PDF《东方135 MW 流化床锅炉在印度现场的调试》

65 东方135 MW流化床锅炉在印度现场的调试 刘伟 东方电气股份有限公司, 成都

610036 摘要: 介绍了印度某项目循环流化床锅炉在现场试运行经验, 结合理论分析, 从循环流化床锅炉的燃烧和传热原理入手, 介绍了循环流化床锅炉的结构, 论述了部分冷态调试情况及试运工况中循环流化床有关的参数控制和调整的方法.

关键词: 循环流化床锅炉;

燃烧调整;

冷态调试 中图分类号: TM621.

2 文献标识码: B 文章编号: 1001-9006(2016)01-0065-06 Testing and Commissioning of DEC Manufactured

135 MW CFB Boiler for a Project Undertaken in India LIU Wei ( Dongfang Electric Co. Ltd. , 610036, Chengdu, China) Abstract: The paper introduces the testing and commissioning of the subject CFB boiler for a project in India. Based on description of structure of the boiler and theoretical analysis, as well as the principle of combustion and heat transfer, further discussions are provided on some items of cold commissioning of boiler, and methods to control and adjust the certain barameters during trial run of the boiler trial are given. Key words: circulating fluidized bed boiler ( CFB) ;

combustion adjustment;

cold commissioning 收稿日期: 2015-10-22 作者简介: 刘伟(1978- ), 男,

2003 年7月毕业于西安交通大学热能与动力工程专业, 工学学士, 锅炉专业工程师. 现在东方电气国际工 程分公司从事项目管理工作. 循环流化床锅炉是一种高效、 低污染的产品, 自问世以来, 在国内、 外得到了迅速的推广与发 展. 由于循环流化床锅炉自身的特点, 在运行方 面与煤粉炉不同, 如果不能很好控制其运行参数, 极易酿成事故. 目前有关东方循环流化床锅炉出 口到国外的运行资料较少, 本文根据现场调试经 验, 对循环流化床锅炉运行参数的控制、 调整作 了粗浅的分析.

1 设备简介 印度某电厂

8 *

135 MW 机组, 锅炉 型号为DG440 / 13. 73-II14, 自然循环、 单汽包、 超高压循 环流化床锅炉, 单炉膛一次中间再热, 露天布置. 锅炉主要由

1 个膜式水冷壁炉膛,

2 台钢板式旋风 分离器和

1 个由汽冷包墙包覆的尾部竖井(HRA)3 部分组成. 炉膛和尾部竖井烟道之间布置有

2 台钢 板式旋风分离器, 其下部各布置

1 台 U 阀回料 器. 双烟道结构, 前烟道布置了

2 组低温再热器, 后烟道从上到下布置有高温过热器, 低温过热器, 管式省煤器, 空气预热器. 锅炉共设

6 台给煤机和

4 个石灰石给料口, 全放置在炉前. 炉膛风室下部 风道内布置有

2 台床下风道燃烧器, 并配有高能点 火装置. 在炉膛 的后墙, 布置有2台滚筒式冷渣器.

2 机组的冷态调试 流化床锅炉冷态试验目的是对锅炉热态启动 运行及燃烧调整提供参考. 冷态试验除了风道挡 板的检查确认、 系统最大通风量及风压风量仪表 投运状况检查、 系统一次风风量仪表标定、 二次

66 风风量仪表标定、 给煤机标定等外, 以下重点介 绍与煤粉炉冷态调试不同项目. 2.

1 锅炉布风板阻力的测定(要求布风板上无料层) 启动引风机、 一次风机, 保持炉膛正常负压 范围(一般为

0 ~ -

200 Pa) 进行空床阻力特性试 验. 试验前确认风帽安装正确, 床上杂物已经清 除干净且各风帽无堵塞现象, 所有的水冷风室压 力风压及床压测点显示正确. 布风板阻力计算公式可表示如下: 布风板阻力 = 风室风压 - 床压(上式中 风室 风压 和 床压 均为实测值) 试验结果如表

1 所示. 按布风板阻力试验数据绘制布风板阻力特性 曲线如下图

1 所示. 表1布风板阻力试验数据 风量/ (Nkm3 ・ h -

1 )

40 60

80 100

120 140

160 180

200 布风板阻力 / kPa 0.

