生物质锅炉调整的方法探讨精.docx

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生物质锅炉调整的方法探讨精

生物质锅炉燃烧调整的方法

一、锅炉燃烧调整的方法

1.生物质在振动炉排上的燃烧过程

生物质的燃烧通常可以分为三个阶段，即预热起燃阶段、挥发分燃烧阶段、炭燃烧阶段。

生物质在振动炉排上的燃烧过程分为预热干燥区、燃烧区和燃尽区，这可以与振动炉排的高、中和低端相对应。

根据各区的燃烧特点，各区需要的风量有差别，预热干燥区和燃尽区的风量少一些，燃烧区的风量要大一些。

燃料颗粒在振动炉排锅炉中燃烧可以分为两种类型：

颗粒大的在炉排上燃烧，在气力播撒的过程中，颗粒特别小的在炉排上部空间发生悬浮燃烧。

2.生物质在炉排上完全燃烧的条件

炉内良好燃烧的标志就是在炉内不结渣的前提下，尽可能接近完全燃烧，同时保证较快的燃烧速度，得到最高的燃烧效率。

（1）供应充足而有合适的空气量

如果过量空气系数过小，即空气量供应不足，会增大固体不完全燃烧热损失q4和可燃气体不完全燃烧热损失q3，使燃烧效率降低；如果过量空气系数过大，则会降低炉膛温度，增加不完全燃烧热损失。

最佳的过量空气系数使q2+q3+q4之和为最小值。

（2）适当提高炉温

根据阿累尼乌斯定律，燃烧反应速度与温度成指数关系。

在保证炉膛不结渣的前提下，尽量提高炉膛温度。

（3）炉膛内良好的扰动和混合

在着火和燃烧阶段，要保证空气和燃料的充分混合，在燃尽阶段，要加强扰动混合。

（4）燃料在炉排上和炉膛中有足够的停留时间

（5）保持合理的火焰前沿位置。

火焰前沿应该位于高端炉排与中部炉排的之间区域，火焰在炉排上的充满度好。

3.振动炉排锅炉的燃烧调整方法

（1）调整振动炉排的振动频率和振动周期（振动时间和停止时间）

振动炉排的振动频率一般不随负荷的变化而进行调整，最佳的振动频率是通过观察低端炉排的挡灰板处的灰渣堆积厚度来决定的。

当燃料的粒度、水分和负荷发生变化时，只是对振动时间和停止时间进行调整，振动频率一般不进行调整。

振动炉排的频率应该由下面两个因素来决定：

其一是低端炉排的挡灰板处的灰渣堆积厚度，应该维持在5～10cm；其二是在一定振动频率下，不能使炉膛负压发生剧烈变化；其三是检测1号捞渣机出口的灰渣含碳量，正常的含碳量应该为5～10％。

（在enkoping电厂，正常情况下，飞灰的含碳量为1～2％；灰渣的含碳量为5～10%。

）。

根据调整试验得出：

振动炉排的频率应该为40～45赫兹。

炉排的振动时间决定燃料颗粒在炉排上的行走速度（或每一振动周期内燃料在炉排上的行程），振动时间越长，其破坏焦渣的能力强，但料层内部的翻动性能差，行走速度加快；炉排的停止时间在很大程度上决定燃料颗粒在炉排上的停留时间。

振动炉排的振动周期根据燃料粒度、水分和锅炉负荷变化的调整规律如下：

表4：

振动周期的调整规律

振动时间

停止时间

燃料粒度

变大

减少

增加

变小

增加

减少

水分

变大

减少

增加

变小

增加

减少

料层厚度

（锅炉负荷）

变大

增加

减少

变小

减少

增加

根据调整试验得出：

在锅炉满负荷运行时，振动时间为10秒，停止时间为5分钟。

（2）调整炉排各区一次风的风量以及相互间匹配

在一次风中，中端炉排的一次风量最大，高、低端炉排的一次风量相对较少。

随着锅炉负荷增加，一次风的风量占总风量的比例逐步减少。

如果从炉前观察到落渣口积存较多的未燃尽的小颗粒燃料，则可以适当提高低端炉排的一次风量。

如果高端、中端炉排的炉排风量都增大，则炉排上火焰前沿向炉排高端移动；如果高端炉排的炉排风量减少、中端炉排的炉排风量增大，则炉排上火焰前沿向炉排低端移动；如果低端、中端炉排的炉排风量都增大，则炉排上火焰前沿向炉排中端移动；如果低端炉排的炉排风量减少、中端炉排的炉排风量增大，则炉排上火焰前沿向炉排低端移动。

