循环流化床锅炉点火装置对锅炉安全运行的影响(最新版)

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循环流化床锅炉的爆燃及预防(三篇)

循环流化床锅炉的爆燃及预防(三篇)

循环流化床锅炉的爆燃及预防循环流化床锅炉是一种高效、清洁的燃煤锅炉,具有热效率高、排放低的优点。

然而,由于燃烧条件和燃料特性的变化,循环流化床锅炉在运行过程中可能会发生爆燃现象,给设备和人员带来严重的危害。

因此,对于循环流化床锅炉的爆燃及其预防进行深入的研究和探讨,对于确保锅炉的安全运行至关重要。

一、循环流化床锅炉的爆燃原因1. 点火过程不当。

循环流化床锅炉的点火过程需要控制燃料的起燃速度和点火位置,以防止燃烧速度过快,导致爆燃。

2. 进料不均匀。

当循环流化床锅炉的进料不均匀时,容易导致燃烧不稳定,进而引发爆燃。

3. 燃料含硫过高。

硫在燃烧过程中容易生成硫酸和硫酸盐,当燃料的硫含量过高时,会导致床层温度升高,增加爆燃的风险。

4. 低过气分布比。

过气分布比是指燃烧区过剩空气与循环床料比的比值,过小的过气分布比会导致床层温度升高,增加爆燃的可能性。

5. 燃料湿度过高。

湿度较高的燃料会影响燃烧稳定性,增加爆燃的风险。

二、循环流化床锅炉爆燃的预防措施1. 合理安排点火过程。

在点火过程中,应根据燃料特性和锅炉结构合理选择点火位置和点火速度,确保燃烧的稳定性和安全性。

2. 控制进料均匀。

通过合理设计和调节锅炉的进料装置,确保给料量的均匀分布,避免过高或过低的料层厚度,减小爆燃的风险。

3. 降低燃料硫含量。

对于高硫燃料,可以采取降低硫含量的方法,如燃烧前对燃料进行脱硫处理,减少硫在燃烧过程中的生成。

4. 控制过气分布比。

通过调整供风系统,确保燃烧区域的过气分布比合理,避免床层温度升高,减少爆燃的可能性。

5. 控制燃料湿度。

对于高湿度的燃料,可以进行预烘干处理,将燃料的湿度降至合适的范围,提高燃烧的稳定性和安全性。

三、循环流化床锅炉爆燃的处理措施1. 及时停机。

一旦循环流化床锅炉发生爆燃,应立即停机,切断燃料供应和风量,确保人员安全。

2. 排空床料。

在停机后,应及时排空床料,减少床料中的燃料堆积,防止二次燃烧的发生。

流化床锅炉的燃烧调整对锅炉安全运行影响

流化床锅炉的燃烧调整对锅炉安全运行影响

流化床锅炉燃烧调整对锅炉安全运行的影响循环流化床锅炉属于沸腾炉。

它是介于层流燃烧和悬浮燃烧之间的一种燃烧方式的新型燃烧设备。

燃料在炉内像沸腾的开水一样,呈沸腾状态。

为了提高锅炉效率,设计了一次返料及二次返料。

循环流化因而得名。

了解循环流化床锅炉的优缺点及其对效率的影响因素对锅炉的安全运行是十分必要的。

循环流化床锅炉的优缺点:循环流化床锅炉较化煤粉炉而言,其热效率要低一些,这主要是因为以下几点①循环流化床锅炉所用燃料比煤粉炉所用煤粉要粗得多。

燃料越粗,越不易燃尽,因而机械不完全损失较大。

②循环流化床锅炉的炉膛温度较煤粉炉要低得多。

