75吨流化床锅炉优化燃烧调整的探索与研究

1、75吨流化床锅炉优化燃烧调整的探索与研究刖s75吨循环流化床锅炉是浙江区域的锅炉产品，于2003年生产，原来设计 原则是燃用燃料为生物质、沼气、烟煤混合燃烧，主燃料是烟煤。然而，由于 实际生产情况的发展和变化，目前燃用的原料发主了改变，生物质燃料的投用 已部分退出，加上当时国内的循环流化床牛产技术的保守性和成熟度的制约， 炉膛内水冷壁的防磨设计理念过于强化，致使投产后出力很难达到设计要求。 为此，根据对以往的运行参数和实际运行中的调整探索，针对各种工况下的出 力进行研究和试验，最终给出比较切合实际并尽量满足生产要求的结论。一、锅炉概况简篩75炉结构示意图锅炉结构概况如上图所示，设计有一个主床，

2、主床的前后设有副床，炉主床呈左右向长方形布置，尺寸为6x2.5米。炉膛长宽为6x6米，床底标 高4米，播煤口位于左右两侧的标高6.5米处。副床尺寸为6x1.8米。副床 上方布置有穿墙水冷壁管，离副床表而0.5米。入炉的助燃二次风有三个位置进入炉膛，人部分二次风从副床输入；一 部分从炉膵四角（规格为e 100管径）注入，每角有两个，标高9米，风口 微向下；还有少部分作为沼气的助燃风从沼气口注入。播煤口、沼气喷嘴布置于两侧炉墙竖直对称中心线部位，播煤口位置标 高6.5米，以一次风为播煤风。沼气口在播煤口上方，标高为10米。沼气 喷嘴以二次作为周界风助燃。炉膛内四面水冷壁的受热面上，从下到上均敷满耐

3、火防磨浇注料，人右 后三面从炉床上到炉膛出口，前墙敷设到顶部的斜顶棚。炉膛出口处先后依次悬挂布置有高温过热器和低温过热器管，呈逆流布 置。低温过热器下方为重力分离的接灰斗，尾部烟道上部为不多个矩阵布置 的小号旋流分离器。后面依次布置有高、中、低温省煤器。最下部为空气预 热器。正常运行情况下，炉膛中部呈微负压、炉膛出口呈微正压状态下运行。 如上图所示。二、锅炉现状目前，本台锅炉的主要问题是：高负荷工况下蒸发量不足，炉膛内在高 热负荷状态下，床温、中部温度容易超出1000°c,存在结焦的隐患很突出。 最小负荷只能达到40吨，不能减得更低，容易形成高耗能运行。1 出力不足问题：该锅炉设计额

4、定出力是75吨/小时。沼气量保证在 4500至5000m3/h,要保证汽包压力在3.4mpa左右的情况下，实际出 力最大出力只能达到71吨/小时，而沼气不足或纯投煤燃烧的情况下，压力只能保持在2.0mpa,出力只能保证在60吨左右。在这些工 况下，锅炉床温和中部炉膛温度已达到980°c以上，已没有增加热负 荷的空间，否则将容易超温达1000°c以上。2. 最低负荷问题：在沼气量一定的情况下，锅炉负荷只能减到40吨左 右，此时的床温已降到800°c左右，一、二次风量仍远没有达到最小 临界风量。时常造成压力过高，对空排汽现象，造成燃煤、蒸汽和电 耗等三种能耗三重浪费。

5、三、原因分析1. 人员技术认识因素，由于运行人员专业水平参差不齐，习惯性控 制理念等因素的作用，不敢突破以往安全运行已成型的习惯安全经验，不 敢突破当前已经牢固的安全运行底线，在燃烧调整技术方面不敢尝试新的 突破，在各种运行工况下，一直保持原来的运行水平，不能向新的、更经 济的运行调整工况推进。特别是低负荷工况下运行，没有有效地应用临界 流化风量作为调整基准进行各参数靠近最小工况运行，造成屯耗、燃煤、 蒸汽等能耗的浪费。在高负荷工况下，没有充分应用循环流化床燃烧的机 理和理论，合理配风，强化燃烧，造成锅炉出力不经济，不能充分发挥本 台锅炉的最佳燃烧状态。2临界风量试验：2013年8月停机检修后

