淺談循環(huán)流化床鍋爐再熱汽溫偏低的治理

王宏 馬斌(寧夏國華寧東發(fā)電有限公司,寧夏靈武 750408)

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淺談循環(huán)流化床鍋爐再熱汽溫偏低的治理

王宏 馬斌
(寧夏國華寧東發(fā)電有限公司,寧夏靈武 750408)

【摘 要】由于循環(huán)流化床(CFB)鍋爐對主、再熱汽溫調(diào)節(jié)手段的瓶頸較大,加之考慮到對受熱面的磨損,平衡風(fēng)量等原因,CFB鍋爐主、再熱汽溫往往達(dá)不到設(shè)計參數(shù),為機組運行的安全性和經(jīng)濟性帶來隱患。通過各個方面原因的分析以及長期的摸索和調(diào)整實踐證明,采取加裝蒸汽吹灰器并加強調(diào)整后對提高蒸汽溫度水平還是較為明顯的。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)流化床鍋爐 蒸汽溫度 安全經(jīng)濟 燃燒調(diào)整 配風(fēng)方式

1 設(shè)備狀況

我廠選用東鍋制造的DG-1177/17.5-Ⅱ3型,亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐。鍋爐主要由一個膜式水冷壁爐膛、三臺汽冷式旋風(fēng)分離器和一個尾部豎井三部分組成;爐膛內(nèi)布置有屏式受熱面:12片膜式過熱器管屏、6片膜式再熱器管屏和二片水冷蒸發(fā)屏;采用3支由膜式管屏圍成的汽冷式高效旋風(fēng)分離器,其下部各布置一臺回料器。激波吹灰器采用北京楚能科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的激波吹灰器。采用樹狀管路分布式系統(tǒng),系統(tǒng)布置64個點。過熱器的汽溫調(diào)節(jié)由兩級噴水來控制,再熱蒸汽調(diào)節(jié)采用尾部雙煙道煙氣擋板作為正常運行的調(diào)溫手段;為加強汽溫調(diào)節(jié)的靈敏度,在低溫再熱器至屏式再熱器進(jìn)口的連接管上設(shè)置微調(diào)噴水減溫器作為備用手段;在低溫再熱器進(jìn)口設(shè)置事故噴水,用于緊急狀況下控制再熱器進(jìn)口汽溫;再熱器事故噴水不作為正常運行的調(diào)溫手段。#1、2機組經(jīng)過1年多的運行,兩臺機組再熱器出口汽溫一直偏低,兩臺機組在滿負(fù)荷時,再熱器出口溫度大約在 510℃,在機組負(fù)荷250MW左右時,再熱汽溫最多能達(dá)到520℃左右,始終無法達(dá)到額定參數(shù) 541℃運行,嚴(yán)重影響兩臺機組的安全性和經(jīng)濟性。

2 機組滿負(fù)荷時設(shè)計參數(shù)與實際運行參數(shù)對比分析

2.1 過熱器參數(shù)統(tǒng)計

如表1所示。

2.2 再熱器參數(shù)統(tǒng)計

如表2所示:

以上數(shù)據(jù)主要是結(jié)合168h 期間和168h 后機組滿負(fù)荷運行一段時間的數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計的結(jié)果,主要是考慮在此期間兩臺鍋爐燃燒的煤種與設(shè)計煤種偏差小,具有一定代表性。

2.3 上述分析可以得出以下幾個結(jié)論

(1)煤質(zhì)與設(shè)計煤種有所偏差,導(dǎo)致各受熱面煙溫?zé)o法達(dá)到設(shè)計要求,受熱面出口汽溫?zé)o法滿足要求。機組滿負(fù)荷運行時,再熱器、過熱器設(shè)計的進(jìn)口煙氣溫度要比實際要偏低近100℃。

(2)從兩臺機組運行的床溫情況看,#1機組四個區(qū)的平均床溫為908℃,#2機組四個區(qū)的平均床溫為919℃,而東鍋廠設(shè)計的平均床溫控制917℃,以上#1、2爐平均床溫雖然有偏差,但是在規(guī)定的范圍之內(nèi),床溫與煙溫的高、低也是相對應(yīng)的。

(3)從低溫再熱器煙氣進(jìn)、出口溫度及低溫再熱器進(jìn)、出口溫度與設(shè)計值的溫度差值相當(dāng),換熱對比來說基本是屬于平衡的,在合理范圍之內(nèi)。

(4)從屏過進(jìn)、出口溫度以及高過進(jìn)、出口溫度和煙氣進(jìn)、出口溫度與設(shè)計值來比較看,除了煙氣溫度低點外,換熱及溫差均在在合理范圍內(nèi)。