若炉温低于800~900℃时则CO(一氧化碳)不易着火燃烧或燃烧不完全,从而增加了化学不完全燃烧热损失。

③循环流化床锅炉运行时,料层厚度应在一定范围内,以确保良好的沸腾工况;因而要进行放料这样大量的热量被放掉,使得灰渣物理热损失很大。

循环流化床锅炉的不足之处还表现在:高压风机用于克服空气分配器和材料层的阻力,因而风机电耗量大;锅炉容量增大,沸腾床面积也随之增大。

因而床内燃料和空气不易分布均匀,影响沸腾质量。

然而,循环流化床锅炉也具有其他锅炉类型无法比拟的优势。

其最大优点是扩大燃料的适应范围,使之能燃用一般燃烧方式无法烧的石煤、煤矸石等一些劣质燃料。

且循环流化床锅炉负荷变化的适应性范围较大。

其优点还有:如将吸收剂(石灰石、白云石)与煤粒一起送入沸腾床内燃烧,可大大降低烟气中SO2的含量,既减轻对大气的污染,又减轻了锅炉受热面的腐蚀;沸腾床内的温度较低,所以烟气中氮氧化物(NOx)含量较少,有利于环保;由于燃烧温度低,不易破坏灰碴中矿物质结构,且渣中含碳量低,因而有利于灰渣的综合利用。

循环流化床锅炉效率的影响因素:影响循环流化床锅炉效率的主要因素有:一、二次退货数量;一、二次风量及配化;燃料的物理特性及化学特性。

了解这些对我们提高锅炉的效率和经济性很重要,充分发挥锅炉的优点避其缺点是十分必要的。

流化床锅炉的燃烧调整对锅炉安全运行影响.doc

流化床锅炉的燃烧调整对锅炉安全运行影响.doc

流化床锅炉的燃烧调整对锅炉安全运行影响循环流化床锅炉属于沸腾炉。

它是一种其燃烧方式介于层状燃烧与悬浮燃烧之间的新型燃烧设备。

燃料在炉内像沸腾的开水一样,呈沸腾状态。

为了提高锅炉效率,设计了一次返料及二次返料。

循环流化因而得名。

了解循环流化床锅炉的优缺点及其对效率的影响因素对锅炉的安全运行是十分必要的。

循环流化床锅炉的优缺点:循环流化床锅炉较化煤粉炉而言,其热效率要低一些,这主要是因为以下几点①循环流化床锅炉所用燃料比煤粉炉所用煤粉要粗得多。

燃料越粗,越不易燃尽,因而机械不完全损失较大。

②循环流化床锅炉的炉膛温度较煤粉炉要低得多。

若炉温低于800~900℃时则CO(一氧化碳)不易着火燃烧或燃烧不完全,从而增加了化学不完全燃烧热损失。

③循环流化床锅炉在运行中应保证料层厚度在一定范围内,以确保良好的沸腾工况;因而要进行放料这样大量的热量被放掉,使得灰渣物理热损失很大。

循环流化床锅炉的不足之处还表现在:为克服布风板和料层阻力而采用高压风机,因而风机电耗量大;锅炉容量增大,沸腾床面积也随之增大。

因而床内燃料和空气不易分布均匀,影响沸腾质量。

但循环流化床锅炉也有其它炉型不可比拟的优点。

其最大优点是扩大燃料的适应范围,使之能燃用一般燃烧方式无法烧的石煤、煤矸石等一些劣质燃料。

且循环流化床锅炉负荷变化的适应性范围较大。

其优点还有:如将吸收剂(石灰石、白云石)与煤粒一起送入沸腾床内燃烧,可大大降低烟气中SO2的含量,既减轻对大气的污染,又减轻了锅炉受热面的腐蚀;沸腾床内的温度较低,所以烟气中氮氧化物(NOx)含量较少,有利于环保;由于燃烧温度低,不易破坏灰碴中矿物质结构,且渣中含碳量低,因而有利于灰渣的综合利用。

