高低差速流化床锅炉在生物质电厂的运行难点及对策.doc

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1、高低差速流化床锅炉在生物质电厂的运行难点及对策摘要:文章从高、低差速循环流化床锅炉的技术特点、生物质燃料入厂特性、生物质燃料入炉掺配、运行人员燃烧调整方式等方面综合分析、归纳总结,为生物质电厂锅炉的安全经济性运行,提供思路对策与技术参考。1生物质发电行业的背景生物质发电,是利用生物质所具有的生物质能进行发电,是继石油、煤炭、天然气之后的第四大能源,属于可再生能源的一种。生物质燃料的主要来源包括小麦、玉米、水稻、大豆等秸秆,也有小麦壳、花生壳等农作物外壳,果木树枝、杨树皮等农林废弃物,具有高效、环保、节能、惠农、二氧化碳减排等优点。生物质发电行业是新时代国家生态文明建设中的重要组成部分,符合国家

2、产业政策,绿色发展已成为国家十三五规划的核心理念,生物质发电行业将迎来一个持续蓬勃发展的机遇期。生物质发电产业主要集中在农林资源丰富的华北、东北、华中和华东地区,产业技术发展由传统的直燃发电转向多元化热电联产模式,在原有供电的基础上,提供工业用汽、居民小区供暖、工业热水,生物质能的利用效率和经济性正逐步改善。2高、低差速循环流化床锅炉简介盱眙电厂锅炉选型为江联重工集团设计、制造的JS-55/9.8-SW型高温高压锅炉。该型号采用高、低速床燃烧方式,高速风机提供物料一次燃烧的流化主风量,低速风机提供物料燃烧二次循环的辅风量,燃料由东、西两个落料口进入主床,燃料粒径在流化主风量的作用下进行燃烧分离

3、,大颗粒的在底部流化,小颗粒的吹至上方,物料的燃烧工况呈喷泉状沉降于前后两侧副床,副床的埋管在低速风机辅风量的作用下再次吹起,形成流化速度差,实现物料内循环,物料在炉膛内部进过充分的混合加剧燃烧,区别于传统带有外置旋风分离器的循环流化床锅炉,如图1所示。3生物质燃料对燃烧工况的影响3.1入炉燃料稳定性的影响生物质流化床锅炉投料区域相对集中,JS-55/9.8-SW型高温高压锅炉采用东、西两侧给料,燃烧工况很大程度上依赖于燃料的持续进给。尺寸长度大于15cm的树棍、木块会堵塞锅炉落料口,造成皮带头积料,堵塞溢出防火盖,触发给料电机皮带电流保护上限值,热工保护联锁动作电机跳闸;秸秆受潮易抱团造成螺

4、旋给料机堵塞,挤压燃料,情况严重造成螺旋叶片脱焊;因吊机作业人员上料不均匀,运行人员监督不及时,短时间骤增料量带来料位满仓;料仓内部燃料因架空产生蓬料现象,造成锅炉断料;这一系列情况造成锅炉氧含量波动大,负荷变化大,燃烧工况不稳定,设备出故障,不利于机组安全稳定生产。3.2入炉燃料的水分影响生物质锅炉燃料的热量数值不同,燃烧的特征与也不同。而生物质锅炉在入炉之前,用的燃料大多数都以混合燃料为主。生物质燃料中的水分含量增加,发热量降低;延长入炉燃料着火热,使着火推迟,水分过多,降低炉内温度,使着火困难,燃烧不完全不充分,机械不完全燃烧损失、化学不完全燃烧损失增加;生物质燃料中的水分吸收炉内热量,

5、变成水蒸汽,并随同烟气排出烟筒,影响排烟温度,降低排烟热效率,增加引风机电耗。此外,生物质锅炉入炉燃料水分过多,加剧对皮带螺旋给料机的叶片缠绕、造成下料口堵塞、抱团,给料不通畅,影响燃料入炉燃烧的稳定性与持续性,电厂生产运行的经济性。3.3入炉燃料的灰分影响入炉燃料中的灰分过多,燃烧中灰粒随烟气冲刷受热面,烟气流速过高,磨损锅炉受热面埋管,过热器,水冷壁。流速过低,极容易在锅炉受热面形成积灰,降低传热效果,造成锅炉排烟温度升高;入炉燃料灰分过高,造成锅炉结焦,影响锅炉燃烧工况,情况严重,锅炉结焦造成停炉事故。此外,入炉燃料灰分大,会加剧尾部烟道疏灰仓泵的阀杆磨损,气力输灰管道堵塞,焊缝脱落,灰

