瑞平电厂循环流化床锅炉运行情况Word下载.docx
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后来在机组运行一年后经测厚检验人员检验,水冷壁管最大减薄0.3mm,达到了技术协议书中规定的累计运行6个月内100%抽查点管壁对比防磨实施前的减薄厚度小于1.5mm,80%抽查点管壁减薄厚度小于1.2mm的要求
二、炉前煤仓改造
瑞平电厂每台锅炉有两个炉前煤仓,每个煤仓下部沿炉宽方向布置三台给煤机,未改造前的锅炉炉前煤仓为锥体矩形截面,煤仓内壁衬高分子板,煤仓下部沿给煤机方向分成两个锥形小煤斗和给煤机相连,小煤斗出口为630×
630的矩形截面,运行过程中煤仓棚煤现象严重,锅炉断煤频繁,根本无法正常运行,针对这种情况我们进行了如下改造:
1、将煤仓下部和给煤机相连接的锥形小煤斗由两个改为一个,形状由锥形改为椭圆形,出口截面积扩大。
2、在小煤斗上方增加空气炮和扰动风
3、将煤仓内部铺设的高分子板更换为不锈钢板。
4、小煤斗内设置疏松机。
经过改造,目前锅炉的炉前仓有效容积大大增加,锅炉断煤情况大有好转,完全能够保证机组负荷不受影响。
三、锅炉冷渣器改造
冷渣器是循环流化床锅炉的主要辅助机械,其作用是将锅炉排出热渣的热量回收,并且将未燃尽的细小颗粒重新吹入炉内再次燃烧,从而提高锅炉的燃烧效率和热效率。
目前的循环流化床锅炉冷渣器主要有单纯水冷式、单纯风冷式和风水相结合冷却三种。
单纯水冷式一般以滚筒式冷渣器为主,其主要缺点是出力小并且冷却介质常采用循环水或工业水,热量白白浪费无法回收。
单纯风冷式存在的问题主要是冷却效果不理想并且冷却所需的风压较高,该风直接接入锅炉燃烧系统,对系统接入部位磨损严重。
瑞平电厂采用的是风水联合冷却冷渣器,配单独的冷渣风机,额定风压35KPa,采用凝结水和冷风作为冷却介质,该冷渣器虽然较上两种有所进步,但是在投运后仍然存在冷渣器进渣不畅、进渣管和冷渣器连接部位容易撕裂、进渣管水冷套容易泄漏、冷渣器内部浇筑料容易脱落以及侧墙和顶板漏灰严重等问题,特别是由于冷渣风机压头较高,冷渣风携带细颗粒物料返回炉内的过程中对水冷壁磨损严重,导致水冷壁爆管。
另外在这种情况下为维持锅炉正常运行,需要事故放红渣,这样不仅大量的热量没有回收而且对现场的环境造成了极大的污染,针对以上问题瑞平电厂对冷渣器重新进行了设计和改造,取得了极大的成功,并申请了专利,具体情况如下:
1、将冷渣器的进渣管(图1)和冷渣器的连接改为法兰加密封盒(图3)的连接方式。
原来的进渣管和冷渣器的连接直接采用焊接连接,由于锅炉水冷壁为悬吊布置,运行时整体向下、向冷渣器方向膨胀,而冷渣器为支撑布置,运行时整体向上、向锅炉方向膨胀,尽管在进渣管上有膨胀节,也只能将上、下方向的热膨胀部分吸收,无法吸收左右方向的热膨胀,因此进渣管直接和冷渣器刚性连接的结果就是导致进渣管和冷渣器连接部位经常撕裂开焊,并且造成进渣管膨胀节变形,现场漏渣漏灰,不仅污染了环境而且影响了安全运行。
而新的方法是将进渣管(图1)直接插入冷渣器侧板的套管上,两管之间塞入防火填料,用法兰密封,保证了运行过程中进渣管可以自由膨胀,实现了进渣管和冷渣器的软连接,从而解决了进渣管和冷渣器连接部位经常撕裂的问题。
2、将冷渣器进渣管的冷却水套改为外缠水冷蛇形管(图2)的方法,以凝结水作为冷却介质。
