循环流化床锅炉效率偏低原因分析与燃烧调整探讨

发表时间:2020/7/30   来源:《工程管理前沿》2020年11期   作者:张博
[导读] 循环流化床锅炉是近几年发展起来的一种高效、低污染、高清洁的煤炭燃烧技术,能够实现对燃料的多次循环燃烧和脱硫反应。
        摘要:循环流化床锅炉是近几年发展起来的一种高效、低污染、高清洁的煤炭燃烧技术,能够实现对燃料的多次循环燃烧和脱硫反应。但是从当前循环流化床锅炉的运行发展实际情况来看,整个锅炉的运行效率较低,为了能够确保锅炉稳定燃烧,文章着重就循环流化床锅炉燃烧效率低的问题进行探究。
        关键词:循环流化床锅炉;效率;燃烧调整
        循环流化床锅炉具备高效率、低能耗的特点,在国内外的煤炭燃烧市场得到了广泛的应用。在低碳环保的社会背景下,人们对循环流化床锅炉的效能提出了更高的要求,一些拥有条件的锅炉厂开始将以往的锅炉形式替换成了大型的循环流化床锅炉,在以往的基础上提升了锅炉的运行效率,减少了锅炉的运行成本。但是在循环流化床锅炉运行的过程中,外界多个因素深刻影响整个锅炉的运行效率,在没有及时调控的情况下会降低循环流化床锅炉的运行效率。为此,文章结合实际现就如何调整循环流化床锅炉的运行效率,合理把控燃烧进行策略分析。
        一、循环流化床锅炉的燃烧过程
        煤炭颗粒在循环流化床锅炉中的燃烧一般会经过干燥处理、挥发分析出、着火燃烧、膨胀、一次破碎等。煤炭颗粒在进入循环流化床炉膛内部的时候,挥发分第一次稳定析出温度在500℃到600℃之间,第二次稳定析出温度一般在800℃到1000℃之间。在煤炭颗粒炭烧的过程中煤炭可燃烧的挥发分产量深受锅炉燃烧温度和加热速度的影响。而焦炭的燃烧方式深受氧气扩散效率和化学反应速率的影响,在化学反应和氧气扩散反应的作用下焦炭在循环流化床锅炉内部完成燃烧。
        二、循环流化床锅炉燃烧的影响因素
        循环流化床锅炉的常用调整控制方式是自动化电量管控方式,在自动化控制系统的作用下来把控燃烧系统的发电量和燃烧进度。从循环流化床锅炉的运行发展实际情况来看,锅炉内部燃料在燃烧过程中会受到外界多个因素的影响,在众多因素中影响最为明显的是因素是燃烧物的颗粒大小。为了能够确保循环流化床锅炉的燃烧稳定,需要操作人员采取相应的措施调整参数运行。若锅炉燃烧颗粒物较粗较大,会导致燃烧延迟,密相区温度过高,稀相区物料分布不均,为了控制密相区温度需要加大送风量,会造成排烟热损失增加、化学不完全燃烧热损失及灰渣物理热损失,导致锅炉效率下降;若锅炉燃烧颗粒物比较小,为了能够提升锅炉燃烧效率,需要尽可能的减少风量的消耗,但会造成锅炉的传热减弱,降低锅炉热效率;颗粒过大或过小对锅炉燃烧影响比较直接,都会造成运行操作困难,造成循环流化床锅炉燃烧不稳定。
        三、循环流化床锅炉燃烧运行参数的调整
        (一)循环流化床锅炉温度的控制
        循环流化床锅炉温度是影响锅炉燃烧炉内部流化物温度的重要因素,会影响整个锅炉的安全稳定运行。在一般情况下,循环流化床锅炉床会应用不锈钢钢套管来测量,整个不锈钢的套管会被安排距离风板200nm到500nm之间的燃烧室密相层中,插入锅炉内部墙体的深度一般为15nm到25nm。在操作的时候需要严格控制温度,因为如果炉膛床温温度高就会使得流化床出现烧焦凝结问题,严重的还会引发安全事故,而温度较低就会出现低温结焦或者灭火问题。           
        (二)返料温度的控制
        从整个循环流化床锅炉实际生产情况来看,返料温度是指由返料器送回到燃烧室内的循环灰温度,通过合理把控返料温度能够对锅炉床层的温度进行控制。循环流化床锅炉的返料温度一般需要低于出料层温度的20℃到30℃,只有确保返料温度在这个温度的范围内,才能够确保锅炉内部各段燃料的稳定燃烧,减少炉膛床温的波动。另外,在循环流化床锅炉运行的过程中还需要相关人员密切关注返料的温度变化,避免出现返料温度过度升高的问题。在监督把控返料温度的过程中要着重关注复杂煤炭燃烧过程中可能出现的燃烧不完全问题,因为在煤炭燃烧不够完全的情况下会使得锅炉内部出现焦结的问题。在锅炉内部温度比较高的时候相关人员可以采取适当的措施,比如通过减少煤炭数量的方式来把控锅炉内部的温度。


