YG—75/5.29—M4型循环流化床锅炉的运行调整
1 概况
循环流化床锅炉因其先进的清洁燃烧技术,及其具有煤种适应性强、燃烧稳定、效率高、压火时间长等优点,近年来得到广泛应用。在燃用无烟煤如福建无烟煤、越南无烟煤比煤粉炉、链条炉优势显的尤为突出。我厂有两台DG75/3.82-11循环流化床锅炉相继于2000年和2001年投产,运行5~6年来,在运行管理、技术改造等方面做了大量工作,减少了事故的发生,提高了锅炉运行效率,2005年创下了单炉连续运行(不压火,最后因计划检修停运)3317小时,年累计运行8166小时的良好成绩。下面对锅炉运行所发生主要的异常、事故进行分析,并提出防范措施。
2 情况简介
⑴锅炉:DG75/3.82-11循环流化床锅炉
⑵主要辅机:一次风机、二次风机、增压风机、回料风机(2台)、引风机、炉前皮带给煤机(2台)。
⑶锅炉启动方式:床上木碳点火或床下油点火
⑷事故统计表(参见表Ⅰ)
表Ⅰ 事故统计
事故类型 | 2000.1.20 ~ 2001.1.20 | 2001.1.21 ~ 2002.1.20 | 2002.1.21 ~ 2003.1.20 | 2003.1.21 ~ 2004.1.20 | 2004.1.21 ~ 2005.1.20 | 2005.1.21 ~2006.1.20 | 合计 |
冷态启动 结焦(次) | 16 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 17 |
冷态启动 熄火(次) | 5 | 0 | 3 | 0 | 1 | 0 | 9
|
省煤器爆 管停炉(次) | 0 | 0 | 0 | 2 | 5 | 1 | 7 |
备注: 以上为两台锅炉的事故统计数据,其中#3锅炉从2000年1月20日启动吹管算起,#4锅炉从2001年9月29日启动吹管算起。 |
3 事故分析
从表Ⅰ可见,锅炉在投运初期遇到了比较频繁的启动结焦和熄火事故,到了第4~5年的时候频繁出现省煤器爆管事故,下面我就其中原因予以分析:
3.1 锅炉启动结焦和熄火
⑴ 冷态启动时布风板布风不均,流化不良是锅炉启动失败结焦和熄火的主要原因。
该炉在2.24×5.67=12.7m2的床面上布置了809个入口Ø25、出口Ø23的导向型风冒,围绕着偏靠炉后墙的两个放渣口分两部份布置,这种导向型风帽的优点是阻力小,而且因为风帽围绕放渣口布置,整个床面扰动性大,床面温度均匀,放渣彻底。然而正是因为这种风帽阻力小的特点,使我们这两台锅炉在启动上遇到了很大的困难。
2000年初期床下油点火装置未能完善,#3锅炉启动都沿用#1、#2锅炉的床上木碳点火,做冷态试验的时候就发现一次风量加到4万m3/h床面仍未能完全流化,降到2万m3/h左右点火风量时,只有靠落渣口周围局部的地方流化较好。然而床上木碳点火风量太高根本没办法加热底料,所以风机一旦启动,局部流化好的地方,容易抢风,火势很好,扒动不及时就造成超温结焦,或是风量加大了造成熄火。虽然有几次启动成功的时候,但是司炉人员劳动强度很大,而且在炉门口操作很不安全。
在了解东方锅炉厂原设计意图后,安装好床下油点火装置,空气在高温膨胀下体积增加,提高了风帽出口的风速,床面的流化状态在很大程度上有了改观。而且热烟气持续加热提高床料的温度,也就不存在结焦和熄火的问题了。
⑵ J阀回料器调节性能较差是锅炉启动失败结焦和熄火的另一主要原因。
根据东方锅炉厂的设计要求,锅炉启动初期应通过回料器上的加料孔往回料器加料,使炉膛和旋风分离器之间形成密封,以提高分离效率和收集回料,这一设计意图是很好的,能够使旋风分离器一开始就高效的投入工作。
但是,实际运行中尤其是启动初期,由于回料器的调节性能较差,调节过程中要不回料不下或下的很少,要不出现冲灰的现象。投入燃料以后,由于整个炉膛燃烧温度条件较差,大量未燃的煤粒被分离器收集到回料器中,这部份高含碳量的回料灰能对床温产生巨大的影响,当床温高的时候大量的回料冲入炉膛,加上足够的一次风量,将产生剧烈的燃烧,造成床面超温结焦。若此时床温不高,大量的回量把密相区热量带走,造成锅炉熄火。
