生物質(zhì)鍋爐床溫高的原因分析及對策

溫成坤

摘 要：廣東粵電湛江生物質(zhì)電廠鍋爐為高溫高壓參數(shù)、自然循環(huán)、單爐膛、平衡通風(fēng)、露天布置、鋼架雙排柱懸吊結(jié)構(gòu)、固態(tài)排渣循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐在使用使用15%建筑廢料燃料后，運行時間達至60天后就會出現(xiàn)鍋爐床溫高，嚴重影響鍋爐的安全、經(jīng)濟運行。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì);循環(huán)流化床鍋爐;床溫;流化

序言：廣東粵電湛江生物質(zhì)電廠是全世界單機容量最大的純?nèi)加蒙镔|(zhì)燃料的電廠，總裝機容量為2×50MW。其鍋爐為高溫高壓參數(shù)、自然循環(huán)、單爐膛、平衡通風(fēng)、露天布置、鋼架雙排柱懸吊結(jié)構(gòu)、固態(tài)排渣循環(huán)流化床鍋爐。設(shè)計鍋爐燃用燃料為周邊地區(qū)的農(nóng)林廢棄物及木材加工廠的邊角料、甘蔗渣、甘蔗葉等生物質(zhì)燃料。鍋爐使用15%建筑廢料燃料后，發(fā)現(xiàn)鍋爐運行時間兩個月左右后，鍋爐床溫就偏高且波動較大，經(jīng)常會超過設(shè)計值850℃達至920℃，嚴重影響鍋爐安全、經(jīng)濟運行。下面本人根據(jù)自己的實際工作經(jīng)驗及對現(xiàn)場運行工況的了解，分析一下造成鍋爐床溫偏高的原因及應(yīng)該采取的技術(shù)措施。

一、鍋爐參數(shù)簡介：

鍋爐主要設(shè)計參數(shù)：

設(shè)計燃料：

鍋爐燃用按樹的皮、枝、葉、根和甘蔗葉、渣;木材邊角料;等農(nóng)林廢棄物。

——設(shè)計燃料：50%甘蔗葉（12%水分）+20%樹皮（25%水分）+30%其它（25%水分）;

實際燃料：

鍋爐燃用按樹的皮、枝、葉、根和甘蔗葉、渣;木材邊角料等農(nóng)林廢棄物及建筑廢料。

——實際燃料：35%散樹皮（40%水分）+30%碎樹皮（50%水分）+木尾%（20%水分）+建筑廢料15%（15%水分）。

#2鍋爐2020年5月17日啟動運行后，開始配燒15%建筑廢料，運行時間超過60天后，滿負荷工況下，發(fā)現(xiàn)床下平均溫度一般會達到830℃左右，床中、床上溫度也較之前有明顯提高，普遍接近840℃。床溫經(jīng)常超過850℃（鍋爐設(shè)計要求床溫低于850℃），最多升到920℃。床溫超過900℃后鍋爐爐膛有結(jié)焦風(fēng)險，嚴重影響鍋爐安全、經(jīng)濟運行。鍋爐爐膛超溫時主要參數(shù)：機組負荷50.4MW、一次風(fēng)量 80000Nm3/h、二次風(fēng)量92000Nm3/h、床壓8.5KPa、沸下平均床溫℃、沸中平均床溫907℃、沸上平均床溫918℃。

二、鍋爐爐床溫偏高的原因分析：

1、機組運行時間長，爐內(nèi)循環(huán)物料中大顆粒物料多，近段時間進行摻燒15%建筑廢料，建筑廢料含鐵偏多，排不出的鐵質(zhì)物質(zhì)容易聚團影響流化，鐵質(zhì)物質(zhì)在風(fēng)帽周圍聚集也會使風(fēng)帽堵塞或者改變風(fēng)向，致使鍋爐流化變差。

2、進段時間天氣較好且氣溫高，來料燃料整體水分較低，庫存的碎樹皮不多，入爐燃料品質(zhì)較好，鍋爐床溫整體有上升趨勢。

3、#2鍋爐A冷渣機進口堵塞時間較長，長期只能通過B冷渣機排渣，導(dǎo)致A側(cè)床料中大的物料較多，影響鍋爐流化。

4、#2鍋爐料倉技改后，由于一級給料機阻力較大，經(jīng)過近兩個月運行，料倉底部變形嚴重，引起一級給料機（特別是C兩臺一級給料機、目前螺旋片已經(jīng)部分脫落）卡料嚴重，使用流動性較差的樹皮類燃料時，頻繁卡死無法正常運行，但使用流動性較好干料時，床溫就容易偏高。