25 0.

35 0.

5 0.

7 1.

0 1.

4 1.

7 2.

2 2.

8 图1布风板阻力特性曲线 2.

2 料层阻力冷态特性测定 本项目机组较多, 先后在不同机组上分别按

400 mm、

500 mm、

600 mm、

700 mm 厚度进行试 验, 在此仅以床料

700 mm 厚度进行说明, 临界流 化风量测定试验见表

2 所示. 料层阻力特性曲线图绘制按如下图

2 所示. 表2临界风量试验数据 风量/ (Nkm3 ・ h -

1 )

30 40

50 60

70 80

90 100 床层压力 / kPa

0 1.

3 3.

4 4.

8 5.

7 5.

3 5.

2 5.

2 图2料层阻力特性曲线

67 料层阻力计算公式可表示如下: 料层阻力 =风室风压 -布风板阻力 -炉膛下部压力 上式中, 风室风压 和 炉床下部压力 均为 实测值, 布风板阻力 为空板阻力试验计算结果. 从试验数据和现场对流化情况的实际观察, 曲线以抛物线状逐渐上升, 而曲线斜率逐渐减小. 当曲线斜率减小至 零 时, 则曲线上该点所代 表之风量值即为该料层厚度时之临界流化风量(上 述图示之临界流化风量约为

70 Nkm3 / h). 当床层 为700 mm 时, 料层压降为 5.

2 kPa. 2.

3 炉床布风均匀性的检查试验 在布风板上铺

300 ~

400 mm 厚的底料层. 启 动引风机及一次风机, 缓慢开大一次风入炉调节 挡板, 观察料层表面是否同时均匀的开始冒小气 泡, 然后逐渐开大风门, 看哪些地方炉料先跳动 起来, 松动情况如何. 继续加大风量, 当大多数 炉料都跳动起来时, 布风板没有不动的死角, 直 到床内完全沸腾时, 快速关闭一次风入炉调节挡 板和引风机、 一次风机入口挡板, 停止风机运行, 观察料层表面是否平坦. 如果很平坦, 表明炉床 的布风基本上是均匀的;

如果料层表面高低不平, 高处表明风量小, 低处表明风量大, 应查明原因 予以消除. 2.

4 锅炉燃油系统燃烧器最小雾化压力测定 印度生产用于锅炉点火用柴油的粘度和杂质 含量等与国内零号柴油存在差异见表 3, 必须进行 雾化试验. 控制油枪前系统油压上下波动, 观察 雾化情况良好后, 操作雾化压力逐渐减小, 观察 油枪出油的雾化情况. 当油枪雾化情况开始恶化 或向不良好情况发展时, 可将此时油压加 0. 1~0.

2 MPa 之值作为该油枪最小雾化油压. 即要求油枪 投用过程中系统稳定油压不得低于该最小雾化油 压. 本项目原设计枪前油压为 1.

6 MPa, 雾化空气 压力为 0.

7 MPa, 雾化试验后将最小雾化油压设定 为0.

9 MPa, 最小雾化空气压力设定为 0.

55 MPa.

3 机组试运行过程中的调整试验 3.

1 机组启动时间 在机组初期的调试过程中, 从锅炉开始第一 根点火风道油枪点火到锅炉投煤、 断油时间经常 表3印度轻柴油化验结果 分析项目 样品名称 LDO 运动粘度(40 ℃ ) / (mm2 ・s -

1 ) 6.

6 密度(20 ℃ ) / (kg・m -

3 ) 888.

5 闭口闪点/ ℃

69 凝点/ ℃ 3.

0 倾点/ ℃ 7.

0 机械杂质/ % 0.