从表Ⅰ可以看出,我厂在#3锅炉投运初期吃了大量的投回料的亏,造成锅炉多次结焦和熄火。为了改变这一命运,我们采用了在锅炉启动时候就投入回料器运行,以降低了回料冲灰带来的危险,在锅炉燃烧正常后,再根据燃烧工况调节回料量。
锅炉启动投回料的问题虽然解决了,但是我认为,这种回料器仍有改进的空间,从增加回料器出口段高度和减小回料器两个小室之间的连通面积上来增加J阀的阻力,提高它的调节性能。
3.2 省煤器爆管
⑴ 回料灰没有办法完全循环,溢流的回料灰加剧了省煤器管的磨损。
从电除尘第一灰场取样时发现,灰样中存在不少的黄色的粗颗粒,直径大概在0.1~0.5mm之间,经比照跟回料器放下的灰是一至的。还有从锅炉每次停运后放灰情况看,至少有一边回料器存灰量在60斗车以上,也就是说,里头的存灰已经堆满了回料立管,甚至到分离器上了。溢流的回料灰加剧了省煤器管的磨损。
从回料灰化验情况看,含碳量只有1.5~3%之间,比炉渣3~5%的含碳量还要低,这意味着回料灰只要能满足循环物料浓度的需要,多余的灰可以完全可以在旋风分离器底部开一溢流口及时排掉,以减轻对尾部设备的磨损。
⑵ 两台回料器回料偏差大。
从锅炉运行两台回料温度的偏差和每次停炉放灰情况(两边差50~60斗车)看,两台回料器运行中存在严重的偏差。回料量的偏差使得两台回料器中的一台长期处于回料灰溢流状态,靠溢流灰这侧的省煤器管磨损程度就更加严重。
存在这种偏差的主要原因是两个回料器调节特性不同,同时跟过剩的回料量具有一定的关系。运行人员为了调节床温、汽温、负荷的需要,运行中不自觉的就形成了这样的偏差,以达到相对稳定运行的效果。这种严重的回料偏差,给尾部受热面带来磨损,长期运行给省煤器爆管埋下隐患。
为了克服两台回料偏差的问题,公司也做了多方面的努力,包括对原先的回料风道进行技改,由原先的不平衡给风,改成平衡给风,但是仍然未能很好的解决问题。
由于运行人员主要调节回料风机风压来调节回料,这种调节将同时对两台回料器造成影响,而且两台回料器的回料量又没有直观的表计可以观察,操作很盲目。因此,我认为要解决这个问题还得先解决回料过剩的问题,其次是提高两台回料器的可调节性和调节的独立性。
4 风室漏渣运行异常的原因分析
布风板风帽布风不均,流化不良造成风室大量漏渣。
这两台锅炉自从改为床下油点火以后,点火问题虽然解决了,但是由于布风不均的问题并未解决,炉墙四周(尤其是四角)和两个床面分界处流化情况仍然比较差,再加上油枪停掉以后,风帽出口的风速还要下降,这样流化不良的地方就更加明显了,渣就由该处流化不好的风帽向风室漏。从观察、统计情况看,这两台锅炉只要运上10天,严重的时候风室内的渣就要堆满半个风室,运行一个月以上整个风室就剩300~400mm高的通流空间了。漏到风室的渣大大增加重了风室的阻力,增加了风机电耗,同时也加剧了风室内有关部件的磨损,增加了停炉后的清理工作和劳动强度。因为大量的渣占据了风室的空间,甚至堵塞点火孔、观火孔,锅炉压火或者是熄火想用油枪点火都变的无法实现。
我们现在在风室开了两只放渣口,以便于运行中放掉一些风室内的存渣和停炉后的清理工作,这种改造虽然缓解了问题,但是由于实际运行风室内的渣有时出现结块,风室内浇注料脱落也会堵住放渣口,操作起来具有一定的困难。为了解决这一问题,我认为有两个办法:一是更换成蘑菇型等较成熟风帽,一是缩小现有风帽口径,提高风帽出口风速。
5 结束语
运行五、六年来我们的实践证明,东锅这两台锅炉总体情况还是很好的,连续运行时间长,运行热效率基本能达到设计值,负荷调节范围宽,尤其在解决燃用福建无烟煤的问题上做出了很大的贡献。文中所涉及问题属省内同等级循环流化床锅炉运行中普遍存在的共性,在此提出恳请各同行交流指正。
参考资料:
[1] 岑可法,倪明江等著.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].北京:中国电力出版社.1998.
[2] DG75/3.82-11循环流化床锅炉设计使用说明书
文章作者:石狮热电有限责任公司 362700 张金光