CN103557523B - 燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法 - Google Patents
燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种锅炉首次带满负荷的调整方法，尤其涉及一种燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法，属于电站锅炉运行方式研究的领域。本发明首先保持循环流化床锅炉的一次风、二次风、返料器流化风、外置床流化风、料层差压、燃油点火及燃煤投入的控制按照设计要求进行，然后调整启动床料及燃煤的粒径、改变石灰石的投入策略、逐渐投入循环流化床锅炉外置床设计的功能，以此调整方法能够将燃用高热值烟煤的带外置床循环流化床锅炉首次带满负荷且稳定运行。本发明方法解决了燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法，填补了目前该技术领域的空白，为循环流化床锅炉燃用高热值烟煤的设计，调试及运行提供了宝贵的理论借鉴。
Description
技术领域
本发明涉及一种锅炉首次带满负荷的调整方法，尤其涉及一种燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法，属于电站锅炉运行方式研究的领域。
背景技术
循环流化床燃烧技术是一种新型的洁净煤燃烧技术，近二十年得到了飞速的发展，循环流化床锅炉具有燃烧效率高、污染物排放量低及负荷适应性好等优点。尽管循环流化床锅炉的燃料适应性很强，但对于具体的某一台锅炉来说，燃料的质量对于锅炉的实际运行影响很大，其中热值对循环流化床锅炉的影响无疑是最大的。与发达国家不同，我国的循环流化床锅炉的驱动力是劣质燃料的利用而不是污染物控制，所以我国的循环流化床锅炉在长期燃用高热值烟煤方面的相关研究较少，尤其对于燃用高热值烟煤的带外置床的循环流化床锅炉首次带满负荷的调整方法的研究更是未见报道。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出了一种燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法，目的是解决现有技术中对燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法。
本发明解决的技术问题所采用的技术方案是：
燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法，包括下述步骤：
第一步：保持循环流化床锅炉的一次风、二次风、返料器流化风、外置床流化风、料层差压、燃油点火及燃煤投入的控制按照设计要求进行；
第二步：调整循环流化床锅炉启动床料及燃煤的粒径：首先整体更换循环流化床锅炉的启动床料，然后在锅炉炉膛内添加高度足够的筛分后的启动床料；其次，增大循环流化床锅炉的燃煤粒径，并增加煤样中间粒径的分布比例；
第三步：改变循环流化床锅炉石灰石的投入策略：在保证循环流化床锅炉断油且燃烧稳定的情况下，带负荷初期就最大量的投入石灰石，增加外循环物料的累积速度；锅炉负荷升到满负荷且床温正常后，石灰石的供给量再根据锅炉烟气中的SO2的含量及锅炉的给煤量进行调整；
第四步：逐渐投入循环流化床锅炉外置床设计的功能：首先要保证返料器流化风和外置床流化风按照设计曲线投入自动控制，在循环流化床锅炉断油且燃烧稳定后，进行两个外置床的填料，同时根据一次风室压力进行锅炉床料的补充，维持炉膛内的床料足够，直至外置床各室内有足够的床料，然后按照设计功能投入两个外置床；一侧的外置床正常工作后可以调节循环流化床锅炉的运行床温，而另一侧的外置床正常工作后可以调节锅炉的再热蒸汽出口温度。
所述的第二步中床料采用循环流化床锅炉的灰渣或河沙，粒径范围为0～2mm；所述的在锅炉炉膛内添加静态高度为1200mm的筛分后粒径范围为0～2mm的启动床料；所述的循环流化床锅炉的燃煤粒径范围整为0～16mm，增加煤燃煤中间粒径的分布比例，即粒径为S型分布。