循环流化床锅炉效率的影响因素:影响循环流化床锅炉效率的主要因素有:一、二次返料量;一、二次风量及配化;燃料的物理特性及化学特性。

知道这些对我们如何提高锅炉的效率及经济性,充分发挥锅炉的优点避其缺点是十分必要的。

2023年循环流化床锅炉的爆燃及预防

2023年循环流化床锅炉的爆燃及预防

2023年循环流化床锅炉的爆燃及预防引言:循环流化床锅炉是一种高效、低排放的锅炉设备,具有燃烧效率高、燃料适应性强、低污染排放等优点。

然而,在实际运行中,循环流化床锅炉的爆燃问题仍然存在,可能引发严重的事故。

因此,我们将针对2023年循环流化床锅炉的爆燃问题展开分析,并提出预防措施,以确保锅炉运行安全。

第一部分:循环流化床锅炉的爆燃原因1.1 燃料品质问题燃料的质量是爆燃的一个重要因素。

低质量的燃料容易引发爆燃,如水分过高、灰分含量高、挥发分含量偏低等。

这些问题可能导致燃烧的不稳定,进而引发爆燃。

1.2 过热点堵塞在循环流化床锅炉的运行过程中,过热器和冷凝器等部件可能出现堵塞现象,导致燃料供应不足、烟气排放不畅等问题。

这些问题使得锅炉燃烧不稳定,可能引发爆燃。

1.3 过高的气体速度循环流化床锅炉中的气体速度过高可能导致煽动风速不稳定,燃烧不充分,形成爆燃的隐患。

因此,合理控制气体速度是预防爆燃的重要措施之一。

第二部分:循环流化床锅炉爆燃的预防措施2.1 严格控制燃料质量在选择燃料时,要严格把关燃料的水分含量、灰分含量和挥发分含量,选择优质的燃料。

同时,还要加强对燃料的原材料质量监测,确保燃料的稳定供应。

2.2 定期清理过热器和冷凝器通过定期对过热器和冷凝器等设备进行清理,保持良好的传热效果,避免堵塞现象的发生。

同时,对于发现堵塞现象的设备,要及时采取措施进行清理。

2.3 控制气体速度合理控制循环流化床锅炉中的气体速度,确保煽动风速的稳定性,保证燃烧的充分和稳定。

相关人员需要根据锅炉的实际工况,调整风速控制系统参数,确保良好的燃烧效果。

2.4 强化安全生产管理加强循环流化床锅炉运行的安全生产管理,包括完善安全操作规程、定期进行安全培训、实施安全巡查等。

同时,要建立健全的应急预案,安排专人负责应急处置工作,以应对潜在的爆燃风险。

2.5 安装爆炸防护装置在循环流化床锅炉中安装爆炸防护装置,如爆炸隔离阀、爆炸融雪装置等,能够在爆燃事故发生时迅速切断火源、释放压力,降低爆炸可能造成的损害。

循环流化床布风装置对炉膛燃料燃烧的影响

循环流化床布风装置对炉膛燃料燃烧的影响

循环流化床布风装置对炉膛燃料燃烧的影响[摘要]:自循环流化床燃烧技术出现以来,循环床锅炉在世界范围内得到广泛的应用,大容量的循环床锅炉已被发电行业所接受。

循环流化床低成本实现了严格的污染排放指标,同时燃用劣质燃料,在负荷适应性和灰渣综合利用等方面具有综合优势,为煤粉炉的节能环保改造提供了一条有效的途径。

[关键词]:流化床布风装置燃料燃烧中图分类号:q-337 文献标识码:q 文章编号:1009-914x(2012)26- 0413 -01 主循环回路是循环流化床锅炉的关键,其主要作用是将大量的高温固体物料从气流中分离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室稳定的流态化状态,保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应,以提高燃烧效率和脱硫效率。

分离器是主循环回路的关键部件,其作用是完成含尘气流的气固分离,并把收集下来的物料回送至炉膛,实现灰平衡及热平衡,保证炉内燃烧的稳定与高效。

从某种意义上讲,cfb锅炉的性能取决于分离器的性能,所以循环床技术的分离器研制经历了三代发展,而分离器设计上的差异标志了cfb燃烧技术的发展历程。

1、热旋风筒分离器德国lurgi公司较早地开发出了采用保温、耐火及防磨材料砌装成筒身的高温绝热式旋风分离器的cfb锅炉[1]。

分离器入口烟温在850℃左右。

应用绝热旋风筒作为分离器的循环流化床锅炉称为第一代循环流化床锅炉,目前已经商业化。

lurgi公司、ahlstrom 公司、以及由其技术转移的stein、abb-ce、aee、evt等设计制造的循环流化床锅炉均采用了此种形式。

这种分离器具有相当好的分离性能,使用这种分离器的循环流化床锅炉具有较高的性能。

但这种分离器也存在一些问题,主要是旋风筒体积庞大,因而钢耗较高,锅炉造价高,占地较大,旋风筒内衬厚、耐火材料及砌筑要求高、用量大、费用高启动时间长、运行中易出现故障;密封和膨胀系统复杂;尤其是在燃用挥发份较低或活性较差的强后燃性煤种时,旋风筒内的燃烧导致分离下的物料温度上升,引起旋风筒内或回料腿回料阀内的超温。

