生物质锅炉新闻动态
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燃料结构变化对成型CFB锅炉运行产生的影响分析
发布时间：2013-10-25 08:38 来源：未知
循环流化床锅炉（CFB锅炉）以其突独特的流体动力特性和结构使其具备了许多独特的优点，例如燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、氮氧化物(NOX)及其他污染物(CO、HC1、HF)排放低、炉膛单位截面积热负荷高、燃料预处理系统简单、灰渣易于综合利用、负荷容易调整和投资费用适中等。我国从上世纪80年代才开始广泛研发、制造并投入使用循环流化床锅炉。根据我国的实际情况和随后的国家发展政策，各种类型的循环流化床锅炉迅速在我国电力行业投入使用起来。随着我国科学技术地不断发展，以及经济结构地不断调整，我国早期投入使用的低、中压小型循环流化床锅炉逐渐向（超）高压、大型循环流化床锅炉过渡，循环流化床设计初期就存在的一些技术屏障也在逐一被破解。以现阶段我国循环流化床锅炉的研发技术和实践经验，以及我国坚持全面协调可持续发展的发展策略为总的发展背景，循环流化床锅炉将在我国电力行业发挥举足轻重的作用，其应用前景将更加广阔。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂�，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
1、案例调研
1.1调研背景
某煤矿自备电厂现有三台哈尔滨锅炉厂设计并安装制造的循环流化床锅炉，锅炉均系中压、单锅筒、自然循环蒸汽锅炉，主要负责煤矿井下I业用电及地面生产和生活用电、用汽。正常生产情况下能够保证相关用户的用电、用汽需求。
该厂锅炉型号为：HC-40/3.82-L.MC18，锅炉本体主要由蒸发受热面燃烧室、固体床料高温分离回送装置以及尾部对流烟道组成。锅炉以该煤矿选煤厂洗选的煤矸石为主要燃料，煤矸石经过研磨和脱水后进入煤仓，后经与石灰石掺混由输送皮带输送到炉前仓，再由炉前两台螺旋给煤机送人炉膛燃烧；单台锅炉包括一台引风机、一台一次风机、一台二次风机和一台高压风机；锅炉采用固态排渣方式，经过充分燃烧后的锅炉床料通过布风板上的三个排渣管进入放渣总管，经CLZ型高效滚筒冷渣器冷却为温度<150℃的炉渣排人除渣机槽，后由刮板式除渣机送到除渣皮带，最后送人渣场，见图一。
锅炉脱硫系统采用炉内脱硫方式，利用煤矸石电厂的特性，在人炉前将吲硫剂均匀混入煤矸石燃料中，通过固硫剂与煤矸石的充分混合进入炉膛，从而获得较好的固硫效果；锅炉烟气处理采用三台电除尘系统，单台电除尘烟气处理量为95000m3/h，收尘效率≥99.5%，烟气在线监测系统采用北京中竟同创公司SCS-900-1型烟气在线监测系统。
1.2存在的突出问题
