探討關(guān)于300MW循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制的策略

【摘要】我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與節(jié)能減排理念在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中的進(jìn)一步貫徹和落實(shí)，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)憑借著其高效率、低污染且燃燒潔凈等特點(diǎn)在外國(guó)廣泛的被應(yīng)用到是現(xiàn)實(shí)生活中的相關(guān)領(lǐng)悟中。而我國(guó)對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的研究與應(yīng)用仍處于一個(gè)逐步發(fā)展的過(guò)程，需在實(shí)踐中得到不斷的驗(yàn)證。因此，文章以國(guó)內(nèi)某300MW循環(huán)流化床鍋爐為例，對(duì)其總體結(jié)構(gòu)與燃燒特點(diǎn)進(jìn)行分析，進(jìn)而提出幾點(diǎn)燃燒控制策略。

【關(guān)鍵詞】300MW循環(huán)流化床鍋爐；燃燒系統(tǒng)；控制策略

引言

近年來(lái)，由于節(jié)能環(huán)保理念與能源綠色發(fā)展策略的提出循環(huán)流化床鍋爐在熱電廠中得到了廣泛的推廣與應(yīng)用，在業(yè)界掀起了一道循環(huán)流化床鍋爐的使用熱潮。在2006年，白馬示范電站所引進(jìn)的首臺(tái)300MW循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組順利的完成了168h的滿(mǎn)負(fù)荷試運(yùn)，此后正式的投入商業(yè)運(yùn)行與自主研發(fā)過(guò)程中，而目前我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了大型的循環(huán)流化床技術(shù)的快速發(fā)展階段。

1、循環(huán)流化床鍋爐總體結(jié)構(gòu)及其燃燒特性

一個(gè)循環(huán)流化床鍋爐，主要是由燃燒系統(tǒng)、對(duì)流煙道以及氣固分離循環(huán)系統(tǒng)三部分構(gòu)成，其中，燃燒系統(tǒng)主要包括了風(fēng)室、燃燒室、布風(fēng)板與給煤系統(tǒng)等，對(duì)流煙道則包括了過(guò)熱器、空氣預(yù)熱器以及省煤器等部分，而氣固分離循環(huán)系統(tǒng)則包含了物料分離裝置與返料裝置兩個(gè)部分。同時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐屬于低溫燃燒，即燃料是通過(guò)爐前的給煤系統(tǒng)送進(jìn)爐膛的，而送風(fēng)一般有一次風(fēng)與二次風(fēng)兩種。其中，一次風(fēng)是由布風(fēng)板的下部被送進(jìn)燃燒室的，為的就是保證其料層的流化，而二次風(fēng)則沿著燃燒室的高度進(jìn)行分級(jí)多點(diǎn)的送入，為的就是通過(guò)適當(dāng)增加燃燒室內(nèi)的氧量以保證燃料的全部燃燒盡。在燃燒室內(nèi)，其物料在一定流化風(fēng)速的作用下會(huì)發(fā)生劇烈的擾動(dòng)，而這時(shí)部分固體顆粒就在高速氣流的攜帶下被帶出燃燒室轉(zhuǎn)而進(jìn)入爐膛，而且那些顆粒較大的物料則因重力作用流向爐膛下方，而較小顆粒物料則隨著煙氣飄出爐膛并進(jìn)入到物料分離裝置中，這時(shí)，爐膛內(nèi)就會(huì)形成氣固兩種氣流，已經(jīng)進(jìn)入了分離裝置的煙氣在固氣作用下被分離，并被送回到燃燒室，而經(jīng)過(guò)了分離的煙氣則通過(guò)對(duì)流煙道內(nèi)受熱面吸熱后離開(kāi)鍋爐[1]。此外，由于循環(huán)流化床鍋爐擁有較高效率分離裝置，故被分離下來(lái)的顆粒重新返回到爐膛內(nèi)就保證了爐膛的灰濃度，從而使?fàn)t膛傳導(dǎo)熱系數(shù)得到大大提高，保證了鍋爐能夠?qū)崿F(xiàn)額定出力。

2、300MW循環(huán)流化床鍋爐的燃燒控制策略

2.1 燃料量與引風(fēng)的控制要點(diǎn)