5、雖然一直采用置換床料改變爐內(nèi)床料有效成分，但A冷渣器一周來一直無法有效疏通排渣，影響床料置換效果。

三、降低鍋爐床溫的措施：

1、由鍋爐爐膛超溫時主要參數(shù)、鍋爐床溫、一次風(fēng)量變化及流化床鍋爐床溫控制理論，適當提高一次風(fēng)量可以明顯降低鍋爐床溫;將一次風(fēng)量由80km3/h增加至90km3/h。

2、由鍋爐爐膛超溫時主要參數(shù)、床壓、負荷影響程度的對比，可以看出維持稍高床壓影響機組負荷的時間較短，將鍋爐床壓由8.5Kpa提高至9.5Kpa左右;但要密切留意冷渣機運行情況，發(fā)現(xiàn)堵塞及時聯(lián)系處理，避免床壓過高無法控制無法控制的情況出現(xiàn)。

3、長期單側(cè)冷渣機運行，會導(dǎo)致爐內(nèi)兩側(cè)物料偏差，長期不排渣側(cè)大顆粒的物料偏多，會影響鍋爐流化狀況;想盡一切辦法確保兩側(cè)冷渣機能夠正常排渣，發(fā)現(xiàn)問題及早解決。

4、建筑廢料，特別是含鐵質(zhì)多的建筑廢料，入爐的鐵質(zhì)物質(zhì)無法有效排出，會聚團及堵塞風(fēng)帽，對鍋爐流化影響很大。提高建筑廢料驗收標準，減少建筑廢料中鐵雜質(zhì)含量;建筑廢料使用比例由15%降低至5%。

5、當班值長根據(jù)鍋爐實際運行給料和床溫數(shù)據(jù)變化情況，床溫出現(xiàn)升高苗頭時，及時加強#2爐入爐燃料的調(diào)配，保持入爐燃料水分適中，通過合理的燃料配比，滿足鍋爐床溫正常情況下又不影響給料機卡料，增加破碎效果較好的碎樹皮使用量10%。

6、加強床溫的監(jiān)視（鍋爐中前2床溫測點反應(yīng)最快），發(fā)現(xiàn)床溫超過830℃報警時，及時調(diào)整，通知上料班適當增加濕樹皮量，并適當降低機組負荷，盡量控制床溫不超850℃運行。

7、加強鍋爐床料置換，現(xiàn)篩渣機篩分出來的渣量較少，建議改造篩渣機，增加篩分量，并采購一定量的河沙，繼續(xù)加大鍋爐床料添加置換;每個值各向鍋爐添加兩鏟爐渣或河沙進行床料置換。

8、#2鍋爐技改檢修后，二次風(fēng)布置發(fā)生較大變化，經(jīng)過不斷摸索調(diào)整二次風(fēng)上下兩層風(fēng)量配比，找到對鍋爐床溫控制最有利的二次風(fēng)配比運行方式，輔助降低鍋爐床溫。

9、燃運分部加強恒然上配料的管理，確保樹皮類濕燃料與干料按照比例充分混合均勻后才上料，配料上料不能出現(xiàn)不混或者混料不均勻，從而導(dǎo)致短時間內(nèi)集中大量上流動性較好的干燃料引起床溫突然升高降負荷。

結(jié)語：湛江生物質(zhì)電廠通過采取以上的措施后，鍋爐床溫有明顯的下降。現(xiàn)在機組滿負荷運行，鍋爐的床溫可有效控制在820℃以下，鍋爐安全性明顯提高，且連續(xù)運行時間也在增加，這說明我們采取的措施是有效可行的。

參考文獻：

[1] 楊勇平、董長青、張俊姣. 《生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)》.北京：中國水利水電出版社，2007

[2] 中國電力科學(xué)研究生物質(zhì)能研究室.《生物質(zhì)能及其發(fā)電技術(shù)》.中國電力出版社; 2008

[3]江淑琴.生物質(zhì)燃料的燃燒與熱解特性[J].太陽能學(xué)報. 1995（1）：40-48.

[4]劉煥彩.流化床鍋爐原理與設(shè)計[M.].武漢.華中理工大學(xué)出版社，1988.

（廣東粵電湛江生物質(zhì)發(fā)電有限公司）