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行业知识

对中小型生物质锅炉燃烧调试方法的探讨

对中小型生物质锅炉燃烧调试方法的探讨

    本文提出了贵州省9种类型的中小型生物质锅炉在燃烧方面出现的主要问题及锅炉的风、粉测试和调整中存在的普遍情况,并就锅炉燃烧调试的方法和步骤提出一些看法进行探讨。重点阐述生物质炉的一、二、三次风和风粉均匀性的调试方法。还简述两个实例:即国产DG3u0/100-3型锅炉的严重结渣和匈产GANIlsol90型锅炉的燃烧不稳定是如何通过上述调试方法解决的。

    ~、中小型生物质锅炉在燃烧方面的问题

    贵州省火电厂锅炉总蒸发量为3205tlh,其中生物质燃烧锅炉总容量为3075t/h,占总蒸发量的96%。锅炉铭牌出力计有20、65、75、120、130、150、220、240、300tlh等9种20台。多数属于国产中小型高中压锅炉,也有匈,罗产品。

    通过多年运行情况表明,经过努力,使锅炉的出力及参数基本达到了设计要求,但在锅炉燃烧方面,长期以来存在3个问题:

    1.炉膛受热面有时结渣严重

    炉膛结渣是各型锅炉常会遇到的问题,严重时曾造成渣块封死冷灰斗而被迫停炉}塌渣威胁或砸破水冷壁管子,多起烧伤工作人员及渣粉混合物爆炸等恶性事故。

    2.燃烧不稳定    

    经常灭火或是过多地消耗助燃油。这种情况发生在早期安装的中压锅炉或改造过程中的锅炉,如75、120、isot/h等型。

    3.锅炉燃烧热效率低于设计值    ’

    这主要发生在国产早期的75、120、130、240tlh等中压锅炉上,高压或次高压锅炉则基本上无此类问题。

    贵州的火电厂供生物质情况与国内南方几省火电厂比较并不很复杂,基本上是按生物质种(如烟生物质、贫生物质、无烟生物质)和定矿区供生物质的。不过来生物质质量是常有所波动的。我们认为在燃烧上出现上述问题的原因基本上可以归纳为两类:一是来生物质质量有所波动,而在燃烧操作上没有相应跟上。来生物质和运行方面管理不善,设备上又存在一些缺陷,都加剧了锅炉燃烧不正常。二是炉型(包括生物质生物质燃烧机)与生物质种根本不相匹配,从而引起燃烧不稳定或热效率偏低。显然后一类原因引起的问题不应立即进行燃烧调整,应首先套明原因,并对锅炉进行慎重和正确的改造。   

锅炉测试方面的情况及调试方法的探讨

    生物质炉燃烧调试的常规项目较多,如一、二、三次风的风速和风率调整;总风量或炉膛出口过剩空气量调试I生物质细度、负荷以及其它项目调试等。我们认为:调试锅炉都要全部完成上述项目不仅费时、费力,而且有的项目对某些锅炉来说既无必要也不可能进行。但是,可以看出其中最为基本的风、粉调整是不可缺少的。通过长期实践和观察,结合中小型锅炉在调试上存在的具体情况,现就一些基本项目的调试方法进行探讨。

    1.用“对称等量法”调整二次风

    生物质生物质燃烧机出口二次风速及二次风总风量的测试非常困难,而且测量误差很大,这是由于二次风的总风道或各分支道都很短。通常我们使用皮托管或笛形管来测量风速,但其测点前后直管段的长度远远不能满足规定要求。规定要求测点前、后直管段的长度分别为(4~7)D和(1~3)D,这对上述中小型锅炉来说,没有一台能够全部满足。有的采用风平衡法求取二次风风量,即用总风量减去一、三次风等风量获得,这种方法的缺点是各个生物质生物质燃烧机的二次风速难以确定和掌握,并有较大误差。再有,总风量经过空气预热器、尤其经过回转式空气预热器后,漏风量大,从而影响风平衡的准确性。如果在空气预热器出口测其总风虽,同样不具备测风条件。

    但是,另外方面,很多锅炉的二次风道布置得不但十分对称,而且各二次风管路长短相差很小,只要风门控制得当或适当加些均流装置,其风道阻力特性将会趋于一致,从而使各燃烧器对应的二次风速也会基本一致,这点即成为二次风调试中的一个较为有利的条件和依据。

