循环灰量和返料风压对锅炉燃烧的影响

循环灰量和返料风压对锅炉燃烧的影响{摘要}：总结燃烧工况，特别是调整循环灰量'循环灰量和保持适当的返料风压对J型阀的稳定性这两方面研究，深进探讨循环流化床'循环流化床锅炉的燃烧调整方法，降低飞灰和炉渣含碳量，进步锅炉效率。{关键词}：循环流化床'循环流化床循环灰量'循环灰量返料风压J型阀放灰管改造我公司现运行的三台130吨四川锅炉，系UG——9.81/540——MX8型。从运行情况看，投产以来，锅炉燃烧基本稳定，出力也能得到设计要求，所剩不足的是各项指标不理想，锅炉效率只有80％左右，飞灰含碳量高时能达到15％左右，炉渣含碳量高时能达到5％左右。吨煤产汽视煤质情况在5.5---7.0之间。总结前一段时间的燃烧工况及运行调整，以为本锅炉燃烧指标不理想的原因，存在两个关键因素：一是循环灰量的多少，二是返料系统的稳定性。一．循环灰量循环灰量这个概念，可以说是循环流化床外循环中的物料,也可以说是旋风分离器收集下来的返料量。在循环流化床密相区中约有50%的燃料被燃烧，开释出热量，这些热量除一部分被用来加热燃料和空气外，其余大部分热量必须被循环物料带走，才能保持稳定。假如循环物料不足，就会导致床温过高，也就是说，足够的循环灰量是控制床温过高的有效手段。相反，假如循环灰量过多，就会导致燃烧不充分，床温偏低。此循环灰量也决定了炉膛内的物料浓度，由炉内传热分析可知，炉内传热随着物料浓度的增加而增大，即物料浓度的变化对炉内传热的影响是比较明显的。也可以说，炉内物料浓度决定锅炉出力，炉内物料浓度大，锅炉的出力也大，可通过控制炉内物料浓度来控制锅炉出力。在运行中，炉内物料浓度增大，即活动阻力增加，悬浮段压差增大。如炉膛物料浓度过大，则会使床温降低，从而影响锅炉出力，这时，可通过放循环灰的方法来控制炉膛物料的浓度。从运行和指标情况看，煤质的灰分大时，各项指标就相对差。再从运行参数上看，煤质灰分大时，一次风量用不上，风机全开，感觉还不够用，这样调节已经超出了风机的设计要求，但为了保证负荷，必须这样调节。返料风量变小或消失，有时出现返料器积灰堵塞的现象，即返料温度缓慢下降。另外在投用脱硫石灰石时，反应更明显。这也就说明了循环灰量太多，炉膛活动阻力大，分离器收集下来的返料量多，返料器立管内积灰，所以导致返料风量小。由此可以说，我公司现运行的炉子存在循环灰量多的题目。下面收集了煤质灰分大小时的燃烧指标比较：灰分发热量飞灰含碳量炉渣含碳量挥发分30.95％439213.744.1125.0623.98％494511.024.8623.5832.85％420713.122.9925.2210.79％52974.561.0523.2413.98％50123.531.5326.9313.83％50093.561.6325.5215.4649292.360.8026.25％13.94％47992.331.1425.2614.16％49571.290.8725.5316.28％48202.031.0724.4621.66％487610.366.0626.3719.92％50307.022.9827.2823.28％49136.762.6925.2721.47％51196.112.7728.2920.6％48598.013.3724.4926.01％46178.183.3225.8528.0845008.415.3624.7826.63％46268.802.9224.6118.885189.94.992.6226.616.584889.34.323.2925.8617.355219.85.744.4028.4916.345238.28.864.0728.1717.815076.57.434.1728.94二．返料系统A．返料系统概述返料立管是循环回路中的一个独立部分。由于旋风分离器固体颗粒出口处的压力低于燃烧室内固体颗粒进口处的压力，固体颗粒在循环回路中的循环必须克服这个负压差，从压力较低的区域被输送到压力较高的区域。