(5)尾部煙道積灰嚴(yán)重,吹灰不徹底,停爐后未徹底清灰使得尾部煙道受熱面換熱效果降低。

(6)從屏再的進(jìn)、出口的汽溫與設(shè)計對比可以看出兩臺鍋爐屏再進(jìn)、出口溫差與設(shè)計值的溫差平均少14～17℃左右,有時控制調(diào)整不當(dāng)溫差甚至超過20℃。

從以上6個方面進(jìn)行簡單的對比分析得出結(jié)論:a.煤質(zhì)原因?qū)е碌臒煖責(zé)o法滿足設(shè)計要求。因我廠屬于坑口電廠,對煤種的采購比較單一,因此更換煤源是不現(xiàn)實的。b.兩臺爐再熱器汽溫偏低的關(guān)鍵原因一是屏式再熱器進(jìn)、出口溫差達(dá)不到設(shè)計值,受熱面吸熱量不足導(dǎo)致再熱器溫度偏低。c.尾部煙道受熱面積灰嚴(yán)重,受熱面吸熱量不足。

表1 過熱汽溫參數(shù)表

表2 再熱汽溫參數(shù)表

3 汽溫偏低的原因主要有以下幾個影響因素

(1)因為低再各參數(shù)基本滿足設(shè)計參數(shù)需要,問題的關(guān)鍵點在于屏再的進(jìn)、出口汽溫與設(shè)計值偏差較多,初步估計可能與最初設(shè)計有關(guān),或者與屏再的6個受熱面打的澆注料偏多有關(guān),直接影響屏再受熱面的換熱效率,更多的考慮了對屏再管壁磨損的影響,而忽略了對再熱汽溫度的影響。

(2)鍋爐床溫及爐內(nèi)整體溫度對汽溫影響較大,整體床溫高,尾部煙道煙氣溫度高,對過熱器、再熱器溫度的提高有一定的作用和效果。

(3)如果吹灰不徹底、次數(shù)不夠,受熱面不清潔,會影響整個鍋爐受熱面換熱效率,從而影響低溫再熱器整體溫度,導(dǎo)致屏再出口溫度無法提高。

(4)過、再熱煙氣擋板調(diào)整不當(dāng)或卡澀,過熱器煙氣擋板開度過大,再熱器煙氣擋板開度過小。

(5)在床溫滿足設(shè)計要求的情況下,一次流化風(fēng)量、二次風(fēng)量配比不當(dāng)或風(fēng)量過小長期運行。

4 采取的措施和應(yīng)對方法

4.1 鍋爐配風(fēng)對汽溫的影響

鍋爐正常運行,一次風(fēng)首先滿足物料的正常流化,提供燃燒初期的氧量;二次風(fēng)通過不同高度不同位置送入爐膛,補充物料燃燒后期所需氧量。一般在爐膛密相區(qū),高溫物料處于不完全燃燒狀態(tài),一次風(fēng)壓越高,吹起的物料越高,使得爐膛中上部燃燒加強,爐膛出口煙溫升高,過再熱汽溫都會升高;一次風(fēng)壓低則相反,但一次風(fēng)量必須不得低于最低流化風(fēng)量;當(dāng)高負(fù)荷運行時,因為循環(huán)物料的增多,這點反而體現(xiàn)的不明顯。二次風(fēng)的調(diào)整對汽溫的影響較大,增加下二次風(fēng)量,可以使得爐膛密相區(qū)燃燒盡可能完全一些,這樣能降低爐膛出口煙溫,同時提高燃燒效率,一般下二次風(fēng)量應(yīng)為上二次風(fēng)量的二倍較為合適;二次風(fēng)量的大小根據(jù)氧量的大小來調(diào)整,氧量太大增加了風(fēng)機的功耗,太小則使得不完全燃燒加劇。

4.2 給煤對汽溫的影響

(1)我廠鍋爐給煤由前墻給入爐內(nèi),因此,前墻區(qū)域燃燒份額較大,在正常運行時,應(yīng)保證播煤風(fēng)的正常以保證爐內(nèi)燃料的均勻。前墻區(qū)域的燃燒份額較大,所以二次風(fēng)也應(yīng)同樣較大,以免出現(xiàn)嚴(yán)重的缺氧燃燒狀態(tài)導(dǎo)致爐內(nèi)燃燒不充分。