该厂的燃料供给主要来源干该煤矿选煤厂洗选的煤矸石，受煤层煤质变化及洗选、研磨设备缺陷等诸多因素影响，从2009年年底以来，供给该电厂的燃料结构出现了较大变化，燃料的各项技术指标很难达到设计要求。间断性地t现燃料发热量偏高、水分含量偏大、入炉煤粒径达不到设计要求等突出问题。而受企业生产条件的限制，该自备电厂煤仓存煤量仅能维持锅炉3-5天的正常运行；同时，循环流化床锅炉本身存在较多的技术缺陷，对成型锅炉煤种的适应能力还远没有达到理论设计上的优势。为保证各项生产任务，提高锅炉的运行周期和运行效率，该厂对三台循环流化床锅炉的燃料供应情况，包括入炉煤粒的发热量、颗粒粒径、水分含量等技术参数进行了严格控制。由于燃料结构变化在短时间内不能解决，虽然该厂采取了以上一些积极措施，但锅炉运行依然出现一系列异常情况，例如：炉前仓蓬煤、落煤管堵塞、给煤机电机过负荷停运、给煤机卡死、锅炉床温过高、出力不够、脱硫超标、锅炉局部结焦等问题。其中较为突出的问题有以下两个方面：一是锅炉经常发生炉前仓蓬煤、落煤管堵塞及给煤机卡死现象；二是锅炉经常出现冷渣管出黑渣、冷渣管结焦堵塞现象。这些异常情况地出现严重限制了该厂的正常生产，极大的增加了运行工人的劳动强度，更恶化了工作环境，不利于企业的健康有序发展。
2、针对性分析
(1)关于锅炉经常发生炉前仓蓬煤、落煤管堵塞及给煤机卡死故障的原因分析。
20世纪80年代末至90年代初，在国家有关部门的支持下，我国锅炉厂和科研单位合作，开发研制了一批具有中国特色的、廉价的循环流化床锅炉。虽然经过近三十年的不断改进和创新，我国现行的以矸石为原料的循环流化床依然存在较多技术缺陷，例如：锅炉出力不够、受热面磨损严重、燃料技术要求高等突问题，其中对燃料（底料）的限制要求很多，包括人炉煤粒的发热量、颗粒粒径、水分含量等。
受煤层煤质变化及洗选、研磨设备缺陷等诸多因素影响，该厂在较长时间内的燃料供应都不达标，燃料的供给一度成为该厂能否维持正常生产的一个突出问题。如表一所示，变化前后炉前仓煤样同设计煤样的部分技术参数存在较大差异。
我们不难看出，人炉煤结构发生了较大变化，其中包括低位发热量增高、含硫量增加、粒度均匀性下降、水分含量增加等。同样，也正是这些技术参数的变化导致了该厂锅炉经常发生炉前仓蓬煤、落煤管堵塞及给煤机卡死等故障。
在播煤风风量和风压一定的条件下，由于水分含量大和颗粒粒径不均匀（细颗粒过多）等原因，煤粒对炉前仓及落煤管侧壁附着力明显增加。长时间运行后，过多的煤粒淤积在给煤系统中，从而导致输煤系统各部位输煤不畅。同时，由于落煤管下煤不畅，过多的煤�；墼诼菪夯鶫{口，经过一段时间的积累和挤压，给煤机螺旋槽内煤粒越积越多，给煤机电机负荷不断增加，必然引起给煤机电机超电流，从而电机�；は低城恐菩酝Ｖ沟缁ぷ鳎夯Ｔ�。以l#炉给煤机为例，东西侧给煤机正常运行电流为5.0A左有，在发生蓬煤、堵煤现象时，给煤机电流线性上升至12.0A以上，随即DCS控制盘显示给煤机电流故障，给煤机停止运行。与此同时，锅炉运行参数也出现了一系列变化，如表二所
示。
单台给煤机运行时锅炉负荷急剧下降、风室压力难以维持正常值，同时伴随风压波动、床温急剧下降，出现烧偏、高压风风压波动剧烈、尾部烟道含氧量直线上升等异常现象。运行人员为维持正常运行参数，必然加大给煤机转速，增加进煤量，然而，这样势必增重偏烧和燃烧不均匀的症状，如果控制和操作不及时，极易引起炉膛结焦和烟气含硫量超标。在特殊情况下还会发生两台给煤机同时发生卡死现象，最终导致锅炉被迫压火处理。
(2)关于锅炉经常出现冷渣管出黑渣、冷渣管结焦堵塞故障的分析。
该厂每台锅炉布风板上均设计有三根冷渣管，冷渣管的排渣能力均为100%，其中2#渣管用于排放较大炉渣颗粒，1#、3#渣管由于设计在回料腿后侧，主要用于排放较细床料颗粒。正常运行时，为维持锅炉内正常流化物料，通过调整放渣执行器开度或者调节冷渣器转速来控制放渣量。