2024年循环流化床锅炉的爆燃及预防(三篇)

2024年循环流化床锅炉的爆燃及预防(三篇)

2024年循环流化床锅炉的爆燃及预防循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、氮氧化物排放低、燃烧强度高、炉膛截面积小、燃料预处理及给煤系统简单及负荷调节灵活,易于实现灰渣综合利用等优点。

从20世纪50年代末期开始,在国内作为环保节能型锅炉得到广泛的推广应用。

但流化床锅炉操作技术在国内属于一门新型的应用技术,还不十分成熟。

在运行中,特别是在新锅炉的投产试车过程中,都难免发生一些意想不到的事故。

锅炉爆燃事故虽然发生机率不高,但一旦发生,将具有较大的破坏性和危险性,甚至会给企业生产和职工的生活带来很大损失。

1发生爆燃的几种情况锅炉爆燃是由于炉膛内可燃物质的浓度在爆燃极限范围内,遇到明火或温度达到了燃点发生剧烈爆燃,燃烧产物在瞬间向周围空间产生快速的强烈突破。

以下介绍几种循环流化床锅炉易发生爆燃的情况。

1.1扬火爆燃如果压火时燃料加得多或停的晚,使压火后床料内燃料的含量过多,这时燃料中的碳在缺氧状况下不充分燃烧产生大量的CO,同时燃料在炉内高温干熘挥发出甲烷、氢等可燃性气体。

由于压火后床料表面温度降低,这些可燃性气体遇不到明火,便在锅炉炉膛内积聚。

扬火时,随着风机的启动,床料开始流化,高温的床料从下面翻出,这时可燃性气体与明火接触,瞬间发生燃烧,如果可燃物的浓度在爆燃极限范围内,就会发生爆燃。

个别司炉工在扬火时怕床温降得过快造成灭火,在启风机前先加入少量的燃料,新进入炉膛的燃料不但会挥发出可燃性气体,同时会有大量的煤粉参与燃烧,这样不但会增大产生爆燃的机率,还会加剧爆燃的强度。

1.2大量返料突入爆燃循环流化床锅炉都有物料循环系统。

循环流化床锅炉运行时,大量固体颗粒在燃烧室、分离器和返料装置等组成的循环回路中循环,一般循环流化床锅炉的循环倍率为5~20,也就是说有5~20倍给煤量的返料灰需要经过返料装置返回燃烧室再次燃烧,循环物料是直径在0.1mm左右的细灰,有很好的流动性,在返料风的吹送下,连续不断地进入炉膛。

循环流化床锅炉点火装置对锅炉安全运行的影响

安全技术/特种设备循环流化床锅炉点火装置对锅炉安全运行的影响1前言目前,国产循环流化床电站锅炉启动过程中的燃烧事故时有发生,启动中的床料结焦问题比较普遍,特别是启动过程中的炉内爆燃事故直接危及到人身设备安全,而事故的产生与点火系统的设计缺陷有直接的联系。

循环流化床(CFB)锅炉具有燃料适应性广、燃烧稳定、在燃烧过程中利用脱硫剂实现脱硫、中温燃烧因而抑制NOX的生成、环保性能好以及优越的调峰性能等诸多优点。

CFB的设计工况下,炉膛内主要是高温惰性物料,燃料只占炉内总物料量的5%~10%或更少,所以,燃料进入炉膛后,便被高温物料包围,迅速被加热到着火温度,稳定燃烧。

因此,一般认为CFB的燃烧不存在问题。

电站实际运行显示,CFB的运行稳定性好。

但锅炉的实际运行情况与设计要求总是不一样的。

在CFB的启动过程中,由于物料是冷态的,燃料着火的外在条件不具备,如何使床料达到适当高的温度以保证煤的燃烧是主要问题。

作为启动热源的点火系统设计就显得重要。

2点火燃烧器的发展与应用状况循环流化床锅炉技术是在实验中发展完善的,其点火装置也是在实践中不断发展的。

因此,在应用中存在一些问题需要解决。

CFB锅炉启动时,床内物料流态是由固定床到鼓泡床、进而发展为紊流床状态。

木柴点火时,加热与床层蓄热主要发生在固定床阶段,对于油点火器,床料加热时必需处于流化态,加热主要在鼓泡床阶段完成。

流化床早期采用了木柴固床点火方式。

其一是,这种点火方式来自于火床炉,经验成熟;其二是,这是流化床锅炉特点所决定的,鼓泡流化床锅炉的燃烧与传热是在床料中进行的,所以,床截面大,床料多,点火蓄热要求多,木柴点火采取固定床方式,避免了流化风的散热,木柴燃烬形成的高温木碳层蓄热能力大,对这种大床面多床料的启动非常有利。

