](2)对于布风板面积较大的沸腾炉，如出现火口，可在短时间内加大风量，以高风速将剧烈燃烧的部分料层冲散，以避免相互粘结而恶化沸腾燃烧，促使料层温度均匀升高。五、沸腾炉的停炉操作1．暂进停炉(压火停炉)的操作(1)停止给煤机，待料层温度降低50℃时，关闭进风门和鼓风机及引风机。操作时动作要快，风门要严，因此关闭风机时必须关闭风门。(2)迅速将风门挡板、看火孔门等关严，防止冷风窜人炉膛而加速料层散热温度下降过快。压火期间需控制料层温度降低的速度。(3)当压火时间过长时，燃用烟煤的料层温度不应低于700℃，燃用无烟煤的料层温度不应低于800℃，否则须启动一次，使料层温度回升，然后再进行压火。2．暂时停炉后的启动运行的操作4_-K|'g$R(Y8[(1)燃用烟煤时，料层温度又在700℃以上；燃用无烟煤时，料层温度又在800℃以上时，可直接启动运行。%`5?6]1F:A.u%m&It(2)当料层温度较低，应将料层中温度低的表层用火耙扒出炉外，留下300～500毫米(mm)厚的料层，开启引风机，然后用小风量吹动，并加入适量烟煤屑引火，促使料层温度升高，同时逐渐增加鼓风量；当达到能使料层全部吹动沸腾的最小风速时，料层温度又高于800℃时，即可关闭炉门，开动给煤机，过渡到正常运行阶段。.@&H8[*k3x%d(3)若料层温度保持较高，料层中没有焦块，可开启引风机，再开启鼓风机，直接将送风量增加到略高于料层全部沸腾的最小风速以上，再开动给煤机，使炉温迅速升高，逐渐达到正常运行阶段。2G([$w1l4?%M!p7h1T;{3．正常停炉的操作先停止给煤机，继续鼓风待料层中的煤基本烧完，当料层温度降到700℃以下时，关闭进水阀门、鼓风机，最后关闭引风机，使炉膛自然冷却。沸腾燃烧一、沸腾燃烧的特点-?6k1T)^(D.F1B0W9C根据国内外试验研究的结果和运行实践，沸腾燃烧有其他燃烧方式所不具备的一系列特点。*G!S4t+L#?*t)_(p.k1.几乎能适应各种不同品质的煤沸腾燃烧不仅适用于高水分褐煤、高灰分烟煤和挥发分低于5％的无烟煤，而且在设计合理、调整恰当的情况下，能稳定地燃用灰分70％的煤矸石和石煤，以及油页岩等劣质燃料。很多沸腾锅炉所用的燃料是低位发热值为4186kJ／kg左右的石煤、煤矸石和油页岩，目前还有用沸腾炉燃烧焦屑和城市垃圾的。$T,D;z0N6@9s2.燃烧效率高沸腾炉炉内煤炭和空气混合强烈，燃烧得到有效地强化，可以在过量空气系数较低的条件下完全燃烧，炉渣含碳量一般在3％以下，燃烧效率高。3.低污染物排放沸腾燃烧通常是在较低温度下(炉膛温度仅为750～950℃)进行燃烧反应，NOx的生成量可减少50％。若在燃料中添加石灰石脱硫，燃料中所含硫分的95％以上可以脱掉。沸腾炉的飞灰比较多，需要多级除尘，经多级除尘后，也可把粉尘排放量控制在标准规定的范围内。4.沸腾层内埋管受热面吸热强烈)t5`.VE%Q2Z;k沸腾炉一般都在沸腾层布置了埋管受热面，埋管除从烟气中吸收辐射热和对流换热外，还受炽热物料撞击的放热，综合传热系数可达233～290W／(m2·℃)。由于沸腾燃烧具有一系列的优点，不仅作为劣质煤燃烧的有效方法受到重视，而且作为一种技术成熟、经济合理和环境友好的煤炭燃烧方式受到极大关注。.?0r9y;T1e6[1J+w)~7q二、沸腾燃烧的基本原理沸腾过程，或称流态化过程，是指固体煤粒在气体或液体作用下变成流化状态的过程。