2023年《安全技术》之循环流化床锅炉节能措施.docx

循环流化床锅炉节能措施    循环流化床锅炉存在的典型问题包括：锅炉受热面磨损爆管、耐磨料脱落、炉膛结渣、钙硫比高、入炉煤粒径达不到设计要求、污染物排放超标、连续运行周期短等问题，这些问题毫无例外均不同程度的与锅炉燃烧有关，如何使锅炉燃烧到达最正确状态，保证循环流化床锅炉长周期平安运行和提高流化床经济性至关重要。    一、锅炉启动过程节能措施：循环流化床机组从冷态启动到并网发电，需要8-10小时甚至更长，消耗大量的煤、水、油、电，因此，点火启动过程中应采取有效的节能措施，到达节能降耗目的。   （1）料层厚度的选择：循环流化床锅炉点火要有一定的料层厚度，主要是点火过程中有局部床料会被带出炉膛，造成床层过低，易造成吹空和局部高温结渣，启动时间延长，增加耗电。床层过高会造成加热床料所需的热量增加，流化所需的风量增加，造成加热升温阶段时间延长浪费燃油。一般料层厚度选取主要是考虑流化质量和有利于提高床温，提前到达投煤条件，降低启动初期燃油消耗和各风机的耗电率。   （2）点火一次风量选择：锅炉启动过程中一次风量控制炉内微流化状态（正常运行最小流化风量约为1.3倍的临界流化风量），减少热损失，降低一次风机电耗。在任何情况下，一次风量不能低于临界流化风量。 （3）点火过程一次风量控制：临界流化风量是在常温状态下试验确定的，高温下的临界流化风量远小于常温下的临界流化风量，随着床温的上升应适当减少流化风量，减少空气带走热损失。一般床温400℃左右，最好减少20%左右一次风量，以提高床温升高速度，降低油耗。   （4）确定给煤投煤的燃烧温度：投煤温度是关键参数，过低燃烧不稳，造成结渣，过高造成油耗增加。因此要根据煤质情况确定投煤温度，锅炉启动前（具备条件的）一般应在锅炉的空煤仓两侧上发热量较高且水分较少的煤，以降低投煤允许温度，缩短启动时间，减少燃油消耗。   （5）优化启动方式，降低汽水损失和风机电耗：1）单侧引风机、一次风机能满足出力的，采用单侧风机启动。不能满足要求时，可采用双引、双一次风机、单二次风机启动。高压流化风机满足要求时，可采用单台或两台风机启动满足流化状态。2）备用时间较长的锅炉，启动前进行全面冲洗，再上水到正常水位点火启动，缩短启动后排污时间，减少汽水及热量损失。机组的定连排，必须按水质情况及时调节。 2、锅炉运行燃烧优化调整节能措施  （1）一次风量应采用燃烧调整试验得出的最正确一次风量控制。在床温、别离器进出口温度、主再热蒸汽参数正常的情况下，应尽量开大一次风系统中的调节风门（一般不低于50%），以降低一次风母管压力，减小系统阻力，降低一次风机耗电率，减少空气预热器一次风漏风。 （2）二次风量应保证风量与投煤量的正常匹配，控制最正确运行氧量，一般为2-4%左右。当煤种发生变化时，须对最正确氧量控制曲线进行相应调整。表盘氧量必须定期进行校验，确保准确性。 （3）严格控制床温在850-900℃之间，尽可能保持高床温上限以降低底渣、飞灰的含碳量，但应防止床温过高引起结焦。控制床温应通过调节一、二次风的比例、炉膛床压等手段进行。 （4）保持适宜的一二次风比例。 通常规程规定一/二次风量比例为4:6，或4.5:5.5，但局部电厂实际运行中一/二次风量比例倒挂，到达6.5：3.5甚至更高，一方面明显增加了风机电耗；同时造成密相区燃烧份额减少，稀相区燃烧份额增大，且上部物料浓度增大，不仅加剧了上部水冷壁磨损，还由于助燃的二次风量缺乏，使锅炉高温别离器内存在严重的后燃现象， 造成结焦和排烟温度升高。