由于锅炉的排渣量和排渣温度是一个动态的变化过程,冷渣器的进渣管经常在承受交变热应力的情况下运行,原来的进渣管采用外加水冷套管的方法进行冷却,但是在这种交变应力的作用下,运行中水冷套管经常出现裂缝,导致泄漏,特别是在内漏的情况下,直接导致了冷渣器的停运,针对该问题我们采用了将φ25的管子做成蛇形管缠绕在进渣管外,解决了该问题。
3、采用膜式包墙水冷壁和水冷倾斜布风板(图4)一体的方式。
原来的冷渣器由于冷渣器内风压较高、进渣量以及进渣温度的不断变化,运行一段时间后冷渣器的浇注料容易脱落,侧墙和顶板容易磨穿,导致漏风漏灰,并且水冷管束的联箱一般布置在冷渣器外,水冷管要穿过冷渣器侧墙,因此存在密封问题,现场环境通常比较恶劣,而采用膜式包墙水冷壁作为冷渣器的外壳并使用水冷布风板,水冷管束直接布置在冷渣器内部,有效的克服了传统风水联合冷渣器的密封不严的缺点,而且大大提高了冷却效率。
4、改造后的冷渣器的另一个特点是直接在冷渣器内部的水冷管束上焊接鳍片作为冷渣器的隔墙(图5)。
这种金属隔墙不但增大了水冷管束的传热面积,有利于提高热渣和水冷管束的换热效率,而且不需要敷设耐火浇注料,工艺简单,施工方便,克服了传统的分隔墙浇注料容易脱落的问题。
5、将冷渣器进渣旋转阀改为金属插杆阀,克服了高温下进渣旋转阀故障率高的问题。
6、取消了冷渣风机,用冷一次风代替冷渣风,将冷渣器风帽的小孔直径增大1mm,减小了冷渣器布风板的阻力,既保证了冷渣风量,又降低了冷渣风的压力,大大减轻了对冷渣风进入炉膛部位水冷壁的磨损,并且将该部位的水冷壁管加装防磨瓦,外部打上浇注料,彻底解决了该处水冷壁管磨损的问题。
改造后的冷渣器如下图
图1---进渣管图2---外缠水冷管图3---密封盒图4----水冷布风板
图5---金属隔墙图6—回风管图7—风室图8—高温床
图9—中温床图10—低温床图11—排渣管图12—冷却水联箱
图13—水冷管束
7、将原来的进渣口更改为“人”字形,减小了管道阻力,保证了进渣顺畅
8、在冷渣器回风管上加装大插板,解决了运行过程中冷渣器故障无法解列检修的问题。
四、输渣系统改造
瑞平电厂输渣系统的工艺流程为:
从锅炉冷渣器出来的排出的底渣首先进入一级刮板输渣机,一级刮板输渣机将渣输送到二级刮板输渣机,二级刮板输渣机再将渣送至斗式提升机,由斗式提升机送入渣仓,然后用汽车外运。
原来输渣系统存在的问题主要是斗式提升机和总刮板故障率高,密封不好,漏灰严重需要经常人工除渣,导致锅炉经常高床压运行,不仅增加了风机电耗,而且也造成了锅炉的一次风系统憋压导致一次风系统泄漏。
针对以上问题采取了如下措施:
1、在一级刮板机的末端和二级刮板机的两端增加负压抽吸,和引风机入口烟道相连,解决了刮板机扬尘的问题。
2、将斗式提升机的由链条传动改为液偶传动,增加制动装置,将普通轴承座更换为密封型,将链轮材质提升一个档次,加大轴承尺寸。
3、降低斗式提升机高度,加固箱体,增加其稳定性。
五、锅炉风系统改造和优化和空预器堵漏治理
瑞平电厂风系统存在的问题主要有:
空预器管子低温段有腐蚀现象,原设计风烟系统大量使用织物膨胀节,强度不够,导致系统漏风严重,一次风裕量较大,二次风量略显不足,另外冷渣风机压头太高,造成系统磨损严重,低负荷时风机节流损失大,厂用电率偏高。
针对这些问题,我们对系统进行了改造和优化,不仅有效的解决了这些问题而且厂用电率下降了1.5个百分点,主要情况如下:
1、取消了冷渣流化风机,用一次风机出口冷风代替冷渣风,不仅停运两台900KW的电机,节约了厂用电,而且解决了回风口水冷壁磨损问题。
2、取消了播煤增压风机,用热一次风代替播煤风。