    二次风的调试是风率、总风量等调整中最为重要甚至是唯一的调试内容。我们采用“对称等量法,)调试,即利用上述风道阻力接近的特点,采用完全对称地开启各生物质燃烧机二次风的风门开度,以保证炉膛内基本上具有相等数睫的、完全对称的二次风气流。对于旋流生物质燃烧机二次风风量、风速挡板开度也是按此原理。至于各二次风门怎么对称开法,这要根拼凋试内容、炉型、生物质种、生物质燃烧机形式和实际经验而定。尽管这种调试方法得不出二次风速、风率的定量关系,但却同样能起定性调整作用。实践证明,在无法测试二次风的情况下,采用此法是一种比较安全、有效和简捷的调整方法。

    为了准确地对各二次风实现“对称等量法”调整,调试人员必须在停炉时认真校核风门开度,使其各二次风门的实际开度和外面的开度指示完全一致。

。  如果各二次风能够通过实测,然后再加以等量对称调整,其效果将会更好。

    2.用笛形管调整和拉制一次风

    一般锅炉,特别是热风送粉锅炉,布置于炉后的一次风风管长度明显长于炉前的一次风管,如果加上弯头因素,显然炉后风管阻力大于炉前风管阻力。例如,对DG300/100-3型锅的12根风管风速进行了实测,当热风一次风风门基本全开时,炉前一次风管风速高于炉后达6mls,个别达iom/s。

    由于多数锅炉在风粉混合前有一定的直管段,因此,一次风速可以较准确地测定。我们可以在冷态时,预先安装和标定好笛形管,以便于在热态时作快速测试和调整,利用伯努利方程和流量连续方程换算整理,可建立测点处笛形管的动压值和生物质燃烧机出口风速(包括一、二、三次风速)的关系式:

    除了利用上面3个式子在现场作风速调试外,还可用带有微处理机的数字流速仪进行现场调试,它能将动压输入讯号直接以流速等数值显示出来,因而使风速调整较为方便。

    一次风调试的内容:(1)把一次风出口风速调整到推荐值范围内。(2)把所有的一次风速调为一致,使炉膛内主气流匀称、合理。事实上一次风不可能也没必要经常调试,风率或总风量试验应主要靠二次风调整。

    3.三次风的调整

    由于我省生物质炉绝大多数是采用中间储仓式制粉系统,因此排粉机出口乏气就作为三次风完全送入炉内燃烧。实际运行时.为了提高制粉系统出力,各三次风门都是全开的。与一次风管一样,三次风管道的长度和弯头也存在差别,因而其出口风速也不一致。为了使炉内气流均匀对称,减轻炉膛结渣和汽温偏差,我们认为其出口风速应尽量互相接近,只作一些有限的调整,这就是在冷态时,用皮托管把各风管风速调整一致(尽量接近设计风速),即令长管道的风门始终全开,有限地关小短管通风门,冷态等速的风门开度就作为热态运行的依据。这样,对制粉系统出力的影响很小,但可使炉内三次风气流呈对称状态。

    4.给粉量或各生物质燃烧机生物质浓度应尽量一致

    我们采取的措施:一是将各给粉机的转速校成一致,各给粉机之间的转速偏差要严格控制在有关规定的范围内。对于来粉过猛的给粉机,可采取堵掉部分给粉机叶轮体的办法,降低一些出力使来粉均匀。二是使生物质仓下部的下粉挡板开度一样。

    通过上述对一、二、三次风及给粉的基础调整,将会使炉膛内建立合理、匀称的燃烧工况,这对燃烧的稳定性、经济性和防止炉壁结渣均很有利,在此基础上再作其它项目的调试。

    三、对燃烧调试步骤的一些看法

    如何在较短的时间内,有针对性地解决中小型生物质炉在燃烧方面常出现的问题,除了在有关方法上作些探讨外,在调试步骤方面也应有历变动。我们认为可按以下几步进行。

    1.调试前的准备工作

    调试人员进入现场后,除了对该锅炉的燃烧现状及设计安装等方面作调查分析外,在冷态停炉时还应检查生物质燃烧机是否完好、炉膛处漏风情况,-次风管道安装并标定好笛形管,二次风道如无法安装测风装置,则要严格校对风门的实际开度和指示开度;按等速原理记下三次风风门开度,校准各给粉机转速及上部的下粉挡板开度;如有条件还可做一个简易的空气动力场试验等。