在燃料供给出现故障后，经过一段时间的运行观察，三台锅炉均JH现不同程度的冷渣管出黑渣、冷渣管结焦堵塞异常状况。由于送入炉内的燃料发热量增加，细小煤粒含量过大，锅炉床层风压及炉床温度难以维持正常，锅炉床层风压波动过大、床温过高和负荷过低等现象较为突出，见表三。
随着锅炉运行的调整，炉内床料大颗粒含量越来越少，细小颗粒含量增加，风室风压波动严重。由于床层厚度不够，在打开中间放渣管长时间进行放渣时，更多煤碳颗粒随较大颗粒床料一同进入冷渣管，从而出现冷渣管出黑渣的现象。当进入冷渣管的煤碳颗粒过多、炉渣温度和渣管内含氧量达到一定条件时，煤碳颗粒就会在冷渣管内部着火燃烧，导致局部超温，当温度达到炉渣颗粒的软化温度甚至熔化温度后，该处炉渣颗粒在其他颗粒的挤压下变形并聚集，从而引起冷渣管内结焦，严重时堵塞冷渣管。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
3、整改措施
非正常的运行方式严重影响了锅炉的效率，极大的限制了该厂的发供电和供暖任务，同时又额外地增加了工人的劳动强度。在处理炉前仓蓬煤、落煤管堵塞及给煤机卡死等故障时，给煤机狭小的工作区间和从落煤管不断喷出的浓烟及燃烧的煤粒严重恶化了锅炉运行工的工作环境，同时额外增加了工人的劳动强度。同样，在处理冷渣管出黑渣、冷渣管结焦故障时，运行人员必须及时疏通，同样要克服溢出的浓烟和四处飞溅的红渣。在冷渣管结焦严重时，工人在8小时工作时间内需要疏通三以上次，每次疏通时间可能达到两小时，甚至更多。如果故障处理不及时，锅炉运行参数难以维持，还将被迫采取压火甚至停炉、停机操作。
通过以上分析我们可以发现，导致该厂锅炉经常性发生故障的主要原因就是燃料结构发生较大改变。由于受技术条件的限制，对于已经成型并投人生产使用的循环流化床锅炉来说，煤种的结构性变化是致命的。
为维持该厂锅炉的正常运行和出力，我们采用了以下方式进行技术性调整，取得了较好效果。首先，严格执行人炉煤标准，确保人炉煤参数在设计范围以内。尽力选择符合条件的燃料人仓，确保煤种发热量在控制范围以内；调整振动筛滤网尺寸，加大煤粒筛选力度，严格控制入炉煤粒径；改进脱水设备，确保人炉煤水分含量达标；其次，增加播煤风风压和风量，间断性疏通给煤筒斜管，保证燃料能够克服密相区风压阻力，顺利进入炉膛参与燃烧；再次，炉前仓间断性均匀地添加冷渣底料或石灰石，平均入炉煤水分含量，确保燃料能够顺利地通过螺旋给煤机和落煤管，防止囚燃料水分过高引起的炉前仓蓬煤、落煤管堵塞及给煤机卡死等故障。再次，取消连续放渣方式，采用间断点放放渣方式，严格控制放渣量，保持锅炉正常运行所需床层物料量，杜绝人为因素引起的冷渣管出黑渣、冷渣管结焦堵塞问题，确保锅炉各项运行参数在正常范围以内。最后，及时处理突发事件，防止事故事态恶化，减少各项运行成本。
4、总结
通过近半年的运行情况来看，锅炉平均运行周期由故障期间的15天延长至50天，各项运行参数基本恢复正常(见表三)。同时，调整期间极少出现囚燃料结构变化而引起上述各种故障，极大地提高了该厂的锅炉运行效率，缩减了维检修费用；同时，操作方式的调整还减轻了工人劳动强度，改善了工人工作环境，初步达到了整改的目的。
