东方135MW流化床锅炉在印度现场的调试

机组启动时间过长的问题,通过以上调整和优化后,现场全程跟踪了几台机组启动过程,其中1#机组启动过程从投点火风道油枪到投煤并关闭点火风道燃烧器共耗时7h25min､2#机组共耗时7h25min､3#机组共耗时8h5min､4#机组共耗时7h34min｡以上几台机组的启动时间验证了锅炉启动时间能够满足合同要求(8h15min)｡

3.2 料层温度控制

设计推荐的锅炉正常床温运行范围790℃~900℃,床温高值报警为955℃,床温低报警值为760℃,当温度达到990℃时,锅炉主燃料自动切除(MFT);当床温低至650℃时,将自动切除主燃料(除非点火风道油枪投入运行);当床温低至540℃以下时(无论点火风道油枪是否运行),给煤机都将自动切除｡料层温度是指燃烧密相区内流化物料的温度｡

本项目先后燃用过印尼进口褐煤,印度不同产地的煤,最终稳定燃用电厂旁专用矿煤质｡不管燃用哪一种煤,在石灰石系统未投运的情况下满负荷运行时,料层温度都可以控制在850℃~900℃之间,所以本项目没有发生过结焦现象｡对于床温低的保护和投油要求的设定值,现场进行了多次试验,最终将原设计(床温低至540℃以下时,无论点火风道油枪是否运行,给煤机都将自动切除)修改为当床温低至350℃以下时,无论点火风道油枪是否运行,给煤机将自动切除;将原设计(床温低至650℃时,将自动切除主燃料,除非点火风道油枪投入运行)修改为床温低至550℃时,将自动切除主燃料,除非点火风道油枪投入运行｡

需要强调的是,正常情况的升负荷运行,要做到先加风后加煤,降负荷先减煤后减风｡每吨煤按2500Nm3风量配比,燃烧调节用“少量多次”的调节方法,避免床温大起大落｡本项目曾经出现过床温超过960℃情况,此时先将给煤量从120t/h减少到100t/h,将一次风量从16500Nm3/h增加到17500Nm3/h,随后床温开始下降,最终稳定在830℃左右,究其原因就是升负荷过程中加煤速度太快｡另外在机组启动初期,投入返料时,应先通过放料装置放一部分返料,使其返料温度上升,不至于使温度太低的物料投入炉膛,使床温剧烈下降｡在正常运行的情况下,可以通过调整返料量的大小来调节床温｡

3.3 风量及氧量的控制

本项目锅炉设计燃烧空气分为一次风､二次风,分别由锅炉两侧和前后墙送入,BMCR工况下一次风量占总风量的40%,管式空预器出口过量空气系数1.17(折算到氧量:3.05%)｡一次风用来保证床料流化､床温稳定,二次风补充风量､提供悬浮区燃烧所需的氧量｡在前期启动机调试过程中,基本按照设计参数进行配风,随着对机组的深入了解及现场燃烧调整试验,对一､二次风量配比及氧量的控制进行了优化｡

在本项目新投运的几台机组额定负荷运行时,风量控制参数见表4(锅炉风量控制及空预器出口测量烟气成分),其中5#机组的一､二次风量比例约为48∶52;6#机组的一､二次风量比例约50∶50;7#机组的一､二次风量比例约为45∶55;8#机组的一､二次风量比例约为48∶52｡考虑到风量标定误差和煤质变化引起风量比偏差,实际上这几台机组的风量配比与锅炉厂说明书推荐值有一定误差,但是锅炉均可稳定运行｡

对流化床锅炉而言,在一定范围内,提高过量空气可改善燃烧效率,这是由于燃烧区域氧浓度的提高增加了燃烧效率｡但该项目锅炉在燃烧调整过程中,过量空气系数超过1.12继续增加时燃烧效率几乎不变｡投入二次风时,一定要根据负荷和床温的不断升高,逐步缓慢投入,增加风量,以免在锅炉刚投运时炉内热强度还不高,大量投入温度较低的二次风,造成床温波动较大,甚至造成灭火｡

3.4 炉膛及分离器出口烟温调试

本项目所有锅炉在调试过程中均存在的炉膛及分离器出口烟温偏高问题,在调试过程中,石灰石系统没有投入运行,尽管经过风量配比､氧量及回料调整,能够将炉膛出口烟温控制在900℃内､分离器出口烟温控制在950℃内以维持机组正常运行,但是均明显比合同要求值高很多(合同要求炉膛出口烟温850℃)｡

3.4.1 排除二次燃烧造成烟温高

由于分离器入､出口温差也比较大,现场怀疑是否存在二次燃烧问题,所以使用烟气分析仪(型号:testo350-M/XL)共测量了4台机组,其中最大39ppm,最小32ppm,详见表4,锅炉尾部烟道实际测量的一氧化碳含量很小,可以排除由于一氧化碳二次燃烧引起的分离器入､出口烟气温度较高｡

3.4.2 实际燃煤性能

根据表5,本项目试运后期燃用较为稳定的煤质,实际燃煤水分及挥发分含量较高,致使煤颗粒在燃烧过程中具有较强的爆裂性,分离器对其产生的过细颗粒的分离效率相对较低｡且由于实际燃煤属低灰分燃料,在锅炉运行中会引起炉内灰浓度达不到设计值,而维持必要的炉内灰浓度是循环流化床锅炉炉内传热系数达到设计值的保证｡遗憾的是由于印方原因,石灰石系统不能投入运行,无法脱硫也不能以此方式增加炉内灰浓度｡

3.4.3 试图降低炉内温度所进行的调整

为增加炉内灰浓度,证明炉内灰浓度对炉膛烟温的影响,在当时条件下可能采取的方法是通过物料添加系统向炉内添加锅炉运行中排出的底渣｡根据估算,加料系统在试验时最大可向炉内添加3~4t/h的底渣｡在5#炉和8#炉进行的添加灰渣的试验中,未看出添加灰渣后锅炉运行状态有明显变化｡事实上,由于底渣不会再次发生爆裂,且通常由于底渣粒径组成偏粗,适合及可以成为循环灰的份额有限｡因此,向炉内添加3~4t/h的灰渣,所引起的炉内灰浓度变化可能不足以显著影响炉内传热系数｡

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一图读懂超超临界循环流化床技术(CFB锅炉技术)