但其缺点是木柴耗量大,过程复杂,启动时间长。

CFB的燃烧与传热在整个炉膛中进行,使床截面大幅度减少,相应地减少了流化风量,利用油燃烧器能方便地对床料加热,实现点火启动。

循环流化床锅炉的点火启动与运行分析

循环流化床锅炉的点火启动及运行关键词:循环、流化、料层、返料、结焦循环流化床锅炉以其低污染环保、高效能、煤种适应性好、低负荷不投油能力强等诸多优点,在国目前受到很多用户的青睐,由于循环流化床锅炉在燃烧方式方面与传统煤粉锅炉的较大差别,比如料层结焦、料层超温、返料器结焦、点火不易点着、受热面面磨损较快等等,在循环流化床锅炉中若控制不好,就会经常发生,多数用户对循环流化床锅炉的点火,以及运行中的控制,总是心存顾虑,特别是锅炉投运的初期感到较难把握。

循环床的点火就是指通过某种方式使床层温度升高、并保持在投煤运行所需的最低水平以上,从而实现搂煤后的正常稳定运行。

目前,循环床锅炉的点火方式可简单地归为如下几种,即微流化点火、流态化点火及循环床点火,分别指点火初期时床层的状态。

点火热源可以是床上或床层中的油枪、气枪等以及床下预燃装置产生的热烟气。

国在长期的鼓泡床锅炉运行实践中已积累了大量的点火经验。

如漳平电厂的木炭引燃微流化点火,江门甘蔗化工厂和电厂的分床点火,以及后来国研究机构和锅炉厂家开发的床下点火技术和密相区油枪点火技术都获得了不同程度的成功。

国外开发的较为典型的点火技术有CE、川崎、德国巴柏葛和英国一些公司的床下热烟气点火,斯坦缪勒、英国BP/CSL的床上火炬点火等,所用的点火燃料有轻油、天然气、丙烷等。