        (三)调整床层差压数值
        在循环流化床锅炉运行的过程中床层差压也是一个能够反映出燃烧室内密相区燃料厚度的参数。在一般情况下会将测量风室和燃烧界面上的数之差作为床层差压的监测数值,通过检测床层差压的数值变化能够获得料层厚度。如果床层的厚度比较大,测量出来的差压数值就越大。在循环流化床锅炉运行的过程中,料层差压深刻影响锅炉的流化质量,如果料层差压比较大床层阻力增加,风机电耗增加;严重时会引起流化不好造成炉膛结焦或灭火;可以通过增加一次送风量、排渣、调整加煤、调整返料风调整控制料层差压;料层差压过低,往往导致料层减薄或吹空,一次风穿透力太强会使流化物料减少难以形成稳定的密相区,同时还会造成放渣含碳量高,燃烧不完全,增加灰渣热损失,严重时床料层比较稀薄在被吹穿之后就会形成沟流,在沟流不均衡的情况下就会引发局部流化不均结焦现象;可以通过减小一次送风量但要保证最低流化风量、停止排渣等方式控制料层差压。
        (四)炉膛内部的差压
        炉膛差压是反映炉膛内部稀相区固体物料浓度的一个重要参数,在一般情况下会将燃烧室上界面和炉膛出口之间的压力差值作为炉膛差压的监测数值。炉膛内部的差压数值越大,炉膛内部的物料浓度就越高,与之相关的炉膛传热系数也会相应的增大,锅炉负荷也会变大。这个时候需要按照规范的负荷要求来调节炉膛内部的差压,通过锅炉飞灰分离装置下的放灰管排放循环灰量操控来调节炉膛的差压数值。一般情况下,需要将炉膛差压数值控制在500Pa到2000Pa之间。在控制炉膛差压的时候用户可以根据燃料煤炭灰分大小和颗粒度的大小来设定炉膛差压的上限和下限。
        (五)返料量的控制
        结合循环流化床锅炉的传热性质和差压性质来控制返料量,通过控制返料量来更多的确保锅炉的内部燃烧稳定。在锅炉燃烧的过程中,返料灰量将燃烧室内的热量带到炉膛上部分,让炉膛内部的温度场均匀分布,并通过传热的方式来和水冷壁进行交换。
        (六)风量的控制
        循环流化床锅炉在运行的时候很多用户仅仅通过风门来调节控制风量,但是这种单一的控制模式难以满足整个锅炉的稳定运行需要。为了提升锅炉的运行性能,需要在一次风量满足流化的前提下调整二次风。在循环流化锅炉运行之前进行冷态试验操作,制定出不同床料厚度临界风量曲线,严格把控一次风量的上下限。二次风量作为负荷调整的变量,调整则是需要参考烟气中的氧气含量,将尾部烟道的氧气含量作为氧气含量控制的标准,将氧气含量控制在3%到5%的比例之间。
        (七)灰量的控制
        锅炉灰量大小对整个循环流化床锅炉的运行有着十分重要的作用,在使用的时候不仅能够监督控制锅炉的除尘器工作状态,而且还能够监督控制整个锅炉的运行是否出现了泄漏问题。在锅炉运行过程中出现泄漏问题的时候需要操作人员及时调整锅炉的水、气含量,从而减少锅炉运行异常情况的发生。
       
        结束语
        综上所述,合理调控循环流化床锅炉的运行参数能够更好的增强锅炉运行安全性。稳定性。为此,在循环流化床锅炉运行的过程中需要相关人员根据锅炉运行所需要的煤炭燃烧数量和承载负荷情况严格把控料层的差压、温度和返料温度,从而确保循环流化床锅炉使用处于良好的运行状态,提升循环流化床锅炉的总体使用效率。

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