锅炉运行的“主动”“被动”调节，你知道吗？

Alexandria2020

锅炉运行的“主动”“被动”调节，你知道吗？

循环流化床锅炉的运行与调整

循环流化床锅炉点火成功以后,要组织有关人员对锅炉进行相关的检查,如蒸汽严密性检查、安全阀的校核,此外还要配合汽轮机冲转及相关的电气试验,此阶段锅炉一般维持在低负荷运行状态。二次风量以最小控制量,一般开启10%左右。可将负荷控制在额定负荷的20-30%左右。如前所述,循环流化床锅炉以其特有的燃烧方式决定了其燃烧调整与负荷控制完全不同于其它锅炉,作为一种新的燃烧方式,目前与循环流化床锅炉有关的运行和检修还没有统一的标准。但大量循环流化床锅炉的应用,已经为其燃烧调整提供了许多宝贵的经验可以借鉴。它的燃烧调节主要是通过对给煤量、一二次风量及其分配比例、床温、料层厚度、返料灰量等的控制和调节,来保证锅炉不仅能在某一工况下稳定连续运行,而且能保证锅炉从一个工况安全过渡到另一个工况。

因此,循环流化床锅炉的运行调整可以分为两部分内容:一部分内容是维持某一工况和负荷不变,对由其它因素引起的,可能导致汽温、汽压、负荷发生大幅度变化的床温变化、料层厚度变化、含氧量变化、返料灰量变化等,“被动性”地调整给煤量、二次风量或循环灰量,矫正锅炉维持在某一负荷范围内,我们且称之为“被动调节”。该部分运行内容一般不进行一次风门开度的变动;另一部分内容就是,为了使锅炉实现提高或降低汽温、汽压及负荷的目的,根据需要“主动性”地调整给煤量、一二次风量,用以改变燃烧强度,达到另一个工况,我们且称之为“主动调节”。

“被动调节”—维持某一负荷运行参数调节

维持某一工况包括额定工况稳定连续运行是锅炉机组运行的基本能力。在此期间锅炉主要监控参数有:锅筒水位、汽温、汽压、主汽流量以及与燃烧有关的床温、料层厚度(风室静压)、返料温度、烟气含氧量等:调节的项目主要有给水流量、一二次风量、给煤量及循环灰量等。因汽温和给水流量的调节与煤粉炉基本相同,这里只介绍与燃烧有关的参数其变化时的调节应对方法。

(1)床温的调节：

维持正常床温是循环流化床锅炉稳定运行的关键。一般来说,床温是通过布置在密相区和炉膛各处的热电偶来监测的,床温太高,不利于燃烧脱硫,而且有可能产生高温结焦:床温太低,对新加入的煤粒着火和燃烧不利,所以应根据锅炉设计参数,以及实际煤种情况制定合适的床温控制范围。如:当燃用煤种为无烟煤时,床温应考虑控制在880-920℃的偏高范围;而当燃用煤种为较易着火的烟煤、贫煤或褐煤时,床温可适当降低,控制在850-900℃范围内；对有石灰石进行炉内脱硫的,为了取得预想的脱硫效果,床温控制在850~900℃为宜。

在实际某一工况稳定运行中,引起床温突然变化的原因一般主要是因为给煤量、煤质、风量或循环灰量发生了变化。如床温升高可能是以下几种原因引起的:给煤量非正常增加、煤质变好、或一次风量相对减小。而造成一次风量相对减小的情形是:可能是粒度较大的燃料集中给入炉内造成密相区燃烧份额增加,也可能是没有及时排渣,料层加厚。床温降低的原因则可能是因为煤种变差、断煤、煤粒变细、或排渣量大造成一次风量相对增加。实践总结出来控制床温一般的调节方法就是；当床温升髙时,可减小给煤量、加大一次风量;而当床温降低时,可增加给煤量、减小一次风量。

在调整过程中,由于一次风量的变化对床温会产生很大的影响,往往能引起床温较大的波动,而且实践中有时也会出现风门异常卡涩现象,所以对于操作经验尚未成熟的操作人员,一般不主张调节一次风量来对床温进行矫正,而主张通过加减给煤量达到控制床温的目的。只有当床温变化速率非常明显时,为了遏制其较强的变化势头,一般才进行风量的调节,而且一旦出现床温变化速率放缓时,就应考虑恢复原来的风量或接近原来的风量,再行观察床温的变化。这一点与调整给煤量一样,由于床温显示仪表的延迟性,以及煤燃烧有一定的延时时间,所以当床温表表征调整行为已经有了效果时,就应考虑恢复性调整,如果等到床温已开始逆转方向才进行恢复调整,往往会引起床温大的波动。