（3）调整二次风和火上风

随着锅炉负荷增加，二次风的风量占总风量的比例逐步增加。

各个二次风和火上风的作用如下所述。

1和4为前、后墙的火上风，作为上二次风的分级配风，主要是向未燃尽的气体和燃料颗粒提供补充氧气，同时起到降低氮氧化物的作用（适当可以降低炉膛温度，因为炉膛的温度测点与火上风距离比较近）；2和5为前、后墙的上二次风，主要是起到扰动和补充氧量的作用。

3为前墙的下二次风，可以起到增强燃料流刚性和有助于均匀播撒燃料的作用。

6为后墙下二次风，不仅起到扰动和补燃的作用，而且还可以影响燃料抛撒的长度，如果柔性管的燃料积存的比较多，可以开大6的挡板开度，阻止燃料抛撒的长度。

如果燃料比较干燥或燃料的颗粒比较小，则可以增大6的挡板开度，使燃料尽可能快地燃烧，没有必要将燃料播散得更远处。

（4）建立合适的炉膛负压，组织好合理的炉内燃烧空气动力场

炉膛负压的正常运行值的范围：

－50pa～—250Pa，当炉膛负压大于＋0Pa（延时30秒或大于＋50Pa（延时5秒）或小于－2KPa时，锅炉的MFT动作。

如果炉膛负压大于0Pa甚至更高，首先造成高温烟气和火焰回火到给料机的落料管，引发燃料着火，对给料机、落料管和逆止挡板造成损害；其次，造成高温烟气和火焰回火到二次风的管道中，烧坏二次风的喷口，还有可能烧坏火焰监视器。

还有，炉膛内的高温烟气会从人孔门或启动燃烧器的活动门的缝隙喷出，损坏设备或对人造成伤害。

如果炉膛负压很低，首先，会缩短细小的燃料颗粒和未完全燃烧气体在炉膛中的停留时间，造成固体不完全热损失和可燃气体不完全燃烧热损失增大，降低了锅炉的燃烧效率和热效率；其次，造成锅炉的漏风量增大，造成排烟温度升高，排烟热损失增大，降低锅炉的热效率；还有，炉膛负压太低，则会使炉膛的水冷壁变形，拉裂焊口，对水冷壁造成损坏。

