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循環流化床鍋爐點火技術

來源:UC論文網2019-04-02 14:51

摘要:

  [摘要]循環流化床鍋爐是新一代高效低污染的燃燒設備,具有燃料適應性廣、環保性能優良等優點。等離子體點火技術可以減少鍋爐點火時的用油量,實現無油點火,同時減少低負荷運行時的助燃用油量,是降低電廠成本的有效手段。循環流化床鍋爐的點火方式采用等離子體點火是切實可行的,可以達到無油啟動,為電廠節省了發電成本。本研究綜述了循環流化床鍋爐的技術特點和使用情況和應用推廣的情況。  [關鍵詞]循環流化床,鍋爐...

  [摘要]循環流化床鍋爐是新一代高效低污染的燃燒設備,具有燃料適應性廣、環保性能優良等優點。等離子體點火技術可以減少鍋爐點火時的用油量,實現無油點火,同時減少低負荷運行時的助燃用油量,是降低電廠成本的有效手段。循環流化床鍋爐的點火方式采用等離子體點火是切實可行的,可以達到無油啟動,為電廠節省了發電成本。本研究綜述了循環流化床鍋爐的技術特點和使用情況和應用推廣的情況。


  [關鍵詞]循環流化床,鍋爐,點火


  作者:劉慧勇,馬金星


  中圖分類號:TU85


  目前,煤粉鍋爐是我國電廠鍋爐的主要形式,循環流化床是近年來國際上發


  展起來的新一代高效的、低污染的燃燒技術。循環流化床鍋爐的主要特點在于燃料及脫硫劑經多次循環,反復地進行低溫燃燒和脫硫反映,爐內湍流運動劇烈,能達到低一氧化氮排放、90%的脫硫效率以及與煤粉爐相近的燃燒效率。由于種種優勢所在,循環流化床鍋爐在國際上得到了迅速的商業推。常規循環流化床鍋爐最普遍的點火方式是用油槍點火和天然氣點火。目前,200MW流化床機組調試啟動期間耗油量基本在1000噸左右,正常商業運行年燃油量約為10幾噸左右,30OMW機組調試耗油量更大"伴隨燃油的消耗,在燃油采購、運輸、存儲和硬件設備等方面的費用增加,加大了電廠發電成本。因此,在流化床機組上應用等離子體點火系統將為企業帶來巨大的經濟效益,具有廣泛前景。


  等離子體點火技術是一項以高溫等離子體作為煤粉激發熱源,直接引燃煤粉,啟動鍋爐,并可在鍋爐低負荷時實現穩定燃燒的新技術。等離子體點火技術實現了鍋爐點火和助燃不用燃油的目的,同時減少了有害氣體的排放,為電廠節省了發電成本,在帶來經濟效益的同時,也帶了社會效益。循環流化床鍋爐采用這一點火技術后,效果很顯著,大大的縮短了油槍投入的時間,降低了點火油耗。按改進前的點火方式計算,點一次爐約需柴油12t左右,折合人民幣約需8.4萬元,改進點火方式后,點一次爐約需柴油6t左右,折合人民幣約需4.2萬元,焦爐煤氣約需1.2萬m3,(因焦爐煤氣是公司自產,可忽略不計)。一年按點爐10次計算,可節約柴油約60t,全年節約點爐費用約42萬。


  1循環流化床鍋爐點火技術概述


  與其他種類鍋爐相比,循環流化床(CFB)鍋爐因為其燃料適應性廣、負荷調


  節性強以及環保性能優良而得到了越來越多的重視。因此,CFB鍋爐技術在世界范圍正在得到迅速的發展"我國在能源與環境的雙重壓力下,循環流化床鍋爐在我國也得到了迅速的發展。


  能源管理中心發電工段二工序循環流化床鍋爐是濟南鍋爐廠設計生產型號為:YG-220/9.8-MQ的高溫高壓220t/h蒸汽鍋爐,設計燒劣質無煙煤及摻燒20%(熱值比)的高爐煤氣(現已改成摻燒焦爐煤氣)。鍋爐采用床上加床下油槍點火方式。其中床上三只400kg/h的油槍,床下二只500kg/h的油槍,油槍霧化方式為機械霧化,使用柴油,由于燃用煤質較差,每次點爐時鍋爐床溫需要達到650攝氏度才好投煤。因此油槍的投入時間較長。點爐油耗較高,根據以往情況,每一次點爐的投油槍持續時間需要約8小時左右,消耗燃油約12t左右。