停运两台630KW电机,大大降低了厂用电率。
3、将播煤增压风机出口分别和一次风和冷渣风母管连接,将其作为一次风和冷渣风的后备风源,实现了系统的灵活切换。
4、利用一次风量富裕的情况,在一次和二次风的管道上加装联通管,实现了二次风不足时可以由一次风来补充,从而使锅炉的燃烧状况得到了进一步改善。
5、将风烟系统的织物膨胀节更换为金属膨胀节。
6、将末段空预器管子逐步更换为不锈钢管,并保证冬季暖风器的正常投运。
7、将一、二次风系统暖风器的鳍片去掉,减小系统阻力。
六、省煤器吹灰器改造
瑞平电厂原设计中锅炉省煤器部位的吹灰器为半伸缩式吹灰器,共8台,型号为:
IK525EL,该种吹灰器的前端部分通过支架支撑在烟道内,正常运行过程中有3米长的管道停留在炉内,存在的缺点主要是这段管道长期在500℃左右的高温下,管道容易变形,在需要吹灰,吹灰器进入烟道的过程中,变形的管道极易将吹灰器支架推倒,导致吹灰蒸汽直接吹到省煤器管子上,造成锅炉省煤器泄漏,针对这种情况我们将省煤器上下两层加装声波吹灰器,声波吹灰器共八组16个,控制方式为40分钟自动循环吹灰一次,每组吹灰时间为15秒,将原来的半伸缩式吹灰器支架加固,汽源手动阀门关闭,一般情况下不使用,只有在炉内灰量较大,锅炉排烟温度较高时才使用,尽量降低该处吹灰器的使用频率。
七、锅炉给煤系统的改造
瑞平电厂的锅炉给煤系统使用的是称重式皮带给煤机,采用的是炉前正压给煤,高负荷运行过程中当锅炉出现断煤时,热烟气沿着落煤管直接进入给煤机,对给煤机皮带的安全造成了威胁,另外由于给煤口处于锅炉密相区,给煤口和炉膛连接部位的耐热钢板经常变形拱起,严重时造成锅炉堵煤,针对这些情况,我们采取了如下措施:
1、在每台给煤机出口均增加一个测温热电偶,落煤管上加装气动插板阀,温度高于60℃时发报警信号,温度高于80℃时跳闸给煤机并联关气动插板阀,确保任何情况下给煤机的安全。
2、在气动插板门下加装落煤管冷却风,保证气动插板门关闭的情况下,热烟气不反窜。
3、将给煤机密封风改为电磁阀控制并引入给煤机启停逻辑。
4、将给煤机的播煤风用不锈钢管向前引接,作为给煤口的冷却风,确保给煤口钢板不变形。
八、输煤系统改造
瑞平电厂的燃料破碎系统为两级破碎,一级为环锤式破碎机,二级为美国钢莱克公司生产的转笼式细碎机,该破碎系统的优越性就在于它可以完全保证入炉的燃料粒度在0—8mm以下,但是由于瑞平电厂使用的燃料主要为平煤集团各洗煤厂的煤矸石和洗中煤,入炉发热量大约2500大卡/千克左右,水分约为11%,这种较湿的煤给燃料输送系统带来了极大的压力,为了保证安全生产我们对输煤系统进行了一系列的技术改造,主要内容如下:
1、细碎机出口至#2皮带落煤管原来为普通钢管内衬陶瓷片,由于安装时受现场条件限制,该段管道存在一个转角,这样存在的主要问题是陶瓷片容易脱落,脱落后落煤管的光滑度不够,再加上管道存在转角,导致落煤管下煤不畅,大量的煤在细碎机中不能排出而反复破碎,不仅造成细碎机电流增大,容易堵煤,限制了燃料的上煤量,使机组的负荷受到制约,而且细碎机破碎条的使用寿命大大缩短,尤其是在煤湿的情况下此问题更为突出。
细碎机出口至#2皮带落煤管由原来的普通钢管内衬陶瓷片更改为12mm厚的锰钢,管道转角改为弧形过渡,改造后落煤管下煤顺畅,细碎机不再出现堵煤现象,细碎机大转笼和小转笼电流分别下降了5—10A左右,细碎机破碎条由原来的4万吨煤就需要更换,增加到现在的8万吨煤才需要更换,使用寿命增加了2倍.