由于床上点火时加热床层的热效率不高,一般不超过40%,造成点火燃料的浪费和点火成本居高不下,因此火床下点火已被越来越多的厂和研究机构所重视。

目前多数循环流化床锅炉均采用床下点火。

一、床层升温过程流化床锅炉点火启动就是将床料加热至运行所需的最低温度以上,以便实现投煤后能稳定燃烧运行。

要把室温下静止状态的底料转变为流化状态正常燃烧着的床料,这是流化床燃烧首先要解决的一个问题。

流化床的点燃要比煤粉炉中煤粉的点燃或层燃炉中煤块的点燃困难得多。

这是因为从点燃底料到正常燃烧是下个动态过程,燃用的通常又是难以着火的劣质煤。

循环流化床点火启动经验总结


使料 层温 度上升 , 料 层燃料 燃烧 得以连续进行。 2 . 2冷态试验 由于东亚纸厂 实际点火煤 种为越 南无烟煤 , 挥发分在 5 % 纸皮 实验 ,测试炉膛不封板均 匀性 ,启动一次风机 、引 风 机 ,用一张 3 0 0 m m× 3 0 0 m m 的纸皮 放在炉床 上 ,逐步加 以下 ,着火温度比较高 ,经多次 点火实践后的经验总结 ,床 0 0 q C 以上开始 间断投煤效果 较好 ,投煤 前应密切监视 大风 量 ( 以能 把纸皮 吹起 l O O mm -1 5 0 mm 为宜 ),然后 用 温在 6
厚度 为 7 0 0 am 左右 。 r
冷壁 膨胀 过快 ,一般 升温 速度 应控 制在 2~ 5  ̄ C/mi n ,运 行人员应密切监视床层温度变化 。 3 . 2 投煤及燃烧调整阶段 点火宜采 用燃 点较 低的烟煤 、褐煤 。通常烟煤 的着火温 度为 4 0 0~ 5 0 0  ̄ C,点 火初期需控 制料层温 升速度 ,一 般控 制在 2~ 5 q C/mi n以 内。当床料温 度升 高到 4 5 0  ̄ C左 右时 可 以开始 间断投煤 , 在此温度下 , 燃煤水分迅速被蒸 发干燥 , 挥 发分析 出着火 、燃烧放热 ,此时焦炭 因吸收挥发分燃烧热 量后温度快速 上升 从而着火燃烧 , 焦炭燃烧 后放 出大量热量 ,
锅炉 采用 u 型 返料装 置 ,高 温旋风 分 离器分 离 出来 的 压应满足点火要求,点火油枪要有足够的出力, 锅炉在点火 高温物料在重 力作用下落在返料器底部 的小 流化床 上 ,然后 前需清洗 油枪 ,观 察油枪雾化效果 ,保证燃油 能充分燃 烧 , 在返料风 室流 化风的作用下溢流 出返料器 ,经回料管 返回炉 满足锅炉点火温升的条件 。 2 . 4其他 启动前 的准备 、检 查工作 膛循环燃烧 。

循环流化床锅炉的爆燃及预防范本(2篇)

循环流化床锅炉的爆燃及预防范本爆燃事故是循环流化床锅炉运行过程中的严重安全隐患之一,为了保障直播系统的安全稳定运行,必须采取一系列预防措施。

本文将重点从设计、操作、检测等方面介绍循环流化床锅炉爆燃的预防范本,旨在提升人们的安全意识,避免事故发生。

一、设计预防1. 燃烧腔体设计:循环流化床锅炉的燃烧腔体应采用合理的设计,确保燃烧过程的稳定与充分。

燃烧腔体内部设置必要的分布板或障板,以提高流化床的具体数目和浓度。

2. 空气分配系统设计:合理的空气分配系统是防止爆燃的重要因素之一。

根据煤质及炉型等因素,设计时应合理确定主空气、副空气和均草风的分配比例,以保证煤粉与空气的充分混合,防止煤粉在燃烧腔体中堆积和积聚。

3. 废气处理系统设计:废气处理系统对于预防爆燃事故具有重要作用。

在设计废气处理系统时,应考虑废气的排放需求和环保要求,采用有效的除尘、脱硫等措施,防止气流中的粉尘堆积引发爆燃。

二、操作预防1. 煤粉输送和加煤过程:在循环流化床锅炉的煤粉输送和加煤过程中,需确保煤粉输送管道的密封性和运行的稳定性。

定期检查输送管道、旋转阀、输送鼓风机等设备,防止漏风、跑冒滴漏等情况发生。

2. 点火操作:点火是循环流化床锅炉运行中的重要环节,也是爆燃事故易发阶段。

在点火操作前,必须确保炉膛内部无积存的煤粉和可燃性气体。

点火过程中,要分阶段逐渐增加煤粉量,确保燃烧的稳定性和安全性。

3. 运行参数监测:循环流化床锅炉运行过程中,需要实时监测关键参数如温度、压力、氧含量等。

通过对运行参数的监测,及时发现异常情况并采取相应措施,防止爆燃事故的发生。

三、检测预防1. 煤粉浓度检测:煤粉浓度的控制是防止爆燃的关键之一。

通过安装煤粉浓度传感器,实时监测煤粉浓度的变化,并及时调整煤粉供给量,防止煤粉的堆积和积聚。

2. 空气流量检测:合理的空气流量控制是预防爆燃的重要参数之一。

设置空气流量检测装置,实时检测空气流量,及时调整空气分配比例,保持煤粉与空气的充分混合,防止爆燃事故的发生。

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循环流化床锅炉点火装置对锅
炉安全运行的影响(最新版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people
make mistakes
循环流化床锅炉点火装置对锅炉安全运行
的影响(最新版)
1前言
目前,国产循环流化床电站锅炉启动过程中的燃烧事故时有发生,启动中的床料结焦问题比较普遍,特别是启动过程中的炉内爆燃事故直接危及到人身设备安全,而事故的产生与点火系统的设计缺陷有直接的联系。