流体通过固体煤粒床层后，随着流体流速的不断增加，床层的状态将发生一系列变化。流速较低时，固体颗粒基本不动，这时床层称为固定床；速度增大后颗粒就互相离开，并有少量颗粒在一定范围内振动，这时床层称为膨胀床；当速度增加到全部颗粒悬浮在流体中，这时状态称为临界流化状态，此时流体的流速被称为临界速度。为了便于比较和计算，流体流速都按空截面来计算。进入临界流化状态以后，就开始形成沸腾床燃烧过程。,t5c!I3e!Tw5O%M流体的速度再增加，床层进一步膨胀，当流速增加超过一定限度时，固体颗粒就被流体带走，从沸腾状态转化为气力输送，这一流体流速称为极限速度，只有在临界速度和极限速度之间，床层才能保持稳定的沸腾状态，而沸腾炉的运行风速和燃烧率的调节也只能限于这一范围内。0L3S(I&x*T&m(r1^#cu在结构上，炉膛由沸腾层和悬浮段组成。沸腾层包括柱形垂直段和倒锥形扩散段。沸腾层以上到炉膛出口是较高的悬浮段，其分界线为灰溢流口的中心线，中心线距布风板高度一般在1400～1500mm。沸腾层中的温度称为床温，一般在900℃左右，沸腾段内布置一部分受热面，称为埋管受热面。风帽式炉排又称布风板，它起炉排和布风的双重作用，是沸腾炉的主要部件。布风板为一块钢板或铸铁板，板上按等边三角形或等腰三解形布置了很多孔。每个孔上都装有一个风帽，最常用的风帽为蘑菇形风帽。高压风从风室经布风板上风帽的侧向小孔送出，与上升气流呈交叉形式，通常小孔风速控制在35～45m／s。风帽小孔以下直至布风板敷设一层耐火混凝土，以保护布风板，布风装置的作用是均匀布风和扰动床料，风室一般采用等压风室结构，使各截面的上升速度相同，从而达到整个风室配风均匀，风室内的空气流速一般控制在1.5m／s以下。这种沸腾炉也经常被称为鼓泡式全沸腾炉，主要是因为在气固系统中，床层扰动激烈，床内会同时出现颗粒较少的气泡和颗粒较多的乳化相，这种床层被称为鼓泡流化床。悬浮段的气流速度较低，以利于较大颗粒尽量地自由沉降，落回沸腾层；同时也使在悬浮段燃烧的细粒延长停留时间。悬浮段的四周均可布置水冷壁，段内温度约700℃左右。然后，携带较多灰分的热烟气，离开炉膛，进入对流受热面。0^-z*F#e)|*e,s沸腾炉的燃烧效率较低，造成燃烧效率低的主要原因是飞灰多，而且飞灰中可燃物高，使固体不完全燃烧损失过大。.r.u-Y#P8I4g0\&P+i沸腾炉埋管磨损严重，特别是埋管的弯头部分磨损更为严重。虽然曾采用多种方法加以减轻，但都没能彻底防止，有些措施的采用，又会引起传热系的降低。沸腾炉排烟的粉尘量大，用石灰石脱硫，其利用率低，脱硫效果也较差，这是由于较细的石灰颗粒很容易被吹走，而较粗的颗粒在脱硫过程中由CaO变成CaSO4，其分子尺寸明显增大，在其表面因形成CaSO4层而阻碍反应继续进行。最后，沸腾炉向大型化发展遇到困难。沸腾炉每平方米面积可产生2～4t／h蒸汽，1台200t／h的工业锅炉需床面积80～100m2。这样大的床面积，使锅炉布置、给煤均匀性等都复杂化。这些困难影响了沸腾炉的进一步发展，取而代之的是性能更加优异的新型流化床———循环流化床。沸腾锅炉*s)A#m7I