（2)料层厚度的调节：

循环流化床锅炉不像鼓泡床那样具有明显的床层界面,但仍有密相区和稀相区之分,料层厚度即是指密相区静止时的料层厚度。由冷态试验可知,一定的风室静压对应着一定的料层厚度，而一定的料层厚度往往也对应着一定范围的负荷,料层厚,则负荷高；料层薄，则负荷低,这一点对于接近于鼓泡床运行方式的循环流化床锅炉,表现的更加明显。所以在某一工况下维持稳定运行,保持一定量的料层厚度是必需的。

随着锅炉的运行,燃料在不断加入,料层厚度必然是增加的,从而引起风室静压的增加,一次风量减小(或风机电流减小),而且负荷也有升高的迹象。这时应通过排放底渣的方法,恢复到原来的料层厚度。而运行中参照的监控对象便是风室静压恢复到原来的数值。所以整个运行过程中要设定风室静压的变化区间,运行到上限,便决定排渣,当风室静压降至下限时,排渣结束。本着勤排少排的原则,变化区间上、下限差值应根据所供煤质、锅炉不同容量,结合实践运行情况进行确定，一般不允许超过(0.5-0.6KPa),以避免负荷引起较大波动。此外也可以通过设定一次风机电流的区间来指导放渣。

运行中,如果风室静压在短时间内出现波动很大的异常现象,而且流化床上各点床温也有较大差别,那么可能是床料结焦。结焦是循环流化床锅炉常见的事故,原因一般是由于操作不当,给煤机超速或者是控制一次风量太小造成,并且床料一但出现结焦，焦块就会迅速增长,波及全床流化质量。所以,及早发现焦块并予以清除是运行人员必须掌握的原则,而一旦造成大面积结焦,则应紧急停炉,待锅炉充分冷却后进入流化床人工打焦。

维持料层厚度在一定区间变化过程中,保持一次风门开度一定,有利于燃烧稳定,但要确保一次风量在料层薄厚的转变过程中,能始终使床料处于良好的流化燃烧状态,只是排渣以后过量空气系数稍大而已,对经济性影响不大。

一般料层差压控制在3.0-4.0Kpa之间,即料层厚度在350~450mm之间,就可实现锅炉满负荷运行。这样可有效降低风机电耗和煤耗减少磨损,实现低床压运行。

(3)风量的调节：

风量的调节,主要包括一次风量、二次风量的调节以及一二次风量的分配调节。

一次风量的调节对床温会产生很大的影响,所以在“被动调节”内容中一般不进行一次风门开度的变化,但一次风量会正常地随着料层厚度的变化而变化:料层变厚,一次风量相对减小:料层变薄,一次风量相对增大。出现一次风量非正常变化时一定要分析原因,进行调节应对。一般如风量自行减小,分析原因可能是给煤粒度偏大,也可能是循环灰量增加:风量自行增大,原因可能是煤种变细,循环灰量减少或煤种含灰量减少,也可能是局部结焦,一次风“穿孔”。

一定料层厚度对应一定临界流化风量,而远离临界流化风量的一次风量对运行极为不利——风量过小,床料流化不良,可能造成结焦;风量过大,密相区难以稳定燃烧,容易造成灭火。所以对于某个工况维持的料层厚度上下限变化范围,一次风门开度的设定,一定要参照冷态试验的结果，选择既能保证床料良好流化的一次风量及其变化范围,又能使料层厚度处于下限时过量空气系数不至太大。

二次风在密相区的上部喷入炉膛,它可以补充燃料燃烧所需的空气,更重要的作用在于其扰动作用,加强气、固两相混合,改变炉内物料的浓度分布,从而达到沿炉膛高度方向上有均匀的温度场,这是循环流化床锅炉不同于沸腾炉、鼓泡床锅炉的重要特征。而一旦形成了均匀的温度场,锅炉的负荷便达到了此时料层厚度对应的最高负荷,所以二次风量的调节对负荷的影响很大。

