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75t/h CFB锅炉运行和控制
发布时间：2013-06-16 08:08 来源：未知
0、前言
山东省恒通化工股份有限公司热电三期工程采用3台75t/h循环流化床(CFB)锅炉。锅炉于2000年7月5日点火投运，负荷从40%逐步提高，同年7月8日达到了满负荷(75t/h)运行，7月7～17日10多天以来，锅炉一直在额定负荷下稳定运行。
1、水汽系统流程
75t/h CFB锅炉汽水工艺流程见图1。
锅炉给水由总管引出经孔板流量计后，接到7.00 m高平台，分为三路。一路为DN50调节阀，锅炉在小负荷下运行或点火时，由微机手动操作（软手动）。一路为DNIOO×80调节阀，在锅炉正常运行时，可由微机根据汽包液位三冲量调节的信号作全自动控制（也可由微机作软手动操作，进行人工控制）。按要求流过的锅炉给水首先进入省煤器，然后进入锅筒，锅筒的下降管将炉水引至下联箱，在焊接于F联箱上的膜式水冷壁中被加热汽化，再由上联箱汇集引入汽包。汽包上部8根∮108×5的无缝管将饱和蒸汽引至低温过热器进口集箱。经低温过热器加热的蒸汽温度可达到380~400℃。为保证锅炉出口蒸汽温度达到450℃，经低温过热器加热后的蒸汽分两组进入并联的前调温器和后调温器。前调温器的调温水量由锅炉出口蒸汽温度值决定，后调温器的调温水量是根据经验由后调温器的蒸汽温度来设定的。两个调温器出口蒸汽同时进入高温过热器进口集箱，经高温过热后达到450℃，进入高过出口集箱，再经出口管、弯管流量计，送到蒸汽总管。锅炉给水的第三路为DN50截止阀引出的调温水，在送到炉顶后，通过2个调节阔控制前、后两组调温器，其调温方式为喷水调温。
富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
从以上可以看出，若锅炉无排污、无泄漏，锅炉的给水和供汽量应是相等的。通过2000年7月14～17日的运行统计（见表1）可以看出锅炉产汽较给水低1.7%左右。这对于2套（水、汽）流量测量系统来说是在其误差范围之内的。
2、锅炉的燃烧系统与点火
锅炉的给煤由3台螺旋给煤机(∮325×10)按照给定的转速（或由负荷调节给出一个自动调节信号控制）将煤炭送人燃烧室。燃烧室底部是水冷布风板，布风板面积为4.23×2.03m2。布风板上均匀布置了551个风帽，以及3个Ø159 x 10的排渣口。预热后的一次风通过风帽送人炉膛，使炉料在较高的流化风速下燃烧。床温的工艺指标为850～950℃（锅炉厂设计参数为800～900℃）。实际运行中床温都在1000℃左右。按比例，二次风约占总空气量的50%。二次风预热后的温度也是150℃，经上、中、下三层布置的21个喷嘴进入炉膛。二次风的作用是补充燃烧所需的氧气以及加强掺混：含灰烟气在炉膛出口分左右两股进入2个旋风分离器。被分离下的颗粒经返料器的“U”形阀返回炉膛循环再燃烧。离开旋风分离器的烟气经高温过热器、低温过热器进入尾部烟道，再依次经过省煤器、二次风预热器、一次风预热器，到达电除尘器。在电除尘器中99.5%以上的烟尘被除去，符合环保要求的烟气被引风机送人120 m高的烟囱，排人大气。
燃烧系统各设备运行的状况见表2。
从表2中可以看出各设备都还有一定的余量，尤其是给煤机的余量最大。一、二次风的风量虽已达到了设备的额定值，但其风压还可提高，电动机的电流只是额定电流的2／3，所以设备潜力还是有的。但是燃烧的强度却远远超出了设计值。如床温已到1000℃，炉膛出口温度达到了970℃。凋温器后的蒸汽温度为253℃，与3.9MPa压力的饱和蒸汽温度(249℃)差不多，相关参数的对比分析见表3。
锅炉的点火：锅炉后侧设2支点火油枪，采用床下点火。“0”号轻柴油在鼓风室内充分燃烧后，其热量随一次风通过风帽进入床层，将炉料加热。点火过程中，一要注意防止灭火，灭火后必须及时停油，将油气抽净，才能重新点火，否则易发生爆炸。二是鼓风机风量适当小一点，以满足炉料能够均匀流化为标准，同时保证风室温度< 700℃。如果风量过大、风速过快，燃油热量不能被炉料充分吸收，就被引风机抽走，既浪费油，又延长了点火时间：
