煤的粒度对循环流化床工业锅炉运行的影响

煤的粒度对循环流化床工业锅炉运行的影响摘要：介绍了煤的颗粒度对循环流化床工业锅炉运行的影响，如何确保煤的颗粒度是保证循环流化床锅炉正常运行的重要环节；介绍两种保证循环流化床工业锅炉颗粒度的设备配置；关键词：循环流化床；沸腾燃烧；颗粒度；循环流化床锅炉燃烧技术在我国是上世纪80年代中期开始由中国科学院工程热物理研究所与我公司联合率先进行商业应用，经过近十年的摸索和完善，循环流化床锅炉在近几年间获得了迅速发展。它与层燃锅炉、室燃锅炉相比具有燃料适用广、燃烧效率高、环保性能好、负荷调节灵活、灰渣便于综合利用等优点。特别是在解决工业锅炉燃料复杂、设计和运行热效率低、环保等方面取得突破性进展，各制造厂家新产品的开发和推出力度之大前所未有。*L.x5O._.T6v:j循环流化床锅炉的燃烧特点是宽筛分的煤粒在适当的气流作用下，在燃烧室中一面翻腾运动，一面燃烧，它即不同于煤粉锅炉的燃烧方式，也不同于层燃炉的燃烧方式，它是一种沸腾燃烧。据笔者的了解，循环流化床锅炉对燃料的粒度要求在图纸和技术文件中都有明确规定：一般为烟煤0~13mm；无烟煤0~8mm。在大型发电循环流化床锅炉中，为保证燃料的粒度，设计院对制粉系统进行比较完整的规划和设计，机械化自动化程度高，其粒度控制一般都可以达到锅炉的使用要求。但在循环流化床工业锅炉中，由于许多客户重视程度和资金投入不够，造成煤的粒度控制设备比较简单，大多采用一台粉碎机和一个筛网，很多都是采用人工筛选，很难保证锅炉长时间连续运行控制、燃烧效率、风帽和水冷壁等部件的磨损及安全运行等方面带来的问题日显突出，以下就相关问题的原因和处理办法分析如下：一、对运行控制和燃烧效率的影响锅炉的启动点火。由于循环流化床工业锅炉的床面比较小，点火过程相对简单，它是通过木炭燃烧加热炉膛底料至煤的燃点、到正常燃烧的动态过程。底料的粒度一般是0~8mm，通过人工过筛可以完全保证。将木炭放在静止高度300~400mm厚的底料上部燃烧加热炉料，经过2~3个小时炉料加热后，打开一次风机，并逐步加大一次风量，根据火焰情况人工加煤（同样经过筛选）助燃，逐步过度到给煤机加煤实现点火。这时炉内基本可以保证没有较大颗粒，流化状态良好，炉膛温度平稳正常。但当进入全部使用给煤机给锅炉加煤阶段时，煤的粒度如果过大，将随着进煤量的增加，大颗粒也逐渐增加，会在床体中沉积形成死滞区，破坏正常的流化状态，使炉内温度场不均匀，造成因床温过低或床温过高结焦而被迫停炉；另外，如果煤颗粒细粉过多，则小煤粒飞逸又会增多，加大锅炉损失，严重时细颗粒被带到分离器和返料器中，发生二次燃烧造成返料器结焦影响锅炉的正常运行；所以颗粒度过大、过小、甚至超大，都会给运行操作带来困难，同时造成锅炉发灰损失及灰渣热损失的增大，使锅炉热效率降低。二、增大炉内磨损当床温恒定时，床料平均直径增加，床料流化所需最小流化风量亦增大，在一定风压下，床料阻力相比较而言亦同样增大，致使流化状态向不良方向移动，而加速了布风板上风帽的磨损，同时飞灰损失随着最小流化风量的增大而增加，水冷壁受热面的磨损随着风速的增加而成倍增加，从而导致锅炉运行周期大大缩短。所以，燃烧颗粒度的大小，对循环流化床锅炉的正常运行有着非常直接的影响。三、实例分析山西阳泉一台SHXF7-1.0/95/70-AII循环流化床热水锅炉，调度运行出现煤气爆燃事件。本人到现场了解情况，是返料器结焦后操作人员打开检查门清焦时发生煤气爆炸。现场发现结焦的返料器中大部分为5~8mm左右的大颗粒，同时，锅炉运行4~5个小时炉膛温度逐渐降低，流化状态严重恶化，只能被迫停炉，清理炉底大颗粒和炉膛，重新加底料点火。分析事故的主要原因是由于煤颗粒度太大造成的。从流化床中清理出来的炉渣大多为20mm左右，最大为30~40mm；为保持物料流化只有加大一次风，较大颗粒物料被带进返料器中，而大颗粒物料无法在返料器中流化造成堵塞，没有燃烬的煤颗粒堆积在密闭缺氧的返料器中开始产生CO，当打开返料器检查门用火钩清理时出现明火，从而发生煤气爆炸。