【锅炉圈】《生物质锅炉燃料》--水分、灰分太高时的燃烧调整方案

2019-02-21 15:59:23 / 打印

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生物质锅炉,长期以来带不满负荷,燃料质量是主要问题之一。

一、原因分析

1.燃料水分大

人炉燃料水分一般在40%~50%(瑞典国际燃烧中心试验报告指出燃料水分大于45%,就很难组成生物质锅炉燃烧结构),这样的燃料进入炉膛,在预热和气化过程中释放出大量水蒸气,降低了炉膛温度。根据水变为水蒸气体积扩大1200倍的理论,生成的水雾烟气像淋雨喷雾一样缭绕在火焰周围,抑制着火焰的长度和刚性,生物质锅炉无法构造强力燃烧。

在燃烧放热过程中,大量的水雾生成使得可燃质与氧的结合形成屏障,不但制约着生物质锅炉容积热负荷,而且烟气流速的增加形成了极大的烟气阻力,使引风机液力耦合器开度增加。

(1)炉膛温度降低、高效燃烧不能形成。烟气携灰量增加,尾部受热面磨损速率增加。

(2)炉膛燃烧无力、刚性不够,动力燃烧区域燃烧不完全。

(3)为了克服产生的烟气阻力,引送风机液力耦合器开度增大,增加了厂用电率。

(4)烟气中水蒸气充斥在生物质锅炉尾部烟道里,其中的酸性物质加速了烟气冷却器、省煤器的腐蚀。

(5)水分使燃料吸热过程增加,烟气容积增加,剧烈燃烧无法生成,生成不了足够的容积热负荷。

2.燃料灰分大

入炉燃料灰分大于40%,高浓度灰阻隔着可燃物燃烧。生物质锅炉燃烧时混入的风量,需要穿透灰垢层,才能与燃烧混合。大量用于燃烧的风量消耗在料层、灰层的扰动中,氧气不能与可燃质迅速反应,建立起燃烧结构。紊乱的燃烧产生的后果如下:

(1)生物质锅炉燃尽困难、机械不完全燃烧损失增加。

(2)燃烧形不成强烈穿透、回旋、吸引的作用。

(3)料层厚度、结焦性的增加,迫使炉排加速振动,生物质锅炉灰渣放热损失加大。

(4)燃烧配风困难,既要保持风的穿透、使氧气迅速作用到可燃质,又要保持炉膛温度,无法形成充分的空气动力脉动,很难构建较高温度的生物质锅炉燃烧中心。

(5)生物质锅炉蓄热能力不够,燃烧的热惯性不能迅速建立,生物质锅炉很难带高负荷。

3.燃料热值低

人炉燃料的热值为5600kj/kg。低热值燃烧的特点如下:

(1)火焰长度短。

(2)火焰刚性弱。

(3)火焰引燃性差。

(4)建立同等生物质锅炉热负荷需要的燃料量增加。

(5)机械磨损速率增加。

4.播料不均匀

由于生物质锅炉配料机给料不均、播料器角度不对,料层分布极不均匀。尤其是3、4号给料机形成了堆积,燃料播布到炉排中端。

(1)床层燃烧无法均匀配风,生物质锅炉不能形成高浓度剧烈燃烧。

(2)烧不透的燃料在炉排振动下,移动到了低端,形成低温燃烧,有效燃烧程度降低。

(3)为了将燃料尽量抛到炉排高端,只能保持播料风高压风头,破坏了风量均衡。

(4)炉排上凸凹不等的燃料分布,影响了区段的风量配置,炉内温度场分布不均衡。

5.燃烧氧量不足

在克服燃烧和烟气生成物及满足播料风的需要时,送、引风机液力耦合器已达最大开度。燃烧氧量不够,造成一、二次风不能良好的配比,增加二次风,就意味着减少了一次风,造成一次风不能穿透燃烧的物料,二次风不能压制、搅拌火焰。形不成强力燃烧,带不上负荷。

具体表现如下:

(l)前、后墙下二次风不能满足强力燃烧的需要。

(2)上层二次风不能将火焰压制在二次风口下,形成灼热的燃烧中心。

(3)无力构造高效燃烧温度场。

6.其他原因

(1)给料系统设计繁琐、中间环节太多,配料机不能均匀配料,给料机容易堵料。

(2)输送皮带电流定值小,容易跳闸。

(3)生物质锅炉漏风,尤其是炉前最严重。

(4)除尘器设计旋流阻力大,造成了引风机液力耦合器功率增加。

(5)烟气低端、转弯处没有设计放灰管道。

(6)捞渣机坡度大,容易滑渣。

(7)生物质锅炉播料试验不成功,炉排燃料堆积。

(8)生物质锅炉燃烧调整未优化,未达成共识。

二、生物质锅炉燃烧调整指导意见

根据燃料水分高、灰分大、发热量低、引送风机液力耦合器满开度的特点。燃烧调整的指导意见如下:

(1)保障炉膛温度,没有较高的炉膛温度,就不可能产生良好的生物质锅炉燃烧,炉膛温度是生物质锅炉燃烧的生命。

(2)保障适量的上层二次风,以此增加燃烧时间,保障燃料的充分燃烧。

(3)保障一次风,最好能够穿透燃料,形成沸腾状,以增加火焰的迎风面。

(4)调整并使播料风压大于6kPa,以使人炉燃料尽量分布到炉排高端。

(5)根据炉排燃料厚度和燃烧工况,调整振动炉排,使燃料布满炉排,低端炉排下渣口呈燃烧死区。

(6)继续排查生物质锅炉漏风,尤其是尾部烟道的漏风。

(7)检查除尘器的除尘效果。

(8)翻晒燃料,减少人炉水分,燃料硬质、轻质适当掺配。

(9)控制高灰分燃料人炉。

(10)提高人炉燃料的热值。

(11)提高进入炉膛的热风温度。

(12)防止堵料、断料,保持燃料入炉的连续性。

(13)看盘前先看火,掌握生物质锅炉燃烧工况。

(14)加强生物质锅炉吹灰,每班一次。

(15)生物质锅炉排烟温度控制在130'C以下。

(16)给水温度和热风温度保持在额定值。

(17)燃烧要稳定,调整要勤调、少凋,防止大幅起落式的调整。

(18)停炉后进行生物质锅炉空气动力场试验。

(19)停炉后进行炉排播料试验。

(20)停炉后进行生物质锅炉漏风试验。

三、生物质锅炉燃烧调整的基本措施

1.燃料质量

(1)入炉燃料灰分<20%。

(2)入炉燃料水分<30%。

(3)入炉燃料热值>6700kj/kg。

2.执行措施

针对生物质锅炉燃烧的实际状况,经过有关人员的充分探讨,整理出了生物质锅炉燃烧调整的基本方案,参照执行。

(l)风量。稳定工况下生物质锅炉配风参考值(以25MW为例)见表5-16。

(2)炉排。振动间隔300s、振动时间lls、振动频率为90%,根据生物质锅炉燃烧工况和炉排料层厚度适当改变。

(3)给料量。调整取料机转数和配料机插板,保持炉排燃料均匀,防止堵、断料。

(4)捞渣机。保持捞渣机水位、高功率运行,不能使1号捞渣机带不出灰渣。

来源:能源工业工程师  新职场启航

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