(2)受床溫及壁溫的限制,爐膛內(nèi)的給煤分布一般不會十分均勻。在高負(fù)荷時,由于蒸汽流量較大,汽溫偏低,但床溫較高,一般可將10臺給煤機出力調(diào)整為“倒V型”(即中間區(qū)域給煤機出力大,兩側(cè)給煤機出力小),以此來增加爐膛中間區(qū)域屏過、屏再的吸熱量,減少周圍水冷壁的吸熱量以達(dá)到提高汽溫的目的。當(dāng)負(fù)荷較低時280MW以下會出現(xiàn)壁溫限制汽溫的現(xiàn)象,此時可將給煤機出力調(diào)整為“V型”(即兩側(cè)區(qū)域給煤機出力大,中間區(qū)域給煤機出力小),以此來降低中間易超溫屏過、屏再壁溫,降低減溫水量,提高整體受熱面吸熱量,以達(dá)到提高汽溫的目的。

4.3 根據(jù)燃料粒徑與配風(fēng)的調(diào)整

循環(huán)流化床鍋爐對煤粒徑的要求較為粗糙,因此,燃煤粒徑的變化與配風(fēng)的調(diào)整就顯得尤為重要。當(dāng)燃煤粒徑較粗時,由于沉積在密相區(qū)的燃煤較多,因此需要提高一次風(fēng)量及下二次風(fēng)量,以保證爐膛內(nèi)物料分布均勻以及提高稀相區(qū)物料濃度,保證爐膛內(nèi)溫度場分布均勻,提高過再熱器整體吸熱量。當(dāng)燃煤粒徑較細(xì)時,應(yīng)適當(dāng)提高二次風(fēng)比例,尤其是上二次風(fēng),以提高稀相區(qū)的氧量,增加床層上部的燃燒份額,以提高受熱面的吸熱量。

4.4 其它方面

(1)加強爐膛內(nèi)部的吹灰,在停爐檢修時,必須保證尾部煙道清灰的徹底,以提高受熱面的換熱量。

(2)當(dāng)SO2含量不超標(biāo)時,盡量降低石灰石的投入量,以提高鍋爐的燃燒效率。

(3)在床溫不超限的情況下盡量提高床溫,兩臺鍋爐平均床溫的控制基本在920℃左右,內(nèi)部最高點不超過950℃,以保證爐膛內(nèi)部較高的溫度場。

(4)根據(jù)燃燒工況及汽溫。負(fù)荷情況,合理調(diào)整鍋爐尾部煙氣擋板,以提高低溫再熱器吸熱量。定期進(jìn)行開關(guān)活動試驗,防止擋板損壞,汽溫失去部分調(diào)節(jié)手段。

(5)控制高過出口溫度在額定值運行:機組正常運行期間,如果屏過壁溫在控制不超過545℃的情況下提高高過出口溫度在額定值541℃運行也可以適當(dāng)提高再熱器溫度。

4.5 進(jìn)行蒸汽吹灰系統(tǒng)的改造

因鍋爐再熱汽溫偏低,達(dá)不到設(shè)計值要求,經(jīng)調(diào)研及現(xiàn)場試驗核算,尾部受熱面積灰較多,影響換熱,將尾部煙道受熱面激波吹灰系統(tǒng)改為蒸汽吹灰,高過4支、低過4支、低再6支,并在吹灰改造的受熱面增加防磨蓋板,蒸汽吹灰器為湖北華興鍋爐儀表制造有限公司制造HX-C45長伸縮式蒸汽吹灰器。

5 結(jié)語

循環(huán)流化床鍋爐雖然對汽溫調(diào)節(jié)手段的瓶頸較大,但是通過長期的摸索和調(diào)整實踐證明在過熱氣溫達(dá)到額定值后且減溫水有余量的情況下,采取各種調(diào)整手段后對再熱汽溫的影響還是較為明顯的。我廠通過一系列的調(diào)整手段及蒸汽吹灰器的改造,現(xiàn)在主、再熱汽溫已基本能夠達(dá)到額定值541℃運行,為兩臺機組的安全、經(jīng)濟運行奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn):

[1]蔣敏華,肖平,大型循環(huán)流化床鍋爐技術(shù).北京:中國電力出版社, 2009.7.第一版.

作者簡介:王宏(1986—),男,寧夏銀川人,寧夏大學(xué)本科畢業(yè),寧夏國華寧東發(fā)電有限公司運行部值長,助理工程師,集控運行技師,從事發(fā)電廠運行及技術(shù)管理工作;馬斌(1986—),女,畢業(yè)于沈陽電力學(xué)院,現(xiàn)寧夏大學(xué)本科畢業(yè),工作單位寧夏國華寧東發(fā)電有限公司,運行部統(tǒng)計主管,助理工程師,研究方向:熱能與動力專業(yè)。