CFB鍋爐塌灰、返料不暢原因分析及處理措施

常 旭

中化泉州石化有限公司 福建 泉州362000

1 前言

動力中心480t/h CFB鍋爐由上海鍋爐廠生產(chǎn),在調(diào)試階段,三臺鍋爐在低負(fù)荷時都有不同程度的蹋灰、返料系統(tǒng)返料不暢等問題,減負(fù)荷時,都伴隨著?；椰F(xiàn)象,導(dǎo)致負(fù)荷遲遲不能減下來,每次都是通過降低床溫的方法來減負(fù)荷,但是運(yùn)行久了,底渣含碳量升高、飛灰含碳量升高、底渣石灰石含量升高,造成了能源浪費(fèi)、增加了部門的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。動力中心燃料特點(diǎn)為高揮發(fā)份、細(xì)顆粒占比大,為了保證燃燒效率,提高上二次風(fēng)風(fēng)量并且加大其動能,提高其穿透性,使煤分解出來的揮發(fā)份與氧氣充分接處而燃盡,不但提高了鍋爐的效率,也為鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的運(yùn)行提高了保障。

正常運(yùn)行時,有3臺給煤機(jī)給煤,1臺給煤機(jī)給焦,煤占到總?cè)剂狭康?0%以上,燃燒后產(chǎn)生的灰份較大,而且煤的粒徑較細(xì),導(dǎo)致密相區(qū)床料中細(xì)顆粒所占比重較大,在壓頭較高一次風(fēng)的作用下,高速進(jìn)入旋風(fēng)分離器中,被捕捉回來而又重新回到爐膛,最終積聚在爐膛上部致使向上的牽引力小于自身重力而導(dǎo)致蹋灰。由于一期煉油項目中所用燃料石油焦所占比重較大,燃燒后產(chǎn)生的灰份較少,幾乎沒有蹋灰現(xiàn)象,導(dǎo)致了運(yùn)行人員對?；覇栴}應(yīng)對不足,或處理不當(dāng)導(dǎo)致蹋床,而造成非計劃停爐帶來不必要的損失。

2 現(xiàn)象

一、?；椰F(xiàn)象:

(一)上部差壓:爐膛上部差壓連續(xù)下降;

(二)爐膛負(fù)壓:負(fù)壓連續(xù)變大,甚至到負(fù)幾百;

(三)全爐膛差壓:連續(xù)增長,規(guī)定12.5 Kpa-13Kpa,塌灰時全爐膛差壓會在幾秒內(nèi)增長到13Kpa甚至更大;

(四)流化風(fēng)量:突然減小幾千甚至上萬,危險時會降到聯(lián)鎖值的邊緣甚至流化風(fēng)量不足導(dǎo)致鍋爐跳閘;

(五)鍋爐負(fù)荷連續(xù)下降;床溫快速下降;

二、返料不暢現(xiàn)象:

(一)立管壓力由負(fù)壓至20Kpa之間波動,壓力甚至更大;

(二)全爐膛差壓、爐膛負(fù)壓、床溫、負(fù)荷會隨著返料的波動而變化,使鍋爐處于一個不平穩(wěn)的狀態(tài);尤其是在給煤機(jī)斷煤、加負(fù)荷、低負(fù)荷時容易發(fā)生返料不暢、立管積料現(xiàn)象;

3 原因分析

一、蹋灰原因分析:

(一)低負(fù)荷時,內(nèi)部物料循環(huán)達(dá)到了臨界狀態(tài),一旦爐膛負(fù)壓或者床壓波動致使流化風(fēng)量降低導(dǎo)致物料的終端速度降低而導(dǎo)致?；一蛘咛４?。

(二)減負(fù)荷時,由于流化風(fēng)量的降低,導(dǎo)致了物料的終端速度下降,向上牽引力小于自身的重力,而使物料向下運(yùn)動,這期間一些細(xì)小的物料由于下落的物料的碰撞作用也同樣向下運(yùn)動,直至降落密相區(qū)。

(三)循環(huán)細(xì)灰在壓頭較高的一次風(fēng)的作用下,其流速增加,而旋風(fēng)分離器對在一定的速度范圍內(nèi)的灰,速度越大,分離器效率越高,導(dǎo)致循環(huán)灰被捕捉回來,從而進(jìn)入爐膛,導(dǎo)致這些灰既不能被煙氣帶走,又不能落下來排出去,最終會積聚在爐膛上部且量越來越大,最終導(dǎo)致塌灰。

(四)密相區(qū)床料中細(xì)顆粒比例大,粗顆粒比例小,導(dǎo)致床料對一次風(fēng)的作用減小(容易發(fā)生揚(yáng)析現(xiàn)象),使一次風(fēng)很輕易的穿過床層將細(xì)床料帶到爐膛上部,使?fàn)t膛上部物料濃度增加最終導(dǎo)致?；疑踔撂４?。

(五)整體床中細(xì)顆粒比例大的同時,上二次風(fēng)剛性不足,不能對床料起到擾動和支撐的作用。

二、返料不暢原因分析:

(一)總風(fēng)量中,一次風(fēng)所占比例大;大量床料獲得較大速度進(jìn)入旋風(fēng)分離器,返料量加大,返料系統(tǒng)壓力增大,立管積料返料不暢。

(二)床料中細(xì)顆粒比例大,在一次風(fēng)的作用下,細(xì)顆料很易被煙氣帶到旋風(fēng)分離器中,造成返料系統(tǒng)立管壓力波動;

(三)上二次風(fēng)動能小剛性不足,不能有效攔截上升的床料,而且爐膛稀相區(qū)顆粒不能完全燃燒,導(dǎo)致飛灰、底渣含碳量增高,到旋風(fēng)分離器、返料器中二次燃燒,使分離器溫度升高,甚至結(jié)渣。

4 處理措施

一、蹋灰:

(一)控制入爐煤的粒徑比例,按照設(shè)計范圍執(zhí)行;

(二)對比煤焦的粒徑大小,盡可能用大粒徑燃料,如果床料中細(xì)顆粒煤料比例大,導(dǎo)致細(xì)的床料被吹到上部會導(dǎo)致爐膛底部很難積蓄床料,使全爐膛差壓很難在要求范圍內(nèi)。

?；移陂g,對燃料粒徑進(jìn)行化驗分析,煤的細(xì)顆粒所占比重較大,而焦的細(xì)顆粒所占比重較小,同時焦中重金屬離子含量高于煤中金屬含量,同樣粒徑下的焦與煤,焦要重于煤,焦不會輕易的被吹到爐膛上部,與此同時,焦的硫含量高于煤,為達(dá)到脫硫效果,石灰石量也有所增加,這樣加大焦的使用量對減小一次風(fēng)對細(xì)顆粒床料的作用,這樣就會降低上部差壓,同樣降低的?；业奈ｋU。

(三)加大二次風(fēng)對物料的擾動,提高二次風(fēng)的剛性;

上部物料差壓表示20 m-40 m高的物料濃度,上二次風(fēng)口的位置在

14.5 m 處,下二次風(fēng)口的位置在9 m處。物料在流化風(fēng)的作用下向上運(yùn)行,而二次風(fēng)是垂直于流化風(fēng)的方向進(jìn)入爐膛,當(dāng)提高二次風(fēng)的動能W動=1/2 mv2,也就是提高了二次風(fēng)的剛性,二次風(fēng)對上部物料有一定的支撐作用,同時對物料有攔截作用,一些動能小的顆料就會被攔截在上二次風(fēng)口以下,上二次風(fēng)口以下的物料濃度會變大。(由于下二次風(fēng)風(fēng)口的位置問題,下二次風(fēng)的作用不是很明顯),攔截下來的物料被密相區(qū)的大顆粒碰撞等作用沉入底部進(jìn)入冷渣器慢慢排出爐外。

二、返料不暢、立管積料處理措施:

(一)定期排放返料器中的細(xì)灰,置換床料;

(二)鍋爐加負(fù)荷時注意一次風(fēng)的增加速度,一次風(fēng)量與負(fù)荷相對應(yīng),不要過大,調(diào)整一、二次風(fēng)比例;

(三)鍋爐低負(fù)荷時,返料系統(tǒng)立管壓力波動,控制全爐膛差壓在要求范圍內(nèi)的上限,調(diào)整一二次風(fēng)的比例。

5 結(jié)束語

鍋爐負(fù)荷在300t/h以下時,動力中心三臺CFB鍋爐都存在?；?、返料系統(tǒng)壓力波動現(xiàn)象,蹋灰之前的現(xiàn)象是,床溫相對較低、爐膛上部差壓較高500pa-600pa甚至?xí)?。這樣不擔(dān)加大了運(yùn)行人員的工作量,同樣對部門的安全生產(chǎn)有著較大隱患,通過上述措施對運(yùn)行鍋爐的試驗,調(diào)整一、二次風(fēng)將上部差壓控制在300pa左右,鍋爐的?；?、返料波動現(xiàn)象幾乎消失。而且提高了床溫,降低了飛灰含碳量、底渣含碳量。提高了鍋爐的效率。由于三臺鍋爐的旋風(fēng)分離器效率不同,導(dǎo)致循環(huán)灰量不同。所以對二次風(fēng)的動能增加量也是不同,二次風(fēng)機(jī)的出口壓頭也有所不同。

塌灰問題容易發(fā)生在低負(fù)荷時和減負(fù)荷的過程中,由于一次風(fēng)量與二次風(fēng)量改變時,物料的終端速度和對循環(huán)細(xì)灰的托舉力也隨之改變。

返料不暢、立管積料容易發(fā)生在加負(fù)荷、一次風(fēng)比例偏大、全爐膛差壓低時,由于物料終端速度大,旋風(fēng)分離器捕捉能力強(qiáng),返料器自平衡調(diào)節(jié)能力來不急調(diào)節(jié),導(dǎo)致立管積料。