循环回路任何部分的压力如发生变化，立管内产生的压力降就会自动调节，以维持回路的压力平衡。返料器来料侧（左侧）与立管连接，出料侧（右侧）与返料管连接，右侧是返料器的上升段，左右侧下部连通，返料风由返料器底部通进。包括炉膛在内的整个高温床料循环回路中的压力最高点在立管的底端，当炉膛压力变化（如排渣或改变一二次风量），分离器压降变化（如烟气流量或固体颗粒浓度变化）。以及回料阀的活动阻力发生变化时，立管内的物料高度会自动改变以适应这种由炉膛分离器及回料阀引起的压力变化，即所有这三者产生的压力变化以及因此而起的高温循环灰流量变化，都是由立管内固体颗粒高度变化所产生的立管静压变化往自动平衡。回料阀活动阻力＋流化床活动阻力＋旋风分离器活动阻力＝立管的静压头在立管中，当气体相对于固体颗粒向上活动时，固体颗粒可以在重力作用下，克服气流产生的压差而向下运动，这种相对的气固运动就可以产生所需要的密封压降。立管中储存的循环灰量或立管中密相循环灰料层高度与炉内的床料量的比例。对循环流化床锅炉的运行有较大的影响，当负荷较高烟气流量较大时，若立管中的循环灰密相料层高度较低，则床中固体颗粒密度分布就主要取决于立管中循环灰密相料层高度。由于较低的立管料层高度不足以产生足够的静压头将循环灰推进炉膛中，以使炉内烟气所携带的固体颗粒达到饱和浓度，当炉内烟气流速较低而立管中的料位高度较高时则循环流化床中的固体颗粒会以较快的速度被送进炉膛中，最后，炉内烟气是否能达到饱和携带程度，就主要取决于立管中固体颗粒的存量大小。B．返料器的结构我公司锅炉采用的是J型阀，如上图所示。由于自然堆积的作用，当返料风Q＝0时，返料器不工作；当Q大于一定值时，物料开始流化，并在立管物料重力作用下形成自流，通过返料器进进主床。由此可见，返料风量是决定返料器工作的因素，它与风源压力、返料器上升段阻力以及布风阻力有关。上升段阻力特性首先与上升段高度H(后为H2)有关。实验结果显示，H＝350mm时的返料器风源压力在6000Pa左右，H＝1000mm时的返料器风源压力在13000Pa左右。返料器上升段阻力与上升段高度成比例。再有，根据压力平衡关系，得出返料器正常工作时风源压力必须满足下列条件：(1)P＞＆g△H2+△P布(2)P≤＆g△H1+△P布式中:P为返料压力,△P布为返料布风阻力,&为物料堆积密度△H1,△H2分别为返料器进口料腿高度和出口高度式中(1)(2)是运行中控制返料风压的依据，所以，假如漏风严重，风压不够，风压波动过大，或返料风中断，都会造成P＜＆g△H2+△P布的情况，从而使返料器不投进造成堵塞。返料器中有异物处于返料出口时，势必阻止物料返回炉膛，可能导致物料在分离器内聚集造成返料堵塞。据现场丈量，我公司J型阀的返料出口间隔330mm.。（有待查找图纸）三．总结分析从停炉后检查风帽情况看，东西两侧返料口对着的风帽眼全部堵塞，这种现象引起了三个连锁题目：1，高压力的返料风带着循环灰冲向布风板，风速可能超过了炉内的流化风速，使这部分风帽的风受到阻力。长期运行，造成堵塞。2，旋风分离器收集下来的返料量大，必须用这么大的返料风压，不然就会造成返料堵塞，为什么负荷低时，返料风就大，而高时返料风就减小甚至消失，特殊情况还需要关小主风道档板来加大返料风。3，为保证负荷，必须加大一次风量来加强燃烧，这也说明炉内物料浓度大，有一部分燃料缺氧，得不到燃烧，就被排出往，从而增加炉渣含碳量。另一方面使更多的物料又进进分离器，从而造成恶性循环。从以上情况看，第一步先要解决循环灰量大的题目。第二步再来调整返料风压。由煤质分析可见，灰分大时，循环灰量就大，所以根据煤质配比情况来调整。主要办法就是从返料器底部放灰管来放返料灰。由于灰量比较大，人工用小车推肯定分歧适，建议装一套输粉绞龙一样的自动化排灰装置，直接排到冷渣机，增加可操纵性。参考资料：〈循环流化床锅炉启动调试运行全书〉〈循环流化床锅炉技术问答〉〈锅炉运行〉