64 备注 会达到

15 h 甚至

20 h 以上, 严重超出合同要求的 启动时间. 对于这个问题, 结合调试过程中存在 的问题, 分析并处理如下. (1)床料厚度控制不当. 在首台机组开始调试时, 运行人员经常将床料厚度控制在

1 000 mm 左右点 火启动. 将这么厚的床料加热到投煤允许温度, 不仅浪费厂用电、 浪费燃油, 还需要更多的时间 蓄热升温. 现场经过分析, 并结合在国内流化床 机组的调试经验, 在几次试验后, 将床料厚度控 制在

600 mm 左右点火启动, 能够完全满足安全启 动要求, 可大幅缩短机组启动时间. (2)机组投运初期, 现场燃用煤质很不稳定, 有从印尼进口高挥发份褐煤, 也有印度不同产地 的煤种. 运行人员根据原设计煤质的允许投煤温 度(540℃)进行操作, 导致投煤时间延时, 影响机 组启动时间. 实际上根据燃煤煤种的不同, 投煤 温度各不相同. 燃用高挥发煤时, 可将投煤温度 降低一些, 一般在

480 ℃左右;

燃用贫煤时, 一般 在550 ℃ 左右;

燃用无烟煤时, 一般在

600 ℃ 左右. 根据本项目现场燃用高挥发份煤质情况, 炉 膛平均床温

350 ℃左右, 就可以脉动给煤. (3)机组的每一次启动过程中, 需要组织专人 对点火风道的

4 根油枪轮流抽出, 检查并清理枪头 和雾化片. 在执行的所有印度项目中, 这属于共 性问题, 普遍存在于每一个项目中. 通过简单的 机械清理可以解决雾化片堵塞问题, 但是这种处 理方式不仅浪费时间, 还可能会造成潜在的或不 必要的安全隐患. 图3为带回国的印度柴油化验结 果, 照片

1 现场拍摄的点火风道油枪被燃油中杂质 堵塞情况. 印度柴油运动粘度偏大, 燃油的机械 杂质较高, 是造成油枪雾化片堵塞的主要原因,

68 且印度柴油的目测为黑色, 国内锅炉点火用柴油 呈现黄亮色. 图3被燃油中杂质堵塞的点火风道油枪 (4)由于在前期的启动过程中点火风道燃烧器 枪头部分堵塞等原因, 使火焰偏斜, 直接喷燃点 火风道内壁, 导致内部浇注料烧损或脱落, 点火 风道外壁钢板烧红甚至烧穿;

所以运行人员为了 降低外壁被烧穿的风险, 只有降低油枪出力, 将 点火风道出口的风温控制在

800 ℃以下, 有时甚至 控制在

750 ℃, 比较保守. 实际该位置温度可以达 到870 ℃~900 ℃, 因此实际油枪出力还可加大, 届时床温提升速度还可提升, 相应的启动时间还 可以进一步缩短. 后来为了机组安全启动及运行, 建议点火风道烟温达到

850 ℃ 时报警,

900 ℃ 时燃 油系统 OFT 动作. 机组启动时间过长的问题, 通过以上调整和 优化后, 现场全程跟踪了几台机组启动过程, 其中1# 机组启动过程从投点火风道油枪到投煤并关 闭点火风道燃烧器共耗时

7 h

25 min、 2# 机组共耗 时7h25 min、 3# 机组共耗时

8 h

5 min、 4# 机组共 耗时

7 h

34 min. 以上几台机组的启动时间验证了 锅炉启动时间能够满足合同要求(8 h

15 min). 3.

2 料层温度控制 设计推荐的锅炉正常床温运行范围为

790 ℃~

900 ℃, 床温高值报警为

955 ℃, 床温低报警值为

760 ℃, 当温度达到

990 ℃时, 锅炉主燃料自动切 除(MFT);

当床温低至

650 ℃时, 将自动切除主燃 料( 除非点火风道油枪投入运行);

当床温低至

540 ℃以下时(无论点火风道油枪是否........