6、仓储存不及时托运造成灰库胀库,见表1。4主要处理措施4.1严格控制入厂燃料质量生物质锅炉运行工况,很大程度上取决于生物质燃料质量。燃料质检部门做好进厂燃料的质量监督检验工作,质检的内容包括:燃料的含水率、含杂率、含灰率、颗粒度。质检员在一人监督、一人取样过程中,做到真实、客观反映该车燃料情况。燃料取样应具有代表性,应采取多点、多时、全程跟踪的取样方法,杜绝不符合质量要求的燃料入厂。生物质燃料中的杂质有:水泥墩、蛇皮袋、砖头块、轮胎皮、石膏板、塑料废弃物,含泥土较多的,霉腐的秸秆包、烂草垛,对于恶意掺杂、加水、霉变的燃料,该燃料供应商可列入黑名单。加强监管力度,保证燃料收购质量,形成良性循环,确

7、保电厂的利益不受损害。生物质燃料质量关系到生产运行的日常工作,锅炉设备的运营维护周期。蛇皮麻袋在给料螺旋叶片中不易粉碎、造成燃料缠绕、堵料、电机过电流等问题。砖头、水泥板进入锅炉造成放渣管堵塞、锅炉局部不流化,燃烧工况恶化,大石块不易疏通,影响出渣效果,加剧出渣机链条磨损,增加安全隐患,严重影响日常生产运行。铁铰链、铁器冲刷埋管,影响设备使用周期、威胁锅炉设备。4.2科学制定入炉燃料掺配生产运行部门根据电厂采购的不同季节、不同品种的燃料特性,指定科学合理的存储与消耗计划,包括燃料晾晒,吊机掺配,遵循存新料、烧旧料原则,制订好燃料掺配方案,降低入炉燃料水分和发电单耗,如图2所示。4.3运行燃烧调

8、整方式4.3.1燃烧风量配比合理的风量配比,是掌握好高、低差速循环流化床锅炉燃烧运行工况的首要条件。高速风机提供锅炉燃烧流化的一次风量,占锅炉总风量的45%,一次风具备形成足够托举料层的气垫能力和强烈的流态化燃烧过程,保证料层灼热颗粒与新入炉燃料颗粒的快速传质,在布风板均匀布风的作用下,实现料层的均匀流化,减少出现偏床和节涌、沟流等异常局部流化不均情况。在冷态启炉前,做好流化试验,观察床层由静止状态转变为流化状态时的最小风量,记录下此时的临界流化风量,高速风机电流,频率作为技术标准,日常运行一次风量不得低于此流化风量。低速风机提供锅炉流化燃烧的二次风量与密封风,低速风占总风量的55%,见表2。

9、4.3.2氧含量的控制氧含量受燃料特性、燃烧工况、风量配比、运行人员的操作水平等因素影响。氧含量过低,锅炉飞灰含碳量增大,过量空气系数减小,不利于燃料的完全燃烧,长时间压氧燃烧,烟气二氧化硫的浓度骤增;氧含量过高,造成锅炉热损失,增大引风机电耗,烟气氮氧化物的浓度骤增,造成排放超标的环保事故。合理稳定的氧含量,是衡量锅炉燃烧工况的一把尺子,它能直观地反应锅炉入炉物料与燃烧的实际情况,通常我们把它调节在3%6%左右为佳,既要保证烟气排放的合理与环保,又要兼顾机组负荷的稳定与效益。4.3.3床压的控制锅炉的风室压力是布风板阻力加料层阻力,在流化风量不变的情况下,风室压力数值增大,说明床层较厚,需要

10、通过锅炉底部放渣来维持调节,维持合适的风室压力,要考虑到满足燃烧的最低流化风量、锅炉的蓄热、锅炉燃烧床温,锅炉底部放渣要求均匀,放渣量的多少,由主风室压力来决定,在锅炉运行中,主风室压力超过规定值,应增大排渣量,每次排渣时,要均匀少排,遵循少量多次原则,每次排渣时,风室压力的下降不得超过300500Pa,锅炉各个放渣口都要进行放渣,均匀放渣,避免因局部放渣造成床层一边过厚、一边过薄现象。一般主风室压力控制在9.09.5kPa。5结语生物质锅炉运行操作,可以说是电厂最为重要的环节。生物质燃料结构复杂,种类繁多,燃料品种热值偏差较大,受季节性、地域性影响较为明显。初学者往往理不清思绪,掌握不得要领,这就要求运行人员理解基本原理,熟记运行规程,掌握燃烧工况,及时正确做出燃烧调整,做到安全经济运行。参考文献:1孙礼明.高、低差速循环流化床锅炉技术特点及燃烧调整特点J.广东科技,2006,(4):82-83.2罗险峰,朱长倩.高低差速低倍率循环流化床锅炉及系统J.湖北电力,2011,(4):14-15.3沈松根.循环流化床锅炉在生物质电厂的应用J.科技咨询,2009,(24):100-101.4黄仕高.生物质燃料特性对锅炉运行的影响J.工业技术,2017,(18):125.5徐生荣.锅炉原理与设备M.北京:中国水利水电出版社,2009.8

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