4.避免炉膛温度发生剧烈变化的燃烧调整方法

（1）在负荷稳定时，要维持一定的料层厚度，这样就可以使炉排上的燃烧稳定；

（2）避免出现太低的缓冲料箱的料位，在运行中，每条给料线一定要保持前两个缓冲料箱的料位保持满料位，最后一个缓冲料箱的料位在50％料位进行波动。

这样可以维持稳定的播料，最终达到稳定燃烧。

5.锅炉观火孔的改进方法

目前锅炉观火孔的视线不好，无法观察到炉排上料层的厚度和详细的燃烧情况，建议更换为较大的观火镜。

同时观火孔内部应该向上、向下应该有倾角，要改造为喇叭口，这样视眼比较宽阔，有利于看清炉排上燃料的燃烧情况。

观火孔的外侧要容易打开，在锅炉运行时，可以将观火孔边上积存的灰吸进去，否则，积灰太多，将无法看清炉排上的燃烧情况。

6.严禁燃料中混入塑料制品（特别是塑料薄膜和塑料袋等）燃料中尽量要避免带入塑料。

因为塑料中含有大量的氯元素，当燃料中混有塑料时，可能会产生大量的氯化氢，对水冷壁受热面和尾部烟道受热面产生腐蚀。

二、降低锅炉排烟温度高的措施

锅炉在72小时满负荷运行时，锅炉的排烟温度较高，最高的比较稳定数值为164℃左右。

经过调整和分析，认为锅炉排烟温度高是一个综合性问题，需要从表计的校验、吹灰、燃烧调整和汽水系统调整等方面综合进行治理。

建议采取了如下措施：

1.通过观察布袋除尘器入口温度就地显示145℃，发现DCS画面排烟温度显示值偏大10℃，分析的原因是热电偶的补偿方式和计算方法有问题。

同时，经过对低压空气预热器的换热计算，发现空气流量值偏小，需要对风量和风压进行重新标定，此外，两个氧量计的显示差异较大，高压空气预热器出口的温度显示值明显与实际值不符，因此，需要对相应的表计进行重新校验；

2.投运吹灰器。

锅炉刚刚投运时，每天至少要进行一次吹灰，锅炉运行正常，每天至少进行三次吹灰。

同时，吹灰的次数与燃料中的灰分含量有关；

3.进行燃烧调整，减少一次风量，增大二次风量，同时降低炉膛负压值（实际运行中的负压值为－500Pa左右），维持在－50～－250Pa之间；

4.按照各级过热器和减温器出口的温度和喷水减温水量的设计数据，来进行喷水的调整，第二级减温水量最大、第三级减温水量次之，第一级减温水最小；

5.维持除氧器在额定压力（0.588MPa）下运行，保证给水温度为210℃左右。

维持较高的除氧器压力，可以市低压烟气冷却器更多地吸收烟气热量；

6.改变低压空气预热器回路和高压空气预热器循环回路的运行调整方式，要尽量使水侧的流量靠近设计值。

三、锅炉概况

龙基电力有限公司产品。

型式：

高温高压、自然循环、全钢炉架、燃烧秸秆、振动炉排、汽包炉、全封闭布置。

锅炉最大连续延发量：

130t/h

过热蒸汽压力：

9.2MPa（g）

过热蒸汽温度：

540℃

给水温度：

210℃

排烟温度：

130℃

锅炉效率：

＞92％

4.3.3燃烧系统

燃料通过两条输送带进入炉前的两座料仓，再通过两条螺旋输送装置送到六台螺旋给料机，最后送入炉膛燃烧。

锅炉采用平衡通风系统。

空气系统由一台100％容量的送风机和空预器组成。

因秸秆成分中含有氯元素，烟气腐蚀性较强，烟气将不通过空预器。

空气的预热由给水加热实现。

空气预热器由两部分组成，分别为低压给水加热空气预热器和高压给水加热空气预热器。

低压给水加热空气预热器的给水由低压给水引出，经低压给水输送泵进入低压空气预热器，加热空气后，再进入低压烟气冷却器吸收烟气的热量降低烟气温度，最后再回到除氧器。

高压给水加热空气预热器的给水从高压给水调节阀后的高压给水管道直接引出，进入低压空气预热器后的高压空气预热器加热空气，然后进入低压烟气冷却器前的高压烟气冷却器吸收烟气的热量，最后再回到高压给水管道进入省煤器。

预热后的空气主要分三部分，一部分通过炉膛下部（炉排上部）进入炉膛，一部分通过振动炉排进入锅炉，一部分通过炉前的螺旋给料机和燃料一起进入锅炉。

经炉膛燃烧后产生的高温烟气和飞灰，流过过热器和省煤器，再流经高压烟气冷却器和低压烟气冷却器，以降低锅炉的排烟温度，提高了锅炉效率，同时又加热了烟气冷却器内的给水，提高了给水温度。

由于烟气冷却器入口的给水温度较高，又避免了烟气的低温腐蚀，经过烟气冷却器的烟气和飞灰，由一台100％容量引风机将烟气吸入布袋除尘器净化，最后经120m的烟囱排向大气，烟囱出口内径3.3m。