循环流化床(CFB)锅炉具有燃料适应性广、燃烧稳定、在燃烧过程中利用脱硫剂实现脱硫、中温燃烧因而抑制NOX的生成、环保性能好以及优越的调峰性能等诸多优点。

CFB的设计工况下,炉膛内主要是高温惰性物料,燃料只占炉内总物料量的5%~10%或更少,所以,燃料进入炉膛后,便被高温物料包围,迅速被加热到着火温度,稳定燃烧。

因此,一般认为CFB的燃烧不存在问题。

电站实际运行显
示,CFB的运行稳定性好。

但锅炉的实际运行情况与设计要求总是不一样的。

在CFB的启动过程中,由于物料是冷态的,燃料着火的外在条件不具备,如何使床料达到适当高的温度以保证煤的燃烧是主要问题。

作为启动热源的点火系统设计就显得重要。

2点火燃烧器的发展与应用状况
循环流化床锅炉技术是在实验中发展完善的,其点火装置也是在实践中不断发展的。

因此,在应用中存在一些问题需要解决。

CFB锅炉启动时,床内物料流态是由固定床到鼓泡床、进而发展为紊流床状态。

木柴点火时,加热与床层蓄热主要发生在固定床阶段,对于油点火器,床料加热时必需处于流化态,加热主要在鼓泡床阶段完成。

流化床早期采用了木柴固床点火方式。

其一是,这种点火方式来自于火床炉,经验成熟;其二是,这是流化床锅炉特点所决定的,鼓泡流化床锅炉的燃烧与传热是在床料中进行的,所以,床截面大,床料多,点火蓄热要求多,木柴点火采取固定床方式,避免了流化风的散热,木柴燃烬形成的高温木碳层蓄热能力大,对
这种大床面多床料的启动非常有利。

但其缺点是木柴耗量大,过程复杂,启动时间长。

CFB的燃烧与传热在整个炉膛中进行,使床截面大幅度减少,相应地减少了流化风量,利用油燃烧器能方便地对床料加热,实现点火启动。

所以,电站CFB启动时主要用油燃烧器流态化点火。

流态化点火时,能量平衡式为:
由上式看出,点火燃烧器的放热①是克服流化风带走的热损耗,②是克服床料向受热面的散热,③是加热床料,可见,要顺利完成点火启动,①是增加燃烧器能量,②是减小流化风量,③是减少散热损失。

其中第③条对于给定的锅炉来说改变的余地较小。

点火装置和风量的变化较多,影响大。

床上油枪点火装置可以投入大量燃料,也可以多点布置燃烧器,使总的点火能量能够克服散热和流化空气带走的热量,使床温迅速上升到煤着火温度。

由于这种方式,燃烧器置于床层上方,床料吸收的热量只是燃烧器火炬放出热量的一小部分,散热损失大;同时,由于实际上应用时床料是选用宽筛分(0~6mm)炉渣,煤粒度也在0~10mm之间,实际上的完全流化风量大,这样,在床上油枪布置位置
略高时,甚至不能完成点火过程〔1、2、3〕。

早期人们也在床下设计了点火油枪,意在加热热风,间接加热床料。

但这种方式直接危及风室和布风板与风帽安全,实际上没有被应用。

为了提高点火器效率,同时克服床下布置油枪的缺点,近年发展了热烟气发生器点火装置,也称风道燃烧器。

流化风经燃烧器时与燃料混合并燃烧,形成900℃的热风,经过绝热风道、风室进入床内,流化物料并加热之。

由于气固两相间的传热强烈,点火燃烧器的热量可以有效转移给床料。

燃料利用率高。

3风道燃烧器的理论与实验
风道燃烧器点火装置在理论上是一个比较理想的点火方式。

一般认为,由于循环流化床中气固相间的强烈混合及良好接触,使气体与颗粒之间的传热瞬间达到热平衡。

文献〔4〕在以石英砂为床料的实验室研究显示,流化床层温度除床层入口处很小区域外的密相区温度十分均匀,气体温度的变化在很小的床高区域内完成,实验显示的高度为20mm。

