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300MW循環流化床鍋爐低床料起動的應用及效果 木(mu)屑顆(ke)粒(li)(li)機(ji)|秸(jie)稈顆(ke)粒(li)(li)機(ji)|秸(jie)稈壓塊機(ji)|木(mu)屑制粒(li)(li)機(ji)|生物質顆(ke)粒(li)(li)機(ji)|富通新能源(yuan) / 13-09-24

    大唐紅河發電有限責任公司現有2臺300 MWCFB鍋爐,分別于2006年6月和8月相繼投產,機組投產運行初期,床料添加方式、添加量、粒徑制約了其安全、經濟、快速起動。CFB鍋爐運行的基礎是一個物料平衡逐漸建立和穩定的過程,物料平衡的建立可以在機組運行前直接往爐膛和外置換熱器內添加實現,也可以在機組運行過程中通過燃料和添加劑的逐漸加入實現。
    300 MW CFB鍋爐采用床下風道點火器點火方式,鍋爐冷態起動時在流化床爐膛和4個外置床內加裝起動物料,然后起動風道點火器,在點火風道中將燃燒空氣逐漸加熱,再通過水冷式布風板送人爐膛內。當起動物料被加熱,床溫升至350℃后,開始向爐膛內間斷投煤,逐漸提高床溫至正常運行水平。當鍋爐爐膛內溫度持續上升,進入爐膛內的煤開始連續燃燒時可以切斷燃油,加大燃煤量,提高主蒸汽參數,直到滿足并機和帶負荷的條件。富通新能源生產銷售生物質鍋爐,生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料,同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1、起動床料選擇
    起動床料可以采用原有床料或沙子,如果選用沙子做起動床料,要求控制砂子中的鈉、鉀含量,以免引起床料結焦,且要求沙子最大粒徑不超過0.6 mm;如果選用原有床料(大渣篩分),要求最大粒徑不超過3 mm。
    當床料以沙子為主時,隨著流化風量的增加,床料中只有比重較少的細顆粒離開爐膛下部料層進入爐膛中上部區域,大部分粗顆粒保留在密相區內,因爐膛中部壓力和回料閥內的料位偏低,達到物料平衡的時間較長,進入4個外置床內的物料量很少,過熱蒸汽、再熱蒸汽溫度提高很慢,CFB鍋爐的起動時間較長。
    采用鍋爐原有床料點火時,經過燃燒后的床料密實度小受熱快,在鍋爐點火升溫階段有更多的細顆粒能到達爐膛中上部和回料閥中,稀相區的水冷壁得到充分換熱,爐膛內各區域升溫速度能基本保持一致,回料閥能較快地建立正常料位,進入4個外置床的物料增多,過熱蒸汽、再熱蒸汽溫度就能按照運行起動要求快速升溫,達到機組沖轉參數。
    采用鍋爐原有床料點火能夠快速建立物料平衡,保證鍋爐安全快速的起動,減少起動時間和起動耗油量。此外,原有床料粒徑表面硬度小,對鍋爐受熱面磨損小。
2、低床料起動的控制要點
2.1停爐時將煤倉清空
    300 MW CFB鍋爐在正常停爐時,應盡量把4個煤倉內的煤全部燒空,而且將煤倉內貼壁煤全部振打下來,以便在鍋爐起動時能實現低床料起動;在緊急停爐的情況下,煤倉應立即停止上煤,盡量將兩側各清空1個煤倉,如果沒有清空,在停爐后人工將兩側煤倉內的存煤各清空1個,為300 MW CFB鍋爐低床料起動加床料做準備。
2.2床料添加
    在鍋爐起動前通過輸煤系統向鍋爐煤倉添加滿足要求的起動床料,并通過給煤線逐步將起動床料添加到爐膛中,然后根據鍋爐床壓的變化判斷爐膛內存有的物料量。
    鍋爐在冷態起動中,通過起動床料的添加,維持風室壓力在16~18 kPa以內,床壓在5~9 kPa之間。注意控制爐膛下部壓力及水冷風室壓力,維持鍋爐兩側一次風量及二次風量平衡.防止鍋爐兩床失穩及翻床事故的發生。