维持某一燃烧工况稳定连续运行,二次风量的调节主要根据烟气含氧量来进行。随着料层的加厚或煤种变好,炉膛悬浮段物料浓度增加,此时应增加二次风量,反之则减小二次风量。烟气含氧量的控制范围一般在3%-5%之间,氧量太高,表明锅炉过量空气系数太大,运行不经济;而氧量太低,燃料缺氧燃烧,床温难以控制,排渣可燃物含量增加。

通常分离器进出口温度、炉膛上部温度及返料器温度高于流化床温度,就是炉膛上部缺氧,二次风不足造成的。

保证物料的良好流化,同时为燃料提供氧气,一次风量不能低于临界风量,控制烟气含氧量,二次风量是主要调节对象,二者相对独立,又互相影响。实际运行中,通过一、二次风量的比例可以反映出此时运行工况的经济性,以及锅炉在不改变料层厚度条件下的升负荷潜力。一般对于挥发分含量较高的烟煤来说,当一次风量占总风量的比例达到60%左右,二次风量达40%左右时,锅炉即处于相对(该料层厚度)经济性负荷,而当锅炉燃用贫煤和无烟煤时,一次风比应相对低一些,二次风比相对高一些,一次风量占总风量的比例可为50%左右,二次风量可达50%左右,以期加强炉膛上部的燃烧,减少循环灰及飞灰的后燃。所以锅炉处于额定负荷连续稳定运行时,一、二次风量比例应参照煤质状况、实际负荷高低进行必要的调整,使之合理。

(4)循环灰量的调节：

物料循环系统是循环流化床锅炉的重要组成部分,它的主要作用是将粒度较细的颗粒捕集并送入炉膛,使密相区的燃烧份额得到有效的控制。随着锅炉的运行,越来越多的循环灰量参与循环,明显增大炉膛上部的燃烧份额,从而使负荷提高。所以对于循环流化床锅炉而言,出力的大小与其悬浮段物料浓度有很大关系,保持其悬浮段物料浓度在一定范围内,这是锅炉维持某一负荷稳定运行的必要条件之一。

在实际运行控制中,物料浓度,即循环灰量的大小是通过炉膛差压来监控的,一定的物料浓度对应一定的炉膛差压值,二者的关系是:炉内循环物料越多,炉膛差压越大,反之则越小,如刚点火时,炉膛差压可以为零。既然出力的大小主要是由其悬浮段物料浓度所决定的,那么在运行中为维持某一稳定负荷,就必须要保持一定的炉膛差压,当差压太大时(影响床温上升)应从放灰管中放掉一部分循环灰,差压太小时(影响锅炉负荷的提升)也可从炉外补充一部分灰量。通常情况下，燃有煤种合适,返料灰全部返回炉膛进行循环燃烧,不进行排灰,但在实践中,有时燃用高灰分的煤种时,烟气浓度高,循环灰量大,炉膛差压增长很快,这时达到控制上限(导致床温偏低)就难免要进行排灰。实践中,当燃用低灰分煤种时,烟气浓度低,循环灰量小,炉膛差压增长缓慢,这时就不能进行排灰。

对于同样的负荷条件,煤种的变化将改变物料浓度及炉膛差压的控制,挥发份高的煤比挥发份低的煤物料浓度低,差压的控制值应偏小。一般差压值的控制范围为0.3~0.6KPa之间。此外,炉膛差压还是一个反映返料器工作是否正常的参数,当返料器堵塞,返料停止后,炉膛差压会突然降低,甚至为零,因此运行中要特别注意返料器工作状况。首先要保证返料器有稳定的流化风量,该风量在运行中一般不作调整;其次,在监控炉膛差压的同时,还应注意返料温度的变化,因为返料器堵塞的原因一般有两种情况:一是因为松动风风量不够,造成循环灰量堆积而堵塞；二是由于返料器的循环灰高温结焦。而造成循环灰高温结焦的原因往往是由于循环灰堵塞后,没有及时发现,其中的可燃物再次燃烧,造成超温结焦。另外,返料器漏风也是引起物料结焦的主要原因。

在锅炉压火或停炉时应及时将返料器内的循环灰放掉,以免过量的循环灰影响点火起炉。并在点火起炉前打开返料器的检查门对返料器内进行清理检查。

(5)负压的调节:

循环流化床锅炉在炉膛下部为正压燃烧,一般控制炉膛出口处负压为-50-+100Pa之间。随着锅炉的运行,料层变薄或循环灰量增加,炉膛负压在逐渐减小;料层变厚或循环灰量减少,炉膛负压会逐渐增大,所以应根据负压指示的变化以及一、二次风量的变化随时调节引风风门开度,一般引风风门的调节已实现自动调节。

在运行中,当炉膛负压出现剧烈波动时,应结合尾部烟道沿程各压力以及引风机电流的变化分析可能造成的原因,如流化床结焦、返料器堵塞均会引起沿程负压增大,超出控制范围;而受热面爆管、流化床“穿孔”、以及烟道漏风均会引起负压减小甚至转变为正压,引风机电流增大。

总之,为了各系统的需要,锅炉应该有能力停留在不同负荷阶段稳定运行,特别是维持额定负荷,连续、长期稳定运行,这是锅炉的中心指标。而一但出现锅炉达不到额定出力的情况时,就要从各方面分析原因。单从运行角度考虑,一般有如下几方面的原因:燃烧份额分配不合理,炉膛上中、下温度场不均匀；入炉燃料细灰含量偏少,难以建立起有效的物料循环模式；锅炉配套辅机的选择不合理,影响锅炉的燃烧与传热。所以这就要求锅炉使用单位,一方面要设法保证锅炉运行所具备的燃料、辅机等条件,另一方面要求运行操作人员无论在安装、调试还是运行阶段,都要勤于观察,认真总结,不断提高自己的操作技能。

“主动调节“—增减负荷运行参数调节

循环流化床锅炉的变负荷运行能力比煤粉炉要大的得多,所以其负荷调节灵敏度较好,而且负荷变化范围可达50%~110%。

在实际运行中,循环流化床锅炉的变负荷调节过程,主要是通过“主动性”改变给煤量、送风量、料层厚度和循环物料量来实现负荷的变化,整个过程要保证床温的基本稳定。

当接到升负荷指令后,应当先少量增加一次风量和二次风量,再少量加煤,使炉膛差压逐渐增加,料层逐渐加厚,然后再少量加风和加煤交错调节,直到所需的出力。整个过程由于物料循环系统与负荷之间具有自适应性,所以炉内物料浓度自然随之改变。一般随着负荷增加,一次风比减小，一次风比增加,一、二次风量比例接近于60:40,或更高比例55:45,这样炉膛上部稀相区物料浓度增大,燃烧份额增加。

当接到减负荷指令后,应当先减少给煤量,再适当减少一次风量和二次风量,并慢慢放掉一部分循环灰,以降低炉膛差压。此外,为了维持良好的流化状态,料层厚度应通过少排勤排底渣与一次风量相适应。如此反复操作,直到所需的出力为止。

进行负荷调节时,一般主张“亦步亦趋”在保证床温稳定、运行稳定的前提下,负荷“台阶式”上升或下降。根据煤种的不同,一般增负荷速度控制在2%~10%分之间:减负荷速度控制在10%~15%/分之间。但在紧急情况下,需要降低出力时,由于给煤量、一二次风量可以很快减小,循环灰可以很快放掉,减负荷率可达20%/分。

进行变负荷“主动调节“之前,运行人员应根据当前的运行状况制订合理的升、降负荷方案,有组织、有步骤实施。

在锅炉变负荷过程中,汽水系统的一些参数也发生变化,所以在进行燃烧调节的同时,必须同时进行汽温、汽压、水位等的调节,以维持锅炉的正常运行。

锅炉正常运行的一些问题

(1)燃烧：

除了锅炉的启动和停炉外,锅炉正常运行时,其过热器出口汽压、汽温应维持正常设计值范围,即压力±0.1Mpa,汽温+5 -10℃。

1)改变锅炉负荷的主要手段是调节给煤量和风量,床温可以在850~920℃范围内发生变化。但是当达到所需蒸汽流量后,床温应重新稳定在860~900℃左右,并通过调节给煤量和风量使锅炉负荷保持稳定。通常在改变锅炉负荷时,最好的办法是将床温维持恒定,通过调节给煤量及配制相应风量来实现变负荷。在任何情况下,都要保证合理的风煤比,正常燃烧。