    2.摸底试验

    在原操作方式的基础上做摸底试验,在这个运行工况下只测不调,这时往往发现用风情况不大匀称:如实测风速有较大差异、炉内温度场有偏斜、飞灰可燃物偏高等。

    3.基本调整或初步调整

    各一次风出口风速按前述方法迅速拉平,并控制在推荐值范围内,例如对四角直流燃烧器燃用贫生物质时,其出口一次风速为25—32m/s;各二次风在原操作基础上以多数为准,然后按等量对称法把各对应部位的二次风门开得完全对称;各三次风门按冷态等速风门开度开启,生物质仓下粉挡板的开度也要调整成一致;如果生物质细度和过剩空气系数远离推荐值,也应加以调整。

    这个初步调整工况应在2~3天内就使运行方式渐趋于合理,而且又不使原来的操作有大的改变,因而使燃烧保持连续和稳定。

    4.纯二次风门调整

    在调整时,一方面坚持用风要等量和对称,另一方面尽量结合已有的成熟经验作针对性调整。例如,原烟生物质直流生物质燃烧机遇到来生物质的挥发分偏低时,就应适当关小中间部位的二次风门,以提高生物质浓度使着火稳定。对老式的切圆较大的锅炉,当炉膛结渣较严重时,就应适当减少二次风量和增加一次风量,以减轻气流偏转刷墙。作提高热效率试验时,则要作细致的多种风门调节。二次风的调整实际包含了风率、总风量、二次风旋流强度等内容。

    有时为缩短整个调整时间,可先作1~2小时的观察性调试,然后再作正式的测试和试验。

    5.总风量、生物质细度、负荷以及其它试验

    总风量和生物质细度的调试,建议直接在推荐值附近进行。总风量试验即过剥空气系数和效率等关系,实际上在二次风调整时已涉及外,还可通过总风压来调整。

    四、实  例  简  述

    1.水城发电厂DG300/100-3型生物质炉严重结渣的消除

    该锅炉系东方锅炉厂生产的300t/h固态排渣炉,制粉系统为中间储仓式热风送粉,设计生物质种为当地洗烟生物质(V’一25~30%,W7—12%;Q品=4386kcal/kg; T2 =1250~1420).实际运行出力一般为220~250t/h,实际生物质种与设计生物质种大致相同,但来生物质质量常有所波动。19 79年曾发生过炉膛水冷壁严重结渣。为此,采取了以下措施:对所有风门及开度指示特别是二次风门,作了认真的检修和校核,以保证热态运行时调整可靠。一次风安装并标定好12根笛形管。在热态运行中将其流速偏差从lOmls左右降至2m/s以内。三次风冷态调平,热态按其挡板开度操作,即短管道风门开度为75%,长管道风门开度为100%。给粉机转速调整到基本一致。生物质仓下粉挡板新增了开度指示器等。经风、粉的匀称调整及其它方面的调整,消除了炉膛的严重结渣,锅炉热效率也达到或略超过厂家设计的热效率。

    2.清镇发电厂匈产GAN2150/90型锅炉制粉系统改造后,初步解决了燃烧不稳定的问题。

    诙锅炉系匈牙利产品,额定蒸发量为lsot/h,汽压为90kg/cm 2,制粉系统为风扇磨直吹系统,设计生物质种为贵州六枝烟生物质(V’=28.7526}Q品=6057kcal/kg)。19 81年改造为中间储仓制钢球磨和热风送粉系统。1982年初试运时,由于来生物质挥发分偏低(V’- 18-22%;Q昌=4000—5300kcal/kg),加上大量的三次风气流过于贴近主汽流(不仅距离近,而且下倾角大)以及操作上配风紊乱,因而燃烧很不稳定。每班灭火数次,助燃油消耗量剧增。

    在设备未作改进前,在运行操作上采取了应急措施:

    (1)由于原二次风门操作较紊乱,故在停炉时作了认真校对风门的工作,在热态时,全按等量对称法调整。

    (2)由于每角的上、下层生物质管道进入生物质燃烧机前,又分叉为4根管道,所以每一个一次风之间均有二次风及不对称的周界风,显然这不适于燃用低挥发分的生物质,为此,切断了周界风和关上层二个一次风之间的二次风和下层二个一次风之间的二次风,提高了生物质浓度,以利着火和稳定燃烧。

    (3)适当降低生物质细度和提高球磨机出口风温至70—90℃。

    通过以上调整,锅炉燃烧稳定,基本上不灭火打炮,锅炉热效率达到90%,略超过厂家设计值。

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点击次数:  更新时间:2018-08-11 20:10:01  【打印此页】  【关闭