一次风量比例过高的原因，可能是排渣不畅、燃料粒度过粗，造成炉底大颗粒多，流化不好，应采取措施进行调整。 （5）试验证明，最正确床压控制值对稳定燃烧、降低飞灰底渣含碳量、厂用电率影响较大。在开大一次风调门的同时，控制一次风压以保持床层差压，一般大机组一次风压在13-15KPa的范围内尽量保持下限运行，小机组可根据试验控制更低的一次风压。 （6）燃料粒度是一个很重要的控制参数，过粗过细都会增加不完全燃烧损失。对于热值高灰分小的燃料粒度可大些，而热值低灰分大的燃料粒度可小些，但不管在什么情况下都不要超出设计范围。运行中要控制入炉煤粒度，尽可能到达实际级配要求，保证入炉煤粒度符合粒径曲线。粒径小于1mm不超过35%，颗粒度尽可能控制在10mm以内，最大粒径不超过13mm。 （7）回料器的运行稳定对循环倍率和飞灰含碳量影响较大，高压风（流化风）应在最正确范围内以保证物料循环。所有的高压风风压和流量不随负荷变化进行调节，防止飞灰含碳量升高。 （8）锅炉过热蒸汽温度应首先通过调整运行风量、床料量、改变一/二次风比率、吹灰次数、改变循环灰量、加大物料流量等方式进行控制，其次考虑采用减温水来调整过热蒸汽温度。 （9）锅炉再热蒸汽温度应通过改变物料流量或外臵床锥形阀开度增减物料流量进行调整控制，除负荷变化或给煤机启停等过程中可采用喷水减温外，稳定运行状况下应尽量防止喷水减温。 3、运行调整降低锅炉排烟温度 引起排烟温度升高主要有受热面积灰、尾部漏风、入炉风量过大、别离器效率下降、空预器漏风、给水温度高、空预器入口风温高等原因。 （1）正常运行时氧量控制在2-3%。不允许缺氧运行，以免因缺风延长煤粉燃烧时间，使尾部烟井烟温升高。 （2）注意加强对后烟井各段烟温的监视，应根据空预器入口温度和排烟温度变化规律优化吹灰方式，保持各受热面清洁。 （3）锅炉运行制定吹灰的定期工作和吹灰器缺陷管理制度。 （4）正常运行时控制床温在850-900℃。注意通过试验掌握床温对排烟温度的影响，防止因床温过高影响排烟温度。 （5）合理配比一/二次风量，合理控制二次风上下排比例，控制高温各段过热器入口烟温不超过规定值，减少两侧排烟温度偏差。观察高温别离器入口温度和回料温度，判断是否存在后燃和结焦现象，控制好物料循环量。  4、运行调整降低飞灰、灰渣可燃物 （1）根据负荷和给煤量变化，针对性进行一、二次风比例配比。低负荷给煤量少、床温低、床压低，通过减少一次风比例、适当增大氧量、提高上二次风比例，以维持密相区相对高床温和稀相区高氧量。高负荷给煤量大、床温高、床压高，通过增大一次风比例，氧量适当，提上下二次风比例，以维持相对全炉膛高床温和密相区高氧量。 （2）对难燃煤种，可通过试验采取提高二次风量措施，并加大下二次风量比例。适当提高二次风压，增大下二次风门的开度，提上下二次风的刚度和穿透力，消除锅炉存在的核心贫氧区，减少后燃份额。 （3）采取偏臵给煤机给煤量的方式，平衡炉内物料颗粒分布，以适应炉内的动力工况。  5、锅炉风机节能 （1）循环流化床锅炉一、二次风机的风量阻力特性曲线明显偏离相似工况曲线，相对于设计工况，当风量减小时，风压降低不大。风机设计压头偏大、运行效率低的，可考虑对风机叶轮进行改造或进行降速、变频改造。其中：125MW及以上机组的一/二次风机、引风机和流化风机可进行变频改造或高效离心风机改造；带根本负荷的小机组，宜优先进行叶轮改造或降速改造，以降低勺管调节时的节流效率损失。 （2）应尽量开大一、二次风调门和流化风管道的调节门，同时对一、二次风道以及流化风系统进行管道优化，以降低管道阻力，优化风量分配。 （3）监视好引风机入口负压，对尾部烟道漏风、空预器漏风和阻力大进行治理。  6、脱硫系统优化运行降低石灰石耗量措施 提高脱硫效率，降低脱硫剂耗量。主要优化内容包括：床温调节、石灰石粒径优化、钙硫比确定，以及锅炉辅助设备系统运行优化试验。 （1）锅炉正常运行保持床温在850-900℃，维持氧量2%-3%，脱硫效果最正确。 （2）脱硫效率随钙硫比增加而增加，在排放满足环保要求的情况下，不要盲目降低SO2 排放值，这样会使石灰石粉消耗成倍增加。 （3）对特定的石灰石应选用一个最正确的石灰石粒径曲线，粒径在0.1-0.5mm范围内的石灰石在炉内停留时间最长，可到达最正确的脱硫效率。 （4）应根据煤种含硫量和二氧化硫排放浓度，进行石灰石投量试验，制定耗煤量、SO2排放量、石灰石耗量的近似关系，指导运行经济调节，降低石灰石耗量。  7、影响锅炉正常运行设备节能维护 （1）CFB风量测量系统对运行调整来说是非常重要的。检修后一、二次风、流化风主风道及分支风道应进行风量标定试验。 （2）对于采用床上燃烧器点火的锅炉启动前必须对油枪雾化进行检查，并进行试验，确保油枪雾化良好。 （3）启动前和运行中应进行给煤线检查试验，确保给煤线状态良好，防止发生故障断煤。 （4）停炉后对回转式空气预热器各部间隙进行调整和消缺，对空预器进行清灰，确保干净、无堵灰。运行每月进行两次空预器漏风检查，大于8%（管式空预器超过4%）时及时查漏堵漏。 （5）加强锅炉磨损规律研究，采取有效的防磨措施：   1)运行调整方面：在保证床料充分流化的前提下，尽量降低一次风量；在维持氧量的前提下适当调整二次风量，合理搭配上下二次风量，保持适宜的过剩空气系数。适当降低密相区高度，延长燃煤颗粒在炉内的停留时间，减小对水冷壁管的冲刷，同时也会降低飞灰含碳量。根据负荷变化选择适宜的床层差压、床层密度及烟气流速。提高旋风别离器别离效率，延 长固体颗粒在炉内的停留时间。   2)加强来煤管理，控制矸石含量。及时进行煤质化验，控制来煤的筛分粒度，经常根据燃料颗粒度分布情况调整碎煤机锤头间隙，尽量采用二级破碎系统，提高煤颗粒的均匀度，减小大颗粒在来煤总量中的比例。   3)检修改造方面：杜绝水冷壁管屏外表的凸起现象，检修结束后将水冷壁管焊口打磨圆滑，水冷壁管鳍片应该满焊，不能留下缝隙或漏洞。在水冷壁管加装防磨护板，应注意防磨护板与水冷壁管间的间隙不能太大以防形成凸台。采用让管技术。选择质量较好的耐磨浇筑料和技术水平高的施工队伍，浇筑料软着陆时不能形成斜坡，以免附近水冷壁管的磨损加剧。 标准施工工艺，确保耐磨浇筑料在机组正常运行时不脱落。   4)对密相区埋管以上的裸露水冷壁管进行热喷涂。由于循环流化床锅炉受热面磨损问题比较严重，而一时难以找到有效的手段去彻底解决，目前热喷涂成为一种有效的方法来降低磨损。热喷涂是利用一定热源，例如高温电弧，将用于喷涂的材料加热至熔化，并获得高速度，喷射并沉积到经过预处理的工件外表，形成具有较强耐磨功能并与基体牢固结合的覆盖 层的一项外表加工技术。按热源分类，根本上可分为火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂。热喷涂技术具有以下特点：涂层的致密性好；涂层硬度高；涂层耐磨性能高；涂层与管道基体结合强度大。进行过热喷涂的水冷壁管抗磨损和抗腐蚀寿命可以提高2-4倍。 5)在不影响锅炉吸热量的前提下对水冷壁管进行埋管处理。水冷壁衬里是用焊在管子外表上的金属销钉将较密的耐磨耐火材料固定在烟气侧的锅炉管件上。