同时，在煤厂了解煤的粉碎情况时发现，操作人员将煤通过固定筛进行过筛，固定筛是采用圆钢制作，间隙为20mm左右，很多厚度10mm,M4J[:V-{'W5D左右的煤片通过圆钢之间的间隙进入上煤系统，并进到锅炉燃烧，沉积在流化床中，而且越积越多，造成流化床流化不好，控制仪表反映料层很厚，而实际并无可燃物，炉膛温度逐步下降，从而被迫停炉。问题原因找出后，要求客户立刻对筛网进行了改进，保证燃料粒度在13mm以下，改造后锅炉运行一直比较平稳、正常。四、保证粒度的制粉系统方案根据本人多年的实地了解，在这里推荐两种保证燃料粒度要求的制粉系统，供大家参考：第一，燃料首先全部进震动筛，合格粒度通过皮带进煤仓，不合格的大颗粒进粉碎机，粉碎后合格的通过皮带进煤仓，不合格的再进粉碎机，再进滚动筛，形成循环，以保证进煤仓的燃料粒度为合格粒度。优点：确保锅炉燃料粒度要求，自动化程度高；缺点：系统较复杂。第二，燃料全部进震动筛，合格的通过皮带进煤仓，不合格的大颗粒进粉碎机，粉碎后进锅炉煤仓。优点：制粉系统简单，可基本保证燃料粒度。缺点：有一定数量不合格的燃料粒度进入锅炉，长时间会影响锅炉运行。五、结束语循环流化床锅炉虽然煤种适应性广，对燃料颗粒度要求也不是很严格，但毕竟不是全无限止。因此，增加煤的破碎和筛选系统是必要的。特别是随着循环流化床工业锅炉数量的不断增加，如何保证其优越的节能环保优势，使锅炉安全正常运行显的非常关键。这虽然增加了一次性投资，但给锅炉带来了诸多综合性效益，并为锅炉的安全运行奠定了坚实的基础。同时要求调试运行人员当锅炉安装完毕准备运行时，要根据使用燃料特点，严格要求和提醒客户必须保证锅炉运行的燃料粒度。从用户角度讲，随着煤炭价格的增长，降低生产成本关键是降低锅炉运行成本，真正实现循环流化床锅炉高效节能环保及长期安全稳定运行的前提必须保证燃料的粒度，希望能引起管理者的高度重视。;]$q)v.?8\u,T关于循环流化床锅炉过热器运行的注意事项3]*M4K/X+A-W7K+t9f3u循环流化床锅炉采用了中国科学院工程热物理研究所与我公司联合研制的高效、节能、低污染的外循环流化床锅炉燃煤新技术，它具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、NOX排放低、结构简单、操作方便等诸多优势。7{%\,O,A+w3I3u8g循环流化床锅炉过热器是该锅炉的一个重要部件，其安全运行直接关系到锅炉的使用寿命和生产成本，保证过热器长期的安全运行具有十分重要的意义，在司炉操作过程中需要注意一下几个方面：1：煮炉期间必须保证中低水位，煮炉时，药液不得进入过热器，以免悬浮物在蛇形管中沉淀而造成堵塞。煮炉结束后，应停炉防水，彻底清理过热器内壁的附着物和残渣，试运行前用软水冲洗过热器2小时左右。2：点火前必须打开过热器排气阀和疏水阀，到压力上升时，关闭排气阀同时打开分气缸进气阀和疏水阀。汽包压力达到规定数值时，关小疏水阀直到10%左右的流量时，关闭疏水阀。3：运行中如炉温高时，应打开减温水流量，此时疏水阀应关闭，应关小减温水流量同时打开疏水阀。4：在锅炉运行中，如减温水已增至最大时，过热器蒸汽温度还是很高，可通过以下方法降低蒸汽温度：（1）增加锅炉的循环灰量，减少给煤的颗粒度。（2）适当减少给煤量，降低炉温。（3）在氧气许可的条件下，可适当减少二次风。5：如减温水已关闭，过热器蒸汽温度仍然偏低，可通过以下方法提高蒸汽温度：（1）放掉一些循环灰，提高炉膛的出口烟气温度。（2）可适当增加二次风量。6：时刻检查过热器和锅筒的压差，如压差比平时突然变化，可采取如下措施：（1）压差增大，甚至大于10%的额定压力，说明过热器内部有堵塞现象，应停炉对过热器内壁进行冲洗。（2）压差突然减少，应立即停炉检查过热器是否有爆管现象发生，如有，应更换过的热器管子，再启动锅炉运行。7：锅炉给水对过热器的安全运行具有十分重要的意义，锅炉的水质应符合GB1576-2001《工业锅炉水质》的要求。（1）严格控制锅炉锅水的含盐量和碱度，测定氯盐比。将含盐量控制在≤3000mg/L，总碱度≤14mg/L。（2）PH值控制在标准要求的范围内（10~12）。建议最好控制在10.8~11.3以内。