所述第三步中的石灰石刚进入炉膛的分解反应是吸热反应，有助于吸收炉膛密相区中的热量；石灰石在炉膛内反应产物的一部分颗粒也会加入到循环流化床锅炉的外循环物料中，进一步限制锅炉运行床温的增加；所述的石灰石的投入给料量在5t/h～15t/h之间。
所述的第四步中循环流化床锅炉的外置床的正常投入，首先要保证返料器流化风和外置床流化风按照设计曲线投入自动控制，一旦返料器和外置床各个室中的任一个室发生背压不正常增大，就要相应的快速反应增加对应的风流量以免发生堵塞；循环流化床锅炉在断油且燃烧稳定后，锅炉的两个外置床上游的锥形阀均开启3～5%，进行两个外置床的填料，同时根据一次风室压力进行，锅炉床料的补充，以维持炉膛内的物料足够，当锅炉的负荷达到45%以上，锅炉的两个外置床会逐渐的起作用，直至外置床各室内有足够的床料，然后按照设计功能完全投入两个外置床；左侧的外置床正常工作后可以利用锥形阀控制自左侧返料器而来的飞灰流量，进而调节循环流化床锅炉的运行床温，右侧的外置床正常工作后可以利用锥形阀控制自右侧返料器而来的飞灰流量，进而调节锅炉的再热蒸汽出口温度。
所述的循环流化床锅炉为博茨瓦纳MorupuleB热电厂4×150MW机组的1号锅炉，锅炉为德国AE&ELENTJES公司设计的520t/h超高压参数、单汽包、单炉膛、中间再热、固体排渣、配备两个外置床式换热器的自然循环锅炉。
本发明的有益效果如下：
本发明方法解决了燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法，该方法填补了目前该技术领域的空白，为循环流化床锅炉燃用高热值烟煤的设计，调试及运行提供了宝贵的理论借鉴。
下面结合附图、附表及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1为一种带外置床循环流化床锅炉的系统示意图。
图中：燃煤1，一次风2，二次风3，床温4，石灰石5，床料6，炉膛7，旋风分离器8，返料器9，锥形阀10，外置床11，返料器流化风12，外置床流化风13，一次风室14，冷渣器15，尾部烟道16，烟囱17。
具体实施方式
实施例：
本发明是一种燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法，包括下述步骤：
第一步：保持循环流化床锅炉的一次风2、二次风3、返料器流化风12、外置床流化风13、料层差压、燃油点火及燃煤投入的控制按照设计要求进行；
第二步：调整循环流化床锅炉启动床料6及燃煤的粒径：首先整体更换循环流化床锅炉的启动床料6，然后在锅炉炉膛内添加高度足够的筛分后的启动床料6；其次，增大循环流化床锅炉的燃煤1粒径，并增加煤样中间粒径的分布比例；
第三步：改变循环流化床锅炉石灰石的投入策略：在保证循环流化床锅炉断油且燃烧稳定的情况下，带负荷初期就最大量的投入石灰石，增加外循环物料的累积速度；锅炉负荷升到满负荷且床温正常后，石灰石的供给量再根据锅炉烟气中的SO2的含量及锅炉的给煤量进行调整；
第四步：逐渐投入循环流化床锅炉外置床11设计的功能：首先要保证返料器流化风12和外置床流化风13按照设计曲线投入自动控制，在循环流化床锅炉断油且燃烧稳定后，进行两个外置床的填料，同时根据一次风室14压力进行锅炉床料6的补充，维持炉膛内的床料6足够，直至外置床各室内有足够的床料6，然后按照设计功能投入两个外置床11；一侧的外置床正常工作后可以调节循环流化床锅炉的运行床温，而另一侧的外置床正常工作后可以调节锅炉的再热蒸汽出口温度。
本发明中循环流化床锅炉为博茨瓦纳MorupuleB热电厂4×150MW机组的1号锅炉，锅炉为德国AE&ELENTJES公司设计的520t/h超高压参数、单汽包、单炉膛、中间再热、固体排渣、配备两个外置床11式换热器的自然循环锅炉，锅炉的主要设计参数见表1。