油枪的工作压力是1.96 MPa，耗油量200kg/h。控制得当，冷态点火，2h就可完成，点火一次耗油1.5～2.0t。为保证锅炉受热均匀，点火时间应大于2h。
3、75t/h CFB锅炉的运行分析
3.1水汽系统
在水汽系统中设置了4个调节阀，给水管路上为1个DNJOOx80主阀、1个DN50副阀。主阀正常运行时，由汽包液位三冲量调节系统控制；副阀为计算机软手动操作控制；另2个为DN20的调温水调节阀。从10多天的运行情况看，自动调节系统灵敏可靠，工作正常，锅炉渡位稳定在±l5mm范围之内（运行指标为±30mm）。蒸汽温度稳定在(445±5)℃，保证了汽机进口温度435℃的指标。锅炉水、汽系统的操作全部实现自动化，锅炉产汽量连续10d在1790t左右，平均为74.5t/h，达到了锅炉的额定蒸发量。在以后的1年多时间里，正常运行肘保持在74~79t/h之间，最高负荷达到85t/h，
3.2燃烧系统
燃烧系统的运行操作弹性很大，从化验中心的分析报告单中可知75t/h CFB锅炉的给煤为Qydw=16720kj/kg(4000 kcal/kg)，是较好的流化床炉料，除尘灰的发热量为2093KJ/kg(500kcal/kg)，炉渣的可燃物含量为3.82%（6#、7#流化床锅炉的炉渣可燃物为5%左右，抛煤机锅炉的炉渣可燃物高达10%以上）。这说明锅炉的燃烧效果是较好的。
首次采用的电除尘器自2000年7月7日投运以来运行正常，3个电场只要开2个，除尘效果就很好，除尘效率≥95%，能够达到环保要求。
4、几个问题的探讨
75 t/h CFB锅炉投产运行已有年多的时间，有些操作还在探索之中，下面谈几点看法。
4.1 关于负荷调节问题
若以汽包压力为负荷调节的依据，通过变频器接受负荷调节的指令，改变给煤电机的转速，就可实现锅炉负荷的自动控制。根据操作经验，调节给煤量，对负荷（汽包压力）的影响不显著，有滞后现象，如果引入蒸汽流量，负荷调节有可能实现。
4.2关于床温调节
一是床温的控制指标，设计运行参数在850~ 950℃，而实际的运行却在990～1000℃之间：二是床温的控制方法，设计的控制方法是用鼓风机的风量来实现的。即床温升高，加大鼓风量，反之则减风。这种调节是有限度的，一般为床温±5%，若床温超出了给定值的±5%，就要用减煤或加煤的方式来调节床温。
4.3烟气氧含量的调节
烟气氧含量的控制指标是3%~5%，这是合理的空气过剩系数值。目前锅炉的烟气氧含量实测值为7%～8%，远远高出了指标。如果减少二次风量，同时按一、二次风I:l的配比减少鼓风量，引风量也可同时减下来，那么锅炉的热效率可能会高一些。若操作得当，锅炉的出力仍有可能达到75t/h的额定值。
4.4锅炉炉膛压力的调节
炉膛压力（出口）为- 20Pa，实际运行中的变化范围是50～250 Pa，不仅变化幅度大，而且变化速率快。只有对炉膛负压的测量值作大幅的阻尼，才有可能实现炉膛压力的自调。
4.5床层差压的自动控制
若能实现间断性的连续排渣，再加上1台性能较好的冷渣机，床层差压的自动控制是容易实现的。
以上几个自调项目都是燃烧系统的内容，相互关联紧密，若想全部实现困难很大，从提高自动化的程度和提高锅炉热效率以获得更大经济效益的角度考虑，作一些尝试探讨是必要的。鉴于循环流化床锅炉的快速发展和自动控制不均衡，应该在CFB锅炉自控领域做一些深层次的工作。
5、运行总结
3台锅炉投运已有1年多的时间，以第二台锅炉为例对运行作一些总结和探讨。
(1)第二台锅炉在运行中最高负荷达到85 L／h，说明国产CFB锅炉超负荷能力较强。另外在1年多运行中水汽差均保持在1.5~ 2.0 l之间，炉渣可燃物小于4%，符合设计指标。
(2)正常运行时炉温控制在1000~1100℃，若按设计800～900℃，运行就达不到额定负荷，说明锅炉设计时对受热面的计算存在误差，受热面不够，应进行修正。
(3)自运行到现在已有10次故障停炉，平均运行周期2个月，最长运行周期3.5个月。
同煤粉炉相比，由于工作原理及设计上的限制，CFB循环流化床锅炉的磨损问题导致运行周期较短，由以上7次停炉原因可以看出，浇注料和炉墙砌筑质量不高，导致停炉事故。鉴于CFB锅炉的浇注料和砌筑目前暂无统一行业和国家标准，应尽量选择正规厂家的产品，同时加强施工监管。从其它厂家的经验来看，可以使运行周期达到4~5个月。