2.3床溫控制
    CFB鍋爐在冷態起動階段由于鍋爐內的內外循環物料少,鍋爐內燃燒工況不穩定以及爐膛內各處的溫度偏差較大,容易產生爐膛爆燃。
    鍋爐在冷態起動中,當中床溫度達到投煤允許的350℃時,應以最低轉速對稱投入2條給煤線,約1 min后如床溫有所增加,同時氧量有所減小時,證明煤已經開始燃燒;床溫繼續以5~8℃/min的速率增加,氧量持續減小,此時可以較小的量連續給煤;在鍋爐床溫等參數滿足要求的情況下,盡早向爐膛投煤助燃。
    在床溫達到600℃左右時,開始啟動2臺高溫再熱器HTR外置床和內置LTS、ITS的2個外置床流化風,其錐形閥開至10%左右,以便加熱床料,同時向外置床內補充循環物料。注意監視爐膛下部、中部及上部各點溫度的變化率,通過兩床的一次風量以及上下二次風量配合調整,控制各點溫度變化率在10℃/min以內。
    當發現爐膛內某個區域的溫度變化率快速上升時,如果出現爆燃現象,應適當減少給煤量和燃油量,密切監視爐膛壓力自動狀況。當爐膛壓力偏離正常值較大時,應立即解除爐膛壓力自動,手動調節2臺引風機靜葉開度,防止爐膛壓力保護動作(爐膛壓力達到±4 kPa時,延時2s觸發鍋爐MFT保護和鍋爐跳閘保護)。一旦發現床溫測點偏差大,或超過1000℃時,應立即通過降低該側的燃油量和給煤量、加大一次風、調整上下二次風量比例等方法降低床溫,防止鍋爐發生結焦。
3、實際應用
3.1 2號爐爐膛低床料起動
    2009年6月25日,由于2號機組停爐前4個煤倉的煤位都沒有清空,所以在停爐后選擇了放空煤位較低的1號煤倉。1號煤倉向鍋爐左側加床料,僅靠1號煤倉向爐膛進行單側補充起動床料,然后起動風機向右側吹料,以保證兩側床料均衡。2號鍋爐爐膛低床料起動參數如圖1所示。
3.2 l號爐3號外置床低床料起動
    2010年5月4日,由于1號鍋爐3號外置床內部中溫過熱器II受熱面爆管,故將該外置床內床料全部清空,其它3個外置床和鍋爐爐膛內的床料維持原狀。鍋爐檢修結束后,當日12:19起動爐側風機流化時,左右側床壓分別為8.8 kPa和6.8 kPa,較正常起動床壓偏低,而且起動前沒有對3號外置床填充床料。隨著鍋爐起動過程中床料的損失以及3號外置床開始進料后,鍋爐床壓降至2.1  kPa和1.5 kPa,從21: 30開始通過一路輸煤皮帶向1號、3號煤倉加20%床料和10%石灰石,總計添加了200 t,起動1號、3號給煤線,手動搖開煤倉到稱重給煤機的電動煤閥,控制稱重給煤機煤量在20~30t/h左右,持續向爐膛兩側加床料。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
4、低床料起動運行效果分析
    CFB鍋爐在實際運行中需要保證爐膛上部的物料濃度或一定的床壓。在CFB鍋爐起動過程中(包括帶外置床),可以逐漸添加循環物料,鍋爐點火前可以通過翻床解決另一側低床料問題,也可以通過CFB鍋爐的物料外循環解決外置床低床料的問題。
    建立CFB鍋爐物料平衡,可以通過添加物料和灰積累來實現。CFB鍋爐起動前添加多少物料在實際運行中沒有具體的要求,一般只要保證一定的床料高度和物料粒度即可。對于300 MW CFB鍋爐,考慮到其外置床和“褲腿”結構,以及需要的床料量較大等因素,上床料時可以根據機組的實際情況適當減少床料,在鍋爐起動過程中繼續添加床料以減少機組的整體起動時間,降低起動用油。
    在CFB鍋爐低床料起動過程中,只要控制好床壓、床溫,控制鍋爐各部煙氣溫度測點不達到或超過物料的變形軟化溫度,就能防止鍋爐結焦,保證鍋爐安全、經濟節能和快速起動。

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