（3）锅水碱度过高会使水面泡沫层增厚，分离效果大大下降，也是造成蒸汽带水的重要原因。同时水随蒸汽进入过热器，使盐分沉积在管壁上阻碍传热，对锅水相对碱度应控制在0.2以下。8：锅炉运行前对锅筒内件仔细检查，要求锅筒内件焊缝严密，无泄漏点。9：严格控制燃烧高硫煤，防止过热器出现高温腐蚀现象。10：定期检查高温过热器的防磨，脱落的护瓦要即使焊补，磨穿的护瓦要即时更换，转向的护瓦要即时校正。11：锅炉在运行过程中要加强排污操作，连续排污不能中断，定期排污每班不能少于一次。12：对有过热器的锅炉，锅炉运行时不能长时间的低负荷运行，特别是低压力高流量的运行，使得过热蒸汽密度降低，流量增大，过热器管子中的蒸汽速度大大增加，热偏差增大，蒸汽阻力增加，传热恶化，传热量低的管子容易发生爆管现象，所以，锅炉严禁长期低压运行，建议运行压力不低于80%的额定负荷，如确实需要低压运行，需要对流量进行相应折算，计算出一定压力下对应一事实上的安全流量。+^2w'c*v4[$l(M(E6E%|锅炉给水除氧技术的应用在锅炉给水处理工艺过程中，除氧是一个非常关键的一个环节。氧是给水系统和锅炉的主要腐蚀性物质，给水中的氧应当迅速得到清除，否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件，，腐蚀产物氧化铁会进入锅内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难容而传热不良的铁垢，而且腐蚀会造成管道内壁出现点坑，阻力系数增大。管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故。国家规定蒸发量大于等于2吨每小时的蒸汽锅炉和水温大于等于95℃的热水锅炉都必需除氧。多年来众多锅炉给水处理工作者一直都在探求既高效又经济的除氧方法。本文介绍锅炉给水几种主要除氧的主要方法，并结合近几年在这些方法基础上作的调整和改进，对这几种方法作分析和总结，供锅炉给水处理工作者参考。1除氧途径的分析1.1物理方法根据亨利定律可知，任何气体同时存在于水面上，则气体的溶解度与其自己的分压力成正比，而且气体的溶解度仅与其本身的分压力有关。在一定压力下，随着水温升高，水蒸汽的分压力增大，而空气和氧气的分压力越来越小。在100℃时，氧气的分压力降低到零，水中的溶解氧也降低到零。当水面上压力小于大气压力时，氧气的溶解度在较低水温时也可达到零。这样，随着水温的升高，减小其中氧的溶解度，就可使水中氧气逸出。另外，水面上空间氧气分子被排出，或转变成其它气体，从而氧的分压力为零，水中氧气就不断地逸出。采用物理方法除氧，是利用物理的方法将水中的氧气析出，常用的有热力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。1.2化学方法采用化学方法除氧，主要是利用化学反应来除去水中含有的氧气，使水中的溶解氧在进入锅炉前就转变成稳定的金属或其它药剂的化合物，从而将其消除，常用的有药剂除氧法和钢屑除氧法等。1.3电化学方法锅炉给水除氧，除可以采用化学方法和物理方法之外，还可以采用电化学方法。电化学除氧，是应用电化学保护的原理，使一种易氧化的金属发生电化学腐蚀，让水中的氧被消耗掉而去除。此法与上述除氧方法比较，设备简单，操作使用方便，运行费用低，可广泛应用于低压锅炉及热水锅炉的给水除氧。但是电化学除氧法目前虽然尚无成熟的经验，但根据试制使用的情况看，其经济实用性比较明显。2除氧方法的比较和分析2.1热力除氧热力除氧一般有大气式热力除氧和喷射式热力除氧。其原理是将锅炉给水加热至沸点，使氧的溶解度减小，水中氧不断逸出，再将水面上产生的氧气连同水蒸汽一道排除，还能除掉水中各种气体（包括游离态CO2，N2），如用铵钠离子交换法处理过的水，加热后3也能除去。除氧后的水不会增加含盐量，也不会增加其他气体溶解量，操作控制相对容易，而且运行稳定，可靠，是目前应用最多的一种除氧方法。为了保证热力除氧器具有可靠的效果，在设计和运行中应满足足下列条件:a.增加水与蒸汽的接触面积，水流分配要均匀。b