文献〔5〕的研究显示,热气流速度越高,气相与固相温度的整体水平提高,颗粒越细,热交换越强烈,气固两相
间的温差越小。

气固相的温度变化主要在床层的下半部进行。

实际运行中发现,风道燃烧器点火装置加热床料存在一个床温上升的限度〔6〕。

这与实验室结果是不相一致的。

分析两者的条件可以发现:首先,实验室研究中,粒子是细粒子,最大粒径0.87mm,而实际上运行中使用的床料粒径为0~6mm,煤的粒径范围为0~10mm。

一方面,粒径的增大使得床料完全流化的流化风速提高,流化风带走的热量增加;另一方面,粒径的增大使得气固间的传热减弱,空气与粒子间的温差加大,为实现床温达到点火投煤温度要求,则必然要提高热风温度。

其次,实验室中,热空气热源稳定,温度均匀,实验温度低,而实际上的CFB点火温度要求高,因为设备材料的限制,最高温度点不得超过900℃,因而限制了单台燃烧器的出力。

由于漏风等问题的存在,进入炉膛的流化风实际上更大,加剧了热风的不均匀性,增加了热风损失,使实际的加热能量变得不足。

也就是说,点火能量的不足是风道燃烧器点火失败的主要原因。

文献〔6〕的3台50MW20t/hCFB的运行情况说明了这一点。

由于点火器的问题,实际运行中,为了实现点火,往往是采取
降低点火投煤温度和尽量减少一次风量的方法。

拉克拉3×50MWCFB 电站锅炉的点火投煤温度为538℃降为450℃(燃用褐煤,风道燃烧器),1台75t/hCFB床上点火的投煤温度降至430~450℃。

这实际上是一种牺牲安全性的做法。

降低床温增加了点火的难度,提前了投煤时间,延长了点火过程,增加了可燃物在炉膛内聚积的危险。

运行中,由于点火能量不足,为了提高床温,常常是添加引子煤以提前煤的着火时间。

同时,尽量降低一次风量,以减少风的带出热量。

这样使得点火过程中的结焦事故频繁发生;由于运行操作难度增大,会因操作不当引发炉内爆燃事故。

某75t/hCFB锅炉连续发生的点火打炮事故教训已经证明了这一点,设计制造部门必须注意这一问题。

4正确设计点火系统
大型CFB锅炉要设计许多个风道燃烧器是不太现实的。

又由于耐火材料限制,单个风道燃烧器的负荷也有一个限度。

在锅炉容量增加时,床截面增加,仅用床上点火器启动也的确存在一定困难。

但是,不能以降低投煤的床温、牺牲设备安全的方式来解决。

正确
的方式应是,采取混合点火系统设计方式。

首先,根据实际启动时的床料多少、完全流化时风量大小,确定点火启动所需热量,根据布置情况尽量布置风道燃烧器。

在风道燃烧器总发热量不足时或者无备用热量时,在炉内床的静止床面上方增加床上油枪点火器设计,对于以点火加热床温为目的的床上燃烧器设计,油枪应靠近床面,对于带助燃风的设计,油枪应斜向下指向床面。

在流化启动时,油枪火焰可以与流化的床料上部区粒子发生对流与辐射热交换。

这样的设计有以下优点:(1)总发热量有保证。

分负荷设计克服了仅有床上燃烧器或者只有风道燃烧器时总负荷受场地限制的缺陷,使总热量足以加热床温并留有裕度;(2)由于两种燃烧器风源不同,启动时,1、2次风机同时开启,保证了炉内稀相区的空气流量,这有利于防止可燃气体在炉内的积聚。

(3)足够多的启动热量可以使启动流动状态处于完全流化区,防止了较大颗粒和煤块的局部沉积发生结焦的危险。

需要说明的是,床上油枪的位置,如仅以加热床料为目的,油枪要靠近床层;这种设计的点火器只能作为点火启动用。

对于设计
为带低负荷的床上燃烧器,其油枪位置应离开床面一定距离,以防止造成床料结焦〔1〕。

5结论
(1)锅炉在点火启动过程中频繁发生燃烧事故与其点火系统存在的设计缺陷有直接关系。

(2)点火系统设计的好坏直接关系CFB锅炉的安全运行。

在点火器的设计中,首先应保证点火燃烧器总发热量满足床料被加热到安全投煤的温度,并有一定裕度,确保点火时的流态处于完全流化状态,防止燃烧事故发生。

在具体设计时,尽量设计多个风道燃烧器,并辅之以床上点火油枪燃烧器,在保证总发热量的前提下,提高启动燃料利用率。

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