2)应对锅炉S02的排放量进行连续监测,通过调节石灰石供给率,将烟囱处SO2排放量控制在允许范围内,倘若运行时炉膛温度在正常范围内,Nox排放值低是该锅炉的固有特性。随着炉膛温度升高,NOx排放也应随之增大,应定期在连续排放监视系统中对NOx排放水平进行检查,若必要,应对运行炉膛温度进行调整。

3)定期检查床层流化情况,看其是否均匀流化,如果布风板上任一热电偶显示出低的温度，则表明床料有可能已不处于良好的流化状态,如果部分床层失去流化,增大床层风量并临时增大排渣量,若上述措施并未改善床层流化,则有必要停炉处理以检查布风板上风帽喷嘴是否被堵,料床是否已结渣,或者是否出现大颗粒床料聚集的情况。

4)连续监测对流受热面、烟气侧压差,定期检查受热面的积灰情况。

5)定期检査燃料、石灰石给料系统是否出现堵塞,是否岀现异常声音、震动,检査皮带输送系统,润滑和各温度监测点。

6)通过风室静压监测床层流化床料位高度,过高或过低可通过添加石灰石或增大排渣量维持床层正常流化高度,进行床渣排放是为了保持床内有合适物料总量,同时也是为了控制SO2排放量。排渣的原则是少放、勤放,最好是少量连续放。通常锅炉满负荷运行时,料层高度控制在400-500mm,风室风压控制在6500-8000Pa左右。注:对于无烟煤可适当增加料层厚度,对于褐煤可适当减少料层厚度。

7)NOx、SO2排放浓度调节：

a.检查锅炉SO2的排放,手动或自动调节石灰石的给料速率,保证SO2的排放值符合当地法规；S02的排放值不允许长时间地低于标准的75%,因为这能导致锅炉低效率运行。

b.控制烟气中NOx排放值的手段之一是调节床温,当床温高于920℃时,NOx会明显升高,通过改变一、二次风及二次风间的配比、调节过剩空气系数等手段进行调节。床温范围在780-900℃之间,NOx排放值最低。

8)连续监视布风板的压差,如该压差明显降低,则要检查仪表是否运行正常以及传感线路是否堵塞。如果仪表和传感线路均是正常的,则应停炉检查布风板的情况。

水化学与蒸汽品质：

1)确保锅炉含盐量浓度及其水工况在允许范围内。锅水品质不符合要求会导致锅炉受热元件内表面的结垢和腐蚀,降低锅炉效率,并可能引起炉管过热,甚至爆管。

2)保证来自锅筒的携带水分在允许范围内,锅炉在设计工况下运行时汽水分离设备将保证含盐量在允许的范围内,在所携带的水份中可能含有盐量和其它杂质,它也许会沉积在沿蒸汽流程锅炉下游的各管件管道内表面上。

3)连续排污阀的应用由对炉水品质的监视情况决定。对于一定的锅炉出力,这些阀门的投用会增大锅炉的热耗,并且注意:锅炉水冷壁下集箱的排污阀在锅炉运行时不可作连续排污使用。

锅炉正常停炉

1；正常停炉是指有次序地降低锅炉负荷,使汽轮机和锅炉解列而不引起温度和压力大的波动,同时尽量使锅炉处于热态,停炉前应对锅炉进行全面检查,记录存在的缺陷,待停炉后消除;

2；必要时,可通过调整喷水减温器的水量来调节过热器出口蒸汽温度,当不再需要减温时,关闭减温水管路上的截止阀;

3；检查、维持锅筒水位正常,并切换给水管路;

4；将机组降低到最小稳定负荷,维持最小机组负荷约30分钟,以使旋风筒耐火材料逐渐冷却；

5；将锅炉主控转为手操控制；

6；关闭所有燃料仓斗出口截止阀,并使给煤装置的燃料全部排空(倘若要求长期停用),同时,使燃料储仓中的燃料降低到最低的安全储位;

7；停运石灰石给料系统。

8；监视锅炉氧量水平和床温,当氧量开始增大,床温降低50℃，即可按顺序停运所有风机,并关闭风机风门挡板。

9；当锅炉负荷降至约为额定负荷30%以下时,打开高温过热器出口集箱上的疏水阀,并注意控制锅炉的冷却速度,只要在这期间炉内蓄热较大还会有大量蒸汽产生,这些疏水阀就不能全部关闭,同时注意监控过热蒸汽温度超温,否则会损坏高温过热器导致变形。