6、，开机流化试验结果及9、 10月中途停炉的热态启动有关数据，可以得到冷热态下、床料厚度、床压、 风压数据如下（注：该锅炉的床层压差取值不正确，床层压差不可能大于 风室压力，需要修改）75吨炉临界流化风量数据统计表口期2013 年 8 月 28 9 月 14 口10月4日工况蠶冷态 点火热态 停炉热态 点火热态 停炉热态 点火床料厚度(mm)300300500500500500风机转数(n)118011801165118011651023负压(pa)-45-45-45-45-45-4 5临界流化风压(kpa) 一次风机岀口处6.54.77.64.57.64.5料层压差(kpa)10.79.710

7、.810.510.510.5点火床上温度°c450750290750400点火进煤量t/h888点火升温结果升温 正常升温 正常升温 正常由上述数据表明，冷态流化试验临界流化风压比温态高l5kpa,而热态的止常流化风量将更低于冷态和温态。因此，止常运行工况下，在低负 荷时，最低流化风压将可以温态临界流化风压为基准，以6,5kpa的一次风 机出口风压作为最低临界流化风压，作为势态下的运行调整依照参数。用 此最小流化风量为依照，调整燃烧工况，并保持床温在700°c以上，以维持 锅炉低负荷下运行。以此风量配比维护燃烧，可以保证燃烧达到最佳最经 济的燃烧工况。在此工况下，副床低温结

8、焦不会形成，根据低温结焦机理和本锅炉结 构特点，在低负荷状态下，减少下煤量和一、二次风风量后，因为保留在 副床上的细床料为原來的细床料，其燃烧燃尽度已基本完全，残留的水份 和挥发份已很低，而且中间温度只有500至700°c,不至于造成低温结焦的。 而在减负荷过程中扬起的细床料，虽然燃尽度、水分、挥发份等成分仍有 一定程度的存在，但因为堆积厚度和返冋量较少，不至于产生低温结焦。 在停炉后表面可能存在较溥的一层可能形成溥层的结片，但不会影响床料 的后期重新流化和复燃。根据近期几个月低负荷工况下的运行情况统计结果分析可知，根据实 时负荷情况，合理降低风量，可以节约三大风机用电100至180

9、kw每小时, 取最低值，按节约100kw每小时，工业用电每度电0.6元计算，每小时可以 节约用电费用60元。而全年下来，在低负荷工况下运行的吋间是可宽的。 仅在9月份，有一天的大部分时间里，锅炉负荷几乎是全是低负荷45t/h以 下运行。因此，运用好低负荷工况调整，对节约成木的效果是明显的。3. 燃烧配风要求，循环流化床锅炉的燃烧，主要靠合理的配风，一次风 主要作用是保证床料的正常流化以及拥有足够的上杨速度和高度，而过多一 次风量，势必造成气量过剩，增加风机电耗和燃烧的过剩氧量。在保证正常 流化的前提下，炉膛内燃料燃尽的决定条件是助燃风，即二次风量。如何配 比好风量，控制最佳氧量，是保证燃煤完全

10、燃烧的关键调整和运行指标。根据本锅炉本身特点及实验数据统计结果分析，最佳燃烧气量可以控制 在6.5%至9%范围内。循环流化床锅炉的最佳燃烧气量可以控制在3%左右， 在这氧量下运行，不但可以将风机的屯耗控制在最经济工况，还可以保证环 保排放指标的生成达到最低状态。保证合理的氧量前提下，合理配比二次风量，才能保证锅炉出力达到故 佳状态。然而，本锅炉的炉膛尺寸和结构，以及燃用的介质的特殊性，欲调 整氧量达到3%,在当前情况下几乎不可能。要保证锅炉蒸发量达到较高的出 力，必须保证炉膛内充足的热量，而炉膛内的热量主要是靠煤和沼气产生。 在保证该两种燃料需耍的燃烧氧量，提供合理的助燃风是关键。而该锅炉的

11、助燃风可以通过二次或一次风的调整来保证。通过反复调整试验，釆用高二 次运行和高一次运行，对比结果是，高一次运行的屯耗明显低高二次风运行,米用高一次风运行，每小时产生的用电量相差50kw左右，折合电费30元。 因此，在合理的配风后，运行结果的成本差距是很可宽的。相关试验参数和图表如下：arricma71.2mr.aii62 oei 勢220n.332n.637i. lie 9. 492 i0.2i9 ii. 3w11.242.440v.it9*s£:%ss:;s5£=ssi«3sss>m一22.2 7x2.3.s.2.xi3.>.l.>.l.xl.

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