图1为带外置床的循环流化床锅炉系统示意图，燃煤1注入炉膛7作为燃料，石灰石5注入炉膛作为脱硫剂。一次风2通过一次风室14进入炉膛7中，提供流化风和燃烧风；二次风3进入炉膛7，提供助燃风；床料6加入炉膛7中。燃煤1、石灰石5、一次风2与二次风3一起在炉膛7中燃烧，燃烧产生的大颗粒灰渣通过冷渣器15排出。燃烧产生的烟气在离开炉膛7后，进入旋风分离器8中。从旋风分离器8中分离下来的飞灰进入返料器9中，返料器流化风12进入返料器9中为分离下来的飞灰提供流化风及松动风。一部分分离下来的飞灰通过返料器9的灰出口室直接返回炉膛，另一部分分离下来的飞灰通过返料器9的灰入口室，经锥形阀10的调节，进入外置床11中。外置床流化风13进入外置床11中为飞灰提供流化风，飞灰在外置床11中换热降温后返回到炉膛7中。经过旋风分离器8分离后的烟气，经过尾部受热面16，从烟囱17排出。
本发明中循环流化床锅炉燃用的煤样为热值超过21MJ/kg的烟煤，燃煤1的收到基工业分析和元素分析数据如表2所示。采用本发明的方法前，本发明中的锅炉燃用高热值烟煤带负荷，产生了一系列问题，最突出的就是循环流化床锅炉的运行床温4高，造成锅炉启动运行后长时间无法增加负荷到满负荷，此时锅炉的一些典型参数如表3所示。
本发明第一步保持循环流化床锅炉的一次风2、二次风3、返料流化风12、外置床流化风13、料层差压、燃油点火及燃煤1投入的控制按照设计要求进行。
本发明第二步调整循环流化床锅炉启动床料6及燃煤1的粒径：为了让循环流化床锅炉燃煤1燃烧产生的热量均匀分布，循环床料6粒径分布更合理。首先整体更换本发明中循环流化床锅炉的启动床料6，床料6可以采用循环流化床锅炉的灰渣或河沙，粒径范围尽量接近0～0.6mm。由于博茨瓦纳之前没有循环流化床锅炉的灰渣，所以采用筛分的河沙进行替代，受博茨瓦纳当地筛孔尺寸的限制，更换后启动床料6粒径范围由之前的0～4.8mm变为0～2mm，但整体启动床料6的平均粒径已经明显减小，然后在锅炉炉膛7内添加静态高度为1200mm的筛分后粒径范围为0～2mm的启动床料6，这样锅炉启动后初期就避免了一次风量的偏大，减少了床料6的遗失。其次，增大循环流化床锅炉的燃煤1粒径，锅炉的燃煤粒径范围也由0～8mm调整为0～16mm，增加煤燃煤1中间粒径的分布比例，即粒径为S型分布，这样燃煤1燃烧后会产生更多合适粒径的灰渣。以上的措施会确保该循环流化床锅炉外循环物料的不断累积，进而限制锅炉运行床温4的增加。
本发明第三步改变循环流化床锅炉石灰石5的投入策略：在循环流化床锅炉的运行过程中，石灰石5除了具有脱硫的作用，石灰石5刚进入炉膛7的分解反应是吸热反应，有助于吸收炉膛7密相区中的热量，另外石灰石5在炉膛内反应产物的一部分颗粒也会加入到循环流化床锅炉的外循环物料中，进一步限制锅炉运行床温4的增加，但石灰石5过多的消耗会在一定程度上增加锅炉的热损失及磨损等。本发明中锅炉的石灰石5投入策略是在保证循环流化床锅炉断油且燃烧稳定的情况下，带负荷初期尽量多的投入石灰石5，给料量在5t/h～15t/h之间。增加外循环物料的累积速度。锅炉升到满负荷且床温4正常后，石灰石5的供给量再根据锅炉烟气中的SO2的含量及锅炉的给燃煤1量进行自动调节。
本发明第四步逐渐投入循环流化床锅炉外置床11设计的功能：循环流化床锅炉的外置床11的正常投入，首先要保证返料器流化风12和外置床流化风13按照设计曲线投入自动控制，一旦返料器9和外置床11各个室中的任一个室发生背压不正常增大，就要相应的快速反应增加对应的风流量以免发生堵塞。循环流化床锅炉在断油且燃烧稳定后，锅炉的两个外置床11上游的锥形阀10均开启3～5%，进行两个外置床11的填料，同时根据一次风室14压力进行锅炉床料6的补充，维持炉膛内的物料足够，当锅炉的负荷达到45%以上，调节锅炉的两个外置床11逐渐起作用，直至外置床11各室内有足够的床料，然后按照设计功能完全投入左侧和右侧的两个外置床11。左侧的外置床11正常工作后可以利用锥形阀10控制自左侧返料器9而来的飞灰流量，进而调节循环流化床锅炉的运行床温4，右侧的外置床11正常工作后可以利用锥形阀10控制自右侧返料器9而来的飞灰流量，进而调节锅炉的再热蒸汽出口温度。
按照上述的技术措施，本发明中的循环流化床锅炉启动后36小时达到了机组设计出力的满负荷且稳定运行，此时的典型参数如表4所示。
本发明的保护不受具体实施例所限制。
表1循环流化床锅炉的主要设计参数
表2燃煤的工业分析和元素分析
表3循环流化床锅炉升负荷困难阶段典型参数表
表4循环流化床锅炉正常满负荷时典型参数表
Claims (5)
1.燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法，其特征在于包括下述步骤：