11；锅炉停炉时,送风机、罗茨风机、引风机和燃料给饲吹扫风机仍需继续运行至少5分钟方可关闭,以便吹扫炉内可燃物；

12；锅炉停炉后,若需维持锅炉压力,在吹扫结束后关闭各风机。关闭所有相关的风机挡板，以使机组进入热备用状态,当锅筒压力已降至安全阀最低整定压力以下,而且没有足够蓄热产生蒸汽使安全阀动作时,关闭高温过热器出口集箱上的疏水阀。当炉内无燃烧时,疏水阀和放气阀应保持关闭;

13；在为保持蒸汽压力而升火燃烧之前,必须打开高温过热器出口集箱上的疏水阀,在燃烧过程中,这些阀门都应打开,而且只要有蒸汽从锅炉中产生,都应使供水系统投入运行,燃烧时还应维持锅筒水位接近水位计的正常值；

14；如果锅炉要长时间停炉或者需要检修,可在停炉6小时后(此期间严禁打开炉门)再次启动风机吹扫降温,同时排除床料,高温过热器出口集箱的疏水阀可与其他过热器疏水阀一起进行疏水调节,以便按所要求的速度降低锅筒压力,尽可能均匀地对锅炉进行冷却,在炉墙和锅炉部件中残余的热量会在相当长的时间内继续产生蒸汽,在这一阶段,锅筒水位应保持接近水位计视程的上限值,一旦所有床料都从锅炉中排完,应对锅炉吹扫5分钟,当锅炉冷却到可以进入时,可关掉风机；

15；但此时还应保持对“J”阀通风,直到“J”阀被冷却到260℃以下为止；

16；如果锅炉汽水要排空,则当锅筒压力降至0.1Pa(表压)时,打开所有放气阀和疏水阀进行锅炉疏水,疏水时炉水温度不能高于120℃，建议只要锅炉还存在压力,即使压力很小,也应继续疏水,锅炉中的残留热量有助于干燥锅炉内表面；

17；在短期停炉时,过热器集箱疏水和放气阀应保持开启;

18；停运锅炉不允许长时间保持部分充水,锅炉应全部充满加有能防腐蚀的联氨脱氧碱性水。若停炉时间要持续数周或数月,或气候条件不允许锅炉充水,则应对锅筒进行疏水、干燥,可在锅筒内设置数张盛有定量硅胶的薄盘,以吸收锅筒内的水份,保持内表面干燥,若停炉时间只有几天或更长一点,应除去锅炉的全部积灰,因为含硫份的积灰吸收水分会引起腐蚀,如有可能,建议就在停炉前进行锅炉吹灰。

经济运行操作说明

锅炉燃烧的好坏,不仅直接关系到锅炉的生产能力和生产过程的可靠性,而且在很大程度上决定了锅炉运行的经济性。燃烧调整的任务,在保证合格的蒸汽质量和必要流量的前提下,力求做到燃烧稳定,燃烧完全,并保证燃烧设备能够安全,经济地连续工作。

1；在锅炉负荷变化时,及时调整给料量和风量以调整燃烧,保持锅炉汽压和汽温的稳定。

2；运行中加强监视床温,床温过高时容易结焦,过低时容易引起灭火。一般控制在880℃左右，床温升高时,可减小给煤,当床温降低时,可增加给煤。

3；运行中采用低床压运行方式,锅炉料层差压的控制,是通过对锅炉底部放渣量来控制的。

正常运行中,料层差压约6500~8000Pa之间。

4；采用小一次风、大二次风一低氧量运行方式。在保证床料流化、稳定床温和维持一定料层差压的前提下,尽量降低一次风量,运行中当总风量不足时(以过热器后的氧量为准,可逐渐增大二次风门开度。

5；烟气含氧量控制在3-5%。

6；保持较小的炉膛出口负压,运行时可控制炉膛出口压力为0Pa。

7；燃料热值及颗粒度尽量保证稳定且在规定范围之内。

8；罗茨风机全开度运行,不进行风量调节。

内容来源：锅炉圈