燃燒控制系統(tǒng)主要是通過(guò)有效調(diào)節(jié)給煤機(jī)的給煤速度以滿(mǎn)足鍋爐的實(shí)際負(fù)荷要求來(lái)用煤的一個(gè)自動(dòng)控制過(guò)程。因此，在鍋爐實(shí)際運(yùn)作中，需將其燃煤需求信號(hào)準(zhǔn)確的發(fā)送到每一條給煤管路中以控制其回路，并保證入爐的風(fēng)量始終能夠有所剩余，而每一條給煤管線(xiàn)中其煤量就通過(guò)給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整來(lái)進(jìn)行有效的控制，其中，入爐燃料總量就等于其燃油量與和燃煤量的總和。同時(shí)，關(guān)于引風(fēng)的控制。通常來(lái)說(shuō)，進(jìn)行引風(fēng)控制就是為了保證爐膛內(nèi)的壓力始終為負(fù)壓，而爐膛要想產(chǎn)生負(fù)壓就必要保證其進(jìn)入爐膛內(nèi)的總空氣量同煙氣的流量保持相互平衡的狀態(tài)，一般是依靠?jī)膳_(tái)引風(fēng)機(jī)入口擋板調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，若需增加其總風(fēng)量需求，就可通過(guò)發(fā)送一個(gè)增加引風(fēng)量需求的相關(guān)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)[2]。但是，循環(huán)流化床鍋爐的引風(fēng)控制調(diào)節(jié)特征同一般的煤粉鍋爐存在著一定的差異性。首先，其進(jìn)入煙道內(nèi)的煙氣是按照一定順序逐次的經(jīng)過(guò)過(guò)熱器與省煤器以及空預(yù)器等相關(guān)受熱面的，然后在進(jìn)入電除塵器以后再由引風(fēng)機(jī)抽離至煙囪并排走。而且在爐膛的下部床面的附件屬于微正壓，當(dāng)鍋爐處于低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，其爐膛內(nèi)的負(fù)壓點(diǎn)相對(duì)也比較低，而高負(fù)荷時(shí)，其負(fù)壓點(diǎn)相對(duì)就會(huì)有所升高，因此，可以說(shuō)爐膛內(nèi)負(fù)壓的取樣點(diǎn)控制參數(shù)就是鍋爐負(fù)荷的相關(guān)函數(shù)。此外，對(duì)于壓力調(diào)機(jī)器的定值也是可以手動(dòng)進(jìn)行設(shè)定的，其中，一、二次風(fēng)量的總和可作為負(fù)壓調(diào)節(jié)回路中的前饋信號(hào)，一旦鍋爐的負(fù)荷發(fā)生相應(yīng)變化時(shí)，其一、二次的風(fēng)量也會(huì)隨之發(fā)生變化，這時(shí)就可通過(guò)預(yù)先啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)以來(lái)調(diào)節(jié)其擋板，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)引風(fēng)的控制。

2.2 壓火與熱起時(shí)的控制要點(diǎn)

在實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中，鍋爐進(jìn)行短時(shí)間的壓火雖屬于正常情況，但是在壓火與熱啟過(guò)程中也是極容易出現(xiàn)問(wèn)題的，必須引起足夠的重視。如在壓火時(shí)，需在風(fēng)機(jī)停運(yùn)前停止?fàn)t內(nèi)燃料供給，氧量上升后且床壓需要比正常情況下略高。壓火最好采用鍋爐大聯(lián)鎖進(jìn)行，即MFT后氧量上升后進(jìn)行BT，并在風(fēng)機(jī)停止后及時(shí)關(guān)閉各風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)，以避免因空氣的進(jìn)入而導(dǎo)致床料繼續(xù)燃燒而形成低溫焦塊。而在進(jìn)行熱啟動(dòng)時(shí)，極易出現(xiàn)爆炸、熄火以及低溫焦化的情況，故需先啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)，并維持負(fù)壓3～5min，從而將壓火產(chǎn)生的可燃性氣體抽盡，然后再次啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，并調(diào)整其擋板將負(fù)壓維持在-50Pa左右，同時(shí)啟動(dòng)給煤機(jī)低速給煤，使床溫緩慢上升，以避免因床溫上升過(guò)快而導(dǎo)致燃料結(jié)焦[3]及造成鍋爐受熱面壁溫超限影響金屬壽命等。