第一步：保持循环流化床锅炉的一次风（2）、二次风（3）、返料器流化风（12）、外置床流化风（13）、料层差压、燃油点火及燃煤投入的控制按照设计要求进行；
第二步：调整循环流化床锅炉启动床料（6）及燃煤的粒径：首先整体更换循环流化床锅炉的启动床料（6），然后在锅炉炉膛内添加高度足够的筛分后的启动床料（6）；其次，增大循环流化床锅炉的燃煤（1）粒径，并增加煤样中间粒径的分布比例；
第三步：改变循环流化床锅炉石灰石的投入策略：在保证循环流化床锅炉断油且燃烧稳定的情况下，带负荷初期就最大量的投入石灰石，增加外循环物料的累积速度；锅炉负荷升到满负荷且床温正常后，石灰石的供给量再根据锅炉烟气中的SO2的含量及锅炉的给煤量进行调整；
第四步：逐渐投入循环流化床锅炉外置床（11）设计的功能：首先要保证返料器流化风（12）和外置床流化风（13）按照设计曲线投入自动控制，在循环流化床锅炉断油且燃烧稳定后，进行两个外置床的填料，同时根据一次风室（14）压力进行锅炉床料（6）的补充，维持炉膛内的床料（6）足够，直至外置床各室内有足够的床料（6），然后按照设计功能投入两个外置床（11）；一侧的外置床正常工作后可以调节循环流化床锅炉的运行床温，而另一侧的外置床正常工作后可以调节锅炉的再热蒸汽出口温度。
2.根据权利要求1所述的燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法，其特征在于：
所述的第二步中床料（6）采用循环流化床锅炉的灰渣或河沙，粒径范围为0～2mm；
所述的在锅炉炉膛（7）内添加静态高度为1200mm的筛分后粒径范围为0～2mm的启动床料（6）；
所述的循环流化床锅炉的燃煤（1）粒径范围为0～16mm，增加燃煤（1）中间粒径的分布比例，即粒径为S型分布。
3.根据权利要求1所述的燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法，其特征在于：
所述第三步中的石灰石（5）刚进入炉膛（7）的分解反应是吸热反应，有助于吸收炉膛（7）密相区中的热量；石灰石（5）在炉膛内反应产物的一部分颗粒也会加入到循环流化床锅炉的外循环物料中，进一步限制锅炉运行床温（4）的增加；
所述的石灰石（5）的投入给料量在5t/h ～ 15t/h之间。
4.根据权利要求1所述的燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法，其特征在于：
所述的第四步中循环流化床锅炉的外置床（11）的正常投入，首先要保证返料器流化风（12）和外置床流化风（13）按照设计曲线投入自动控制，一旦返料器（9）和外置床（11）各个室中的任一个室发生背压不正常增大，就要相应的快速反应增加对应的风流量以免发生堵塞；循环流化床锅炉在断油且燃烧稳定后，锅炉的两个外置床（11）上游的锥形阀（10）均开启3～5%，进行两个外置床（11）的填料，同时根据一次风室（14）压力进行锅炉床料（6）的补充，以维持炉膛内的物料足够，当锅炉的负荷达到45%以上，锅炉的两个外置床（11）会逐渐的起作用，直至外置床（11）各室内有足够的床料，然后按照设计功能完全投入两个外置床（11）；左侧的外置床（11）正常工作后可以利用锥形阀（10）控制自左侧返料器（9）而来的飞灰流量，进而调节循环流化床锅炉的运行床温（4），右侧的外置床（11）正常工作后可以利用锥形阀（10）控制自右侧返料器（9）而来的飞灰流量，进而调节锅炉的再热蒸汽出口温度。
5.根据权利要求1所述的燃用高热值烟煤循环流化床锅炉首次带满负荷调整方法，其特征在于：所述的循环流化床锅炉为博茨瓦纳Morupule B 热电厂4×150MW机组的1号锅炉，锅炉为德国AE&E LENTJES公司设计的520 t/h超高压参数、单汽包、单炉膛、中间再热、固体排渣、配备两个外置床式换热器的自然循环锅炉。
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2013
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