  循環流化床鍋爐的基本特點:低溫的動力控制燃燒;高速度、高濃度、高通量的固體物料流態化循環過程;高強度的熱量、質量和動量傳遞過程。另外,循環流化床鍋爐的優點:燃料適應性廣,燃燒效率高;高效脫硫,氮氧化物排放低,其他污染物排放低,燃燒強度高,爐膛截面積小;給煤點少,燃料預處理系統簡單,易于實現灰渣綜合利用,負荷調節范圍大,負荷調節快,投資和運行費用適中。


  2循環流化床鍋爐點火技術的發展概況


  2.1原始的點火操作方法


  鍋爐設計時投油槍方式為先投床下油槍,將床溫提升至一定溫度之后,再投床上油槍將床溫提高至投煤溫度,但這種方式由于床下油槍燃燒的時間長,導致風室溫度超溫,燒壞風室而導致漏風,從而影響點爐的順利進行。有這一問題之后,我們將投油槍的方式進行調換,即先投一只床上油槍,一小時后再投第二只床上油槍,隔一小時再投第三只床上油槍,待三只油槍全部投入其中,且爐床溫度上漲較慢時(此過程約需4至4.5小時),再同時投床下油槍,等5只油槍同時投入約3小時左右,床溫也基本能達到投煤溫度,這樣床下油槍的投入時間大大縮短,風室中超溫問題也得到解決。


  2.2改進后的操作方法


  自從循環流化床鍋爐摻燒焦爐煤氣之后,我們改變點火思路,先將四個焦爐煤氣噴嘴點著,對鍋爐進行烘熱約3至4小時左右,使鍋爐各部位緩慢受熱,一般可將爐床溫度提高至300攝氏度左右,然后再同時投入兩只床下油槍,這時爐床溫上漲迅速,待爐床溫上升趨勢明顯放緩時(此過程約2小時左右),再同時投入床上3只油槍,再次將爐床溫會迅速提升至投煤需要的溫度(此過程1.5至2小時左右),然后進行脈沖投煤。大大縮短了投油槍的時間,同時爐床溫度也能提到所需的投煤溫度。改進后的方法具有以下優勢,因前期使用焦爐煤氣緩慢燃燒,使鍋爐各部分受熱均勻,能延長鍋爐的使用壽命;油槍的出力沒有改變,但投入時間大大縮短,降低了點火油耗;床下油槍投入的時間短,同時也保護了點火風道。


  3鍋爐點火技術實施過程中可能會遇到的問題


  鍋爐床下風室采用等離子點火時,需要考慮煙氣對風帽的燒損和顆粒對風帽的堵塞問題。從試驗測得的出口溫度看到,出口的平均溫度基本在600攝氏度,在滿足床下煙氣溫度的同時,也沒有超過床下風溫的限制溫度,屬于正常范圍之內。因此,通過調節配風,在保證最低流化風量的情況下,可以避免風帽的燒損。至于風帽的堵塞問題,由于選用的等離子體燃燒器引燃煤粉加熱床下流化風量,所選用的煤粉細度是很細的,可達到R90小于15%(R90表示孔徑小于或等于90um的所有篩子上的篩余量百分數的總和),同時能被煙氣帶動的飛灰粒徑也遠小于lmm,而風帽小孔直徑大于6mm,因此不會發生風帽的堵塞。流化床點火的瓦斯來源于料層的可燃物沉積所產生的瓦斯氣體,風室內的爆燃可能性是由于空氣和可燃物的良好的混合和充分的燃燒,使得低溫環境的引燃過程中揮發份的析出變得十分困難。從原理上說,如果流化風量能夠保證在臨界流化風量之上的話,那么所產生的揮發份沿著風帽向爐膛上方聚集。最重要的防爆點首先是爐膛,其次才是風室。流化風從側面進入水冷風室,水冷風室底部又與水平傾斜一定角度,水冷風室如有積灰,則積灰會因重力流向點火風道一側,部分可能由于風室內存在回流區會堆積在兩個點火風道之間處,則可將水冷風室放灰斗安裝在此位置。對采用等離子體點火啟動循環流化床鍋爐過程中的風帽堵塞、風室積灰、風室防爆問題做了一定的分析。分析得到,煤粉顆粒不會造成風帽堵塞;需要在風室內和風道末端安裝放灰斗,定時放灰;由于風室內可燃物較少,不會發生風室內爆燃現象。


  4結語


  改變點爐方式以后,把以往用鍋爐油槍燃油對鍋爐進行預熱改變為利用鍋爐爐膛中部四個焦爐煤氣燃燒器點焦爐煤氣來對鍋爐預熱,使鍋爐各部位均勻受熱,在鍋爐汽包壁溫達到一定溫度后再將油槍投入,最大程度的減少點爐過程中油槍的投入時間,大大降低了點爐燃油成本,經過幾次點爐的效果來看,此方法不僅可以長期應用下去,而且對于同類型的鍋爐具有參考和借鑒的意義。

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