2、粗碎机出口至细碎机入口落煤管也是普通钢管内衬陶瓷片,同样陶瓷片容易脱落,脱落后落煤管的光滑度不够,造成该段管子堵塞,我们将粗碎机出口至细碎机入口落煤管更改为不锈钢管后,该处堵煤情况大有好转。
3、在粗碎机入口增加振动筛,粒度符合要求的燃料过筛子后直接送入锅炉煤仓,该套系统平常备用,在细碎机检修或大负荷运行的情况下作为保障输煤能力的手段之一
4、输煤系统原设计在粗碎机之前有两级除铁系统,但是在锅炉停运检修进行炉床清理的过程中仍然发现许多铁丝、铁块等金属物,这些东西严重影响了锅炉排渣系统的顺畅运行,因此我们在细碎机后又增加了一级除铁系统。
5、由于洗中煤的含水率较高,细碎机内部仍有积煤现象,针对积煤部位,我们加装了空气炮,效果明显。
九、运行经济性分析
2009年三月份瑞平电厂委托南阳市能源监测所在机组135MW负荷,入炉煤发热量为10.45MJ/kg的情况下对我厂#1、2锅炉进行热平衡测试,主要数据如下:
序号
热效率(%)
炉渣可燃物(%)
飞灰可燃物(%)
#1锅炉
88.4
1.85
1.15
#2锅炉
87.23
1.94
1.34
从以上数据特别是炉渣可燃物和飞灰可燃物含量数据可以看出我厂的循环流化床锅炉燃烧效率极高,超过了300MW煤粉炉的水平,是河南省所有循环流化床电厂中运行状况最好的机组,我们经过分析,认为瑞平电厂取得这样的成绩主要原因为:
1、我们的细碎机选型好,导致燃料的粒度和级配控制的好,以下是瑞平电厂入炉煤的粒度化验数据:
R9mm>
R7mm>
R3mm>
R0.9mm>
R0.3mm>
0.8
6.8
25.2
46.6
78.8
从以上数据可以看出瑞平电厂的燃料粒度配比情况,其中颗粒度为0.3—0.9mm的燃料所占比例很大,由于颗粒度小的燃料其比表面积大,因此和氧气接触的机会多,另外颗粒度小更容易达到着火温度,其燃烧速率快,更容易燃尽。
2、我们坚持低床压运行,确保烟气含氧量不低于1%,原因主要是循环流化床锅炉的特点是分级燃烧和分段送风,其燃烧区域一般为两个区,即下部密相区和上部稀相区,循环流化床锅炉在设计时由于要考虑控制床温和燃料型氮氧化物的因素,因此下部密相区处于还原性气氛,燃烧往往是欠氧燃烧,一次风的设计比例往往较小,我们低床压运行有利于一次风的穿透,不仅在一定程度上可以改善密相区的还原性气氛,使燃烧更为充分,而且减小了料层阻力,降低了风机电耗。
3、我们改造后的风水联合冷却冷渣器,不仅将热渣的热量充分回收,而且将排出底渣中的未燃尽的细颗粒重新送回炉内燃烧,提高了锅炉的燃烧效率。
4、在运行调整中采取了以下措施:
①尽可能投运中间给煤机,备用两侧给煤机,延长燃料在炉内的停留时间②尽可能运行后侧两台冷渣器,减少还未来得及燃烧就排出去的燃料量③尽可能维持床温在880—910℃左右运行,避免低床温运行,加快燃料的燃烧速率④下二次风比例应适当大于上二次风比例,保证细颗粒燃料在离开密相区时能够及时燃烧。
综上所述,循环流化床锅炉在瑞平电厂的使用取得了极大的成功,解决了循环流化床锅炉的磨损、脱硫、排渣三大难题,每年可为平煤集团公司消耗煤矸石和洗中煤150万吨左右,已经成为集团公司循环经济链条中关键的一环,为集团的又好又快发展做出了突出贡献,同时也为循环流化床锅炉的发展提供了可借鉴的经验。
平顶山市瑞平电厂
2009年8月16日
认为改进的重点应放在对原煤仓的改进上,如减少煤斗壁的阻力、增加煤的流动性、加大出煤口的尺寸等
煤仓为锥体矩形截面煤仓东西向、南北向和水平夹角分别为71度、63度,下部接小煤斗,煤仓上口为9900×
6900,煤仓出口为630×
630的矩形截面,高度11.65米,煤仓角上设置疏松
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